「科学家」水在2000摄氏度高温下会结冰,科学家由此揭开了天王星磁场之谜


「科学家」水在2000摄氏度高温下会结冰,科学家由此揭开了天王星磁场之谜
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「科学家」水在2000摄氏度高温下会结冰,科学家由此揭开了天王星磁场之谜
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地球的中心是地核 , 其分为两层 , 内部是6000摄氏度的固体铁实心内核;外部则是由熔融铁和镍组成的2200摄氏度液体外核 。
【「科学家」水在2000摄氏度高温下会结冰,科学家由此揭开了天王星磁场之谜】液态铁含有很多带电粒子 , 带电粒子会在压力作用下向压力较低的地幔运动 。 运动的液态铁导电流自然而然形成了一个永久性的磁场 , 由此产生了稳定性的南磁极、北磁极 。
按照惯性思维 , 宇宙中的其他星球应该也和地球一样 , 拥有南北两个磁极 。 但事实却并非如此 , 仅仅是在八大行星之中 , 就有天王星和海王星两个例外 。
1986年1月24日 , 美国旅行者2号以81400公里的距离飞越天王星 。 在最靠近天王星的2个小时里 , 研究人员仔细探究了天王星系统 。
这次探究让研究人员十分疑惑 , 因为根据“磁场强度计”的测试和记录 , 天王星的磁场非常复杂 , 其除了南北两极外 , 还有多个极 , 而且自转方向和角度也不一致 。 海王星上也出现了同样的的现象 。
天王星和海王星被称为“姊妹星” 。 它们都是气态行星;都是冰巨行星 , 天王星最低温度-224摄氏度 , 海王星最低温度-218摄氏度;两个行星的大气组成成分还基本一致 , 都是83%氢气+15%氮气+2%甲烷 。
通过这些共同性 , 科学家们进行了严谨的分析推测 。 有人指出 , 天王星和海王星磁场混乱的情况 , 很可能是薄外壳循环流动的结果 。 即行星的电流运转并非基于地核中产生 , 而是薄外壳中水、甲烷、氨和硫化氢组成的带电流体推动的 , 简称“发电机效应” 。
1988年 , 科学家们开始探测行星内部 。 惊讶地发现 , 天王星和海王星这种富含水的行星内部 , 由于极端压力和极端温度的作用 , 会出现一种反常的冰元素——冰十八 。
冰十八是一种超离子导体 , 其一部分呈现固态 , 一部分呈现液态 。 正是地幔中广泛大量存在的冰十八 , 才使天王星和海王星出现了奇异的磁场 。
2019年 , 美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的科学家们 , 利用高能激光和X射线成功制造出了冰十八 。 科学家们在实验台上盛了薄薄一层液态水 , 然后向水发射了6束激光 。 这些激光瞬间给了水400万倍大气压的压力 , 同时将水加热到了2760摄氏度 。
神奇的事情发生了 。 液态水在高温高压的作用下 , 其中的氧原子瞬间冻结成立方晶格 , 形成一种全新的冰晶——冰十八 。 而水中的氢原子则会在晶格中乱窜 , 还会产生带正电的质子 , 使冰十八具有导电能力 。
世界之大无奇不有 , 大家的观念中 , 水在高温作用下会变成水蒸气 。 但谁能想到 , 经过2000摄氏度的极端高温作用 , 水会变成冰 , 还会导致磁场紊乱呢?