导语

每当夏日炎炎的时候，人的身体会因为高温而感到不适，人们往往需要用各种方法来降温。早在远古时期，人们级已经发现水在炎热天气中水的升温速度更慢，于是便利用水来进行降温。后来还出现了专门用于贮藏冰块的地窖。

人们在冬天从河里、湖里开采冰块，放在本身温度比较恒定的天然洞穴或者人工地窖中，可以一直保存到夏天都不融化，用作解暑的原料。现代科技为人类带来了制冷压缩机，于是冰在我们生活中的运用更加常见，已经成为了城市中夏季生活不可或缺的部分。

除了给我们的生活许多方便以外，冰在整个大自然中也有着重要的地位。全球气候变暖给了人们全新的难题，那就是冰川融化的问题。地球两极的冰川已经在极端的低温下存在了千年万年，然而却很有可能在未来因为全球气温的升高而融化。

大量的冰川成为海水，将会让海平面大幅度上涨，我们生活着的大量陆地将会被海洋所淹没，甚至一些海拔较低的岛国会完全消失，人们赖以生存的家园不复存在。因此，全球变暖是一个确确实实会影响到人类正常生活的重大环境问题，必须引起人类的高度重视。

冰是怎么形成的？

冰是水的固态，水如果在一定的温度下存在，就会从常见的液态转化为在固态或者气态。一般来说，我们默认水冰点是0摄氏度，沸点是摄氏度，这已经成为了人类的“常识”之一。

但这其实也是一个需要前置条件的，水只有在标准大气压，也就是kPa的时候，才是标准的0度结冰，度沸腾，如果大气压发生了变化，那么水的沸点和冰点自然也会发生变化。举个例子来说，在我国的青藏高原，就因为海拔高、空气稀薄，所以大气压也更低，水不到一百度就会沸腾。

水为什么会结冰？那是因为在一定的温度和大气条件下，构成水的水分子会以一种有序的排列方式组合在一起，有一定强度和空隙，而不是像液态水那样紧密地结合在一起，因此形成了有一定强度的固体。

自然，这种形态的水因为分子间有较大的空隙，密度也会更低，所以我们在将冰块投入水中之后会看到它浮在水面上，在地球两极的大海中，冰川也会漂浮在海面上。冰块的形成原理很简单，但是就是这样一种我们再熟悉不过事物，其中也蕴藏着不小的学问。

冰的各种形态

我们在生活中确实会看到各种各种的冰，但一般都是取决于凝结成冰的液体中含有什么物质，这些物质会改变冰在表面上的颜色，形态等。但其实在我们生活的一般环境中，所有不含杂质的水所凝结而成的冰，其实都只是自然界中冰的形态中的一种，被称为“冰-lh”。

实际上在不同条件下，冰的晶体结构有足足18种，它们的温度、特性都有所不同，我们可以简单地将它们视为冰的不同固体状态。那么这些形态究竟是怎么产生的？其中，压强起到了很大的影响作用。

地球各处都有着不同的压强，当水处在不同的压力之下时，高温带来的水分子逸散现象也会有不同的表现方式。比如水的沸腾就是在高温下水分子进行逸散，化作气体的现象，但如果压力足够强大，水分子就更难逸散出去，于是沸点自然也就会升高。

同样的道理，水在更高的压力下，其冰点温度也会变低。而当压强到达了一定程度之后，水结成的冰的结构也会出现变化，比如从冰-lh的分子结构是，O与两个在1/3处的H成O-H键，和另两个在2/3处的H成氢键。

7号冰真的有那么神奇吗？

在网络传闻中，世界上有一种神奇的“7号冰”，只需要一块就能够在一瞬间将地球上的海洋全部冻结。自然界中真的存在这样的物质吗？如果这样的物质被别有用心的人所拿到，岂不是会造成严重后果？

其实大家完全不用担心，这种听起来很陌生的冰并没有这样一看就非常科幻的功能，它正是上文说到的冰的晶体结构中的一种。7号冰的形成也和压强有关，是水在大于等于2.1Gpa，并且小于等于62Gpa的时候会出现的形态。

在这个范围的压强下，常温下的水会在瞬间凝结成固态，因此一些人才会说，7号冰会将地球上的海洋全部在瞬间冻结。提出这个说法的人，其实并没有搞清楚这个效果和冰本身没有什么关系，主要还是由施加在水上的压强决定的。

