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7号冰對地球的危害

生活 更新时间:2024-06-28 02:16:38

水是生命的源泉,孕育出地球這顆生機勃勃的星球。而冰,作為水凝固之後的固态形式,在我們的日常生活之中可謂是随處可見,無論哪個角落都有它存在的蹤迹。

炎炎夏日,人們用它來降溫避暑,制作冷飲和冰淇淋;寒冬臘月,人們又用它來制作成形态各異的冰雕城堡,以供觀賞。

自古以來,冰對于人們的生活來說都有着極為重要的意義,在物資匮乏生産力低下的古代,人們會在冬天采集冰塊保存在地窖之中,直到來年酷暑又将它取出,用以消暑鎮熱。

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古代富貴人家會專門建立儲存冰的冰窖

不過冰的形式其實也是千奇百怪的,除了我們常見的那一種冰,還有十八種形态各異的冰,其中幾種就是我們常見的雪花,霧凇,霜。

這些形态的冰相對來講都比較容易尋得,而這十八種形态的冰裡,最為罕見而特殊的一種,就是所謂的“七号冰”。

傳言一塊七号冰就能讓整個地球的海洋都全被凍結,江河全部冰封。那麼,七号冰真的有這麼大的力量嗎?它究竟有什麼特别之處呢?

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七号冰模拟圖

要了解七号冰這種奇怪的物質,我們就要先來探究一下冰的本身。“冰,水為之,而寒于水。”冰,是水在零下攝氏度凝結成的一種固态。

在不同的條件溫度和氣壓之下,形成的冰的形态也是不一樣的;有的冰顔色潔白,是因為水中的空氣氣泡凍結形成,有的冰靠近海洋,顔色泛藍。

冰在大氣層之中常以六角形結構出現,在地表則堆積成立方體的形态;據統計,全球表面上的冰的體積大約有兩千六百多萬立方千米,通常儲存于南北極的冰蓋之中。

其對于地球的水循環和氣候調節都有巨大的幫助。冰通常也有多種形态,由于水變成冰時,相鄰的水分子以氫鍵組建成的四面體網絡。

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地球上的冰大多在南北兩極

在不同溫度和條件下分子之間的排列和陣型也會出現相應變化,因此冰也會出現不同的形态。其中,十一号冰是所有形态冰裡配置最穩定的存在。

而冰也并不是我們地球專屬的所有物,在茫茫宇宙之中,冰類資源同樣豐富。在太陽系之中的火星,冥王星,海王星都有冰的存在。

而冥王星上的冰甚至比鐵還硬,這不禁給人們帶來外星生命存在的遐想。在這些形态不同的冰之中,存在于傳說裡的“滅世武器”七号冰,又有着怎樣的故事呢?

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冥王星上的冰比鐵還硬

七号冰如何形成

七号冰的形成則與氣壓息息相關。水作為一種由水分子組成的具有流動性的流體,它可以自由變形,但是固體狀态下的冰由于分子與原子結構緊密,不會随意移動,隻會當場振動。

而這種振動取決于水的溫度高低,水溫越高,水分子獲得的能量越高,就會加劇水分子運動時的動能,當水溫度足夠高時,水分子的動能達到逃逸的速度,就會沸騰蒸發,産生汽化。

但是,如果我們給水面施加足夠大的壓力,水分子就難以逃逸,需要更大的動力以及更高的溫度才能達到沸騰,所以壓力上升,水的沸點也就随之上升。

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沸騰的水一般伴随着“汽化”

這也是我們普通電飯煲在高海拔地區煮不熟米飯的原因:高海拔大氣稀薄,氣壓不足,沸點低,難以沸騰,導緻水溫不足,因此米飯很難被煮熟。

而高壓鍋就是利用了水與氣壓之間的聯系,用高壓高溫的環境對水進行密封加溫,導緻食物能夠很快被煮熟。

如果在此基礎上,繼續對水面施加壓力,就會導緻水分子活動自由度大為降低,開始急劇壓縮。這時的水分子開始互相結合,反而停止了運動。

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高壓鍋

它們繼續原地振動,排列整齊,就變回了一種類似于岩鹽的固體。而七号冰就是在巨大的壓力之下形成的一種立方晶系結晶。

但是,七号冰的形成條件非常苛刻,大概需要水在三萬倍大氣壓的環境下,加之四點九攝氏度的常溫才能形成。

那麼,形成條件如此苛刻的七号冰,究竟有什麼作用呢?它真的能夠讓地球上的海洋全部凍結嗎?

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七号冰模拟圖

七号冰能不能讓地球上的海洋全部凍結?

