1650度高溫水竟凍結(jié)成冰(神秘的冰-18第四形態(tài)水)
陽(yáng)州
水是萬(wàn)物之源,也是地球上最常見(jiàn)的物質(zhì)。它通常以液體、氣體和固體的形式存在于自然界中,與其他物質(zhì)結(jié)合形成了這個(gè)奇妙的世界,并參與了38億年的生命?,F(xiàn)在它以一種奇妙的方式出現(xiàn)在我們的生活中,一杯熱氣騰騰的咖啡,一杯香噴噴的紅茶,一碗健康的排骨湯。
水只以液體、氣體和固體的形式存在嗎?當(dāng)然不是。除了這三種常見(jiàn)的基本形態(tài),17種光晶體形態(tài)已經(jīng)被創(chuàng)造出來(lái)了,但這還不是全部,因?yàn)楝F(xiàn)在科學(xué)家們創(chuàng)造了另一種新的晶體形態(tài)。它被稱(chēng)為冰-18,或冰XVIII,一種能產(chǎn)生1650到2760攝氏度的超級(jí)冰??纯催@個(gè),是不是有點(diǎn)恐怖?說(shuō)水能在這么高的溫度下結(jié)晶,那是騙人的!但這是真的。在地球上,水通常在0攝氏度以下結(jié)冰,在100攝氏度以下沸騰,但在高海拔地區(qū),它的沸騰溫度不到100攝氏度。這是為什么呢?因?yàn)榇髿庠谧兓?,這意味著大氣越低,水的沸點(diǎn)就越低。在沒(méi)有大氣壓力的外太空環(huán)境中,水可以在零下260攝氏度沸騰,迅速蒸發(fā),然后凝結(jié)成冰晶。反之,大氣壓力越高,沸點(diǎn)越高,凝固點(diǎn)也越高。所以在數(shù)千攝氏度的溫度下,保持水不沸騰是可能的,只要你保持壓強(qiáng)為正。2018年,勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們對(duì)溫室水施加了3萬(wàn)個(gè)大氣壓,發(fā)現(xiàn)水凝結(jié)成一個(gè)方形晶體,即冰-7。在不同的溫度和壓力下,實(shí)驗(yàn)室會(huì)產(chǎn)生不同類(lèi)型的冰,從冰-2到冰-17。雖然已經(jīng)進(jìn)行了許多實(shí)驗(yàn),但晶體狀態(tài)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)仍然難以捉摸。在冰-18制造實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家們使用了激光脈沖和x射線。當(dāng)水溫在1650到2760之間時(shí),一層薄薄的水被置于400萬(wàn)大氣壓的壓力下,由6個(gè)超級(jí)強(qiáng)大的激光器產(chǎn)生的沖擊波加熱在攝氏溫度之間,水會(huì)結(jié)冰,形成一種被稱(chēng)為冰-18的薄晶體狀態(tài)。但是由于壓力和溫度只持續(xù)了幾十毫秒,冰-18很快就消失了。神秘的冰-18的存在如此極端以至于它在宇宙中根本不存在?如果你這樣想,那你就錯(cuò)了。雖然地球上不存在冰-18,但這并不意味著其他星球上也不存在冰-18。據(jù)科學(xué)家稱(chēng),在海王星和天王星外5000到8000公里深處可能存在冰-18。