L'eau se comporte souvent de manière totalement inhabituelle, pas du tout comme la grande majorité des autres substances. Selon toutes les lois de la physique, une substance à l'état solide d'agrégation devrait être plus lourde qu'un analogue liquide, et par conséquent, la glace aurait dû être au fond.
Mais néanmoins, il flotte sur le dessus, et l'eau en dessous reste non seulement liquide, mais également adaptée à l'hivernage des êtres vivants. Si tout était différent et que la glace s'accumulait au fond, il serait impossible de conserver la vie dans l'eau. Après tout, les étangs gèlaient complètement chaque hiver. Qu'est-ce qui protège les étangs et pourquoi l'eau reste-t-elle gelée?
Pourquoi la glace ne coule-t-elle pas?
La flottabilité de la glace est assurée par le fait que lors du gel, sa densité devient inférieure à celle de l'eau environnante. Il acquiert un réseau cristallin et est souvent enrichi de bulles d'air, ce qui lui confère une marge de flottabilité supplémentaire. Un couvercle se forme à partir du bord des réservoirs, se précipitant progressivement vers le centre. L'épaisseur et la résistance initiales de la glace sont faibles, mais elles peuvent rapidement augmenter par temps froid.
Fait intéressant: la glace la plus forte sur laquelle vous pouvez marcher en toute sécurité a une teinte bleuâtre ou verdâtre. Si la glace est blanche, elle est à moitié aussi durable et si elle est grise, cela ne vaut pas la peine de marcher dessus. Si vous jetez un morceau de glace dans l'eau, il va d'abord au fond. Cependant, à l'avenir, il fondra un peu, l'eau qui l'entourera s'épaissira et flottera.
Pourquoi seul le sommet de l'étang gèle-t-il?
En théorie, tout plan d'eau peut geler et se transformer en glace jusqu'au fond. Dans la pratique, un petit lac d'une profondeur maximale de 3 mètres ne gèle pas au fond même en hiver rude russe, sans parler des autres plans d'eau. C'est précisément à cause de la glace, qui peut fournir une protection importante contre l'hypothermie. Pour comprendre les nuances, il est nécessaire de considérer comment se déroule le processus de refroidissement de l'eau.
Lorsque les masses d'eau atteignent une marque de +4 degrés, un processus intensif de déplacement des couches dans le réservoir commence. Les couches froides commencent à monter, car leur densité, compte tenu des spécificités de l'eau, est la plus faible. Des masses chaudes s'accumulent au fond du réservoir. Dans les couches froides supérieures, le processus de formation de glace commence, qui recouvre progressivement et recouvre toute la surface. Après cela, le refroidissement de l'eau s'arrête pratiquement.
L'eau sous la glace ne peut plus être mélangée par le vent, toutes les couches restent intactes - en particulier dans les eaux stagnantes ou à écoulement lent. La faible conductivité thermique de la glace crée une sorte d'oreiller qui protège contre un refroidissement supplémentaire du réservoir. Cependant, la conductivité thermique de l'eau est également faible.
Les masses d'eau restent littéralement mises en veilleuse sous une coquille de glace jusqu'à la période chaude, et tous les habitants sous-marins peuvent hiverner sans aucun problème. Le seul moment difficile pour eux est la carence en oxygène, car la glace sépare la surface de l'eau de l'air et empêche sa saturation avec cette substance vitale.C'est pourquoi les poissons en hiver battent parfois vers des trous percés ou d'autres trous dans la glace - ils sont juste étouffants.
Fait intéressant: En raison des propriétés uniques de la glace et de l'eau, des lacs existent même en Antarctique. Ainsi, l'un d'eux, Vostok, est situé sous une couche de glace de 4 km d'épaisseur. Pour le moment, il n'est pas clair si des créatures vivantes y vivent.
Certaines espèces d'animaux hibernent directement dans la glace de leurs lacs d'origine - comme les grenouilles, les tritons, par exemple. Les caractéristiques physiologiques leur permettent de geler les corps sans risque pour la vie, et plus tard, après décongélation au printemps, ils peuvent revivre comme avant. Les antigels naturels dans les cellules excluent la formation d'un cristal de glace aigu dans chacune d'entre elles lors de la congélation, et c'est ce cristal qui détruit une cellule vivante, entraînant sa mort et l'incapacité à dégeler sous sa forme précédente. Les amphibiens n'ont pas peur du gel et du gel dans la glace.
Ainsi, la glace formée sur le bord supérieur du réservoir le protège du gel supplémentaire en raison de sa faible conductivité thermique. Théoriquement, même les océans peuvent geler au fond, cependant, les températures devraient être très basses. En pratique, seules les flaques d'eau et les plans d'eau très peu profonds gèlent complètement, et en outre, les étangs peu profonds et les lacs peuvent geler complètement pendant les hivers très rigoureux. Dans des conditions ordinaires, l'eau avec un petit indicateur de température est toujours stockée sous une couche de glace.
