海洋环境科学

“7号冰”的形成能让地球上的海洋全部冻结?“ 

来源:海洋环境科学 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-10-15

综述

在日常生活中,我们经常可以接触到许多物理变化。例如火焰燃烧的运动,流体在不同运动状态下的改变,水的三态变化等等,这些在物理学上被称之为“”。

对物质状态的变化亦可用相的转变来表达,这种相的转变在每种结构上会出现一些特有的性质。日常生活中我们常见的相有三种状态,气态、固态、液态

在物质成为气态时,无论物质是否有容量都会进行膨胀扩散;在固态时,物质拥有固定的形状和容量,分子之间因相互吸引的作用只会在固定位置运动;而在液态时,分子间相隔有些距离,但仍有一定的吸引力,活动也在有限的范围内。

物质形态

随着科学家在物理研究上的不断深入,除了我们所熟知的这几种形态外,还有更多的物质形态结构出现。这些物质形态普遍超出了正常环境的范畴,除非科学研究,一般人很难见到这些奇异的物质。

例如“超流体”,这种物质的粘度值为零,物体可以不断地流动,而且拥有无限大的传导率。

或者在近些年偶尔会听到的“超导体”,这种近乎为零电阻的物质拥有完美的导电性,在许多高精尖的科学仪器上都会有使用,比如在“核磁共振仪”中就会使用这种物质作为机器的重要核心部件。

而水在我们日常生活中是非常常见的一种物质,水的三种形态相信大家都再熟悉不过了。水在地球上最为常见的状态为液体,同时液态水也是一种牛顿流体,液体状态下的水无论受力如何,整个流体状态都能继续流动。

而霜作为水的另一种表现形式,整个形成过程非常迅速,物质形态直接从气态转化为固态。

另外,水在成为固态转变为冰时,这个变化过程会有许多不定因素,最终让冰有多种形态的出现。

根据目前的推算,冰的形态结构有十几种,冰的多样化主要是依据自身的晶体结构来区分。而在这些冰体结构中,有一种特别奇特的7号冰,据称,这种冰体的出现甚至能冻结地球上的全部海洋。这是真的吗?7号冰究竟是什么物质?

要了解这个,我们需要先明白,物质的形成都需要一定的特殊条件,7号冰也不例外,甚至它只能在极端的环境状态下才能够形成。

极端环境

通常来讲,极端环境都包含了极端的状态,比如超高温、超高压、超磁场、超低温等等,一旦物质进入到极端状态,普通的物理学便很难对其进行基本的阐述了。

在极低温下,物质会越接近基态,热扰动所带来的退相干扰非常小,这时会出现许多奇异的量子效应。如果在强磁场的作用下,物质运动还会出现许多奇特的性质。

例如氦4这种玻色子组成的物质,在低温下成为基态,然后变化为玻色爱因斯坦凝聚态,这会是一种粘度为零的超流体的存在。

另外在“手征磁效应”中,手性粒子在极端磁场下的运动,高温的出现会让真空态下左右手性粒子出现不对称。在离子对撞机的重离子对撞实验中,手征磁效应下还能够产生夸克胶子等离子体。

此外,在日常生活中能够见到这种极端物质的其实也有一些。例如钻石的形成,这种特殊结构的碳晶体就需要在高温高压才能够形成。

当然,无论是超导体还是钻石这些,都是人类科技能够做出极端物质的最高水平了。跟整个宇宙相比,目前人类能够制作的极端物质都只能是小打小闹。

冰巨星

在宇宙中,这类极端物质的形成可谓轻而易举,而且普遍存在于各个地方。近几年在宇宙里发现了不少类地行星,一些还有着超级地球的称呼。

作为已知生命体的需求中,水是重要的存在,这些超级地球大多都含有不少水分,但是否存在生命还未知。

在部分物质的结晶上,甚至有远超地球上的特殊晶体,通常这类特殊晶体的内部原子排列会以特别规律的方式进组成。

之所以有这种特殊结构,往往离不开

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