Почему лёд не тонет: тайна плотности воды

Мы привыкли, что лёд — это просто холодная вода. Но мало кто задумывается: почему он не тонет? Ведь большинство твёрдых тел в жидкостях — наоборот, погружаются. А лёд — особенный. Он не тонет в воде, потому что становится легче, и это делает воду уникальной на планете.

Вода ведёт себя иначе
У большинства веществ твёрдая фаза плотнее жидкой. Например, металл в расплавленном виде легче, чем в твёрдом. Но у воды всё наоборот. Когда вода замерзает, она расширяется, а не сжимается.

Это связано с структурой молекул H₂O. При замерзании молекулы выстраиваются в кристаллическую решётку, где между ними образуются пустоты — они занимают больше места, чем в жидком состоянии. В результате лёд имеет меньшую плотность, чем вода.

Как это измеряется
Плотность воды при +4°C: около 1 г/см³
Плотность льда: около 0,92 г/см³
То есть лёд примерно на 8% легче, чем вода. Поэтому он выталкивается вверх, как пробка — и плавает.

Почему это важно?
Если бы лёд тонул, последствия были бы катастрофическими:

Озёра и реки замерзали бы до дна, убивая всё живое.
Лёд не образовывал бы теплоизоляционный слой, защищающий водную экосистему от холода.
Круговорот воды и климатические процессы работали бы совсем иначе.
Флора и фауна подо льдом могут пережить зиму только потому, что он остаётся на поверхности, а под ним сохраняется жидкая, относительно тёплая среда.

Это и есть чудо воды
Аномалия плотности воды — одно из самых странных и полезных свойств этого вещества. Именно благодаря ей:

Вода циркулирует в океанах
Подлёдная жизнь существует даже в самых суровых местах
Лёд не разрушает водоёмы, а защищает их
Так лёд, лёгкий и холодный, стал фундаментом жизни в холодном мире.