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1 # 得一言暖一日
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2 # 科普評論人
只是一種傳言而已,真實性也有待考證,大家都知道,水屬於液態,而水在0℃的時候就會開始結冰,而冰其實就是固態水,那麼一塊七號冰是否能夠凍住整個海洋,下面我們就先來聊聊什麼是七號冰。
“7號冰”是液態水在特定的環境溫度和壓強下才能形成的一種特殊分子結構晶體,我們可以在實驗室內透過改變溫度和氣壓來改變液態水的分子排列方式。隨著溫度和氣壓的改變我們會依次得到“2號”~“16號”冰。而“7號冰”是在將溫度達到4.9℃,再使用衝擊波和高能鐳射脈衝對液態水進行衝壓讓大氣壓力增加到3Gpa(3Gpa≈30億pa≈30000個大氣壓)的壓力時形成的冰就是“7號冰”,單從這苛刻的形成環境來看,這個“7號冰”它不一般。
而自然環境中的七號冰其實是很難的,科學家曾分析,在鑽石中可能含有七號冰,因為鑽石是在地下經過高溫高壓形成的一種產物,而如果在形成的過程中,剛好有水被困在了鑽石內部,這就導致了水會和鑽石一起經受壓力和溫度,然後經過時間的沉澱,七號冰就被包含在了鑽石內部。
而即使是在鑽石內部,那也是很難搜尋得到的,畢竟地球這麼大,搜尋一塊包含七號冰的鑽石,真的比大海撈針還要難。
所以七號冰基本上是不會存在或者是很難存在的,因為同時經受高溫高壓,那麼只能是在地下,而且形成的利率也很小,水一旦遇到高溫自然就蒸發了,所以這兩種條件同時發生的話還是很難的也是很少的。
談到冰這種物質,相信每個人都會覺得這是自己非常熟悉的東西,畢竟地球人都知道水在零攝氏度以下會結冰。但是實際情況卻並非如此,實際上冰的種類很多,而我們通常看到的冰就是其中的一種,也就是“Ih冰”。
到目前為止已經發現了18種類型的冰,其中7號冰看來最為著名,因為有一種說法是,如果海洋中出現了7號冰,整個海洋都將被凍結。按照這一說法,即使是在常溫下,7號冰塊也能在海洋中擴散,而且它的擴散速度很快,可以達到每小時1600公里,這樣,在很短的時間內,地球就被冰塊封住了。這樣的說法可信嗎?首先讓我們看看7號冰塊是什麼東西。
在物理學上,冰是水的固體形態,是水分子在一定條件下透過有序排列而形成的結晶。每個水分子在晶體中都可以和4個其它水分子結合,關於這一結合,我們可以簡單地理解為,分水子中的兩個氫分子分別和另一個水分子結合,而單個氧分子和另兩個氫分子結合。這種結合方式的水分子能使水在不同的條件下形成各種形狀的晶體,所謂“7號冰”實際上就是其中的一種晶體形式。值得注意的是,7號冰塊的結晶速度的確很快,因此說每小時1600公里也不為過,那麼7號冰塊真的可以把地球上的海洋完全凍住嗎?
從上面的介紹中我們瞭解到,在常溫下形成7號冰塊需要一個重要條件-極高的壓力。正常情況下,海面壓強僅為10萬帕左右,甚至在已知最深的海底(馬裡亞納海溝),壓強也僅超過1億帕。不過,形成7號冰至少需要30億帕的壓強,很顯然,海洋中沒有任何條件可以形成7號冰,即使有人確實把7號冰扔進海洋,那麼,無論他扔到海洋中的什麼地方,這塊7號冰都會很快消失,根本不可能將地球上的海洋完全凍結。
所以可以說,“如果海洋中出現一塊7號冰塊,整個海洋都會凍結”這樣的說法,其實並不可信,因為這種說法只是說7號冰塊在常溫下能快速形成,而沒有考慮到形成冰塊所需的高壓。也許有人曾說過,如果地球表面的壓強真的很高,那麼這種情況就一定會發生,事實上確實如此,但是,這個假設並不具有任何意義,這跟“如果地球表面溫度降到零攝氏度以下,那麼地球就會冰凍起來”沒有什麼不同。
順帶一提,事實上,自然界中確實存在著7號冰塊,在2018年3月,內華達大學的地球科學家奧利弗.特紹納 OliverTschauner帶領一支研究小組在尋找天然鑽石中以特定形式存在的二氧化碳時,意外地發現了一塊7號冰塊的樣品。我想大家肯定都很好奇,為什麼7號冰會和鑽石有牽連?接下來,讓我們再簡要介紹一下。
眾所周知,在地球表層下較深的地方,壓力越大,形成7號冰塊所需的壓力就越大,因此,在地球深處的特定區域,就有壓力,以形成7號冰塊,但在這裡,水由於溫度較高而不能形成。這是可以接受的,因為天然鑽石在類似這種情況下形成,在這種情況下,地球深處的水有可能被包裹在鑽石中。
寶石具有一種特殊的能力,即在鑽石形成後,即使遠離高壓環境,其內部也能長時間維持形成鑽石時的環境壓力。可想而知,當一顆包裹著水的鑽石隨著地幔對流來到地球的淺部時,鑽石內部的溫度下降了,但是仍然保持著很高的壓強,在這種情況下,鑽石內部的水就形成了7號冰。
奧利弗.特紹納的研究小組正是為了發現這種鑽石顆粒,利用 X射線掃描這顆鑽石時,意外地發現了7號冰塊獨特的晶體結構。值得一提的是,這是科學家們首次在地球上發現自然存在的7號冰塊,當然,這種冰塊不可能被地球上的海洋完全凍結。