Voda se često ponaša potpuno neobično, uopće ne poput velike većine ostalih tvari. Prema svim zakonima fizike, tvar u čvrstom stanju agregacije trebala bi biti teža od analogne tekućini, i stoga je led trebao biti na dnu.
No svejedno, lebdi na vrhu, a voda ispod njega ostaje ne samo tekuća, već je pogodna i za zimovanje živih bića. Da je sve drugačije, a led bi se akumulirao na dnu, očuvanje života u vodi bilo bi nemoguće. Uostalom, tada bi se ribnjaci potpuno zamrzavali svake zime. Što pruža zaštitu ribnjacima i zašto voda ostaje ne zamrznuta?
Zašto led ne tone?
Uzgoj leda osigurava se time što prilikom smrzavanja njegova gustoća postaje manja od gustoće okolne vode. Dobiva kristalnu rešetku, a često je obogaćena mjehurićima zraka, što joj daje dodatnu granicu uzgona. Sa ruba rezervoara formira se pokrov, koji postupno žuri prema središtu. Početna debljina i snaga leda je mala, ali se mogu brzo povećati u hladnom vremenu.
Zanimljiva činjenica: najjači led po kojem možete sigurno hodati ima plavkast ili zelenkast ton. Ako je led bijel, upola je trajniji, a ako je siv, uopće ne vrijedi stati na njega. Ako komad leda bacite u vodu, onda prvo ide na dno. Međutim, u budućnosti će se malo rastopiti, voda oko njega će se zgušnjavati i plivat će.
Zašto se samo vrh ribnjaka smrzava?
Teoretski, bilo koje vodno tijelo može se smrznuti, pretvarajući se u led do samog dna. U praksi se malo jezero s maksimalnom dubinom od 3 metra ne smrzava na dnu čak ni u oštroj ruskoj zimi, a da ne spominjemo ostala vodna tijela. To je upravo zbog leda koji može pružiti značajnu zaštitu od hipotermije. Da biste razumjeli nijanse, morate razmotriti kako se odvija proces hlađenja vode.
Kad vodene mase dosegnu oznaku od +4 stupnja, započinje intenzivni proces pomicanja slojeva u akumulaciji. Hladni slojevi počinju rasti, jer je njihova gustoća, uzimajući u obzir specifičnosti vode, najniža. Topla masa nakuplja se na dnu rezervoara. U gornjim hladnim slojevima započinje proces stvaranja leda koji postupno prekriva i prekriva cijelu površinu. Nakon toga hlađenje vode praktički prestaje.
Voda se pod ledom više ne može miješati, svi slojevi ostaju netaknuti - posebno u stajaćim ili sporo tekućim vodama. Niska toplinska vodljivost leda stvara svojevrsni jastuk koji štiti od daljnjeg hlađenja rezervoara. No, toplinska vodljivost vode je također niska.
Vodene mase ostaju doslovno motane pod ledenom školjkom do toplog razdoblja, a svi podvodni stanovnici mogu zimi bez problema. Jedini težak trenutak za njih je nedostatak kisika, jer led odvaja vodenu površinu od zraka i sprječava njegovo zasićenje ovom vitalnom tvari.Zato se ribe zimi ponekad tuku u izbušene rupe ili druge rupe u ledu - one su samo zagušene.
Zanimljiva činjenica: Zbog jedinstvenih svojstava leda i vode, jezera postoje čak i na Antarktici. Dakle, jedan od njih, Vostok, smješten je pod ledenim slojem debljine 4 km. Trenutno nije jasno žive li u njemu neka živa bića.
Neke vrste životinja prezimuju izravno u ledu svojih zavičajnih jezera - na primjer, žabe, newt. Fiziološka obilježja omogućuju im da zamrzavaju tijela bez rizika za život, a kasnije, nakon odmrzavanja u proljeće, mogu ponovno živjeti kao i prije. Prirodni antifrizi u stanicama isključuju stvaranje akutnog kristalnog leda u svakoj od njih tijekom zamrzavanja, a upravo je ovaj kristal uništio živu stanicu, što dovodi do njene smrti i nemogućnosti da se otapa u svom prethodnom obliku. Vodozemci se ne boje mraza i smrzavanja u ledu.
Na taj način led formiran na gornjem rubu rezervoara štiti ga od daljnjeg smrzavanja zbog niske toplinske vodljivosti. Teoretski, čak i oceani mogu se smrznuti do dna, međutim, temperature za to trebaju biti vrlo niske. U praksi se samo lokve i vrlo plitka vodna tijela potpuno smrzavaju, a osim toga, plitki ribnjaci i jezera mogu se potpuno smrznuti tijekom vrlo teških zima. U uobičajenim uvjetima, voda s malim plus indikatorom temperature uvijek se skladišti pod slojem leda.
