L'acqua si comporta spesso in modo del tutto insolito, per niente come la stragrande maggioranza delle altre sostanze. Secondo tutte le leggi della fisica, una sostanza in uno stato solido di aggregazione dovrebbe essere più pesante di un analogo liquido, e quindi il ghiaccio avrebbe dovuto essere sul fondo.
Tuttavia, galleggia sopra e l'acqua sotto di essa rimane non solo liquida, ma adatta anche allo svernamento degli esseri viventi. Se tutto fosse diverso e il ghiaccio si accumulasse sul fondo, preservare la vita in acqua sarebbe impossibile. Dopotutto, gli stagni si congelerebbero completamente ogni inverno. Cosa protegge gli stagni e perché l'acqua non viene congelata?
Perché il ghiaccio non sta affondando?
La galleggiabilità del ghiaccio è assicurata dal fatto che quando congela la sua densità diventa inferiore a quella dell'acqua circostante. Acquisisce un reticolo cristallino ed è spesso arricchito con bolle d'aria, che gli conferiscono un ulteriore margine di galleggiamento. Dal bordo dei bacini si forma una copertura che si precipita gradualmente verso il centro. Lo spessore iniziale e la forza del ghiaccio sono piccoli, ma possono aumentare rapidamente quando fa freddo.
Fatto interessante: Il ghiaccio più forte su cui puoi tranquillamente camminare ha una tonalità bluastra o verdastra. Se il ghiaccio è bianco, è metà resistente e, se grigio, non vale la pena calpestarlo. Se lanci un pezzo di ghiaccio nell'acqua, prima va sul fondo. Tuttavia, in futuro si scioglierà un po ', l'acqua circostante si addenserà e galleggerà.
Perché solo la parte superiore dello stagno si congela?
In teoria, qualsiasi specchio d'acqua può congelare, trasformandosi in ghiaccio fino in fondo. In pratica, un laghetto con una profondità massima di 3 metri non si blocca sul fondo nemmeno nel rigido inverno russo, per non parlare di altri corpi idrici. Ciò è precisamente a causa del ghiaccio, che può fornire una protezione significativa contro l'ipotermia. Per capire le sfumature, è necessario considerare come avviene il processo di raffreddamento dell'acqua.
Quando le masse d'acqua raggiungono un segno di +4 gradi, inizia un intenso processo di spostamento degli strati nel serbatoio. Gli strati freddi iniziano a salire, perché la loro densità, tenendo conto delle specificità dell'acqua, è la più bassa. Le masse calde si accumulano sul fondo del serbatoio. Negli strati freddi superiori inizia il processo di formazione del ghiaccio, che gradualmente copre e copre l'intera superficie. Dopo questo, il raffreddamento dell'acqua praticamente si ferma.
L'acqua sotto il ghiaccio non può più essere miscelata dal vento, tutti gli strati rimangono intatti, specialmente in acque stagnanti o che scorrono lentamente. La bassa conduttività termica del ghiaccio crea una sorta di cuscino che protegge da un ulteriore raffreddamento del serbatoio. Tuttavia, anche la conducibilità termica dell'acqua è bassa.
Le masse d'acqua rimangono letteralmente ammuffite sotto una conchiglia di ghiaccio fino al periodo caldo e tutti gli abitanti sottomarini possono svernare senza problemi. L'unico momento difficile per loro è la carenza di ossigeno, perché il ghiaccio separa la superficie dell'acqua dall'aria e ne impedisce la saturazione con questa sostanza vitale.Questo è il motivo per cui i pesci in inverno a volte inchiodati a buchi o altri buchi nel ghiaccio - sono solo soffocanti.
Fatto interessante: A causa delle proprietà uniche di ghiaccio e acqua, i laghi esistono anche in Antartide. Quindi, uno di loro, Vostok, si trova sotto uno strato di ghiaccio spesso 4 km. Al momento, non è chiaro se vi vivano creature viventi.
Alcune specie di animali vanno in letargo direttamente nel ghiaccio dei loro laghi nativi - come ad esempio rane, tritoni. Le caratteristiche fisiologiche consentono loro di congelare i corpi senza rischi per la vita e in seguito, dopo lo scongelamento in primavera, possono rivivere come prima. Gli antigelo naturali nelle cellule escludono la formazione di un cristallo di ghiaccio acuto in ciascuna di esse al momento del congelamento, ed è questo cristallo che distrugge una cellula vivente, portando alla sua morte e all'incapacità di scongelarsi nella sua forma precedente. Gli anfibi non hanno paura del gelo e del congelamento nel ghiaccio.
Pertanto, il ghiaccio formato lungo il bordo superiore del serbatoio lo protegge da un ulteriore congelamento a causa della sua bassa conduttività termica. Teoricamente, anche gli oceani possono congelare sul fondo, tuttavia, le temperature per questo dovrebbero essere molto basse. In pratica, solo pozzanghere e corpi idrici molto bassi si congelano completamente e, inoltre, stagni e laghi poco profondi possono congelare completamente durante gli inverni molto rigidi. In condizioni normali, l'acqua con un piccolo indicatore di temperatura più è sempre immagazzinata sotto uno strato di ghiaccio.