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- 2、科学家发现新的冰
1、固态水是水吗（水真的只有固、液、气三态吗？）
水真的只有固、液、气三态吗？科学家在深海底发现水的“第四态”
2020-01-21
（分享作品）路飞写代码-大鱼号
在我们的常识当中，对于水的状态，我们认为只有三种，一种就是常见的液态水，另一种就是固态水，比如冰的形成，就是液态水在0℃或0℃以下凝结成的固体，而气态水则是水在加热状态下，达到临界值100摄氏度以后变成了水蒸气，也就是气化状态。
而液态水可以说是生命之源，也是地球生命诞生的摇篮海洋，基本上任何生物体内液态水都是重要的组成部分，所以水对于我们来说无比重要，而水的化学表达式是两个氢原子和一个氧原子构成，并且他的三种状态都比较常见，但是打破这种常识，水真的只有这三种常见状态吗？
今天我们要说的就是水的第四种状态，毕竟常见态的水到处可见，我们也很容易看到其状态，而这第四种状态的水则是需要极其苛刻的环境才能出现，而能够出现该第四态的地方便是深海，深度达到10000多米的马里亚纳海沟！
在10000米的海沟深处，水的沸点就会变的非常高，沸腾点达到400多摄氏度，而这里的水的状态就是第四种状态：超临界水。对于普通人来说基本上没有听说过这种状态的水，在这种状态下的水，水的液态和气态没有明显区别，完全相融在一起，成为一种全新的，能够承受高温高压状态的水！
而科学家们发现的第四态的水并不仅仅只有马里亚纳海沟有，海底深处有大量的这种临界状态的水存在，而经过科学家研究发现这种水才是生命诞生的温床，并且这种水具有很强的反应活性，通俗的讲就是具有极强的氧化性，有的甚至能发生自燃，出现“水中冒出火焰”的奇观！
同时还有一个重要的特性那就是这种临界水可以和油等物质混合，而且融合能力极强，至于应用场景，目前科学家仍然在探索，所以科学无止境，探索也无止境，未来或许这种临界水会帮助我们解决一些社会难题，比如资源匮乏等，关于”第四态“水你了解多少呢？
2、科学家发现新的冰
固态水，也就是冰，和许多其他物质一样，可以在不同温度和压力条件下形成不同的固体材料，比如碳可以形成金刚石或石墨。然而，水在这方面却是特殊的，因为人们已知的固态冰至少有20种。
在内华达大学拉斯维加斯分校（UNLV）极端条件实验室工作的科学家，开创了一种测量高压下水的性质的新方法。水样首先被挤压在两颗钻石尖端之间，从而冻结成一些杂乱的冰晶。冰被激光加热后暂时融化，然后又迅速重新形成细小的晶体粉末。
通过逐步提高压力，并周期性地用激光轰击它，研究小组观察到，水冰会从已知的立方相冰—VII过渡到新发现的中间四方相冰—VIIt，最终进入另一个已知相冰—X。
UNLV博士生Zach Grande领导的这项研究还证明，当水急剧变硬时，向冰—X的过渡发生在比之前认为的低得多的压力下。
虽然人们不太可能在地球表面的任何地方发现这种新阶段的冰，但它可能是地球地幔以及太阳系外大型卫星和富水行星中的一种常见成分。
为此，Grande和UNLV物理学家Ashkan Salamat将一份水样放在两颗圆形切割钻石的尖端之间。这两颗钻石被称为钻石砧槽，是高压物理领域的标准特征。只要对钻石施加一点力，研究人员就能够重现与地球中心一样高的压力。
通过挤压这些钻石之间的水样，科学家将氧原子和氢原子变成各种不同的排列形式，包括新发现的冰—VIIt排列。
这种史无前例的激光加热技术不仅让科学家观察到水冰的新阶段，还让他们发现，向冰—X的转变发生在比之前认为的低近3倍的压力下，即30万个大气压而不是100万个大气压。几十年来，这种转变一直是备受争议的话题。
“Zach的研究表明，这种向离子状态的转变发生在比以往任何时候都低得多的压力下。” Salamat说，“这是缺失的一部分，也是在这种条件下对水进行的最精确的测量。”
Salamat补充说，这项工作也重新校准了人们对系外行星组成的理解。研究人员假设，“冰—VIIt”阶段的冰可能大量存在于太阳系外富水行星的地壳和上地幔中，这意味着它们可能有适合生命生存的条件。（李木子 王方）
相关论文信息：
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.105.104109
来源： 中国科学报
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