水是什么样的？它是碧波荡漾的大海，是寒气逼人的冰块，还是袅袅升起的水蒸气……水的相态受控于其所处的温度、压力条件，比如在一个大气压下，纯水在100℃将转变为气态水。但是，如果说“在冰冷的海底有气态水”，这里面的每个字和词都不难，但连起来，却让人有些困惑。提到气态水时似乎总离不开一个“热”字，液体在较高气压下沸点会上升，在深海海底高压的环境下，海水的气化温度可达几百摄氏度，在深海里真的有气态水吗？
日前，中国科学院海洋研究所的科学家在深海热液区首次观测到气态水存在的证据。该成果在地球科学权威刊物《地球物理学研究快报》上正式发表。深海里的气态水 温度高达383.3℃科学家是怎么发现深海中的气态水的？其实这是去探测深海热液系统时“无意”中的发现。深海热液系统孕育了丰富的矿产和基因资源，更是被认为与生命起源相关，一直备受科学界关注。
在2018年“科学”号科考船深海热液航次中，研究人员在深海热液区，通过“发现”号ROV的高清摄像头发现了奇妙的倒置湖。湖内充满大量闪闪发光的水体。巨大的温度、密度差异形成的强烈光反射层，使倒置湖的湖面看起来如同光滑的镜面一般平整。研究人员通过深海激光拉曼光谱原位探测系统和深海热液温度探针对倒置湖内水体不同层位进行拉曼光谱采集和温度测量。
拉曼光谱的测量结果表明，该区域倒置湖内水体呈现“三明治”式分层结构，从顶部至底部依次为高温蒸汽相、热液流体与海水混合相以及底层的正常海水相。温度测量数据表明倒置湖顶部流体的温度最高可达383.3℃，已经超出了该区域水深（2180m）条件的相分离的温度（378.1℃），进一步验证了拉曼光谱的测量结果，倒置湖内顶部为气态水并混有CO2、CH4、H2S等气体组分。
此次在深海热液区观测到气态水存在的证据主要有以下四点：1. 温度数据。2. 原位拉曼光谱数据。3. 保压流体数据。4. 直接观测。深海里的气态水为什么能够存在？气态水能够在该区域的海底之上存留，得益于该区域独特的“蘑菇型”热液烟囱构造。海底热液区域是海底一种典型的极端环境，主要由喷口流体和海底下的流体组成。喷口流体普遍高温，即我们平常所说的海底“黑烟囱”，但也会有中低温。
流体主要由水组成，还含有其他多种化学成分，如Li、Na、K、Rb、Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Cl等元素。“蘑菇型”烟囱结构形成了一个半封闭的体系，将过热的高温流体与周围低温海水隔离。这就相当于在海底存在一个大的气泡（气态水），但在气态水上面覆盖着热液硫化物的矿物，它就相当于一个倒扣的碗一样，把这个气泡罩住了，不会上升。
高温热液喷发物通过倒置湖的镜面（气液界面）向海水缓慢扩散，这种特殊的喷发模式有利于热液硫化物在烟囱边缘沉淀，从而减弱对海洋环境的影响。金属元素的溶解与运移受到流体密度的控制，因此低密度气相和超临界相热液喷发系统在元素分配和硫化物矿化过程上与常规热液系统有明显差异。
当前，超临界相与气相热液喷发系统仅在洋中脊热液区被观测到，此次在弧后热液区观测到的气相热液喷发系统与洋中脊的超临界相与气相的喷发系统相比，具备更加稳定的喷发条件。对此类气相热液喷发系统的原位探测，有助于揭示此类低密度气相热液喷发系统的热液硫化物矿化过程以及对深海环境的影响。