综述
表面上看起来,地球是由陆地和海洋两个部分组成的,但实际上我们看到的海洋深处依然是陆地,只是深度不同,也就有了不一样的海底世界。
在浅海当中有能看到的一般和深海还是有很大区别的,而且越往深处去,越有可能出现一些复杂的地质构造带,比如我们今天要说的马里亚纳海沟,作为世界上最深的海沟,它的深度足足达到了一万米,很多人也非常感兴趣,这么深的海底压强肯定很大,那么这里的水还是液态吗?
如果把地球上所有的海水全部加在一起,然后重新倒入一个被展平的海底,那么海水的深度大概在三千米左右,最多不会超过四千米,而马里亚纳海沟却是这个数字的两倍还要多,有人做了一个非常直观的比较,马里亚纳海沟的深度可以允许我们将珠穆朗姆峰扔进去,都还有剩余的空间,可见这个深度的可怕。
马里亚纳海沟,我们很多人第一次听说应该都是中学的地理课本上,它因为这个世界之最的称号被放在其它很多名山大川的旁边,但是因为深处地下,所以我们并没有图片或者影像可以获得直观的感知,只能从卫星成像或者模拟图像上粗略地感受。
从位置上看,这条海沟靠近西太平洋,也就是地震火山多发的地带,所以我们也很容易能够想到,它的形成跟板块活动有关。
马里亚纳海沟不仅深度惊人,长度也非常可怕,自南向北一直延伸了两千多米,根据仪器探测的结果,估计宽度在70千米左右,这些也是我们目前的技术能够获得的比较准确的信息,至于那里到底是什么样,真正去到海沟内部的人屈指可数。
按照考察获得的反馈,这里跟我们的理论推断差不多,基本上就是一个黑暗世界,各方面的条件都非常恶劣,不仅压强极高,温度极低,而且氧气和各种营养物质贫乏,一般的生命要想在这里生存下去基本上是不可能的,比起地表上的各种无人禁区,这里还要可怕得多。
而且即便是借助潜水设备,人类要想去到这里也是困难重重,直到几年前才有人创下了超过一万米的潜水深度,也让很多人对于探索深海重新燃起了热情,但是这个潜水深度当然不是自然状态下获得,它需要借助非常专业的设备和仪器,来帮助潜水员规避掉各种不利因素。
比如长时间的水下活动需要的氧气、保温装备、防护装备等等,光是赤条条一个人,最多能够潜到水下两三百米,还是冒着很大风险的情况下。
超临界水
不过提到水,我们下意识会觉得海洋里应该到处都是,而且是以液态存在的水,但是如果我们稍微还能想到一些初高中的物理知识,再联系一下深海中的环境条件,就会意识到一个问题,那就是水的形态转化。
正常情况下,水有着三种常见的形态,气态,液态和固态,分别对应我们最熟悉的水蒸汽、饮用水和冰块,它们之间的转化会在特定的条件下发生。
比如从水蒸汽要变成液态水,一般来说就是通过凝结散热,像是夏天出现在冰冻饮料瓶身的水滴就是这样形成的,而反过来液态水要变成水蒸气,就是通过蒸发吸热的过程,我们家里每天烧水的时候都会见到。
要变成冰块就更简单了,装好一杯水放进冰箱就好了。不过除了温度这个因素之外,其实还有一个很关键的要素,那就是压强。
水越深,压强越大
所有我们上面提到的这些变化都是在标准大气压下发生的,如果不是这个气压,我们要烧开水就不是100摄氏度的问题了,冰块要凝结也跟0摄氏度没有关系,本质上,这是因为水分子之间的引力关系受到了影响。
对于气态的水来说,压强增大就会让水分子的运动减慢,使其进入一种较为稳定且有规则的排列,并最终以液体的形式表现出来,如果进一步增加压强的值,这种效果会加倍,水分子甚至无法流动,只能停留在一个相对固定的位置。
当然在微观上还是能够看到一些活动迹象的,只不过整体的状态已经被框在一个空间当中,这个时候就会变成固体了。按照马里亚纳海沟的深度,我们可以推算出这里的压强数值,大概是在110左右。
那么这个气压值下的水是什么样呢?按照探测仪器获得的信息,一万米深的海沟内部其实依然是液态水,而没有因为压强的增加变成固态,但是它跟上层的液态水又确实存在一些不同。
从性质上看,它结合了水蒸汽和液态水两种状态的特点,温度和压强刚好处在一个临界点上,既没有进入固态,也没有变为气态,而更像是把这两种水的形态结合到了一起,专业的术语将其成为超临界水,也是除了大家都熟悉的三态之外的第四种形态。
结语
按照研究专家的说法,这种超临界水虽然看起来也是一种流体,但是却有一些特别之处,比如它不像水一样拒绝一些物质的融合,像是油脂这类都能融于其中,而且它的活性很强,化学反应也比较剧烈,这样的水是不是能够为我们所用,还需要进一步的研究。
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