Agua a presión: por qué fluye más rápido exprés
El agua en las profundidades de la Tierra está comprimida más de mil veces en comparación con la superficie. Incluso allí sigue fluyendo, pero su estructura interna cambia. Los investigadores midieron cómo el agua resiste al flujo y a la compresión cuando la presión aumenta de cero a 1,6 gigapascales, lo que equivale a colocar una masa de 16 toneladas sobre cada centímetro cuadrado.
Resulta que la resistencia al flujo aumenta más rápido que la resistencia a la compresión. Su relación se reduce a la mitad. Además, a diferencia de la mayoría de los líquidos, el agua bajo presión primero se reorganiza más rápido: las moléculas logran cambiar de vecinos en un tiempo de alrededor de un picosegundo (una millonésima de millonésima de segundo) a una presión de aproximadamente 0,5 gigapascales. Después, la reorganización se ralentiza de nuevo.
Este comportamiento se explica porque los puentes de hidrógeno entre las moléculas de agua se rompen y se forman constantemente. El tiempo que tarda una molécula en encontrar una nueva posición es el tiempo de reorganización. Este tiempo es mínimo precisamente a 0,5 GPa. Esto significa que, a esa compresión, el agua cambia su estructura local más rápidamente, pasando de una disposición de moléculas a otra. Esta peculiaridad genera toda una cascada de propiedades inusuales del agua, desde la conductividad térmica hasta la compresibilidad.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2603.17793
Deep in the Earth's crust, pressure exceeds one thousand times the atmospheric pressure. Water still flows under these conditions, but experiences dramatic changes in structure and fluidity. Using combined dynamic and inelastic light scattering techniques, we simultaneously measure the shear and bulk viscosities of water as a function of pressure. The former increases faster than the latter, so that their ratio shows a two-fold decrease from 0 to 1.6 GPa; we confirm this trend with simulations. We analyze our results in terms of the structural relaxation time $$\tau$$. Contrary to other liquids, pressure initially accelerates relaxation in water. Our measurements reveal that $$\tau$$ reaches a minimum close to 1 ps around 0.5 GPa. We interpret $$\tau$$ as a the equilibration time of hydrogen bonds, and propose that the minimum in $$\tau$$ arises from a structural anomaly which allows fastest interconversion between local structures in water, and generates a cascade of thermodynamic and dynamic anomalies.
La presión de 1,6 GPa corresponde a una profundidad de unos 50 kilómetros bajo tierra, es decir, ya en el manto superior de la Tierra. Allí el agua existe en cavidades microscópicas dentro de los minerales e influye en su plasticidad.