液態水

人類很早就開始對水產生了認識，東西方古代樸素的物質觀中都把水視為一種基本的組成元素，五行之一；西方古代的四元素說中也有水。

水在常溫常壓下為無色無味的透明液體。在自然界，純水是非常罕見的，水通常多是酸、鹼、鹽等物質的溶液，習慣上仍然把這種水溶液稱為水。純水可以用鉑或石英器皿經過幾次蒸餾取得，當然，這也是相對意義上純水，不可能絕對沒有雜質，水是一種可以在液態、氣態和固態之間轉化的物質。固態的水稱為冰；氣態叫水蒸氣。

水的密度在3.98℃時最大，為1×10³kg/m3，溫度高於3.98℃時，水的密度隨溫度升高而減小，在0～3.98℃時，水不服從熱脹冷縮的規律，密度隨溫度的升高而增加。水在0℃時，密度為0.99987×10³kg/m3，冰在0℃時，密度為0.9167×10³kg/m3。因此冰可以浮在水面上。

水的比熱容是4.2*10³焦/千克·攝氏度，蒸氣的比熱容是2.1*10³焦/千克·攝氏度

水的汽化熱為40.8千焦/摩爾，相當於2260千焦/千克。

在20℃時，水的熱導率為0.006J/s·cm·K，冰的熱導率為0.023J/s·cm·K，在雪的密度為0.1×10³kg/m3時，雪的熱導率為0.00029J/s·cm·K。

1、水汽溫度高於374.2℃時，氣態水便不能通過加壓轉化為液態水。

2、水的熱穩定性很強，水蒸氣加熱到2000K以上，也只有極少量離解為氫和氧，但水在通電的條件下會離解為氫氣和水。

3、具有很大的內聚力和表面張力，除汞以外，水的表面張力最大，並能產生較明顯的毛細現象和吸附現象。

4、純水有極微弱的導電能力，但普通的水含有少量電解質而有導電能力。

5、水本身也是良好的溶劑，大部分無機化合物可溶於水。

6、在-213.16℃，水分子會表現出現厭水性。

鳳凰號首次發現火星表面有液態水存在的證據

騰訊科技訊消息，據《新科學家》雜誌報道，科學家們成功找到了在火星表面或是在其淺層地表下可能有液態水存在的證據。是在對“鳳凰”號探測器此前拍攝的照片進行分析后得出這一結論的。

據悉，在“鳳凰”號成功登陸火星后，科學家們發現在探測器的許多部件上都出現了一些令人感到費解的奇特形成物，而且它們的尺寸會隨著時間不斷增大。一些研究人員推測，這些形成物主要是一些富含鹽份（包括“鳳凰”號後來發現的高氯酸鹽）的“髒水”。

在研究過程中，科學家們搜集到了有個這一理論大量的證據。發現，水和高氯酸鹽的混合物的凝結點可以低至零下70攝氏度，也就是說，這種液態混合物完全有可能存在於火星的表面。

研究人員們認為，已找到了解答“鳳凰”號為何會莫名其妙“長斑”的答案：鹽類混合物會吸收來自火星表面的大量水汽並凝聚成液滴，而這些水滴在夜間則有可能出現凝固。

不久前，美國亞利桑那大學的科學家也宣布了類似的研究成果。對火星表面一些新出現溝壑的成因產生了興趣。科學家們在研究過程中發現，新近出現在火星表面的一些溝壑結構很可能是地下水作用的結果。

科學家們在很久以前便已發現了火星表面上分佈的大量溝壑。由於到目前為止一直未能在火星上發現液態水存在的證據，許多研究人員都認為，導致這些溝壑形成的運動早在很久以前便已經停止了。不過，“火星全球勘測軌道器”傳回的最新數據卻顯示，這類溝壑結構直到今天依然在不斷的形成之中。

研究人員在試驗中成功證實，水和硫酸鐵的混合物（後者廣泛存在於火星土壤之中）的結冰點可以低至攝氏零下68攝氏度。通過分析此前獲取的有關火星土壤的分析數據，科學家們成功繪製出了火星表面可能有這種混合物分佈的區域。

藉助計算機模型，研究人員確定出了使水和硫酸鐵的混合物保持液態時所需的溫度和壓力的數值。之後，指出了火星表面或是其淺層地表可能曾存在過類似條件的區域。研究結果顯示，這些可能分佈有液態水和硫酸鐵混合物的區域居然與那些發現有新溝壑出現的區域非常吻合。

需要提醒的是，美國的“鳳凰”號探測器已經最終證實了火星表面確實有水冰存在。除此之外，“火星勘測軌道飛行器”也在火星淺層地表下發現了有冰層存在的證據。

首次獲得火星液態水的直接證據

這一有爭議性的發現也可以通過“鳳凰”號火星探測器此前的發現來解釋。此前，“鳳凰”號在火星土壤里發現了高氯酸鹽，而高氯酸鹽可以在零度以下保持水的液態特徵。科學家們認為，這種防凍劑效應使得火星表面以下廣泛存在液態水成為一種可能。但也同時指出，即使火星廣泛存在液態水，但由於這種水鹽份太高不足以維持生命的需要。在2008年“鳳凰”號登陸幾天後傳回的觀測照片上，科學家們發現探測器一隻腳上附著有神秘斑點。奇怪的是，在接下來的幾周內，這一斑點的面積不斷增大。“鳳凰”號項目組科學家們因此就這一斑點的來源展開了激烈的爭論。最能引起科學家們興趣的一種可能性猜測，那就是這些斑點是鹽水的水滴，水滴由於會吸收大氣中的水蒸汽，因此會不斷地增大。

