水是生命之源。受溫度和氣壓的影響，水分子會以三種不同的形态存在。日常生活中的水通常以液态形式呈現，結冰之後就是固态水，空氣中的水蒸氣則是氣态水。水在這三種狀态之間互相轉化，就孕育了雨、雪等多彩的降水現象。
除了固、液、氣這三種形态，水還有第四種存在形态
衆所周知，自然界中的所有宏觀物質都像水那樣存在着固态、液态、氣态這三種狀态。一般來說，正常物質的物态由溫度和壓力共同決定。當溫度和壓力處于一定條件時，同一種物質的三種狀态便能平衡共存，這一共存點被稱之為三相點。
而氣、液共存的那個點則被叫做臨界點。不同物質的臨界點不同，臨界溫度和臨界壓力也不同。這種臨界現象由安德魯斯于1869年研究二氧化碳氣、液兩相密度差時發現。以水為例，水處于臨界點時的臨界溫度為374℃，臨界壓力為21.7兆帕（大約相當于标準大氣壓的218倍）。
當水的溫度和壓力均超過臨界值，此時水就會處于一種超臨界狀态，氣、液兩态的性質将非常相似，并且難以分辨，既像液體又像氣體。
超臨界态，它是除固态、液态和氣态外，物質存在的第4種形态。處于這一狀态的水被叫做超臨界水。
科學家在深海中發現天然存在的超臨界水
在标準大氣壓（0.1013兆帕）下，純水的凝固點為0℃，沸點為99.975℃。
壓力升高，水的沸點就會升高，用過高壓鍋的應該明白。而要想讓普通的水成為超臨界水，就必須讓它處于高溫（374℃以上）高壓（22.1兆帕以上）狀态。在實驗室中，這很容易達成。
雖然人類很早就發現并制造出了超臨界水，并且相信自然界中肯定也存在超臨界水，但直到21世紀初才第1次觀察到自然狀态下處于超臨界狀态的水。
2008年，德國科學家在對大西洋中部山脊處的一處高溫熱液噴口進行考察時發現，這個噴口附近的水溫最高竟然達到464°C。這一發現，讓科學家狂喜，因為這不僅是人類在自然界中發現的溫度最高的液體，也是第一次發現天然存在的超臨界水。
海底熱液噴口又稱“海底黑煙囪”，它是由海底地殼擴張分離，海水滲進地下遭遇熾熱的岩漿形成的。上面那個熱液噴口最早是由德國不來梅雅各布大學的科學家安德裡亞教授和她的研究小組于2005年發現的。
地球上這麼多水，科學家之是以這麼晚才發現天然存在的超臨界水，還是因為超臨界水的存在要同時滿足高溫高壓，這種條件在地球上并不常見，而且此前我們也沒有能力或者機會進行觀察。例如深海壓力雖然足夠，但也隻有海底黑煙囪等少數區域的水溫才能滿足超臨界條件。
超臨界水的妙用
超臨界水身兼液體和氣體這兩方面的特性，是一種不同尋常的流體，你可認為它是一種密度接近液态水的那種稠密氣體。
雖然有接近水的密度，可超臨界水卻擁有遠超一般液體的低粘性和近似氣體般的高擴散性，能夠像空氣那樣滲透進固體的孔隙中，同樣也能夠讓别的物質在超臨界水中快速擴散。
此外，超臨界水還具有極強的氧化能力和溶解能力，很多在液态水中難以溶解的物質在超臨界水中都可以被快速地溶解掉，絕大多數金屬都能夠在超臨界水中被緩慢地腐蝕掉，部分物質甚至能夠在超臨界水中燃燒。并且超臨界水的理化特性可以随着溫度或壓力進行改變。
正是這些特性，使超臨界水可以當做溶劑、萃取劑、催化劑應用于化工領域，在加速化學反應過程、分離提純等方面均有應用。其次，利用超臨界水的特性，還可以用來處理污水及一些污染物，在環保領域有廣闊的應用前景。
世界上的很多國家，諸如日本、德國，都在研究與超臨界流體有關的技術，可超臨界流體就像超導體那樣，使用時必須維持一定的溫度等，這導緻應用成本高，限制了它的應用空間。但由于優點衆多，仍然值得研究。
微信公衆号：科學探索菌