Voda se pogosto obnaša povsem nenavadno, sploh ne kot velika večina drugih snovi. Po vseh zakonih fizike bi morala biti snov v trdnem agregacijskem stanju težja od analogne tekočine, zato bi moral biti led na dnu.
A kljub temu lebdi na vrhu in voda pod njim ostane ne le tekoča, ampak je primerna tudi za prezimovanje živih bitij. Če bi bilo vse drugače in bi se na dnu nabral led, bi bilo ohranjanje življenja v vodi nemogoče. Konec koncev, potem bi ribniki vsako zimo popolnoma zmrznili. Kaj zagotavlja zaščito ribnikov in zakaj voda ostane zamrznjena?
Zakaj led ne tone?
Vzpon ledu zagotavlja dejstvo, da ob zamrznitvi njegova gostota postane manjša od gostote okoliške vode. Dobi kristalno rešetko in je pogosto obogatena z zračnimi mehurčki, ki ji dajo dodatno mejo plovnosti. Z roba rezervoarjev se oblikuje pokrov, ki postopoma hiti proti sredini. Začetna debelina in moč ledu je majhna, vendar se lahko hitro poveča v hladnem vremenu.
Zanimivo dejstvo: Najmočnejši led, po katerem lahko varno hodite, ima modrikast ali zelenkast odtenek. Če je led bel, je na polovici trpežen, če je siv, pa sploh ni vredno stopiti nanj. Če vržete kos ledu v vodo, potem najprej gre na dno. Vendar se bo v prihodnosti nekoliko stopila, voda okoli njega se bo zgostila in plavala bo.
Zakaj le vrh ribnika zmrzne?
Teoretično lahko zmrzne katero koli vodno telo, ki se spremeni v led do samega dna. V praksi majhno jezero z največjo globino 3 metrov ne zmrzne na dnu niti v suhi ruski zimi, da ne omenjam drugih vodnih teles. To je ravno zaradi ledu, ki lahko nudi pomembno zaščito pred hipotermijo. Da bi razumeli nianse, je treba razmisliti, kako poteka proces hlajenja vode.
Ko vodne mase dosežejo oznako +4 stopinje, se začne intenziven postopek premikanja plasti v rezervoarju. Hladne plasti se začnejo dvigovati, ker je njihova gostota ob upoštevanju posebnosti vode najmanjša. Tople mase se nabirajo na dnu rezervoarja. V zgornjih hladnih plasteh se začne proces nastajanja ledu, ki postopoma prekriva in pokriva celotno površino. Po tem se hlajenje vode praktično ustavi.
Vode pod ledom veter ne more več mešati, vse plasti ostanejo nedotaknjene - zlasti v stalih ali počasi tekočih vodah. Nizka toplotna prevodnost ledu ustvarja nekakšno blazino, ki ščiti pred nadaljnjim hlajenjem rezervoarja. Vendar je tudi toplotna prevodnost vode nizka.
Vodne mase ostanejo dobesedno zakopane pod ledeno lupino do toplega obdobja in vsi podvodni prebivalci lahko prezimijo brez težav. Edini težaven trenutek zanje je pomanjkanje kisika, ker led loči vodno površino od zraka in preprečuje njeno nasičenost s to vitalno snovjo.Zato pozimi ribe včasih bijejo do izvrtanih lukenj ali drugih lukenj v ledu - so prav zagajene.
Zanimivo dejstvo: Zaradi edinstvenih lastnosti ledu in vode jezera obstajajo celo na Antarktiki. Torej, eden od njih, Vostok, se nahaja pod ledenim slojem, debeline 4 km. Trenutno ni jasno, ali v njem živijo katera živa bitja.
Nekatere vrste živali prezimujejo neposredno v ledu njihovih domačih jezer - na primer žabe, trije. Fiziološke značilnosti jim omogočajo, da zamrznejo telesa brez tveganja za življenje, pozneje pa lahko, potem ko se spomladi odmrznejo, spet zaživijo kot prej. Naravni antifrizi v celicah izključujejo nastanek akutnega ledenega kristala v vsaki od njih ob zamrzovanju in prav ta kristal uniči živo celico, kar vodi v njeno smrt in nezmožnost odtajevanja v prejšnji obliki. Dvoživke se ne bojijo zmrzali in zmrzali v ledu.
Tako led, ki nastane na zgornjem robu rezervoarja, ga zaradi nizke toplotne prevodnosti ščiti pred nadaljnjim zmrzovanjem. Teoretično lahko celo oceani zamrznejo do dna, vendar bi morale biti temperature za to zelo nizke. V praksi popolnoma zamrznejo samo luže in zelo plitva vodna telesa, poleg tega pa lahko plitki ribniki in jezera med zelo hudimi zimami popolnoma zmrznejo. V običajnih pogojih se voda z majhnim plus indikatorjem temperature vedno shrani pod plastjo ledu.
