引言
對於人類短暫的一生來說,想要在獲取知識上取得成就,必然需要通過不斷學習,清代劉開在《問說》中有言:「理無專在,而學無止境也,然則問可少耶?」通過不斷學習和開拓眼界,人們常常會發現,就算是對於身邊所熟知的事物,人們依然了解的太少。
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例如一提起冰這種物質,眾所周知,冰是在水的溫度低於0℃以下後結晶而形成。但實際上冰有很多種形態,目前科學家已經發現了18種冰的形態,我們日常接觸到的冰只是其中之一。在目前科學家們發現的18種冰中,似乎7號冰最為神秘。
網絡上甚至流傳著一種說法:如果將1塊7號冰放進海洋,那麼整片海洋乃至於整個地球,在短短幾天內(也有說幾小時)就會很快被冰凍。為什麼7號冰有這種能力呢?這是因為7號冰就算是在常溫下依然可以結晶,而且結晶速度相當快,每小時可達到1600公裡。那麼這種說法是真的嗎?目前,7號冰只存在於自然界。在2018年3月,一位地球科學家Oliver Tschauner在率領著研究團隊尋找天然鑽石時,無意間發現了在自然界中存在的7號冰。
大家都知道,越靠近地球深處壓力越大,所以在地球深處的某一些區域存在著形成7號冰所需要的壓力。但是這些地方的溫度卻並不滿足7號冰的形成條件,但是天然鑽石卻可以在這樣的環境中形成,在鑽石形成的這一過程中,很可能將地球深處的水包裹其中。
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鑽石一旦形成後,即使離開高壓環境,其內部也會在長時間內保持形成環境時的壓力,當鑽石內部溫度下降,而依然保持著極高壓力的時候,就很有可能會形成7號冰。正是由於Oliver Tesona研究小組的發現,才讓人們得知7號冰這種物質的存在。這是人類第一次發現天然存在的7號冰樣本。
現在讓我們來了解一下7號冰到底是什麼樣一種物質。從物理變化的角度來看,冰只是水的另外一種形態,在一定的溫度條件下,水分子有序排列,產生結晶現象。在結晶體中每個水分子可以與其他四個水分子相結合。每個水分子中有兩個氫與一個氧,這種結合也就是兩個氫分別與另外一個水分子相結合,一個氧與另外兩個水分子相結合。水分子在不同的條件下結合可以形成多種晶體,也就是多種冰的形態,所謂的7號冰其實就是其中一種。
在水的相圖中可以清楚地看到,在不同的壓強和溫度下,冰也有不同形態,特別是在不同的高壓下,這種現象更為明顯。那麼形成7號冰的條件是什麼呢?壓強。理論上來說,在室溫條件下,如果施以足夠的壓強,那麼就可以形成7號冰。
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同樣在理論上,7號冰的結晶速度的確相當快,在許多宣稱「7號冰可以冰凍全球」的文章中,提到的每小時1600公裡的速度並不誇張。那麼是不是真的在海洋中投入1塊7號冰,所有的海洋就會被凍結呢?
不是的。7號冰形成的溫度要求是室溫,但是還有另外一個形成的重要條件,則是極高的壓強。那麼這個壓強需要有多高呢?需要30億帕的壓力才能形成7號冰。30億帕是個什麼概念,海洋表面的壓力大約為10萬帕,在現在人類已知的最深海底壓力超過1億帕。所以海洋中是沒有條件形成7號冰的,就算有人將1塊7號冰投入海洋,不管是在哪個位置投的,這塊冰都只會迅速消失。
但有專家提出過,有一種情況能實現。就是如果有小行星撞擊地球,其產生具有巨大壓力的衝擊波,很有可能造成7號冰的形成。事實上,就算是有小行星撞擊地球,所產生的壓力也是不可估算的。這個壓力大一點或者小一點所產生的都會是其他物質,並不一定就是7號冰。
結語
所以如果不考慮7號冰形成所需要的高壓,就做出這種假設是非常不合理的。當然,在理論上來說,如果在某一時刻地球表面的壓力達到了30億帕,那麼7號冰就可以迅速形成。但是這樣的假設,在科學上來說是沒有意義的。
參考資料:
《問說》