Molte persone hanno osservato che il ghiaccio galleggia nell’acqua, il che sembra sfidare il buon senso, poiché la maggior parte delle persone si aspetta che le forme solide di liquidi siano più pesanti delle loro forme liquide. Come tutto il resto che galleggia, il ghiaccio galleggia perché è meno denso dell’acqua, dimostrando la proprietà di galleggiabilità. Inoltre, il ghiaccio è anche un’illustrazione delle affascinanti proprietà dell’acqua, un liquido che si comporta in modi molto insoliti.
Quando vedi il ghiaccio galleggiare, stai guardando una dimostrazione del principio scientifico della galleggiabilità. Gli oggetti sono detti galleggianti quando sono in grado di spostare il proprio peso in acqua prima di affondare. Quando l’oggetto si deposita nell’acqua, una forza uguale spinge contro il fondo dell’oggetto, facendolo galleggiare, invece di affondare. Quando la superficie e la densità di una sostanza sono corrette, quella sostanza galleggia invece di affondare sul fondo.
Nel caso della maggior parte dei liquidi, più il liquido è freddo, più diventa denso. L’acqua, tuttavia, raggiunge la sua massima densità al di sopra del punto di congelamento. Quando l’acqua si congela, le sue molecole si dispongono in una matrice, creando spazi tra loro che prima non esistevano. Di conseguenza, il ghiaccio è circa il 9% meno denso dell’acqua nel suo punto più denso, il che fa galleggiare il ghiaccio nell’acqua, piuttosto che affondare.
Tuttavia, potresti aver notato che quando guardi il ghiaccio e l’acqua insieme, il ghiaccio non galleggia solo sulla superficie; parte del ghiaccio è tipicamente sommersa. A volte viene sommerso un intero pezzo di ghiaccio, come nel caso dei cubetti di ghiaccio in un bicchiere. Nel caso di qualcosa come una calotta glaciale nell’Artico, l’enorme superficie del ghiaccio assicura che sarà galleggiante, perché sposterà il proprio peso prima di affondare. Un piccolo pezzo di ghiaccio come un cubetto di ghiaccio, d’altra parte, può affondare prima di poter spostare il proprio peso.
Il fatto che il ghiaccio galleggi è una fortuna per l’ambiente naturale. Se il ghiaccio scendesse sul fondo, gli oceani, i laghi e i fiumi del mondo si congelerebbero lentamente dal basso verso l’alto, trasformandosi infine in ghiaccio solido. Invece, il ghiaccio galleggia lungo la superficie, sciogliendosi gradualmente in risposta ai cambiamenti di temperatura, ad eccezione delle regioni artiche e antartiche, dove esistono lastre di ghiaccio permanenti tutto l’anno perché le temperature sono così fresche.