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,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(zhì),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(tài),分別是液態(tài)、氣態(tài)和固態(tài)。
對于水的三種形態(tài)轉(zhuǎn)化,我們在初中的物理課本上已經(jīng)有所了解,溫度的變化會讓水在不同形態(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)并沒有什么太多的神秘之處,可是固態(tài)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?nèi)粘I钪?,見到的冰形態(tài)只有那么一種或者幾種,可事實上,目前為止,科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了18種類型的冰。
在不同的條件之下,冰的形態(tài)是不同的,我們?nèi)粘I钪兴姷降谋际窃谝粋€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,冰的類型就會發(fā)生變化。
在目前科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的18種類型的冰當(dāng)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(jié)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(huán)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??量塘恕H绱藦姶蟮臍鈮褐挥性诘氐咨钐幉拍軌蜻_到。那么科學(xué)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(jīng)有人稱,把一塊7號冰扔進海洋中,就能夠在幾天之內(nèi)冰凍海洋,最后冰凍地球,那么7號冰真的有如此可怕的威力嗎?
7號冰的結(jié)晶速度非??爝@是不用懷疑的,每小時能夠達到1600公里??墒俏覀円靼?,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(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(jīng)發(fā)現(xiàn)之后就在科學(xué)界引起了轟動,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(xué)發(fā)現(xiàn)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(nèi)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(nèi)華達大學(xué)的地球科學(xué)家奧利弗·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,意外地發(fā)現(xiàn)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(nèi)部發(fā)現(xiàn)的,可能很多人會想,為什么鉆石內(nèi)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(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(nèi)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(huán)境,其內(nèi)部也能長時間維持形成鉆石時的環(huán)境壓力。當(dāng)鉆石形成之后,隨著地質(zhì)的活動對流到了上層的區(qū)域。這個時候,鉆石內(nèi)部的溫度就會下降很多,達到一個常溫狀態(tài)。
在常溫的鉆石內(nèi)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(nèi)部的水就會形成7號冰。這個過程在我們看來好像并不復(fù)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(nèi)部需要運氣。即使運氣好水進入了鉆石內(nèi)部,可是最后想要隨著地質(zhì)活動在短時間內(nèi)進入上層的區(qū)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(nèi)部的超強壓力環(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號冰有多么的難得,它有可能在未來很長一段時間內(nèi),也是唯一存在的天然7號冰。而我們要應(yīng)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(xiàn)。
科學(xué)家在鉆石內(nèi)部發(fā)現(xiàn)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(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(xiàn)7號冰的工業(yè)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。