在自然界中，我們可以看到，水的形式可以有三種，固態的冰、 液態的水、氣態的氣體。
水的組成元素是 氫和氧，在不同的溫度條件中，這三種狀態可以 相互轉化。
比如當溫度達到0℃時，液態水就會逐漸變成固態冰，當溫度不斷增加時，水就會逐漸變成 氣態水蒸氣，當水蒸氣升入空中后， 受到低溫影響，或者體積被壓縮，就會逐漸液化成雨滴降落。
而實際上，科學家發現，任何一種物質都應該存在一個 臨界點，當它處于這個臨界區域時，就會變成 超臨界流體狀態，水也是如此。
接下來，我們就來了解一下，深海中被發現的「第四種水」是什麼？原來水并非只有固態、液態和氣態。
超臨界流體
要了解 「第四種水」，我們就得先搞清楚，超臨界流體是什麼？
液體、固體和氣體是 物質的基本相，就如前面所說，它們之間存在一個臨界點。
當物質的溫度和壓力都高于臨界點時，此時氣體和液體的性質會十分相似，隨后便會達到一個 均勻的流體現象。
超臨界流體的特點
我們可以想象它們是緩慢運動的氣體，可以從一個多孔的固體中流出，看上去既可以像液體一樣流動，又可以 如氣體般發生瀉流。
這就是超臨界流體具備的特點，具有 可壓縮性，其 密度一般介于0.1-1.0g/ml，此時的密度會隨著壓力或溫度的較小變化，而發生更大的變化。
所以處于這一狀態的物體，有著 極強的可塑性。
正是由于超臨界流體還沒有表面張力，所以我們只需要 稍微調整一下它的壓力和密度，就可以使其性質和狀態更偏向液體或氣體了。
在自然界，我們已經發現了很多具有超臨界流體的物質。
自然環境下的超臨界流體
比如我們熟知的 瀝青，從外表上看，它屬于固體，但是1927年， 澳大利亞科學家帕內爾進行滴落實驗時，就讓學生了解到它具有一定的流動性。
所以它既不是固體也不是液體，而屬于 非完全晶體，只不過它的滴落速度尤其緩慢，人們經常將其看作固體也不是沒有道理。
嚴格來說，超臨界流體應該是較穩定地處于 單相相區。
它雖然不屬于其他三種相中的任何一個，但是又在三相種接近某一項，因此我們可以將其成為 「第四相」。
超臨界水的發現
而處于深海中的超臨界水，就是 水在臨界點區域呈現的狀態。
2008年，德國科學家正在對大西洋中部山脊的 熱液噴口進行考察。
我們知道， 水的臨界溫度為374.15℃，臨界壓力為22.05MPa。
而這里的水溫已經達到 464℃，是地球上水溫最高的地方。
其明顯高于臨界溫度，此時不管該地的壓力有多大， 氣體都不可能液化。
所以參與考察的 安德里亞認為，這是深海中的第四種水，是我們在自然狀態下，第一次觀測到的超臨界水。
此前基于對超臨界流體研究時，科學家就 曾在實驗室獲得過超臨界水。
所以很早之前，人們就已經了解到超臨界水的特性，并試圖加以利用。
超臨界水的特點
我們知道，位于水分子之間的 氫鍵，決定了大部分水的性質。
一般來說，如果溫度升高，就會 快速降低氫鍵的數量，由此破壞水在室溫下存在的氧四方有序結構。
但當它屬于超臨界水的時候，氫鍵就出現了特殊的性質， 不管溫度再高，它都不會消失。
科學家對此進行研究，它們發現在臨界溫度時， 飽和水蒸氣的氫鍵增加值，和處于液態水的氫鍵減少值相等，此時液態水中的氫鍵占總量的17%左右。
隨后，科學家又發現了超臨界水的其他特點。
第一，比如大家知道 「水火不相容」這句俗語吧，但如果是在超臨界水中，這一點就不成立了，因為 它可以讓很多物質在其中燃燒，產生火焰，甚至還可以將很多物質溶解。
第二，超臨界水具有 很強的反應活性，以及 強大的氧化能力，甚至比高錳酸鉀還要強。
一般只需要將需要處理的物質放入超臨界水中，然后向其中加入 氧和過氧化氫，隨后這些物質很快就會被氧化和水解。
第三，超臨界水具有 強腐蝕性，它幾乎可以將所有金屬都腐蝕，包括黃金，其腐蝕強度， 比王水還要厲害。
第四，超臨界水還具有 極強的催化能力，所以物質在其中的化學反應會變得極快，幾乎是在其他狀態下的100倍。
超臨界水的作用
于是根據超臨界水的特點，我們完全可以將其充分利用起來。
目前，我們對超臨界水，可以應用于制作 反應容器、預熱器、冷卻裝置等等。
超臨界水在化學反應中，既可以作為反應介質，又可以直接參與反應。
通過改變溫度和壓力，可以使得超臨界水操控反應環境， 協調反應速率、化學平衡等，所以它可以作為一種良好的溶劑來使用。
根據前面提到的超強反應活性，我們可以將其應用于化學反應中， 使得物質能夠反應得更徹底。
科學家經過實驗證明，超臨界水可以在不添加催化劑的條件下，進行酸堿自催化反應，也就是說可以直接充當酸堿催化反應的介質。
因為當接近臨界點時，水中的 離子積已經比常態水增加了差不多3個數量級。
于是我們完全可以將超臨界水用于 水解反應、脫水反應和水合反應。
如果未來這一技術得到使用，可以有效減少化學反應中產生的雜質，因為在超臨界水狀態下， 無機物質幾乎不能溶解，而有機物質卻幾乎被完全溶解。
