科学家在深海发现第四种水原来水并非只有固态液态和气态

　　大家都知道，水被誉为生命之源。以人类为例，我们可以一周甚至更长的时间不进行进食，但是一周不摄入水的话，可能就要被死神带走了。在我们的日常生活中，饮水是一件很平常的事情，甚至有些养生人士提出一天要喝八杯水才可以。
　　我们饮用的水，都是液态的，而在自然界当中，水其实是有着多种形态的。之前，科学家们认为自然界中的水只有固态、液态和气态，可是自然界就向人类证明，事情往往远超人类想象。因为科学家们在海底发现了第四种水，它到底是什么呢？
　　科学家在海底发现的第四种水
　　水算得上是地球上最常见的东西了，毕竟我们的地球有71都是海洋，而广阔的海洋当中又有着丰富的海水。不过，我们平时说的水一般是指饮用的水源，它由氢和氧共同组成，看起来无色，喝起来无味，感觉并没有什么存在感，却与我们的生命息息相关。
　　水的形态根据不同的气压以及温度，会呈现出不一样的变化。在标准大气压之下，纯水的沸点大约是100，而凝固点则为0。因此，有些生活在南方地区的人每当发现当地的天气预报显示零下时，就会异常的激动，因为这意味着本来要落下的雨说不定可以变成雪花。
　　那么，科学家在海底发现的第四种水究竟是什么呢？其实，这种水叫做超临界水，简单来说，就是科学家们观察到的在自然状态之下处于超临界状态的水。首先，我们先来看看超临界状态到底是什么，这种状态指的是一种特殊的流体，当它处于临界点附近时，其压缩性就会增强，最终拥有溶解其他物质的独特性能。
　　而发现超临界水的科学家，是在一次考察当中意外地发现了这种现象。根据相关报道数据来看，在2008年时，德国的科学家们对于大西洋中部山脊处的一个热液喷口进行了考察研究。
　　他们发现这一位置的水温很高，达到了464，而水的临界温度大概是374。可见这一水温足以使那里的水处于超临界状态了。当时从事这项研究的地球化学家安德里亚向人们介绍了相关的情况，她表示科学家们在海底发现的这些热液喷口，就像是一个烟囱，使得热液与外部冰冷的海水相遇并且让其中的物质凝固堆积。
　　安德里亚对这一发现非常兴奋，她说，它确实是水，但不是普通的水。这是人类第一次在自然状态下观察到超临界状态水的存在，以前人们只能在实验室通过技术来达到水的超临界状态。
　　可见，超临界水之前就已经出现过了，不过是人类通过相关实验，进行外部干预才使其产生了。但是这次海底的发现，无疑证明了，不用人为干预，自然界当中也有超临界水存在。超临界水的相关性质
　　超临界区域当中，水的相关性质都会发生改变，所以从这些改变来看，它就属于第四种水。准确来说，超临界水必须要在温度和压力都超过临界值的时候才会发生变化。临界温度为374。15，临界压力则为22。05MPa。
　　如果将超临界水和平时常见的液态水进行对比的话，就会发现它的热力学参数会明显地减小，这其中包括密度、介电常数以及黏度等等。此外，还会呈现出扩散系数变大、传质性能好，以及与某些物质和气体能够完全互溶的特殊性质。
　　其实水的大部分性质都是由一个东西决定的，它叫做氢键，一般位于水分子之间。根据科学家研究发现，超临界水当中的氢键展现出了自己的特殊性质，并且即使温度很高，它也不会消失。
　　GEWalrafen等提出当温度上升到临界温度时，饱和水蒸汽中的氢键的增加值等于液相中氢键的减少值，此时液相中的氢键约占总量的17。
　　而超临界水的密度会随着温度和压力发生较大的变化，其变化的范围在液态水和低压水蒸气之间，到达临界点时密度大概是0。1克立方厘米。至于粘度也与水蒸气和液态水有着明显的差异，标准大气压和常温之下液态水的粘度大还是0。001Pas，这一数值看起来很小确实水蒸气的100倍左右。超临界水的粘度则是0。298102Pas，因此它能够变成具有高流动性的物质。
　　此外还有扩散系数、介电常数、溶解度等等，其具体数值和水的其他三种形态之间都存在着比较明显的差异。这些差异使得超临界水非常与众不同，可以用于多个领域当中，那么接下来我们就看看科学家们使用这种自然界当中的第四种水做了什么，创新出了什么技术吧！
　　超临界水促使高新技术出现
　　超临界水不仅名字非常高级，诸多不同于常数的气质也使它可以在诸多领域当中被应用，比如说超临界水燃烧技术，这种技术就是一种可以用于清洁的新型高效技术。该技术能够有效地帮助人类去处理有机废物或者是稠油资源高效开发等等，对于人类而言意义重大。
