Los investigadores ahora están estudiando la forma sólida cristalina del agua de diferentes planetas para comprender cómo evolucionaron los planetas, los satélites e incluso los cometas.
Todos los países tienen una necesidad creciente de recursos naturales y estatus global. Las últimas noticias sobre la disponibilidad de agua en la luna se suman al conocimiento de que el helio-3 (un elemento raro que podría ayudar a desarrollar el sector energético) y los metales de tierras raras (REM) ya están en la luna. Actualmente, China produce el 90% del SEM del mundo, que son esenciales para la fabricación de productos electrónicos.
El primer país en extraer Recursos de la luna se establecerá firmemente como una potencia espacial crítica y posiblemente cambiará quién controla REM. Pero más allá de la luna hay un sinfín de preguntas sobre la historia que contienen las moléculas de los planetas en nuestro universo y más allá.
Primero, hablemos de los hidratos de clatrato.
Aparte de sus estados gaseoso, líquido y sólido habituales, el agua puede formar otro tipo de sólido cristalino Hidrato de clatrato. Este tipo de agua es la moneda preferida de los planetas de nuestro universo.
Se parecen al hielo, pero los hidratos de clatrato en realidad tienen pequeñas jaulas a base de agua que contienen moléculas más pequeñas en su interior. Estas moléculas “invitadas” atrapadas son esenciales para mantener la estructura cristalina de los hidratos de clatrato que de otro modo “colapsarían” en el hielo o el agua normales.
Los hidratos de clatrato juegan un papel crucial en la evolución de la atmósfera de un planeta o satélite. Los gases volátiles como el metano se almacenan en estos cristales y se liberan lentamente a lo largo del tiempo geológico.
Debido al enorme tiempo que tardan los hidratos de clatrato en formarse y disociarse a temperaturas criogénicas, ha sido muy difícil realizar experimentos en la Tierra para predecir su presencia en otros cuerpos celestes.
¿Cómo accedieron los científicos a esta agua celestial?
La respuesta corta es que, desafortunadamente, no fue así. Es demasiado difícil realizar experimentos con tantos hidratos de clatrato diferentes en el planeta al mismo tiempo.
Esta agua, analizada por un equipo de científicos, es una combinación de datos teóricos y experimentales. Desafortunadamente, no hay agua literal de otros planetas disponible para el equipo. Trabajarás a través de la magia de las matemáticas lo que explica el agua sobre la historia planetaria.
El científico principal, el profesor Hideki Tanaka de la Universidad de Okayama, Japón, explica: “Durante muchos años hemos estado desarrollando mecánicas estadísticas rigurosas para estimar y predecir el comportamiento de los hidratos de clatrato.
“En este estudio en particular, nos enfocamos en extender esta teoría al rango de temperatura criogénica hasta el límite de 0-K”.
¿Restaurar las condiciones criogénicas fuera de la Tierra?
Un desafío clave para el equipo fue crear teóricamente las condiciones para la formación y disociación de hidratos de clatrato en equilibrio termodinámico a temperaturas extremadamente bajas.
Esto fue necesario para luego utilizar el conocido modelo de coexistencia de agua / hidrato / huésped en hidratos de clatrato, propuesto por van der Waals y Platteeuw en 1959.
Tanaka, Yagasaki y Matsumoto revisaron esta teoría para adaptarla a las condiciones criogénicas fuera de la Tierra y confirmaron su validez basándose en datos termodinámicos recopilados por sondas espaciales.
Resulta que Europa y Ganímedes contienen solo hielo
Luego, los científicos utilizaron esta nueva teoría para analizar las condiciones del agua en la luna Titán de Saturno, las lunas de Júpiter Europa y Ganímedes y Plutón.
Según su modelo, existe un contraste notable en las formas de agua estables que se encuentran en estos cuerpos celestes. Mientras que Europa y Ganímedes contienen solo hielo normal en contacto con la fina atmósfera, toda el agua en la superficie de Titán y posiblemente Plutón está en forma de hidratos de clatrato.
Los investigadores avanzaron una teoría que facilitó el análisis Planetas en nuestro universo de 14 mil millones de años.
“Es notable”, dice Tanaka, “que un cierto estado del agua se produzca solo en diferentes superficies de satélites y planetas, dependiendo de la temperatura y la presión. En particular, el agua en Titán aparece completamente en forma de hidratos de clatrato que contienen metano a la superficie desde la parte superior de su océano subterráneo. “
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