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(tài)水資源有直接的關(guān)系。地球上的生命包括人類(lèi),組成的大部分成分都是水,可見(jiàn)水對(duì)于生命有多么的重要。
雖然水是地球普通存在的一種物質(zhì),但是它卻有很多的神奇之處。在很多人看來(lái),我們每天都在跟水打交道,它并沒(méi)有什么特別之外,而我們也知道水有三種形態(tài),分別是液態(tài)、氣態(tài)和固態(tài)。
對(duì)于水的三種形態(tài)轉(zhuǎn)化,我們?cè)诔踔械奈锢碚n本上已經(jīng)有所了解,溫度的變化會(huì)讓水在不同形態(tài)之間轉(zhuǎn)化。一種物理三種形態(tài),不斷循環(huán)變化,這就是水的神奇之處。
水的液態(tài)和氣態(tài)并沒(méi)有什么太多的神秘之處,可是固態(tài)卻并沒(méi)有我們想象的那么簡(jiǎn)單,水凝固之后,我們稱(chēng)之為冰,那么冰有什么特別之外呢?可能在我們?nèi)粘I钪?,?jiàn)到的冰形態(tài)只有那么一種或者幾種,可事實(shí)上,目前為止,科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了18種類(lèi)型的冰。
在不同的條件之下,冰的形態(tài)是不同的,我們?nèi)粘I钪兴?jiàn)到的冰都是在一個(gè)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(jié)合其他的條件,冰的類(lèi)型就會(huì)發(fā)生變化。
在目前科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的18種類(lèi)型的冰當(dāng)中,最神秘特別的就是7號(hào)冰。對(duì)于7號(hào)冰可能很多人都沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò),這是一種需要在常溫之下并結(jié)合一萬(wàn)個(gè)大氣壓才能夠形成的一種特殊冰。
7號(hào)冰形成的條件只有兩個(gè),一個(gè)是溫度需要在4.9℃的常溫中,另一個(gè)條件則是需要環(huán)境達(dá)到大氣壓的一萬(wàn)倍,也就是30億帕的壓強(qiáng)。只要這兩個(gè)條件同時(shí)滿足了,7號(hào)冰就能夠誕生。
第一條件自然是很容易達(dá)到的,可是第二個(gè)條件就非??量塘恕H绱藦?qiáng)大的氣壓只有在地底深處才能夠達(dá)到。那么科學(xué)家能夠在實(shí)驗(yàn)室中制造出7號(hào)冰嗎?以目前人類(lèi)的科技實(shí)力,要制造7號(hào)冰也是非常困難的,需要付出很大的代價(jià)才行。
7號(hào)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(qiáng)大的,曾經(jīng)有人稱(chēng),把一塊7號(hào)冰扔進(jìn)海洋中,就能夠在幾天之內(nèi)冰凍海洋,最后冰凍地球,那么7號(hào)冰真的有如此可怕的威力嗎?
7號(hào)冰的結(jié)晶速度非??爝@是不用懷疑的,每小時(shí)能夠達(dá)到1600公里??墒俏覀円靼祝纬?號(hào)冰最重要的就是極高的壓力,需要達(dá)到30億帕,要知道最深的海洋馬里亞納海溝深處,壓強(qiáng)也只有1億帕。
可見(jiàn),7號(hào)冰對(duì)壓強(qiáng)的需求有多么的強(qiáng)大,苛刻的條件之下,即使我們將一塊7號(hào)冰扔進(jìn)海洋,也不可能將整個(gè)海洋完全凍結(jié)。只能夠?qū)σ恍K區(qū)域產(chǎn)生快速的凍結(jié)效果,當(dāng)然,如果有大量的7號(hào)冰扔進(jìn)海洋,那冰凍地球或許也能夠做到。
7號(hào)冰這種特殊的冰一經(jīng)發(fā)現(xiàn)之后就在科學(xué)界引起了轟動(dòng),它雖然是冰的一種形態(tài),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(xué)家想到了新能源,如果我們能夠大量制造7號(hào)冰,就能夠讓人類(lèi)多出一種強(qiáng)大的新能源。
可惜,由于形成7號(hào)冰需要的條件太苛刻了,即使是在實(shí)驗(yàn)室中,也不是那么容易制造出來(lái)的。那么在大自然中,是否存在這種特殊的7號(hào)冰?要知道大自然才是一座巨大的寶庫(kù),只要科學(xué)發(fā)現(xiàn)的東西,在自然界往往都能夠找到。
可是7號(hào)冰這種需要30億帕壓強(qiáng)才能夠形成的冰,真的存在于自然界中嗎?海洋深處的壓強(qiáng)也是無(wú)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(nèi)部隨著深度的不斷增加,溫度也在不斷升高。
能夠達(dá)到30億帕壓力的地底深處,其溫度也不可能保持在一個(gè)常溫之下,那里的溫度可能達(dá)到了上千攝氏度以上。缺少任何一個(gè)條件,都不可能形成7號(hào)冰,難道自然界真的沒(méi)有能力形成7號(hào)冰?