　　相关资料当中显示这一技术也可以简称为SCHC，其具体是指当燃料或者有机废物与氧化剂相遇之后，在超临界水当中发生的氧化反应，这种氧化反应非常的剧烈，因此可以产生水热火焰。没错，水能着火是真的，水火相融也是真的，不过这个水必须得是超临界水才可以。
　　这种方法可以有效地降解有机废物当中的一些小分子化合物，其去除率很高，反应速度很快，是一种有效地处理废物的方法。因此，研究和发展这项技术对于人类而言是很有用的，如果我们将它与传统的处理方法相对比，就能发现它的优势。
　　比如将其和传统的焚烧法比较，就会发现它非常的清洁。这是因为焚烧法的反应温度是非常高的，所以会产生二次污染物。而如果和湿式氧化法相比较，就会发现它效率更高，因为其去除率高达99，反应时间还更快，完全不需要二次返工，为企业节省了时间、提高了效率。
　　所以该技术目前在多个领域当中都有运用，比如说用于高浓度有机废水及污泥的无害化处理或者是用于煤基等高碳能源的清洁转化利用，其效果都非常明显。
　　研究者表示与常规燃煤技术相比，煤的超临界水热燃烧技术不需脱硫、脱硝、除尘等末端装置即可实现污染物NOx、SOx粉尘的源头控制，可以很容易的实CO2的低成本捕集，具有极其优越的环保性能。
　　此外，其实超临界水在很早就成为萃取剂了，它不仅可以帮助我们上文中所述的污染物去污，还能用于清除咖啡豆当中的咖啡因或者是页岩油加工，以及从各种天然物质当中提取油脂、香精等等。
　　至于科学家们在海底发现的那些自然形成的超临界水，对于自然的反作用也非常明显。一般认为，当超临界水处于高温、高压的地幔当中时，会与矿物或者岩石之间相互作用，参与到其成矿的过程当中。
　　日本利用超临界状态下的水所具有的较强消毒功能，用于喷洒人参及名贵蔬菜。如神户制钢公司正在研究用超临界水作高级蔬菜的消毒剂，不会污染环境，是清洁绿色蔬菜的理想洗涤剂。地球上的水究竟从何而来？
　　上文当中，为大家详细介绍了超临界水到底是什么，以及它的物理化学特性在特殊情况下促使哪些对人类有益的高新技术产生。可以看出，当水处于液态时，是生命之源，而当其处于其他的状态时，对于人类仍然有着显著的影响。
　　难怪，人类在寻找宜居星球时，最先关注的永远都是那里是否有水，因为水对于人类而言实在是太重要了。可是很遗憾，迄今为止，我们在多个星球上都未发现有像地球这么大面积的液态水存在。这些星球要不是干燥到开裂，要不就是温度太低被冰包裹着。总之，想再找到一个和地球一样的奇迹之星实在是太难了。
　　每当这时，人们就会提出一个问题，那就是为什么我们的地球会如此特殊？不仅有水，水还特别的多，地球上丰富的水到底是从哪里来的呢？难道说，我们真的是因为太幸运了，被上天眷顾才获得了这么多的水吗？
　　有关地球上的水从何而来，其实很早就是科学家们在研究的问题了。科学家们针对地球之水做了各项研究，也提出了多种假设，至今多方都各执一词，认为自己说得更有道理。因此这个问题其实到目前是没有盖棺定论的，不过我们还是可以来看看，科学家们都是怎么说的。
　　首先，在《自然》杂志上其实就刊登了不少有关地球水来源的研究论文。比如德国明斯特大学的科学家们，就使用同位素分析法，对相关陨石和地球地幔的岩石进行了对比，得出了这样一个结论：地球上的水出现的比人类想象的要晚的多。得出这一结论有什么用呢？其实是反驳一种假说，也就是地球上的水是由落入其中的陨石表面冰层融化得来的。
　　很明显，明斯特大学的科学家们不认为地球上的水是从太空来的。但是科学界认可外源说的科学家其实很多，人数最多的一派就是认为水是彗星带来的的这一派。
　　因为彗星一度被人们称为脏雪球，其中富含着水合星际尘埃。所以不少科学家认为，地球曾经经历过一场浪漫的陨石雨，其密度比我们现在观看的流星雨要大得多，次数甚至也更多。这场持续的陨石雨，使得地球上出现了水。
　　其次，就是认为地球之水来自地球，这种认可内源说的科学家们了。他们认为地球形成之初，相关的物质当中就有水，只不过最初它们都是以气态的形态藏在大气当中，后来随着温度变化变成了水，以及地球内部的岩浆当中也有大量的水，它们也能为地球提供水源。
　　可见，双方说的都有一定的道理，到底谁才是对的恐怕就要等到更多证据的发现了。值得一提的是，科学家解释其实地球还有很多的水藏在石头当中，他们也叫这种石头为水岩。这种东西实际是一种水合矿物质，矿石的分子当中存储着大量的水。