氣態水是什麼 氣態水是如何產生的

導語：日常生活中，我們看到的水都是液態的，於是很多人便認為水都是液態的，但實際上，水還有氣態形式。那麼，到底氣態水是什麼呢?實際上，我們生活中也存在着氣態水，例如水蒸氣。那究竟氣態水是如何產生的?我們一起來了解。

氣態水是什麼 氣態水是如何產生的

氣態水

氣態水就是水達到了它的汽化温度而呈現的一種特殊形態，這就相當於在海底存在一個大的氣泡，但這個大的氣泡不往上上升的原因是它被蓋了一層熱液硫化物的礦物，就相當於一個倒扣的碗一樣，把這個氣泡罩住了。

水的相態受控於其所處的温度制、壓力條件，當温度超出其所處壓力下氣液分離温度時，液態水將轉變為氣態水。在一個大氣壓下，純水會在一百攝氏度氣化，即“白開水”的由來。

2020年5月28日，中國科學院海洋研究所研究人員在深海熱液區，通過發現號高清攝像頭髮現有大量“蘑菇型”熱液煙囱結構形成的倒置湖。湖內充滿大量閃閃發道光的水體。這是由於巨大的温度、密度差異形成的強烈光反射層。

通過深海激光拉曼光譜原位探測系統和深海熱液温度探針對倒置湖內水體不同層位進行拉曼光譜採集和温度測量。結果表明，該區域倒置湖內水體，從頂部至底部依次為高温蒸汽相、熱液流體與海水混合相以及底層的正常海水相。頂部流體的温度最高可達383.3℃。

氣態水的發現有什麼意義?

氣態水的發現

深海熱液系統孕育了豐富的礦產和基因資源，被認為與生命起源相關，一直備受科學界關注。相分離作用是深海熱液系統流體組分發生分異的過程，對熱液流體化學組分的演化有重要影響。當流體的温度超過其所處壓力下兩相分離温度時，低密度、低鹽度、富氣體組分的氣相將與滷水相分離。但由於氣相在上升並噴出海底的過程中，温度快速降低，使得蒸汽相無法在海底之上保持。研究人員此次在深海熱液區，通過“發現”號ROV的高清攝像頭髮現由大量“蘑菇型”熱液煙囱結構形成的倒置湖，湖內充滿大量閃閃發光的水體。這是由於巨大的温度、密度差異形成的強烈光反射層，使倒置湖的湖面看起來如同光滑的鏡面一般平整。通過深海激光拉曼光譜原位探測系統和深海熱液温度探針對倒置湖內水體不同層位進行拉曼光譜採集和温度測量。拉曼光譜的測量結果表明，該區域倒置湖內水體呈現“三明治”式分層結構，從頂部至底部依次為高温蒸汽相、熱液流體與海水混合相以及底層的正常海水相。温度測量數據表明，“蘑菇型”結構頂部流體的温度最高可達383.3℃，已經超出了該區域水深(2180m)條件的相分離的温度(378.1℃)，進一步驗證了拉曼光譜的測量結果，倒置湖內頂部為氣態水並混有CO2、CH4、H2S等氣體組分。

氣態水能夠在該區域的海底之上存留，得益於該區域獨特的熱液煙囱構造。“蘑菇型”煙囱結構形成了一個半封閉的體系，將過熱的高温流體與周圍低温海水隔離。高温熱液噴發物通過倒置湖的鏡面(氣液界面)向海水緩慢擴散，這種特殊的噴發模式有利於熱液硫化物在煙囱邊緣沉澱，從而減弱對海洋環境的影響。金屬元素的溶解與運移受到流體密度的控制，因此低密度氣相和超臨界相熱液噴發系統在元素分配和硫化物礦化過程上與常規熱液系統有明顯差異。當前，超臨界相與氣相熱液噴發系統僅在洋中脊熱液區被觀測到，此次在弧後熱液區觀測到的氣相熱液噴發系統與洋中脊的超臨界相與氣相的噴發系統相比，具備更加穩定的噴發條件。對此類氣相熱液噴發系統的原位探測，有助於揭示此類低密度氣相熱液噴發系統的熱液硫化物礦化過程以及對深海環境的影響。

上述發現是使用我國自主研發的國際首個可以直接插入450℃深海熱液噴口的譜系化拉曼光譜探針(RiP)獲得的。高温熱液噴口的原位探測一直是世界性技術難題，由於苛刻的高温、高壓、強酸(鹼)和渾濁的流體環境，深海高温熱液噴口一直被認為是光學鏡頭的禁區。RiP高温熱液拉曼光譜探針成功突破了普通光學鏡頭不耐高温和防顆粒附着性能差等技術難題，為深海熱液高温流體地球化學性質研究提供了首個多參數原位光學探測傳感器，為研究熱液流體對海洋環境和全球變化的影響提供了一種新方法。