對於這一觀點，“鳳凰”號項目組成員尼爾頓-倫諾、“鳳凰”號任務首席科學家彼得-史密斯等22位科學家都參與了辯論。科學家們的辯論研究成果將於三月份正式對外公開發表。火星表面存在許多洞穴大峽谷和河流狀通道，這也都可以為火星表面曾經廣泛存在大量液態水提供佐證。雖然火星表面看起來很乾燥，但是形狀不斷變化的彈坑沖溝也顯示火星表面之下可能存在蓄水層，偶爾會爆發出液態水流。由於“鳳凰”號登陸於火星北極，氣溫太冷以致純凈水根本無法以液態形式存在。但是，鹽水可以在更低的溫度下保持液態。因此，倫諾等科學家們認為，如果高氯酸鹽以高濃縮形式廣泛存在於火星之上的話，那麼在火星表層之下也可能存在液態水。“根據我的計算，幾乎在火星的任一地點表層之下，都可以發現鹽溶液。”

美國西南研究院科學家馬克-布爾洛克模擬火星表面的環境對鹽水進行了實驗。實驗結果有力地驗證了倫諾等人的觀點。研究人員通過電腦模型，模擬出液態水在火星的大氣環境下流動會形成怎樣的痕迹，然後再和砂石在火星上滾動形成的痕迹進行對比。發現在和火星同樣的大氣環境下，砂石滾動形成的痕迹和火星偵察軌道器(MRO)傳回的照片上所顯示的痕迹更相符合“鳳凰號”探測器機械臂上的液態水滴。

火星已具備生命存在的所有要素

這條消息讓多年來尋找地外生命的科學家喜出望外。表示，如果這一發現得到證實，火星適宜生命生存的所有要素都已齊備：液態水和穩定熱源。在其所有的火星探測任務中，美國航空航天局提出了“找水”戰略，以確定火星是否曾經擁有生命或支持生命存在。科學家為何如何熱衷尋找火星生命呢？在太陽系，火星不僅是與地球最為接近的一顆行星，而且，它還是與地球非常類似的一顆行星。在太陽系形成期最初的十億年，火星與地球的環境狀況非常相似。如果能證實火星上真的存在水、存在生命，人們日後移居這一紅色星球就指日可待了。美國科羅拉多大學空間生物學家布魯斯-捷克斯基說，“無論是過去，還是現在。相信火星有生命曾經存在的理由不止一個。”

在此之前，科學家一直沒有發現液態水存在於火星表面的證據。美國天文學家帕西瓦爾-羅威爾報告說，發現火星上存在著縱橫交錯的運河。有人認為運河是高智商的物種為在乾燥的火星環境中生存所挖掘的。研究人員還在火星的北極地區發現了有冰存在的證據。美國宇航局的科學家說，火星部分地區表面存在著一層神秘的薄霧，在火星軌道上的太空船和地球上的巨型望遠鏡都能觀測到這層“火星霧氣”。而進一步研究表明，“火星霧氣”的主要成分是甲烷氣體，專家推測，這些甲烷氣體正是由一種叫做“產烷生物”的火星生命釋放出來的氣體。科學家相信，這些“火星生命”一定還活著，否則火星的大氣中將不可能有持續不斷的甲烷。

封存數十億年之久的液態水隱藏生命起源線索

據國外媒體報道，前不久，一支由英國和加拿大科學家組成的研究小組在一處深達2英里的礦洞中發現了距今26億年之久的液態水，其被困於同樣久遠的岩石層中，最新的研究顯示這些液態水中含有非常豐富的化學物質，被稱為維持生命的水。距今26億年之久的液態水物質可能是這個星球上最古老的水，甚至可能在其中發現生命，同理，科學家提出了可以用同樣的方法在火星上尋找液態水，好奇號等漫遊者的發現已經證明遠古火星擁有潮濕的環境，如果能在火星地層深處發現液態水，也可能因此發現火星生命。

本項研究成果已經發表在《自然》雜誌上，這一發現或將迫使我們重新思考生命可能出現在地球的哪些地方，揭示微生物如何演化的線索。發現地球遠古液態水的礦洞位於加拿大安大略省，科學家還在其中發現了含量豐富的氣體，比如甲烷、氫氣以及不同形式的同位素。事實上，這些液態水與深海熱液噴口周圍的條件類似，氫氣和甲烷來源於遠古液態水與岩石之間的相互作用，天然放射性元素也參與了這些化學反應。產生的氣體可以為微生物提供能量，這也使得微生物群落可以在沒有太陽光能量來源的環境下生存數十億年。

液態水周圍的結晶岩被認為擁有26億至27億年的歷史，但是沒有人會料到其中夾雜的液態水也擁有相同的年齡。英國曼徹斯特大學研究出一種技術可以用於調查這些年代悠久的物質，其流體性質的年代下限被定位在15億年。對此，這些液態水中的生命信息就成了科學家研究的重點，存在於數億年前的微生物如何在極短環境下演化，地球上生命的初始狀態是否就是這些微生物呢？有科學家聯想到火星表面雖然荒涼，但其岩層深處是否也隱藏著類似的生命信息，這無疑是一個極有價值的研究課題。

外媒：火星上發現第一個液態水湖

2018年7月25日，法新社消息稱，火星上發現了第一個液態水湖。報道稱，科學家們在火星上發現了巨大的地下蓄水層，這增加了火星上存在生命的期望。