Sí, también he visto tales reclamos. El argumento suele ser algo así: en las latitudes del norte en invierno, cuando la temperatura del aire está por debajo del punto de congelación del agua, se formará hielo en la superficie del agua y luego se hundirá en el fondo en lugar de formar una capa aislante que ayuda a mantener agua debajo más tibia: luego se formará más hielo en la superficie y también se hundirá, y finalmente los océanos y lagos y todo lo demás se congelarán por completo.
Pero no creo que sea un argumento muy concluyente. Hace muchos supuestos que no están claramente justificados, como que los puntos de congelación y ebullición del agua no cambiarían, y que las conductividades térmicas también permanecerían iguales.
El punto que deseo señalar aquí es simplemente que cualquier respuesta a esa pregunta es, en gran medida, pura especulación, ya que cambiar las propiedades del agua de tal manera implica hacer cambios básicos en las leyes de la física, que no podemos En realidad hacer.
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¡No podemos hacer un experimento así de fácil!
La teoría sobre por qué el hielo a baja presión es menos denso que el agua líquida implica el hecho de que el agua es un líquido que interactúa fuertemente, en el cual los enlaces de hidrógeno se forman fácilmente: el agua líquida puede considerarse como una agrupación de muchas asociaciones de gran escala y flojas. moléculas de agua, que se rompen y reforman constantemente, pero que se parecen mucho a los cristales de hielo, ya que tienen un alto grado de orden espacial y una gran cantidad de enlaces de hidrógeno por molécula de agua.
Además, los átomos de hidrógeno se mueven muy fácilmente entre las moléculas de agua en estos complejos, de manera organizada: muchos átomos de hidrógeno hacen el salto al mismo tiempo entre sí. Entonces el agua tiene una microestructura y dinámica bastante compleja.
A medida que se acerca el punto de congelación, llega una temperatura a la que es más favorable energéticamente formar muchos más complejos grandes y sueltos, pero en el que las moléculas de agua tienen orientaciones óptimas para formar el número máximo de posibles enlaces de hidrógeno. Este número alcanza el máximo posible, cuatro, en hielo a baja presión Ih, cuando toda el agua se forma en un enorme complejo tetraédrico. Para decirlo técnicamente, las consideraciones energéticas superan las consideraciones de entropía en el cambio de fase agua / hielo.
Entonces, supongamos que de repente dice que el hielo es más denso que el agua líquida, y exige saber qué sucederá.
¿Se congelarán los océanos del mundo?
¿Se calentará mucho más la Tierra?
Mi primera reacción es decir que para hacer que el hielo sea más denso que el agua, tendrá que destruir la capacidad del agua para formar enlaces de hidrógeno. No debe ser tan fuertemente interactuando un líquido.
Esto a su vez disminuirá el punto de congelación del agua ya que las moléculas de agua no se atraerán tanto entre sí. El proceso de congelación se convertirá en dominado por la entropía. ¿Quién sabe cuánto caerá el punto de congelación? Pero puede ser, caerá incluso a algo así como el punto de congelación del metano. El punto de ebullición del agua también disminuirá, quizás drásticamente.
Si esas cosas suceden, y no hay otros cambios en las propiedades físicas de todos los demás materiales, es muy posible que la Tierra esté demasiado caliente para que se forme hielo y que haya mucho más vapor de agua en la atmósfera. , o posible incluso que en algunos lugares los océanos hiervan.
Más vapor de agua en la atmósfera significaría un efecto invernadero mucho mayor, aumentando así la temperatura general de la Tierra; pero eso supone que el espectro de absorción IR del agua no se vería afectado, lo cual es cuestionable, dado que estamos dispuestos a suponer que el agua ya no formará enlaces de hidrógeno, hasta el punto de que sea suficiente para hacer que el hielo de baja densidad sea más denso que agua.
Realmente hay demasiadas incógnitas aquí para decir lo que sucedería con seguridad.
Puede preguntar cómo podrían ser las propiedades de un océano de metano real, pero imaginar cambiar las propiedades de un océano de agua real es muy, muy difícil.
La teoría es bastante difícil, y sospecho que realmente no se pueden cambiar las propiedades del agua sin cambiar las masas de digamos el electrón, o el protón, o el neutrón, o la constante de estructura fina, o la ley de Coulomb.
Si haces eso, también cambiarás todo el resto de la química. Todo está unido de una manera muy profunda.
Sin embargo, hay pocas dudas de que es de vital importancia para la vida que el agua interactúe fuertemente y forme enlaces de hidrógeno.
