自然界冰的神奇变化（温度高达2000多度的冰）

激光冲击水分子/劳伦斯利弗莫尔国家实验室

水是地球生命的源泉。构成我们身体的物质绝大部分是水，在地球上雕琢地形，塑造生命环境的是水，嗯，或者也可以说，还有它的另外两种相态，水蒸气和冰，也参与了46亿年轰轰烈烈，沧海桑田的地球改造过程。

羽状冰/资料图

然而你如果认为一氧化二氢就只有这三种状态，那就大错而特错了。事实上光是冰，就至少有几种非冰晶结构，以及17种结晶态——不对，现在是18种了，来自美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家已经制造出了一种温度高达2000多度的超级冰（superionic ice）。

冰十八艺术想象图/劳伦斯利弗莫尔国家实验室

看到这里，你可能已经满腹疑问了，水在0度结成冰，100度蒸发成水汽，连3岁小儿都知道的道理，怎么可能有2000多度的冰呢？事实上水0度成冰和100度蒸发，都是在一个标准大气压的理想状态下实现的，如果对水施加不同的压力，当然就可以在不同的温度下相变成另一种状态。

科学家们在1988年就预测了超级冰的存在，并于去年首次在来自地球深处的钻石中，观测到了超级冰冰七（冰VII）存在的证据（地球深处发现神秘超级冰）。而劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家，最近在x射线和高能激光的帮助下，更是直接制造出了一种全新的超级冰。

研究人员利用罗切斯特大学激光能量学实验室的Omega激光器，产生了6束高能激光，对夹在两颗钻石之间的水分子进行了15纳秒的高压冲击，这时水分子受到的压力已经达到了地球中心的压力，而温度也升高到2000多度，相当于地心温度或太阳表面温度的一半。此后，科学家们立刻用X射线拍摄样本，检测形成的物质。结果表明，水在几纳秒内凝固成了纳米尺寸的冰粒，这种冰粒不同于地球上以前见过的任何冰相，研究人员已将它命名为冰十八（ice XVIII）。

你可能已经暗暗咋舌了，冰十八需要如此极端的条件才能形成，只怕在整个宇宙中都不可能找到它的存在了。然而情况并没有这么悲观，根据科学家们的说法，在我们太阳系中可能就大量存在这种神秘的超级冰，甚至比整个地球的质量还要大得多。这是因为太阳系边缘还有两颗巨大的冰巨行星——天王星和海王星，它们的质量比地球大十多倍，其成分中又绝大多数是水，所以科学家们认为，在它们表面8000公里以下的深处，可以形成这种超级冰的厚实地幔。

这项研究发表在5月8日《自然》杂志上。

徐德文公众号：xudewen028，最新、最前沿、最有趣！