在零下80摄氏度 水以液体形式存在

美国能源部西北太平洋国家实验室(PNNL)的研究人员在最新一期的《科学》杂志上写道，在首次测量超冷水后，他们发现水在-80摄氏度的极低温下以液体的形式存在，由两种液体混合而成。最新的研究增加了我们对水的深刻理解，也可以帮助科学家解释为什么液态水可以存在于木星和土星等冻结的行星上。

研究人员指出，科学家对液态水在极端温度下的行为提出了许多假设。例如，一些科学家想知道在-83.15摄氏度的极低温度下，水是否能以液体的形式存在。澄清这些问题是非常重要的，因为水覆盖了地球71%的面积，对水的深入了解对于我们理解它是如何调节环境、我们的身体甚至生命本身都是非常重要的。

PNNL化学物理学家格雷格金梅尔说：“我们的研究证明，液态水不仅在极冷的温度下相对稳定，而且还是两种结构的混合物。”

25年来，金梅尔和他的同事布鲁斯凯一直在研究水的奇怪行为。他们提出了各种模型来解释水的异常特征。在最新的研究中，他们利用红外光谱成功地观察到了一层薄冰被激光破坏时水分子的定格运动，并产生了仅持续几纳秒的超冷液态水。

他们利用超冷水的定格快照获得的新数据表明，超冷水可以凝结成致密的液体状结构。这种高密度结构与低密度结构共存。随着温度从-28.15摄氏度下降到-83.15摄氏度，高密度液体的比例迅速下降，表明-83.15摄氏度的水是两种结构的混合物。

Kimmel说，这项研究可能有助于解释霰是如何形成的。在寒冷天气的暴风雪来临之前，有时会有白色的蓬松小颗粒从天而降。这种现象叫做霰。他们的研究表明，霰是由雪花和高层大气中的超冷液态水相互作用形成的。

这些研究也可能有助于了解太阳系中冻结的木星、土星、天王星、海王星——行星上液态水是如何存在的；此外，超冷水蒸气还在彗星后面形成一条引人注目的尾巴。

研究人员说，新的研究可以揭示液态水在封闭环境中的行为，将来，他们还可以使用这项研究中使用的技术来跟踪分子在各种化学反应后面是如何重新排列的。