7号冰是什么玩意？一块7号冰真能让全球海洋冻结，冰封地球吗？
冰这种物质在糊口中很常见，它只不外是水别的一种表示形式而已。我们知道水的相位会跟着压力和温度的转变而发生转变。
在地球概况我们经常会商水相位的转变，只会考虑温度的转变，这是为地球概况的压力十分不变，在海拔相差不大的环境下，我们就认为水处在一个尺度大气压下（1个尺度大气压为100kPa）。
这样压力下的水在0摄氏度的时辰，是冰水夹杂物，低于零度就会完全结冰，而高于零度会表示为液态，高于100摄氏度，水将会沸腾到完全气化的状况。
以上的常识，我们在中学时已经就完全把握了。但我们很少听过7号冰为何物？乍一看，像是什么神秘的“天外来物”。
甚至有传言说，7号冰可以以很是高的速度让连结在液态的水敏捷冻结，甚至是一块7号冰这样的物质，可以让整个地球的海水冻结，导致地球被冰封？
以上的描述若是不是什么恐怖的“天外来物”，生怕在地球上的任何物质都无法实现这样的结果，我们要知道地球概况被70.8%的海水笼盖，总水量约为136亿亿吨，全球海洋平均温度约为3.5℃。
看似温度不高，可是海水总量十分客不雅，这就意味着海洋中仅仅是海水的内能就可以让人类取之不竭用之不尽，若是我们能把海水的内能充实操纵起来，将来我们将不会再为能源枯竭而发愁。
总的来说，看似严寒、艰深的海洋中，蕴含着庞大的内能，那么一块7号冰真有那么神奇？可以像传言中的那样吸走如斯庞大的能量吗？
什么是7号冰？它真有如斯魔力？
7号冰说白了它就是地球上的物质，不是什么“天外来物”，而且它就是我们常见的水的一种固态形式，只不外结晶度和结晶形式分歧罢了。不外7号冰的形当作跟压强有着很是大的关系。
那么为什么压强也会对水的相位发生影响呢？也就是说，为何足够的压强下会导致水变为固态，压强越高，为什么会导致水在不异的温度下难以被汽化？
我们知道水是有水分子构成的流体，它能肆意的改变本身外形，就有很好的流动性，这是因为液态水中的水分子具有很好的自由度，可以在水中往返不竭随机活动和震动。而固态物质，因为其分子/原子都紧紧地键合在了一路，并不会随意的发生位移，只能在原地动动。
而水分子的这种随机活动和震动就表示为了水的内能，也就是说，温度越高的水，其分子所具有的平均动能就越高，而那些动能最高的水分子有时就会撞击水面，发生逃逸。这就是为何常温下水蒸发的原因。
当我们不竭加热水的时辰，水分子所具有的平均动能就会越高，当所有的水分子都达到了可以逃逸的速度时，水分子就会大量的从水中逃逸，这是水就会沸腾，敏捷的气化。
当我们我们为水面施加足够的压力时，就会增添水分子逃逸的难度，此时的水分子就需要更高的动能才能逃逸，这就是为什么压力升高的时辰，水的沸点会跟着升高的原因。
若是继续施加足够的压力，庞大的压强会将水分子猛烈的压缩，导致水分子在水中勾当的自由度降低，这时水分子会和水分子发生键合，遏制随机活动，只会在原地动动，这样会就转为称为了固态。
当然压强不变的环境下，我们一向给水降温，也会降低水分子的动能，导致水分子在水中活动的自由度降低，水也会表示为固态。
您看，上图就为水的相位图，清晰的显示了，水在分歧温度和压强下的相位转变。而转变的纪律就是我上文中描述的那样。
从相位图中可以看出，压强的升高老是趋势于让水变为变为固态，而温度的升高老是趋势于让水回到液态，甚至是气态。
不管是气态、液态、固态，其实就跟水分子可以或许自由勾当有关。越自由的水分子必定是气态，无法移动的水分子，必定是固态。
而略显神秘，名字高端的7号冰就是上图中的“VII”区域，我们可以看到，当压力达到2.1Gpa，62Gpa以下的时辰，即使温度在0摄氏度往上，更精确的说是278K往上的时辰，水依然表示为固态。
但我们也可以看到在温度不竭上升的时辰，液态水区域最上面的线也会以良多的速度上升，这申明7号冰在庞大的压强下形当作，只要温度上升到还不到1000摄氏度摆布，7号冰就会融化为液态水。
它也没有那么强的吸热能力，不外这里有个主要的问题是，7号冰在常压状况下，并不克不及存在，若是您在常温、常压下拿一块7号冰，必需给它施加至少2万倍的尺度大气压，它才能是7号冰。
是以，传说的的7号冰能将海水冻结，纯粹是在胡扯。至少它本身都不克不及不变的存在，并且给它持续的升温，并不需要很高的温度，就能将其再也液化。
那么天然界中是否存在7号冰呢？
地球概况必定是不存在这样的冰，温度到是无所谓，本家儿要就是压强不敷。若是压强足够、且温度合适，这种状况下的水，可以以很是快的速度结晶为固态，一小时可以达到1600公里的速度。
在今朝地球上海洋的最深处压力最多只有1亿pa摆布，这与2.1Gpa（21亿pa）相差甚远。可是地球内部有足够的压强，并且液态水也能渗入到足够的深度。
此中在上地幔的基层地球的内部的压力就能达到上万个大气压，若是在往下压力会更好，所以地球内部有足够的压力，可是因为温度太高，也无法在天然状况下形当作7号冰。
不外矿物结晶水就为7号冰的存在供给了足够的前提，例如钻石这种矿物也是在高压状况下形当作的，当碳原子在结晶的过程中，会将少部门的水分存在砖石的内部。
当这些钻石被开采出来今后，固然外部压强降低了，可是钻石的内部依然连结着高压的状况，因为温度的降低，钻石内部也就形当作了少量的7号冰。
2018年科学家已经在钻石的内部发现了7号冰的踪迹。
总结：
固然钻石中有7号冰，可是若是我们将钻石的布局粉碎，内部压强的刹时释放，那么7号冰也会在很是短的时候内，在常温下变为液态。
是以，7号冰也并不是什么稀奇的玩意，它只是水在庞大的压强下变现出来的一向晶体布局。这种固态的晶体布局可以承受很是高的温度，可是当温度达到必然的值，7号冰也会在高压下融化。
- 发表于 2020-06-03 02:00
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