地球上的海洋总面积和非常庞大，不可能整体都陷入这样的压强，因此海洋不可能在瞬间完全冻结，更不可能因为一块7号冰而这样。所以我们在生活中其实根本无法接触到七号冰，因为在常温和常压之下，7号冰无法存在。

或许有人对于2.1Gpa这个压强没有什么概念，在我们所知的环境中有最大压强的就是海底深处了，海面上的平均气压是10万帕，而海底的压力最大可以达到0.1Gpa，也就是一亿帕。而需要形成7号冰，需要21倍于海底深处的压力，我们自然不会周围环境中看到7号冰存在。

当然，这样的压力也不是无法达到，比如在地底深处就有这样压力大小，毕竟海洋也只是处在地壳部分，再往地球内部走，比如地幔、地核，其压力自然是更大。但是这也涉及到另一个问题，那就是地球深处的温度。

地球深处的温度极高，液态水很难在这样的环境下存在。当年苏联和美国冷战，互相之间都想要在科学研究方面胜过对方，于是苏联决定将地球“钻通”。这个计划一开始比较顺利，但是苏联在只钻到地下一万两千多米时，就停止了这个项目。

停止项目的原因很多，其中一个原因就是地下的温度非常高，不仅需要更频繁地更换钻头，人类现在用于制造钻头的金属也没办法在高速作业环境下承受这样的温度，在技术和经济的双重压力之下，苏联只好放弃这个计划，而这个数字也是在此后很长一段时间里，人类能够达到的地球最深处。

意外发现的7号冰

按照这样的说法，人们没有办法在常温常压下见到7号冰，那么这种冰是不是只存在于理论上或者实验室之中？其实人们并不是没有发现过完全天然形成的7号冰，甚至这块7号冰还能够在人们生活的环境中长期存在，这是怎么回事呢？

其实它和我们熟悉的一种矿物有关，这种矿物不仅是宝石，在工业方面也有广泛的作用。如果是在自然环境下形成的，那么它将会具有极高的价值，甚至被人们称作是“一颗永流传”，这就是钻石。

晶莹剔透的钻石，其成分非常简单，那就是碳元素。碳元素在很多物体中都存在，但并不是纯净的碳元素就可以形成钻石，它还需要承受极大的压力，才能够变化成为这种结构极为坚固的晶体。

而这样的压力也给7号冰的形成创造了条件，那就是“矿物结晶水”。如果钻石在形成的过程中有水的参与，那么这些水最后有可能被包在已经形成的钻石中。当然，在钻石形成的压强里，这些水会以7号冰这样的固态存在。

在钻石被开采出土之后，尽管其存在的环境已经发生了变化，但是作为一种结构稳定的矿物，其内部的压强依然能够保持恒定不变，于是这些被包裹在钻石内部的7号冰依然以固态存在。

科学家的这一理论在年得到了证实，研究者们就在一颗被开采出来的天然钻石中发现了固态7号冰的存在，证明了这个猜想并不是只存在于纸上。由于现在钻石已经可以人工制造，那么能不能用这种方式来在实验室中制造容器，保存其他形态的冰呢？这或许是一个可行的方法。

结语

虽然7号冰对地球上海洋没有“瞬间冻结”的效果，但是它们对于我们研究地球上其他的物质形态有着重要的意义。在地底深处还有着很多我们未曾接触过的事物，这些事物究竟以什么方式存在，至今都还是一个没能够完全解开的谜团。

此外，在其他的一些星球上也已经被发现存在了固态水，但这些冰究竟是以什么方式存在，现在还是未知的。相信随着科学研究者们对于物质世界的不断深入探索，我们在将来还会获得更多关于物质存在方式的知识。

人类作为一种智慧生物，不光能够对自己生活的环境进行解释，同时也会意识到我们对于世界、对于宇宙的了解还太少。比如我们如今已经明白冰的18种晶体形态，但并不知道冰还有没有更多的存在方式，这一切都还是未知的。

人类不会因为如今的成就就沾沾自喜，甚至觉得自己已经成为自然界的主宰，我们在未来还需要不断前行，才能够让我们的种族不断延续，让眼界更加宽阔，能够做到的事情也会更多，比如让人登上太阳系乃至于太阳系外的其他行星。