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假如水的密度在0最大世界上绝大多数物质都遵循密度随温度降低而增大的规律,而水却例外。液态水在4时,密度最大。温度高于4时,水的密度是随着温度的降低而增大,但是在04的温度范围内,水的密度却随着温度的降低而减小,直至冰点。正是这个特性使得4的水下沉,隆冬时节水体从表面至底部形成由低到高的温度梯度,抑制了水的对流,才有冰封湖泊凿洞钓鱼的景象。这说明湖面表层结冰,但冰层之下却是液态的水,而且湖泊的底部的水温还能稳定在4,致使鱼类等水生生物得以生存,安度严寒。假如水在0时密度才会最大,将会是怎样一种情况呢?水在0时密度最大,意味着水的密度随着温度的降低而增大。秋冬季节,外界气温低于水温,密度较小的上层水与低温空气接触后变冷,密度增大而降到底部。不难想象,表层的冷水与下层的温水持续发生对流后,表层的水总是水体中温度最高的。这意味着表层水与空气之间始终保持着最大的温差,整个水体以最快的速度向外界释放着能量,直到整个水体与外界温度一致时,这种对流才会停止。当外界气温降到0以下时,不难想象,整个水体会形成0的冰。再来看看水体变成冰后,在春夏季节熔化的情景。阳光的照射会使冰的表面迅速升温,冰就开始熔化成水。刚熔化的水的温度是0,而0的水密度最大,因此就停留在未熔化的冰的表面不会上升到水的表面来,冰块的上表层形成一个不会进行对流的水层,水体以最慢的速度从外界吸收能量,这样很有可能一个夏天过去了,湖泊上却只有浅浅的水层,下面那么是千年不化的冰层。与此相反,水在4密度最大那么明显地促进融冰。这表现在与冰层相邻的为0的高温水层,而与高温空气相邻的为0的低温水,持续的热交换使水体以最大的速度从外界吸收热量。可见,水在4时密度最大,可让水放热慢,吸热快。假如水在0密度最大,这种水放热快,吸热慢,水体在一年之内放出的热量极有可能大于其吸收的热量,表现为整个水体热量的负积累。年复一年,水体的总温度就越来越低,直至整体结冰,生态系统注定会面目全非,很多动植物将不复存在,或者可能从来就不会出现。但不可否认的是,物种的进化是天择的过程,适者生存意味着在截然不同的物种存留下来。这很可能会出现一个与现今完全不同的生物圈,在那个生物圈中人处于什么位置,甚至会不会有人都将是未知数。
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