很低的温度里，还会存在液态水吗？
在那些严寒刺骨、仿佛要把一切都冻结的世界里，我们很容易就认为只有固态的冰存在。毕竟，在地球上，我们习惯了当气温降到零摄氏度以下时，水就会乖乖地变成冰块。但如果把目光放得更长远，投向宇宙深处，或者在某些特殊的地球环境里，你会惊奇地发现，水，这个我们再熟悉不过的物质，在极低的温度下，仍然能够以液态的形式顽强地存在。
这背后，其实藏着几个非常有趣的科学原理。
首先，让我们聊聊纯度这个概念。在地球上，当水变得非常纯净，几乎不含有任何杂质时，它的冰点会比我们熟悉的零摄氏度（273.15开尔文）要低。这意味着，你可能需要把温度降到零下几度，甚至零下十几度，纯水才会开始结冰。想想看，如果我们在一个极低温度但又充满极度纯净水的环境中，这些水分子可能会在相当长一段时间内保持液态。
接着，我们要引入一个关键的角色——溶解性。水很少是真正纯净的。在地球上，海水之所以不结冰，很大程度上是因为它溶解了大量的盐分。这些溶解在水里的盐，比如氯化钠，就像一群不安分的“捣乱者”，它们会干扰水分子之间形成规则的晶格结构，也就是冰的形成。换句话说，盐的存在降低了水的冰点。盐浓度越高，冰点就越低。这就是为什么在冬季，我们在结冰的路面上撒盐，就是为了让融化的雪水保持液态。
放到宇宙尺度来看，这一点就更加重要了。在一些行星、卫星或者彗星上，我们发现液态水存在的证据，即使它们距离恒星相当遥远，表面温度远低于地球的平均温度。这些地方的水，往往不是纯净的水，而是混入了各种盐类、氨、甚至二氧化碳等其他物质。这些“杂质”就像是水的“防冻液”，让它们即使在极低的温度下，也能保持液态。
举个例子，木星的卫星欧罗巴，它的表面覆盖着厚厚的冰层，但科学家们普遍认为，在这层冰的下方，可能存在着一个巨大的液态水海洋。这个海洋之所以不结冰，除了可能存在地热能维持一定的温度外，其中溶解的大量盐类和矿物质，无疑是维持其液态的重要原因。同样的，土星的卫星恩克拉多斯，也观测到了从其南极喷射出的水蒸气和冰粒，这强烈暗示着其冰壳下同样存在着液态水海洋，其中的盐分和有机物浓度可能还不低。
当然，我们也不能完全忽略压力的作用。在地球上，如果你把水压得非常非常紧，它的冰点也会发生变化。虽然在非常低的温度下，压力的作用相对来说可能没有那么显著，但在某些极端条件下，它也可能为液态水的存在提供一些额外的支持。
我们还得提到一种比较特别的现象，叫做过冷水（supercooled water）。这是一种在理论上或者实验室里可以实现的状态：当纯净水在没有足够“种子”——比如杂质颗粒或表面粗糙处——的情况下缓慢冷却，水分子可能无法顺利地找到合适的位点开始结晶，即使温度已经低于冰点，它依然能保持液态。但是，一旦有任何轻微的扰动，比如轻轻一震动，或者投入一个小小的冰晶，它就会瞬间结冰。在极低的温度环境中，这种过冷水的存在会更加短暂，也更加脆弱，但理论上是可能的。
所以，下次当你想到极低的温度，脑海里浮现的全是冰雪覆盖的景象时，不妨稍微调整一下视角。水，这个看似简单的物质，在纯度、溶解性、甚至压力这些因素的影响下，可以在远超我们日常经验的低温中，依然以液态的形式，在宇宙的某个角落，或者在地球的某些特殊环境里，静静地存在着。它提醒我们，大自然远比我们想象的要更加丰富和充满惊喜。
这背后，其实藏着几个非常有趣的科学原理。
首先，让我们聊聊纯度这个概念。在地球上，当水变得非常纯净，几乎不含有任何杂质时，它的冰点会比我们熟悉的零摄氏度（273.15开尔文）要低。这意味着，你可能需要把温度降到零下几度，甚至零下十几度，纯水才会开始结冰。想想看，如果我们在一个极低温度但又充满极度纯净水的环境中，这些水分子可能会在相当长一段时间内保持液态。
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我们还得提到一种比较特别的现象，叫做过冷水（supercooled water）。这是一种在理论上或者实验室里可以实现的状态：当纯净水在没有足够“种子”——比如杂质颗粒或表面粗糙处——的情况下缓慢冷却，水分子可能无法顺利地找到合适的位点开始结晶，即使温度已经低于冰点，它依然能保持液态。但是，一旦有任何轻微的扰动，比如轻轻一震动，或者投入一个小小的冰晶，它就会瞬间结冰。在极低的温度环境中，这种过冷水的存在会更加短暂，也更加脆弱，但理论上是可能的。
所以，下次当你想到极低的温度，脑海里浮现的全是冰雪覆盖的景象时，不妨稍微调整一下视角。水，这个看似简单的物质，在纯度、溶解性、甚至压力这些因素的影响下，可以在远超我们日常经验的低温中，依然以液态的形式，在宇宙的某个角落，或者在地球的某些特殊环境里，静静地存在着。它提醒我们，大自然远比我们想象的要更加丰富和充满惊喜。
网友意见
首先简单言之，可能。另外，也希望能定义一下很低的温度到底是多低。
我们可以看一下水的相图，https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%89%E7%9B%B8%E7%82%B9 （这个链接是维基百科不知道你能否打开，如果不能打开的话请尝试下面这个科普中国的链接中图9但是没有标明具体的数字）
你可以看到在高压下（209.9 MPa，大约相当于2000个大气压），在低温下（-22摄氏度）依然会有液态的水存在。
但是我们还需要认识到一点，那就是相图所描述的只是平衡态下的情况，并不一定是实际的情况！什么叫做平衡态呢？就是时间足够长，一切都达到能量最低点的情况。然而，现实生活中可能会有非稳定态的！
比如说，根据相图，在标准大气压下，-5摄氏度就一定是冰而不可能有液态的水。但是，当水结冰时，不是一蹴而就的，而是需要先在其中某个地方形成结晶核，然后从核那里开始结冰。灰尘或者一点小的扰动都可以作为结晶核。如果你的水足够纯净，并且一直不去扰动水，在-5摄氏度时水还可能会保持液态，这被称作过冷水。过冷水_百度百科
这时候，如果你去扰动它，则马上整个水全部都瞬间结冰。过冷水在相图中不存在，因为它不是一种稳定的状态。但是就算过冷也不会过冷太多，就算没有结晶核降低到液氦温度肯定也结冰了。
所以再重申一下结论：低于0摄氏度的温度下，是可以有液态的水的——可以是在高压下稳定存在，或者在标准大气压下不稳定地存在。但是如果温度真的极低，那么还是不会存在液态水了。
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