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为什么水是宇宙中最奇怪的物质之一?

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  水是宇宙中最奇怪的物质之一,许多人对此会很惊讶,因为从人类的角度来说,我们拥有充足的水,这似乎是完全正常的。


  但是想象一下在未来我们将要弄明白的所有关于宇宙的奇怪的东西!从人类的角度来说,相对于还未被发现的奇怪科学现象,水是无聊的!但是尽管如此,H2O的确是一个奇怪的分子。也许如果我们有一天和聪明的外星人接触交谈,我们向他们解释我们的丰富水源,他们会说:“天哪,怎么回事儿!”

  水为什么是这样一个奇怪的分子,这儿有一些解释。


  当水结冰时,其分子之间的空间膨胀,使其以液态漂浮。水是唯一已知的具有这种特性的自然物质。想一想,为什么固体物质会浮在液体上面?正常情况下,当一个物质结冰时,其分子会收缩得更加紧密,而非膨胀。这个异常现象塑造了我们如今看到的地球。液态水会渗入巨石中,当它结冰时,就有足够的力量将其分解。随着时间推移,岩石的侵蚀是一种强大的力量,也是我们认为的理所应当的地面土壤的主要来源。


  液态水的高表面张力使一些小动物,例如昆虫,能够穿过其表面。这些动物不会掉进深处,因为相对于其他液体,水的表面张力是巨大的。

  水的粘合性和内聚性。根据#2推断,水具有令人难以置信的黏住自己的能力,地球上的生物已经进化到能利用它了。水由两个氢原子和一个氧原子构成,其化学名称H2O由此而来。这两个氢原子被水分子周围的氧原子所吸引。因为这个,水可以从根本上挑战自然引力。例如:我们血液中的水使得营养物和氧气在所有最小的血管中流动。通过相似的方法,水从土壤中涌出,到达所有活的植物的顶部。如果没有这种现象,散热器、管道、灌溉系统和水管都不会如此高效。


  水是万能溶剂。它不仅黏住自己,而且黏住并溶解它接触到的一切。水是一种非常好的溶剂,以至于在实验室中几乎不可能得到百分之百的纯样品。至少,它部分溶解了它所接触到一切。普通的盐,由氯化钠晶体组成,其能在水中轻易溶解是因为氢键将钠原子和氯原子从晶体中抽离出来,让它们自由漂浮在液体中。几乎所有已知的化学和矿物化合物都会在水中溶解到一定程度。正因为如此,水是我们所知的最具反应性和腐蚀性的化学物质之一。


  如我们所知,水对生命也相当重要。这是因为水可以溶解多类营养物质和其他要素,然后把它们带到我们的身体中。生命的基本分子——DNA、蛋白质和构成细胞膜的分子等等。—没有水将无法运行。进化形成了这些复杂的分子,因此一部分是亲水的,能轻易地与水混合,另一部分是恐水的,会避开水。你身体里数十亿的蛋白质分子只有折叠成正确的形状才能完成它们的工作,因为它们与水之间的相互作用推动它们形成正确的三维格式。


  没有水,生命就不会存在。我们正好有一个关于有生命存在的行星的例子,那就是地球。宇宙浩瀚,这也使我们相信有丰富液态水的行星一定特别稀少。但是也许在未来,我们会发现还有其他行星,且带有相似数量的液体水。也许到那时,我们会意识到,尽管水很奇怪,但它绝对不是我们今天认为的那样在宇宙中是不寻常的。

  史蒂夫提到了一些要点,但还有两个更鲜为人知,但很重要的特性。


  水的导电性的巨大变化。你总是听说水是良好的导体,但如果是蒸馏水,那就不是了。更有坏处的是蒸馏去离子水。以数千倍的倍数。我认为,这对生命意味着,如果水的导电性不是这么万能的话,那么高度依赖离子电位的有机化学就不会产生作用。


  蒸气比干燥的空气更稀薄。这只会使我们了解的天气成为可能。如果水蒸气比干燥的空气更重,那么就只有雾在海洋上了。这对地球上的水循环来说是灾难性的,湿气团对大陆的移动很小,因此没有风化作用(风化作用为海洋带来所有有用的营养物质,包括但不仅仅只是盐),因此陆地上也没有生命(可能由于缺乏风化作用,海洋上也没有生命)。


  我将补充第三点,它关系到一个众人皆知的事实,即水的密度比水的密度小。据说这不会杀死河中的生命。这也意味着它阻止了水的热量被排放到大气中。这在雪球地球假说中非常重要。冰盖比水更轻,阻止了海洋完全冻结,有效地隔绝了它。

  作者: quora

  FY: Henin

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