惠然觀史關(guān)注
2023-05-04 00:04
來自重慶
×水是生命之源，對(duì)于水來說，人類對(duì)此都再熟悉不過了。我們都學(xué)過生物，平時(shí)也都再說"人都是水做的"，由此可見，人類的生存是離不開水的。那么我們平時(shí)所見到的水的形態(tài)都有哪些呢？日常生活中，水的形態(tài)分為三種，一種是最常見的常溫下的液態(tài)，在正常大氣壓下，存在于0℃到100℃之間，還有就是固態(tài)的冰和氣態(tài)的水蒸氣。那么水是只有這三種形態(tài)嗎？
在不同的大氣壓下，不同的溫度下，水的形態(tài)都是有所變化的，前蘇聯(lián)曾經(jīng)挖了一個(gè)科拉深坑，深度有12262米，這差不多都快接近地心了。我們知道，在地心的溫度很高，大概每下降100米，溫度就會(huì)升高兩攝氏度以上。在科拉深坑的最深處，溫度幾乎超過了300攝氏度。這也就是說，越接近地心的地方，溫度會(huì)越高。
但是在神秘的海洋深處，有一個(gè)同樣有著一萬多米深度的地方，就是亞歐板塊和太平洋板塊俯沖形成的馬里亞納海溝。這條海溝最深的地方達(dá)到了11034米，在斐查茲海淵，是我們現(xiàn)在可以探尋到的地球的最深點(diǎn)。如果把世界最高峰珠穆朗瑪峰倒過來放在海水下，也沒有它深。那么在這么深的地方，水是以一種什么形態(tài)存在的呢？
馬里亞納大海溝
馬里亞納大海溝位于菲律賓東北方的太平洋底，在亞洲大陸和澳大利亞之間，是六千多萬年以前由于板塊運(yùn)動(dòng)形成的地球最深點(diǎn)。它的深度隨著科技的發(fā)展也在不斷的被新紀(jì)錄刷新，從一開始探測(cè)出的10836米，到現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了最深有10862米。在這么深的海底，還有發(fā)現(xiàn)有魚存在的最深水深是8370米，那么在海底最深處，還有沒有生物存在呢？那里的生物是靠什么存活的呢？
我們都知道，海底的世界之所以難以勘測(cè)到，不僅僅是因?yàn)樗暮诎挡灰姽猓€因?yàn)樵酵５紫聺?，受到的壓力越大。人最大的潛水極限是318.25米，這是由于水的壓力。在馬里亞納海溝的最深處，水壓高達(dá)1100個(gè)大氣壓，也就是大約有110MPa。在這種壓強(qiáng)下，相當(dāng)于一個(gè)人身上背了二十七萬多的人，可想而知，這里的壓力有多大！
×除了這么大的壓強(qiáng)以外，在這個(gè)最深的地方，溫度也非常的低。那么也許你會(huì)問道，不是說前蘇聯(lián)當(dāng)初挖的那個(gè)深坑，越往下越靠近地心，溫度就越高嗎？其實(shí)不然，在馬里亞納海溝的最深處，溫度只有2攝氏度左右，并且由于海水溫度的變化是非線性的，也就是它不會(huì)說一直隨著深度的增加而降低。而是隨著深度的增加，溫度下降的幅度會(huì)越來越小，因此在萬米深的海域中，溫度也不會(huì)變成0度。
馬里亞納海溝里水的形態(tài)
那么既然溫度達(dá)不到零度，也就是我們所知道的水由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的臨界點(diǎn)，是不是說明，在馬里亞納海溝最深處的水還是液態(tài)的呢？我們都知道，在壓強(qiáng)很大的地方，是可以把氣體、液體直接壓縮成固體的。比如我們所熟知的，在木星的內(nèi)部，木星的地核里壓強(qiáng)巨大，是可以把本應(yīng)該是氣態(tài)的氫直接壓縮成金屬氫，這也是氫氣的一個(gè)令人匪夷所思的存在形式。
