【正見新聞網2018年03月10日】
科學家們在地殼深處生成的鑽石裡發現了天然水冰，這一發現刊登在周四（8日）的科學期刊《Science》上，代表人類首次在地球上探測到了天然的「冰七」（Ice-VII）。
內華達大學的地球學教授蕭納爾（Oliver Tschauner）領導的研究小隊意外地發現了冰七的存在。
冰七是水冰（Water ice）的一種，其密度是普通冰（稱為冰一）的1.5倍，其晶體結構完全不同。冰一的氧原子排列呈六角形，而冰七中的氧原子排列是立方形。
蕭納爾解釋說，通常給固態物質加上極大壓力後，其原子的間距就會縮短，之間的化學鍵會向彼此傾斜，這叫可壓縮性。但是水冰卻很不尋常，其可壓縮性非常低。當給水冰加上很大的壓力時，其原子不會相互靠近，相反，它們會重組成不同的晶體結構。
比如，向冰一加足夠的壓力，它就會轉成菱形結構的冰二，再增加壓力就變成冰三直至冰七。而冰七與其它形式的水冰不同，即使壓力增加，其結構依然會保持穩定。
科學家們相信太陽系中可能有大量的冰七，或許就在木衛二和土衛二上，或者存在於土衛六的海洋底下。但人們從不認為地球上有天然存在的冰七。因此，這次的發現意義非凡。
不過，蕭納爾說，他和他的團隊研究鑽石本來不是要去找冰七的，而是去找非常態的二氧化碳的。但當他們用高密度的X射線掃描鑽石時，他們卻意外發現了天然冰七。這讓整個團隊異常興奮。
水冰的概念最早是著名物理學家布裡奇曼教授（Percy Bridgman）在1930年代提出的一種假設。他認為，在極其高溫和高壓的條件下，水分子中的氫原子和氧原子的連接方式會發生變化，其中氧原子會形成晶體狀態，而氫原子則呈現液體狀，即所謂的水冰。而這種半晶體半液體的結構使得水冰可以像金屬一樣成為導電體。
而他的設想被勞倫斯利弗莫爾國家實驗室科學家們證實了。
科學家們用金剛石襯墊為液態水施加了2.5萬倍的大氣壓，結果形成了冰七，然後又以高達攝氏數千度的雷射光線照射冰七，藉此讓冰塊受壓提升到大氣壓力的 190萬倍、溫度高達5,000攝氏度的極端狀態，從而得到了可以導電的「超離子水冰」。
科學家認為，超離子水冰的發現能促進新材料的開發。
（大紀元張純之）