需要了解,七号冰的結晶速度十分驚人,科學家們利用高能激光脈沖進行沖擊試驗發現,七号冰的凍結速度能達到每小時一千六百公裡。

因此,從理論上來說,其威力确實能讓地球凍結。但在現實之中幾乎沒有任何可能性,這是因為七号冰形成所需要的特殊環境:

四點九攝氏度的常溫環境非常容易滿足,但三萬倍大氣壓的環境卻十分罕見。三萬倍大氣壓差不多是三十億帕的氣壓,隻有在極其深處的地底才有可能存在。

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七号冰模拟圖

目前,人類已知地底最深的馬裡亞納海溝也才隻有一億帕的壓強,而三十億帕的壓強可能隻存在于地心了。目前,以人類的科技發展水平來看,在實驗室裡制備七号冰的可能性為零。

雖然人為制造七号冰并不現實,但研究發現,在一些特殊的自然條件下,還是有可能形成七号冰。譬如行星撞地球,在行星與地球接觸的一瞬間所釋放的壓強或許能夠為七号冰的形成提供合适的條件。

但這一假設又很快被推翻了,因為即便行星撞地球能産生如此大的壓強,但同時,行星撞地球瞬間産生的強烈高溫并不滿足七号冰需求的溫度條件。

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馬裡亞納海溝地理情況

事實上,能滿足七号冰存在的壓強環境總是伴随着高溫,并沒有适宜七号冰存在的溫度;而合适的環境溫度又并沒有達到七号冰所需求的壓強,溫度和壓強,往往不能同時兼并。

因此,七号冰十分難以獲得,更别提用來凍結地球了。同時,如果地球表面真的出現如此巨大的壓強,那麼在如此巨大的壓強下,地球上的一切生物都将不複存在,那麼七号冰還能不能完全凍結地球就已經不再重要了。

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七号冰模拟圖

已知的七号冰

不過,雖然七号冰幾乎不可能存在于地球上,但科學家們還是有幸發現了這種物質的存在。美國華達大學教授團隊通過X射線對來自非洲南部、中國、紮伊爾的鑽石标本進行研究的過程中意外發現:

鑽石内部存在着結晶水,後來經過證實,這個結晶水就是傳說中的七号冰。那麼,為什麼七号冰會平白無故出現在鑽石裡呢?

要知道,鑽石是由碳元素組成的無色晶體,是硬度最高的天然物質,形成于地球深處高溫高壓的環境之中,經過不斷的地殼運動上升到地殼表層。

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人類曾發現過包裹水結晶的鑽石

在鑽石形成的過程中,也許在某種機緣巧合之下将水汽包裹進了内部,此時,任鑽石外部的溫度和壓強如何變化,内部環境的高壓都始終如一,但溫度會不斷随着環境變化。

等到這顆鑽石随着地殼運動來到地殼上層,其溫度則會随之降到常溫,在内部高壓環境下,七号冰也就随之形成。

而這顆鑽石也就向大家證實了七号冰的存在,并使其被列入礦物質的一個種類。不過,這種情況屬于極小概率事件,要真正達到能夠使七号冰凍結地球的程度,這點數量的七号冰似乎不太夠。

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人類曾發現過包裹水結晶的鑽石

而且,藏在鑽石裡的七号冰如何取出利用也是一個難題,由于鑽石堅硬又“脆弱”的特性,要取出七号冰,隻能對鑽石本身采取重壓。

但是這樣會破壞内部七号冰的結構,因此,目前鑽石之中的七号冰還僅存于觀察研究之用。目前,七号冰的發現似乎證明了地幔過渡帶及以下極深的地方可能還存在着大量未知液态水域。

根據鑽石中其它的礦物質含量的分析,這種地底過渡帶遊離的地下水可能是鹹水,這意味着我們可能要重新計算地球的含水量,并且整個地殼的熱量傳導模型和地震預測模型都要做出改變。

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人類曾發現過包裹水結晶的鑽石

宇宙中的七号冰

既然地球環境難以出現七号冰,那麼複雜神秘的浩瀚宇宙,有沒有存在七号冰的可能性呢?答案是有的。科學家認為,在宇宙之中大部分由水冰組成的太陽系外的行星,具有這種強度的壓強。

這會将液态海水壓縮成為七号冰。而在太陽系内的木星極其衛星木衛二,也有一層被厚冰所包裹的液态水,這層厚冰所産生的壓力可能會使這些海域深處存在着七号冰。

距離地球二十光年一顆完全由水覆蓋的葛莉絲581c星球,在大量水的壓力作用下,其内核也可能形成七号冰。

而這些地方是否存在七号冰也還隻是人們的推測,也許等到有一天人類探索太空的腳步能到達那些星球上去,也許就能在其最深處的海底找到傳說中的七号冰。

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木衛二模拟圖

總結

所以,以目前人類對于自然界的了解,要掌握七号冰這種神秘的物質并不容易,更别提用它來凍結地球。而七号冰的存在也正向我們證明了人類認知的局限性。

這個世界遠比我們想象中的要複雜和深奧,人類探索宇宙的道路也還很漫長。相信随着時間的推移,人類經過不斷的探索和發現能逐漸掌握七号冰這種神秘的物質。

甚至可以用此開發出能為人類所用的能源和科技。但是,用七号冰來凍結地球這樣的設想,也不禁讓我們反思人類在地球上的處境。如果七号冰凍結地球的事情真的發生,人類又該何去何從?

我們人類在大自然的能力面前顯得如此渺小,因此,人類更應該借助獨一無二的智慧優勢逐漸發展壯大,将七号冰“為我所用”。同時,關于人類和宇宙最根源的哲學問題,也會随之得到答案。

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七号冰模拟圖

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