El agua es una de las moléculas más fundamentales en la Tierra, y sin embargo, los científicos están apenas comenzando a darse cuenta de lo extraña que es realmente esta sustancia.

En este caso, los investigadores han descubierto que el agua no existe en una, sino en dos fases líquidas distintas, cada una con grandes diferencias de estructura y densidad.

Los físicos de la Universidad de Estocolmo en Suecia han demostrado que el agua líquida que conocemos y amamos no posee sólo una fase, sino una fluctuación entre dos formas: alta y baja densidad.

«Los nuevos resultados dan un fuerte apoyo a una imagen donde el agua a temperatura ambiente no puede decidir en cuál de las dos formas debe ser, alta o baja densidad, lo que da lugar a fluctuaciones locales entre las dos», dijo uno de los investigadores, Lars GM Pettersson.

«En pocas palabras: El agua no es un líquido complicado, sino dos líquidos simples con una relación complicada.»

A la mayoría de nosotros nos han enseñado en la escuela secundaria que el agua existe en tres fases distintas: agua líquida, hielo sólido y vapor de agua.

Pero en realidad no es tan simple: el agua también puede existir como un extraño estado parecido a un plasma, e incluso las tres fases estándares del agua que conocemos son más extrañas de lo que uno podría imaginar.

Por ejemplo, con la excepción del Mercurio, el agua tiene la tensión superficial más alta de todos los líquidos, y a diferencia de casi todas las demás sustancias conocidas, el agua se expande cuando se congela.

Además, mientras que los puntos de ebullición de otros hidruros, como el telururo de hidrógeno y el sulfuro de hidrógeno, disminuyen a medida que disminuye su peso molecular, el H2O tiene un punto de ebullición sorprendentemente grande para un peso molecular tan pequeño.

De hecho, los científicos han identificado 70 propiedades del agua líquida que son totalmente únicas de todas las otras sustancias líquidas que conocemos.

Una rareza que se ha debatido durante mucho tiempo es si existe más de una fase líquida del agua. Esta idea se basa en el hecho de que los investigadores ya saben que el hielo puede existir en distintas formas de alta y baja densidad.

No estamos hablando del hielo que sale de sus bandejas en cubitos, eso es lo que se conoce como hielo cristalino, que está altamente ordenado con todas sus moléculas individuales alineadas en un patrón repetitivo.

Pero el hielo también existe en otra forma conocida como hielo amorfo, donde las moléculas están más desordenadas. Aunque no es algo que la mayoría de nosotros conocemos, el hielo amorfo es probablemente el tipo más común de agua sólida que se encuentra en todo el Universo, y puede voltearse entre distintas versiones de alta y baja densidad.

Debido a esto, los investigadores sospecharon que quizá el agua líquida podría hacer lo mismo. Pero hasta ahora nadie había sido capaz de estudiar sus cambios moleculares con el suficiente detalle para averiguar exactamente qué estaba pasando.

La nueva investigación utilizó dos tipos diferentes de imágenes de rayos X para seguir el movimiento y la distancia entre las moléculas de H2O a medida que el agua pasaba de un estado líquido amorfo, vidrioso, congelado a un líquido viscoso y luego otro líquido aún más viscoso con menor densidad .

Lo que vieron fue evidencia de dos fases líquidas distintas.

«La nueva propiedad notable es que encontramos que el agua puede existir como dos líquidos diferentes a bajas temperaturas donde la cristalización del hielo es lenta», dijo uno de los investigadores, Anders Nilsson.

Este es, por supuesto, sólo un estudio, y otros equipos independientes ahora tendrán que realizar nuevas verificaciones de la investigación con el fin de respaldar la reclamación antes de volver a escribir los libros de texto.

Pero esta no es la primera vez que los científicos han tropezado con un extraño segundo estado líquido del agua.

El año pasado, un equipo de la Universidad de Oxford también mostró que entre 40 y 60 grados centígrados (104 y 140 grados Fahrenheit), el agua líquida podía «cambiar» los estados y mostrar un nuevo conjunto de propiedades en función del estado al que cambia.

Es importante destacar que esta nueva investigación añade otra pieza importante para el rompecabezas que está comenzando a revelar gradualmente lo extraño y fascinante que esta molécula omnipresente es realmente.

«Nadie realmente entiende el agua», señaló Philip Ball en Nature el año pasado.

«Es vergonzoso admitirlo, pero esta sustancia que cubre dos tercios de nuestro planeta sigue siendo un misterio. Pero, cuanto más miramos, más problemas se acumulan: nuevas técnicas de sondeo más profundo en la arquitectura molecular de agua líquida están generando más rompecabezas».

El nuevo estudio ha sido publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences.