每逢冬天,只要温度低的地方,幾乎湖水或者江水都會結起一層厚厚的冰,厚度雖未必一樣,但有的冰層甚至可以讓人在結冰的湖面上活動,而冰的下面,卻有很大一部份沒有結冰,魚類仍然能夠在湖底生活,到底為甚麼會出現這現象?

 

湖面結冰這現象主要是因為水的密度會隨著温度發生一定的變化,水的温度接近4℃的時候,水的密度是最高,而當温度下降至0℃的時候,水會結成冰,其密度突然縮小8%,導致體積膨脹,所以密度較低的冰塊會浮在水面上。

 

水面結冰而冰層下的水仍能保持液態,這現象與水密度的改變有密切的關係。冬天的湖水或江面會隨著温度降低而逐漸變凍,當水面上的温度慢慢降至4℃的時候,水密度變大而緩緩地往水底沉,而底層原本密度相對較小的水則會往上升,形成對流,整個湖的水遂漸冷卻結成冰。由於接近4℃的水密度最高而下沉,而湖面結冰形成一層屏障,達到保温效果,所以冰層下的水一般會維持在4℃,魚類仍能在水底生存,而人則可以在厚實的結凍湖面上活動。