La plupart des découvertes scientifiques est le fruit d’années de recherches minutieuses, mais parfois la science arrive par accident. Ce fut le cas pour les chercheurs de l’Université du Nevada, qui étaient à la recherche d’une forme spécifique de dioxyde de carbone dans les diamants. Au lieu de cela, ils ont détecté les tous premiers échantillons de glace-VII d’origine naturelle sur la terre. Bien qu’il soit presque inexistant sur terre, glace-VII pourrait jouer un rôle important ailleurs dans le système solaire. Maintenant, nous avons un moyen d’étudier cette matière de près.
Toute la glace que vous avez jamais mise dans un verre ou grattée de votre pare-brise de voiture est ce que l’on appelle glace-I. Lorsque l’eau gèle, les atomes d’oxygène se déplacent dans un arrangement hexagonal. C’est pourquoi la glace se développe et a une densité plus faible que l’eau. Compresser la glace peut changer la forme des cristaux, tournant la glace-I en glace-II (cristaux en forme de losange), glace-III (cristaux tétragonaux) et ainsi de suite.
La glace-VII, avec ses cristaux cubiques, est unique car elle reste stable, même si la pression augmente de façon spectaculaire. C’est 1,5 fois plus dense que la glace-I aussi bien. Il n’y a (presque) nulle part sur terre pour que la glace-VII se forme, car elle nécessite des températures basses et pression hautes excédant 30 000 atmosphères (3 gigapascals). Le seul endroit où vous pouvez atteindre cette pression est profond dans le manteau terrestre, mais il fait trop chaud pour que la glace s’y forme. C’est où les diamants entrent en jeu.
Selon le géoscientifique Oliver Tschauner de l’Université du Nevada, de diamants ramassent souvent de molécules au cours de leur formation profondément dans la terre. Ces inclusions soi-disant peuvent affecter la qualité ou la couleur du diamant, mais parfois l’inclusion est juste de l’eau. Une propriété intéressante de diamants est que les structures internes ne se détendent de pas lorsqu’ils quittent le manteau à haute pression. Ainsi, l’eau à l’intérieur d’un diamant reste compressée, même s’il est techniquement dans une forme liquide.
La formation de glace-VII ne requiert pas de températures glaciales — tant que la pression est suffisamment élevée, la glace – VII peut se former à la température ambiante. Lorsque l’équipe de Tschauner a exposée de diamants aux analyses de rayons x, ils ont détecte la structure cristalline particulière de la glace-VII. Cette découverte indique que certains diamants se forment sous une telle pression élevée que l’eau emprisonnée à l’intérieur peut devenir la glace-VII ultra-rare. Il pourrait avoir commencé comme l’eau, mais dans un environnement plus frais il a spontanément formé la glace-VII.
Les scientifiques croient que la glace-VII peut être présent dans les calottes glaciaires sur les lunes comme Encelade et Europa, ou dans le cadre du fond de l’océan sous les mers d’hydrocarbures de Titan. Ayant des échantillons de glace-VII d’origine naturel sur terre pour étude pourrait nous aider à comprendre les environnements sur ces lunes.
