Vann oppfører seg ofte helt uvanlig, ikke i det hele tatt som de aller fleste andre stoffer. I henhold til alle fysikklover skal et stoff i en solid tilstand av aggregering være tyngre enn en flytende analog, og derfor burde is ha vært i bunnen.
Men likevel flyter den på toppen, og vannet under den forblir ikke bare flytende, men også egnet for overvintring av levende vesener. Hvis alt var annerledes, og isen ville samle seg i bunnen, ville det være umulig å bevare liv i vann. Tross alt, da ville dammer fryse helt hver vinter. Hva gir beskyttelse til dammer, og hvorfor forblir vannet frossent?
Hvorfor synker ikke is?
Oppdrift av is sikres ved at dens densitet blir mindre enn frysepunktet når det fryser. Den skaffer seg et krystallgitter, og er ofte beriket med luftbobler, noe som gir den en ekstra oppdriftsmargin. Det dannes et dekke fra kanten av reservoarene, og gradvis suser mot sentrum. Den første tykkelsen og styrken til isen er liten, men de kan raskt øke i kaldt vær.
Interessant fakta: den sterkeste isen du trygt kan gå på har en blåaktig eller grønnaktig fargetone. Hvis isen er hvit, er den halvparten så holdbar, og hvis grå, er det ikke verdt å tråkke på den i det hele tatt. Hvis du kaster et stykke is i vannet, så går det først til bunnen. I fremtiden vil den imidlertid smelte litt, vannet rundt det tykne og det vil flyte.
Hvorfor fryser bare toppen av dammen?
I teorien kan enhver vannmasse fryse, og bli til is helt til bunnen. I praksis fryser en liten innsjø med en maksimal dybde på 3 meter ikke til bunnen selv i den tøffe russiske vinteren, for ikke å snakke om andre vannforekomster. Dette er nettopp på grunn av isen, som kan gi betydelig beskyttelse mot hypotermi. For å forstå nyansene, må du vurdere hvordan prosessen med kjølevann skjer.
Når vannmassene når et merke på +4 grader, begynner en intensiv prosess med å bevege lagene i reservoaret. Kaldt lag begynner å stige, fordi dens tetthet, med hensyn til vannets spesifikasjoner, er den laveste. Varme masser samler seg på bunnen av reservoaret. I de øvre kalde lagene begynner prosessen med isdannelse, som gradvis dekker og dekker hele overflaten. Etter dette stopper kjøling av vannet praktisk talt.
Vann under isen kan ikke lenger blandes av vinden, alle lag forblir intakte - spesielt i stille eller sakte rennende vann. Lav varmeledningsevne på is skaper en slags pute som beskytter mot ytterligere avkjøling av reservoaret. Imidlertid er den termiske ledningsevnen til vann også lav.
Vannmasser forblir bokstavelig talt malt under et isskall inntil den varme perioden, og alle innbyggere under vann kan overvintre uten problemer. Det eneste vanskelige øyeblikket for dem er oksygenmangel, fordi is skiller vannoverflaten fra luften og forhindrer metning av dette viktige stoffet.Det er grunnen til at fisk om vinteren noen ganger slår til borede hull eller andre hull i isen - de er bare tett.
Interessant fakta: På grunn av is og vanns unike egenskaper, finnes sjøer til og med i Antarktis. Så en av dem, Vostok, ligger under et islag som er 4 km tykt. For øyeblikket er det ikke klart om noen levende vesener lever i den.
Noen dyrearter dvaler direkte i isen fra de innfødte innsjøene - for eksempel frosker, nyter, for eksempel. De fysiologiske trekkene lar dem fryse kroppene uten livsfare, og senere, etter tining på våren, kan de leve igjen som før. Naturlige frostvæsker i cellene utelukker dannelsen av en akutt iskrystall i hver av dem ved frysing, og det er denne krystallen som ødelegger en levende celle, noe som fører til dens død og manglende evne til å tine i sin tidligere form. Amfibier er ikke redd for frost og iskaldt.
Dermed beskytter is på den øvre kanten av reservoaret den mot ytterligere frysing på grunn av dens lave termiske ledningsevne. Teoretisk sett kan til og med hav fryse til bunnen, men temperaturene for dette bør være veldig lave. I praksis er det bare sølepytter og veldig grunt vannforekomster som fryser helt, og i tillegg kan grunne dammer og innsjøer fryse fullstendig under svært alvorlige vintre. Under vanlige forhold lagres vann med en liten pluss-temperaturindikator alltid under et islag.
