یخ‌های شناور در سطح آب

سنگ‌ها پس از این که به درون سطل آب انداخته می‌شوند، آب را جابه‌جا می‌کنند؛ به طور کلی برای این که جسمی بتواند در سطح آب شناور شود، باید بتواند وزنی از ‌آب را که معادل وزن آن جسم است، جابه‌جا کند. وقتی آب به دمای 4‌درجه سانتی‌گراد می‌رسد، بیشترین چگالی را خواهد داشت و با کاهش دما و انجماد آب، چگالی آن نیز کاهش می‌یابد. این در حالی است که اغلب مواد وقتی در حالت جامد یا انجماد هستند، در مقایسه با حالت مایع چگالی بیشتری دارند؛ اما آب ماده‌ای است که به دلیل داشتن پیوندهای هیدروژنی از این نظر با دیگر مواد متفاوت است و در حالت انجماد در مقایسه با وقتی که در حالت مایع است، چگالی کمتری دارد. همان طور که می‌دانید هر ملکول آب از 2 اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است که از طریق پیوندهای کووالانسی به همدیگر متصل شده‌اند؛ اما‌ آنچه موجب کنار هم قرار گرفتن مولکول‌های آب می‌شود، پیوند شیمیایی ضعیف‌تری به نام پیوند هیدروژنی است که میان 2 اتم اکسیژن دارای بار منفی که در مجاورت و همسایگی هم قرار گرفته‌اند، ایجاد می‌شود. وقتی دمای آب به دمای کمتر از 4 درجه سانتی‌گراد می‌رسد، پیوندهای هیدروژنی به گونه‌ای تغییر می‌کنند که موجب جدا شدن اتم‌های اکسیژن از همدیگر می‌شوند و به این ترتیب شبکه‌ای کریستالی از مولکول‌های آب ایجاد می‌شود که همان بلورهای یخی است. از آنجا که چگالی یخ در مقایسه با آب 9 درصد کمتر است، به همین علت یخ در مقایسه با آب حدود 9 درصد فضای بیشتری را اشغال می‌کند و بنابراین می‌توان گفت که یک لیتر یخ در مقایسه با یک لیتر آب، وزن کمتری دارد. آب که در مقایسه با یخ سنگین‌تر است، یخ را جابه‌جا می‌کند و به همین دلیل یخ روی سطح آب شناور می‌شود، در نتیجه این فرآیند وقتی دمای هوای محیط کاهش می‌یابد، سطح آب دریاچه‌ها و رودخانه‌ها یخ می‌زند و این در حالی است که آب در زیر قطعات یخی به حالت مایع باقی می‌ماند و حیات موجودات زنده‌ای همچون ماهی‌ها را امکان‌پذیر می‌سازد. این در حالی است که اگر یخ در آب فرو می‌رفت، آب اعماق دریاچه‌ها به سطح منتقل شده و یخ می‌بست و به این ترتیب پس از مدت کوتاهی آن دریاچه به یک توده یخی تبدیل می‌شد.

مریم وکیلی