這樣不可能的猜測(cè),在2018年被打破了。在2018年3月,內(nèi)華達(dá)大學(xué)的地球科學(xué)家?jiàn)W利弗·特紹納帶領(lǐng)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(shí),意外地發(fā)現(xiàn)了一塊7號(hào)冰塊的樣品。
這一小塊天然形成的7號(hào)冰是在鉆石內(nèi)部發(fā)現(xiàn)的,可能很多人會(huì)想,為什么鉆石內(nèi)部能夠形成7號(hào)冰?其實(shí)這跟鉆石形成的條件也有一定的關(guān)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(fā)現(xiàn)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(duì)于壓力的要求是非常高的。
在地球深處的特定區(qū)域,并不缺乏30億帕這樣的超強(qiáng)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(gè)形成的過(guò)程中,水汽可能會(huì)在巧合之下被裹進(jìn)鉆石內(nèi)部。
寶石具有一種特殊的能力,即在鉆石形成后,即使遠(yuǎn)離高壓環(huán)境,其內(nèi)部也能長(zhǎng)時(shí)間維持形成鉆石時(shí)的環(huán)境壓力。當(dāng)鉆石形成之后,隨著地質(zhì)的活動(dòng)對(duì)流到了上層的區(qū)域。這個(gè)時(shí)候,鉆石內(nèi)部的溫度就會(huì)下降很多,達(dá)到一個(gè)常溫狀態(tài)。
在常溫的鉆石內(nèi)部,又保持著一個(gè)很強(qiáng)的壓強(qiáng),這個(gè)時(shí)候形成7號(hào)冰的兩個(gè)條件就滿足了,于是被包裹在鉆石內(nèi)部的水就會(huì)形成7號(hào)冰。這個(gè)過(guò)程在我們看來(lái)好像并不復(fù)雜,可事實(shí)上,大自然中7號(hào)冰要以這種方式形成也是需要運(yùn)氣的。
鉆石在地球深處形成的過(guò)程中,水氣要進(jìn)入內(nèi)部需要運(yùn)氣。即使運(yùn)氣好水進(jìn)入了鉆石內(nèi)部,可是最后想要隨著地質(zhì)活動(dòng)在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入上層的區(qū)域,也是需要運(yùn)氣的。一旦時(shí)間過(guò)長(zhǎng),鉆石即使到達(dá)了上層,其內(nèi)部的超強(qiáng)壓力環(huán)境也就消失了。
所以,科學(xué)家在2018年發(fā)現(xiàn)的自然界的7號(hào)冰有多么的難得,它有可能在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),也是唯一存在的天然7號(hào)冰。而我們要應(yīng)用這種7號(hào)冰,依靠大自然自然是不行的,只能期望未來(lái)通過(guò)科技來(lái)實(shí)現(xiàn)。
科學(xué)家在鉆石內(nèi)部發(fā)現(xiàn)7號(hào)冰,為我們未來(lái)實(shí)驗(yàn)室制造7號(hào)冰提供了一個(gè)思路。要知道,我們現(xiàn)在也可以人造鉆石,隨著科技的快速發(fā)展,人造鉆石在未來(lái)會(huì)越來(lái)越先進(jìn),越來(lái)越成熟?;蛟S我們可以利用人造鉆石的制造過(guò)程,制造7號(hào)冰。
只要我們能夠在未來(lái)實(shí)現(xiàn)7號(hào)冰的工業(yè)制造,那么人類(lèi)將多出一種強(qiáng)大的能源,解決地球能耗不斷枯竭的問(wèn)題。