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本帖被 xgch 执行加亮操作(2022-01-22)
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提到冰,我们首先想到的都是水在低温中凝固起来形成的那种冰,作为一种再常见不过的物质,冰的形成条件只有一个,那就是零度以下。 在技术的帮助下,我们已经实现了四季有冰,炎热的夏天要是想用冰,只需要把水放进冰箱的冷冻室就好了,但是除了这种形式的冰之外,其实还有一些形成条件非常独特的冰,比如我们要说的这种7号冰,据说一块7号冰可以让地球上的海洋全部冻结,这是真的吗?
7号冰的形成
听到7号,我们肯定第一反应就是还有8号,9号甚至更多编号的冰,没错,冰的形态其实非常丰富,而不只是我们大多数人认为的水的固体状态,至少在今天,科学已经确定的冰的类型就已经达到了18种之多,它们的不同虽然各有差异,但是也有方法可以让我们很清楚地分辨出来。 比如从形成的条件上,这些冰就可以被明显地区分开来,以我们的7号冰为例,它不需要温度低于0摄氏度以下,对它来说,最关键的因素就是气压,而且是非常高的气压,一般来说,要想在常温条件下获得7号冰,至少需要一万个以上的标准气压。 这里的常温条件当然也不是随便什么温度都可以的,它既不能太低也不能太高,实验室给出的理想数值是4.9摄氏度,相当于南方冬天大多数时间里的室外温度,同时所处的环境气压必须的达到30亿帕。 4.9摄氏度我们很好理解,但是30亿帕这个数字我们可能没有什么概念,从倍数上看,它其实就是我们当前生存的空间压强的一万倍,也就是说,显然在自然条件下是不可能找到这样的环境的。 在当前的科学研究中,不需要任何外部调整就能达到这个标准的,只有地球深处的地层当中,我们的科学家当然也尝试了在实验室中创造出这个条件,但是成功的例子屈指可数,最终的结果也并不理想。 有人可能就要问了,那既然7号冰这么难形成,人类又是怎么发现它的呢?就我们的地表环境来说,要想找到自然条件下形成的7号冰无疑是大海捞针,希望渺茫。
自然条件下的凝结
但是就在2018年,一个科学团队从地底四百多公里的地方找到了大量天然钻石,很显然它们就是超高压力作用的结果,而当研究人员对这些钻石进行分析的时候,却发现了一些区别于钻石本身的物质,后来确定就是我们的7号冰。 显然,外面的钻石就像琥珀一样把这些冰包裹在了里面,而钻石本身受到的压力也传到了内部,帮助了7号冰的形成。 具体来说,这些钻石里面的7号冰其实就像琥珀里面的蚊子一样难得,我们直到地球内部高温高压的条件要形成钻石是非常简单的,但是要在这样的条件下依然存在水汽,并且还那么刚好这些水汽在钻石成型的过程中跑了进去,几乎就是一件万年难遇的巧合了。 而且更巧的是,钻石本身的结构为这些水汽提供了一个绝佳的恒定的气压环境,因为钻石在接受了外部的高压作用之后,这种压力会继续保持在它的内部。 也就是说,看上去已经完成变化的钻石其实依然是一个充满了高压的结构,这对于水汽来说,再完美不过了,也许在地层深处还有这大量携带7号冰的钻石,只是没有合适的机会让它们出露地表,而我们能够看到这些,已经是一种运气了。
另外有一种说法是,幸好这些7号冰是在地层里面形成的,如果是在海底,后果不堪设想,为什么这么说呢?根据专家对7号冰性质的分析结果,它们的形成条件虽然很高,但是一旦条件能够满足,形成的效率也很高,或者更准确地说是高得可怕。 简单来说,如果给定一个它所需要的温度和气压,7号冰的形成速度是非常快的,如果我们把这个温度和气压环境放在整个海洋外部,那么海水将以每小时一千六百公里的速度变成7号冰,所以7号冰又被称为是最危险的冰,只要小小的一块,就能瞬间凝结地球上的全部海洋。 但这其实是有点夸张的说法,就是从现实的条件来看也是不可能实现的。 首先,要想创造一个能够将地球上全部海域囊括其中的恒温恒压环境,而且还是高于当前环境一万倍的气压,远远超出了人类科技能够做到的范围,除非是整个地球的大气都被改造成这个级别,但真到那个时候,地球上的生命也就没有了。 其次,温度要想控制在4.9这个数字上,而且还是这么广阔的海洋,也是难于登天,更何况,从整个地球海水的体量来计算,即便7号冰的凝结速度高达一千六百公里每小时,也还是需要一段时间的,瞬间凝结的说法明显是经不起推敲的。 如果把钻石里的那一小块7号冰扔进海里,它唯一的结局就是消失在汪洋当中,毕竟海洋之大,要想容纳这么一点物质还是易如反掌的。
结语
所以说,7号冰虽然独特,但是目前来看要在自然条件下形成还是很困难的一件事,虽然我们的科学家已经实现了实验室的制造,但是对于它的应用的研究还有待进一步推进。
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