Η Γη είναι ο πλανήτης του νερού. Οσο μακριά και να ταξιδέψουν οι ερευνητές στην υδρόγειο, όσο ψηλά ή βαθιά και αν πάρουν δείγματα, αν βρουν υγρό νερό, τότε βρίσκουν και κάποια μορφή ζωής που καταφέρνει να αντεπεξέλθει στις συγκεκριμένες περιβαλλοντικές συνθήκες, όσο αντίξοες και αν είναι.

Ωστόσο, υπάρχει μια αντίθεση στη φύση του νερού. Το υγρό νερό είναι το λίκνο της ζωής, αλλά στη στερεή κρυσταλλική μορφή του την καταστρέφει. Ζωντανοί οργανισμοί βρίσκονται στα θερμά γκέιζερ, στην άλμη, σε όξινα περιβάλλοντα, αλλά κανείς δεν μπορεί να ζήσει στον πάγο. Η δύσκαμπτη δομή των μορίων νερού στους κρυστάλλους πάγου αποβάλλει τους ρύπους και καταστρέφει τους οργανικούς ιστούς. Αυτή είναι η φύση του νερού στη Γη. Πρόσφατες ανακαλύψεις γύρω από μια παράξενη μορφή παγωμένου νερού που δεν υπάρχει στη Γη, αλλά είναι συνήθης στο διαστημικό χώρο έκαναν τους επιστήμονες να επανεκτιμήσουν τις γνώσεις γύρω από τον πάγο. Σ' αυτή τη διαστρική μορφή, ο πάγος νερού (σε αντιδιαστολή π.χ. με τον πάγο διοξειδίου του άνθρακα) μπορεί να φιλοξενήσει το είδος απλών οργανικών ενώσεων από τις οποίες προήλθε η ζωή, ίσως ακόμα και να ευνοήσει το σχηματισμό τους. Ετσι, ο διαστρικός πάγος μπορεί να έπαιξε σημαντικό ρόλο στην εμφάνιση της ζωής στον πλανήτη μας.

Σύμφωνα με τη θεωρία που διατυπώθηκε οι οργανικές ουσίες που υπήρχαν στο διαστρικό πάγο μπορεί να κατάφεραν να φτάσουν άθικτες ως την επιφάνεια της Γης. Οταν το αρχέγονο ψυχρό μοριακό νέφος κατέρρευσε, σχηματίζοντας το ηλιακό μας σύστημα πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, ένα μέρος του πάγου συσσωματώθηκε σε κομήτες. Αυτές οι μπάλες από πάγο και βράχους μπορεί στη συνέχεια να συγκρούστηκαν με τη νεαρή Γη. Φτάνοντας στην επιφάνειά της, οι οργανικές ουσίες που μετέφερε ο διαστρικός πάγος ίσως συμμετείχαν στις χημικές αντιδράσεις από τις οποίες προήλθε ο πρώτος ζωντανός οργανισμός. Παλιότερα πειράματα απέδειξαν ότι οι απαραίτητες ουσίες για την εμφάνιση της ζωής μπορούσαν να σχηματιστούν και πάνω στην επιφάνεια της Γης υπό την επίδραση στην αρχέγονη ατμόσφαιρα της ηλιακής ακτινοβολίας, των ηλεκτρικών εκκενώσεων (από τις καταιγίδες) και της θερμικής ενέργειας από το εσωτερικό του πλανήτη. Βέβαια, ο εμπλουτισμός των ουσιών αυτών με τα οργανικά υλικά των κομητών εδραιώνει ακόμα περισσότερο τη θεωρία εμφάνισης της ζωής, αφού παρέχει κι άλλη μια πηγή των απαραίτητων πρωτόλειων οργανικών ουσιών.

Μέχρι πριν λίγο καιρό κανείς δεν ήξερε πώς δημιουργούνται οι οργανικές ενώσεις στο διαστρικό χώρο. Η σε βάθος μελέτη της συμπεριφοράς του νερού σε θερμοκρασίες που πλησιάζουν το απόλυτο μηδέν (0 βαθμοί Κέλβιν ή -273 βαθμοί Κελσίου) αποκάλυψαν τις ανεπαίσθητες αλλαγές στη δομή του πάγου, που είναι όμως ικανές να επιτρέψουν την ένωση του άνθρακα, του αζώτου, του υδρογόνου και άλλων βιολογικά σημαντικών χημικών στοιχείων.

Τα περισσότερα στερεά υπάρχουν συνήθως σε κρυσταλλική μορφή, με τα μόριά τους διατεταγμένα σε συμπαγείς δομές. Αν όμως το πέρασμα από την υγρή στη στερεή μορφή γίνει απότομα, τότε δεν προλαβαίνει να γίνει κρυσταλλοποίηση και το στερεό γίνεται άμορφο. Ομως, το νερό κρυσταλλοποιείται ακόμα και αν ψυχτεί απότομα. Γι' αυτό, μόλις το 1935 ανακαλύφθηκε ο άμορφος πάγος νερού, από επιστήμονες που μελετούσαν την αργή απόθεση υδρατμών σε κρύα επιφάνεια υπό συνθήκες κενού.

Η κρυσταλλική μορφή που παίρνει το νερό εξαρτάται από την πίεση. Πάγος υπάρχει σε 12 μορφές, αλλά μόνο μία, η εξαγωνική, εμφανίζεται στη Γη με φυσικό τρόπο. Τα άτομα οξυγόνου των μορίων του νερού διατάσσονται, ώστε να σχηματίζουν κανονικά εξάγωνα, σχήματα που βλέπουμε στις νιφάδες χιονιού. Σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, οι κρύσταλλοι πάγου παίρνουν κυβικό σχήμα (όπως οι κρύσταλλοι μαγειρικού αλατιού). Το δίκτυο δεσμών υδρογόνου (δεσμοί ανάμεσα στα δύο άτομα υδρογόνου και το οξυγόνο γειτονικών μορίων) που υπάρχει στη στερεή μορφή του νερού εμφανίζεται και στην υγρή μορφή, αλλά με μια καθοριστική για τη ζωή διαφορά. Οι δεσμοί υδρογόνου αναδιατάσσονται συνεχώς, επιτρέποντας στα οργανικά μόρια να μετακινηθούν μέσα στο υγρό νερό, ώστε να ενωθούν με άλλα οργανικά μόρια και να δώσουν πολυπλοκότερες ενώσεις, απαραίτητες για τη ζωή.

Η πιο συναρπαστική ιδιότητα του άμορφου πάγου είναι ότι όταν εκτεθεί σε ακτινοβολία σαν αυτή που υπάρχει στο διαστρικό χώρο, μπορεί να ρεύσει σαν παχύρρευστο υγρό αν και έχει θερμοκρασία ελάχιστα πάνω από το απόλυτο μηδέν. Αυτή η ομοιότητά του με το υγρό νερό είναι που κάνει τον άμορφο πάγο φιλικό στις οργανικές ουσίες. Μέχρι σήμερα έχει διαπιστωθεί η ύπαρξη περισσότερων των 100 διαφορετικών οργανικών ουσιών σε παγωμένα διαστρικά νέφη.

Αυτές οι εξωτικές μορφές πάγου, με φυσικές ιδιότητες και χημεία που μόλις αρχίζουμε να εκτιμούμε, μπορεί τελικά να εξηγήσουν πολύ περισσότερα γύρω από την ιστορία του σύμπαντος απ' ό,τι φαντάζονταν ποτέ οι επιστήμονες.