而在強(qiáng)大的壓力下，水分子的形態(tài)也會(huì)發(fā)生變化。在初中化學(xué)中我們都學(xué)過，水分子是一個(gè)三角形態(tài)的，通過壓力的壓縮可以變成立方晶體結(jié)構(gòu)，每個(gè)原子都與相鄰的四個(gè)原子形成共價(jià)鍵，這樣一來，水分子的結(jié)構(gòu)變得更加穩(wěn)固，形成的固態(tài)水的硬度也是跟鉆石差不多，現(xiàn)在普遍被稱為水鉆。
但通過科學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn)，如果要將水用壓力壓縮成固體，那么在不同的溫度下，所需要的壓強(qiáng)也不同。如果要達(dá)到一千萬大氣壓的時(shí)候，才能夠確保將液態(tài)水壓縮成金屬水，而這樣的壓強(qiáng)在馬里亞納海溝里還是沒有的，所以按照推測(cè)來看，這里的水還應(yīng)該是以液態(tài)的形式存在。
×但是馬里亞納海溝所在的地形板塊又是一個(gè)兩塊大陸的臨界點(diǎn)，附近還有海底的熱泉口，這也會(huì)影響水的形態(tài)。在海底熱泉口的附近，會(huì)有特殊形成的'煙囪'將地幔層中的高溫物質(zhì)噴出來，這樣的動(dòng)作會(huì)影響到附近的溫度，有可能會(huì)達(dá)到400攝氏度。那么既有高壓低溫的海水，又有高溫的熱泉口，這里的水的形態(tài)被科學(xué)家定義為"超臨界狀態(tài)"。在這里，水既不是氣態(tài)，也不是液態(tài)，也可以說，它的液態(tài)和氣態(tài)沒有什么區(qū)別，是完全交融在一起的一個(gè)處在高溫高壓下的流體狀態(tài)。
經(jīng)過試驗(yàn)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這種存在于海溝最深處的"超臨界水"有著很強(qiáng)的溶解性和可壓縮性，這在現(xiàn)在的發(fā)電機(jī)組中推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電有很大的用處。由于它很強(qiáng)的溶解性，還可以將地球內(nèi)部的很多化學(xué)物質(zhì)通過熱泉口帶出來，使得即使在萬米深不見光的海底也能夠擁有細(xì)菌生存的充足的養(yǎng)分和熱量。所以即使我們現(xiàn)在并沒有探測(cè)到海溝最深處有生物存活的跡象，但還是有很多科學(xué)家都認(rèn)為，海底熱泉很有可能就是地球生命起源的地方。
深海里的神秘世界
在萬米的深海中，高強(qiáng)度的水壓、沒有一絲陽光透下來的黑暗、海水接近零度的寒冷，應(yīng)該是令任何生命都望而卻步的地方。但海底熱泉的出現(xiàn)，帶來了大量的硫化氫和硫酸鹽，還有高濃度的離子濃度差，這些都是硫化細(xì)菌可以通過自身調(diào)節(jié)進(jìn)行有機(jī)物合成作用的特殊養(yǎng)料，是生命賴以存在的能量的來源。
科學(xué)家通過這些推測(cè)出，也許在地球上最早出現(xiàn)的海洋生命就是這樣誕生的，熱泉口出現(xiàn)的單細(xì)胞生物擁有足夠的食物來源后，通過地殼的運(yùn)動(dòng)營造了能夠孕育生命的環(huán)境，使最早的生物逐漸演變成其他種類的生物。
×目前為止，世界上只有一位瑞士的工程師、美國海軍上校和著名導(dǎo)演卡梅隆這三位深海探險(xiǎn)者完成了對(duì)馬里亞納海溝最深處的探測(cè)，人類一直探索著世界的奧秘，尤其是深海的神秘世界，吸引著越來越多的人去想象和驗(yàn)證。
