7號冰是什么玩意？一塊7號冰真能讓全球海洋凍結，冰封地球嗎？
冰這種物質在糊口中很常見，它只不外是水別的一種表示形式而已。我們知道水的相位會跟著壓力和溫度的轉變而發生轉變。
在地球概況我們經常會商水相位的轉變，只會考慮溫度的轉變，這是為地球概況的壓力十分不變，在海拔相差不大的環境下，我們就認為水處在一個尺度大氣壓下（1個尺度大氣壓為100kPa）。
這樣壓力下的水在0攝氏度的時辰，是冰水夾雜物，低于零度就會完全結冰，而高于零度會表示為液態，高于100攝氏度，水將會沸騰到完全氣化的狀況。
以上的常識，我們在中學時已經就完全把握了。但我們很少聽過7號冰為何物？乍一看，像是什么神秘的“天外來物”。
甚至有傳言說，7號冰可以以很是高的速度讓連結在液態的水敏捷凍結，甚至是一塊7號冰這樣的物質，可以讓整個地球的海水凍結，導致地球被冰封？
以上的描述若是不是什么恐怖的“天外來物”，生怕在地球上的任何物質都無法實現這樣的結果，我們要知道地球概況被70.8%的海水籠蓋，總水量約為136億億噸，全球海洋平均溫度約為3.5℃。
看似溫度不高，可是海水總量十分客不雅，這就意味著海洋中僅僅是海水的內能就可以讓人類取之不竭用之不盡，若是我們能把海水的內能充實操縱起來，將來我們將不會再為能源枯竭而發愁。
總的來說，看似嚴寒、艱深的海洋中，蘊含著龐大的內能，那么一塊7號冰真有那么神奇？可以像傳言中的那樣吸走如斯龐大的能量嗎？
什么是7號冰？它真有如斯魔力？
7號冰說白了它就是地球上的物質，不是什么“天外來物”，而且它就是我們常見的水的一種固態形式，只不外結晶度和結晶形式分歧罷了。不外7號冰的形當作跟壓強有著很是大的關系。
那么為什么壓強也會對水的相位發生影響呢？也就是說，為何足夠的壓強下會導致水變為固態，壓強越高，為什么會導致水在不異的溫度下難以被汽化？
我們知道水是有水分子構成的流體，它能肆意的改變本身外形，就有很好的流動性，這是因為液態水中的水分子具有很好的自由度，可以在水中往返不竭隨機活動和震動。而固態物質，因為其分子/原子都緊緊地鍵合在了一路，并不會隨意的發生位移，只能在原地動動。
而水分子的這種隨機活動和震動就表示為了水的內能，也就是說，溫度越高的水，其分子所具有的平均動能就越高，而那些動能最高的水分子有時就會撞擊水面，發生逃逸。這就是為何常溫下水蒸發的原因。
當我們不竭加熱水的時辰，水分子所具有的平均動能就會越高，當所有的水分子都達到了可以逃逸的速度時，水分子就會大量的從水中逃逸，這是水就會沸騰，敏捷的氣化。
當我們我們為水面施加足夠的壓力時，就會增添水分子逃逸的難度，此時的水分子就需要更高的動能才能逃逸，這就是為什么壓力升高的時辰，水的沸點會跟著升高的原因。
若是繼續施加足夠的壓力，龐大的壓強會將水分子猛烈的壓縮，導致水分子在水中勾當的自由度降低，這時水分子會和水分子發生鍵合，遏制隨機活動，只會在原地動動，這樣會就轉為稱為了固態。
當然壓強不變的環境下，我們一向給水降溫，也會降低水分子的動能，導致水分子在水中活動的自由度降低，水也會表示為固態。
您看，上圖就為水的相位圖，清晰的顯示了，水在分歧溫度和壓強下的相位轉變。而轉變的紀律就是我上文中描述的那樣。
從相位圖中可以看出，壓強的升高老是趨勢于讓水變為變為固態，而溫度的升高老是趨勢于讓水回到液態，甚至是氣態。
不管是氣態、液態、固態，其實就跟水分子可以或許自由勾當有關。越自由的水分子必定是氣態，無法移動的水分子，必定是固態。
而略顯神秘，名字高端的7號冰就是上圖中的“VII”區域，我們可以看到，當壓力達到2.1Gpa，62Gpa以下的時辰，即使溫度在0攝氏度往上，更精確的說是278K往上的時辰，水依然表示為固態。
但我們也可以看到在溫度不竭上升的時辰，液態水區域最上面的線也會以良多的速度上升，這申明7號冰在龐大的壓強下形當作，只要溫度上升到還不到1000攝氏度擺布，7號冰就會融化為液態水。
它也沒有那么強的吸熱能力，不外這里有個主要的問題是，7號冰在常壓狀況下，并不克不及存在，若是您在常溫、常壓下拿一塊7號冰，必需給它施加至少2萬倍的尺度大氣壓，它才能是7號冰。
是以，傳說的的7號冰能將海水凍結，純粹是在胡扯。至少它本身都不克不及不變的存在，并且給它持續的升溫，并不需要很高的溫度，就能將其再也液化。
那么天然界中是否存在7號冰呢？
地球概況必定是不存在這樣的冰，溫度到是無所謂，本家兒要就是壓強不敷。若是壓強足夠、且溫度合適，這種狀況下的水，可以以很是快的速度結晶為固態，一小時可以達到1600公里的速度。
在今朝地球上海洋的最深處壓力最多只有1億pa擺布，這與2.1Gpa（21億pa）相差甚遠。可是地球內部有足夠的壓強，并且液態水也能滲入到足夠的深度。
此中在上地幔的基層地球的內部的壓力就能達到上萬個大氣壓，若是在往下壓力會更好，所以地球內部有足夠的壓力，可是因為溫度太高，也無法在天然狀況下形當作7號冰。
不外礦物結晶水就為7號冰的存在供給了足夠的前提，例如鉆石這種礦物也是在高壓狀況下形當作的，當碳原子在結晶的過程中，會將少部門的水分存在磚石的內部。
當這些鉆石被開采出來今后，固然外部壓強降低了，可是鉆石的內部依然連結著高壓的狀況，因為溫度的降低，鉆石內部也就形當作了少量的7號冰。
2018年科學家已經在鉆石的內部發現了7號冰的蹤跡。
總結：
固然鉆石中有7號冰，可是若是我們將鉆石的布局粉碎，內部壓強的剎時釋放，那么7號冰也會在很是短的時候內，在常溫下變為液態。
是以，7號冰也并不是什么稀奇的玩意，它只是水在龐大的壓強下變現出來的一向晶體布局。這種固態的晶體布局可以承受很是高的溫度，可是當溫度達到必然的值，7號冰也會在高壓下融化。
- 發表于 2020-06-03 02:00
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