水是生命之源,而地球能夠成為生命星球,跟地球表面有大量的液態水資源有直接的關系。地球上的生命包括人類,組成的大部分成分都是水,可見水對于生命有多么的重要。
雖然水是地球普通存在的一種物質,但是它卻有很多的神奇之處。在很多人看來,我們每天都在跟水打交道,它并沒有什么特別之外,而我們也知道水有三種形態,分別是液態、氣態和固態。
對于水的三種形態轉化,我們在初中的物理課本上已經有所了解,溫度的變化會讓水在不同形態之間轉化。一種物理三種形態,不斷循環變化,這就是水的神奇之處。
水的液態和氣態并沒有什么太多的神秘之處,可是固態卻并沒有我們想象的那么簡單,水凝固之后,我們稱之為冰,那么冰有什么特別之外呢?可能在我們日常生活中,見到的冰形態只有那么一種或者幾種,可事實上,目前為止,科學家已經發現了18種類型的冰。
在不同的條件之下,冰的形態是不同的,我們日常生活中所見到的冰都是在一個大氣壓之下,溫度低于0℃之下形成的。而隨著大氣壓的不斷變化再結合其他的條件,冰的類型就會發生變化。
在目前科學家發現的18種類型的冰當中,最神秘特別的就是7號冰。對于7號冰可能很多人都沒有聽說過,這是一種需要在常溫之下并結合一萬個大氣壓才能夠形成的一種特殊冰。
7號冰形成的條件只有兩個,一個是溫度需要在4.9℃的常溫中,另一個條件則是需要環境達到大氣壓的一萬倍,也就是30億帕的壓強。只要這兩個條件同時滿足了,7號冰就能夠誕生。
第一條件自然是很容易達到的,可是第二個條件就非常苛刻了。如此強大的氣壓只有在地底深處才能夠達到。那么科學家能夠在實驗室中制造出7號冰嗎?以目前人類的科技實力,要制造7號冰也是非常困難的,需要付出很大的代價才行。
7號冰需要非常苛刻的條件才能形成,所以它的威力自然也是非常強大的,曾經有人稱,把一塊7號冰扔進海洋中,就能夠在幾天之內冰凍海洋,最后冰凍地球,那么7號冰真的有如此可怕的威力嗎?
7號冰的結晶速度非常快這是不用懷疑的,每小時能夠達到1600公里。可是我們要明白,形成7號冰最重要的就是極高的壓力,需要達到30億帕,要知道最深的海洋馬里亞納海溝深處,壓強也只有1億帕。
可見,7號冰對壓強的需求有多么的強大,苛刻的條件之下,即使我們將一塊7號冰扔進海洋,也不可能將整個海洋完全凍結。只能夠對一小塊區域產生快速的凍結效果,當然,如果有大量的7號冰扔進海洋,那冰凍地球或許也能夠做到。
7號冰這種特殊的冰一經發現之后就在科學界引起了轟動,它雖然是冰的一種形態,但是形成的條件如此苛刻,威力自然也非常大。而如此威力巨大的冰塊讓科學家想到了新能源,如果我們能夠大量制造7號冰,就能夠讓人類多出一種強大的新能源。
可惜,由于形成7號冰需要的條件太苛刻了,即使是在實驗室中,也不是那么容易制造出來的。那么在大自然中,是否存在這種特殊的7號冰?要知道大自然才是一座巨大的寶庫,只要科學發現的東西,在自然界往往都能夠找到。
可是7號冰這種需要30億帕壓強才能夠形成的冰,真的存在于自然界中嗎?海洋深處的壓強也是無法形成這種冰的。只有在地底深處才有如此大的壓力,可是地球內部隨著深度的不斷增加,溫度也在不斷升高。
能夠達到30億帕壓力的地底深處,其溫度也不可能保持在一個常溫之下,那里的溫度可能達到了上千攝氏度以上。缺少任何一個條件,都不可能形成7號冰,難道自然界真的沒有能力形成7號冰?
這樣不可能的猜測,在2018年被打破了。在2018年3月,內華達大學的地球科學家奧利弗·特紹納帶領一支研究小組在尋找天然鉆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。
這一小塊天然形成的7號冰是在鉆石內部發現的,可能很多人會想,為什么鉆石內部能夠形成7號冰?其實這跟鉆石形成的條件也有一定的關系。
我們都知道,鉆石就是一種碳元素在高溫高壓下形成的一種晶體,它是目前世界上發現的最硬礦石。天然鉆石需要在地球深部高壓、高溫條件下才能夠形成,對于壓力的要求是非常高的。
在地球深處的特定區域,并不缺乏30億帕這樣的超強壓力,而這里的溫度又非常高,于是高溫高壓之下形成了鉆石。而在這個形成的過程中,水汽可能會在巧合之下被裹進鉆石內部。
寶石具有一種特殊的能力,即在鉆石形成后,即使遠離高壓環境,其內部也能長時間維持形成鉆石時的環境壓力。當鉆石形成之后,隨著地質的活動對流到了上層的區域。這個時候,鉆石內部的溫度就會下降很多,達到一個常溫狀態。
在常溫的鉆石內部,又保持著一個很強的壓強,這個時候形成7號冰的兩個條件就滿足了,于是被包裹在鉆石內部的水就會形成7號冰。這個過程在我們看來好像并不復雜,可事實上,大自然中7號冰要以這種方式形成也是需要運氣的。
鉆石在地球深處形成的過程中,水氣要進入內部需要運氣。即使運氣好水進入了鉆石內部,可是最后想要隨著地質活動在短時間內進入上層的區域,也是需要運氣的。一旦時間過長,鉆石即使到達了上層,其內部的超強壓力環境也就消失了。
所以,科學家在2018年發現的自然界的7號冰有多么的難得,它有可能在未來很長一段時間內,也是唯一存在的天然7號冰。而我們要應用這種7號冰,依靠大自然自然是不行的,只能期望未來通過科技來實現。
科學家在鉆石內部發現7號冰,為我們未來實驗室制造7號冰提供了一個思路。要知道,我們現在也可以人造鉆石,隨著科技的快速發展,人造鉆石在未來會越來越先進,越來越成熟。或許我們可以利用人造鉆石的制造過程,制造7號冰。
只要我們能夠在未來實現7號冰的工業制造,那么人類將多出一種強大的能源,解決地球能耗不斷枯竭的問題。