7号冰是什么物质？一块7号冰，真能让地球海洋全部冻结吗？

科幻小说《猫的摇篮》描述了这样一种神奇的物质：这种物质在常温下表现为固态，当它与普遍的液态水接触之后，就会使其瞬间冻结成冰，然后冰又会迅速向四周蔓延。由于地球的海洋都是连通的，因此我们完全可以想象出，如果将这种物质投进地球上任意一片海洋之中，那么在很短的时间内，地球海洋就会全部冻结。

有意思的是，有一种说法认为，“7号冰”应该就是这样一种物质，因为它在常温下就是固态，并且其在液态水中的扩散速度非常快，所以假如将一块“7号冰”投进地球的海洋，那么要不了多久，它就可以让地球海洋全部冻结起来。

那么，这种说法是不是真的呢？我们不妨先来看看这个“7号冰”到底是什么物质。

从微观角度来看，水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成，其中每个氢原子都与氧原子共用一对电子，这也被称为“共用电子对”，因为在水分子之中，“共用电子对”总是会偏向于氧原子的那一边，所以水分子在整体上就表现为氢原子这边带正电，而氧原子那边带负电。

如此一来，相邻的水分子之间就会产生互相吸引的作用，这种作用也被称为“氢键”，当液态水冻结成冰时，水分子就是通过“氢键”彼此连接，进而形成了有序的晶体结构，根据环境条件的不同，水分子形成的晶体类型也各不相同，实际上，“7号冰”其实就是其中的一种，不过科学家通常将这种晶体类型称为“冰 VII”（Ice VII)。

根据科学家的研究，“7号冰”确实可以在常温下存在，另一方面，“7号冰”独特的晶体结构使得其结晶核与液态水分子之间几乎没有中间热层，并且其推动液态水分子结晶的速度只会受到已结晶的水分子的初始排列的影响，从理论上来讲，只需要大约100个水分子就可以形成“7号冰”的“种子”，而“种子”一旦形成，就会令附近的液态水迅速冻结成“7号冰”，其在液态水中的扩散速度可以达到每小时1600公里，可以说是相当快了。

可以看到，“7号冰”确实可以存在于常温之下，并且其扩散速度又如此之快，那么问题就来了：一块“7号冰”，真的能让地球海洋全部冻结吗？答案是否定的，因为“7号冰”的形成，还需要一个必不可少的条件——压强。

（↑水的三相图以及7号冰在其中所处的区域，纵轴为压强，横轴为温度）

实际上，在常温下形成“7号冰”，至少需要3Gpa的压强，什么概念呢？这样说吧，这大概相当于标准大气条件下地球海平面大气压的3万倍！事实上，地球海洋的最深处是马里亚纳海沟的挑战者深渊，而即使是这里的压强，也只有地球海平面大气压的大约1100倍。

连地球海洋最深处都远远达不到形成“7号冰”所需要的压强，其他海洋区域就更不用说了，因此可以说，就算我们真的把一块“7号冰”投进地球海洋中，那无论我们将它投到哪片海域，它的晶体结构都将很快地在“低压”环境中崩溃，而构成它的水分子也将迅速地与海水融为一体，至于“让地球海洋全部冻结”这种事情，则根本就不会发生。

值得一提的是，虽然“7号冰”不可能存在于地球的海洋中，但在太阳系的别的星球上，情况却可能不一样，比如说“木卫二”。

“木卫二”是木星的一颗天然卫星，观测数据表明，这颗星球很可能拥有一个由液态水构成的巨型冰下海洋，根据科学家的估算，其平均深度至少有60公里，最高可达150公里，所以一个合理的推测就是，在“木卫二”的冰下海洋深处，应该存在着形成“7号冰”所需要的压强，而如果真是这样的话，那里就有可能存在着大量的“7号冰”。

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。

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