Вода имеет три состояния, но существует и четвёртое — аномальное льдо.

Вода известна своими тремя классическими состояниями — твёрдым, жидким и газообразным, — но под экстремальным давлением она раскрывает гораздо более богатую палитру свойств. При давлениях выше 40 ГПа (примерно в 400 000 раз выше атмосферного) вода способна формировать до 17 различных кристаллических структур льда, каждая из которых обладает уникальными характеристиками. Эти многочисленные фазы были систематически изучены с помощью рентгеновской кристаллографии и компьютерного моделирования начиная с 1970-х годов, когда учёные осознали, что молекулярная структура льда может кардинально изменяться при изменении условий окружающей среды. Одной из наиболее необычных форм является лёд XVIII, обладающий свойствами, которые противоречат нашим интуитивным представлениям о воде. Некоторые полиморфные формы льда оказываются плотнее жидкой воды — явление, которое нарушает привычный принцип, что лёд всегда легче воды и поэтому плавает. Это происходит потому, что при высоком давлении молекулы воды укладываются в такие конфигурации, при которых кристаллическая решётка становится более плотной, чем в жидком состоянии. Такие аномальные льды существуют только в лабораторных условиях при давлениях, которые можно создать в алмазных наковальнях.