Suyun Üstten Donmasının Faydaları

Suyun en ilginç ve önemli özelliklerinden biri, diğer tüm maddelerin aksine, katı halinin sıvı halinden -yani buzun sudan- daha hafif olmasıdır. Bu nedenle, denizlerde donma üst taraftan başlar, çünkü donan tabaka, suyun diğer sıvı kesiminden daha hafiftir. Bu sayede, denizin tümünün donması ve canlılığın yok olması tehlikesi ortadan kalkar. Çünkü donan ve üste çıkan tabaka, denizin altta kalan sıvı kısmını dışardaki soğuk havadan izole eder.

Dünya'nın pek çok yerinde soğuk kış günlerinde ısı 0°C'nin altına düşer. Bu soğuk elbette denizleri ve gölleri de etkiler. Bu su kütleleri giderek soğurlar. Soğuyan tabakalar dibe doğru çöker, daha sıcak kısımlar yüzeye çıkar, ama bunlar da havanın etkisiyle soğur ve yine dibe doğru çöker. Ancak bu denge sıcaklık +4°C'ye gelince birden değişir, bu kez ısının her düşüşünde, su genleşmeye ve hafiflemeye başlar. Böylece +4°C'lik su en altta kalır. Daha yukarıda +3°C, onun üstünde +2°C, böylece devam eder. Suyun yüzeyi ise 0°C'ye vararak donar. Ama sadece yüzey donmuştur. Yüzeyin altında kalan +4°C'lik bir su tabakası, balıkların ve diğer su canlılarının yaşamlarını sürdürmeleri için yeterlidir.

Suyun üstten donma özelliği sayesinde, Dünyadaki denizler yüzeyde oluşan buz tabakalarına rağmen her zaman için sıvı olarak kalırlar. Eğer su bu "olağanüstü" özelliğe sahip olmasaydı, denizlerin tamamına yakını sürekli olarak donacak ve deniz yaşamı imkansız hale gelecekti.

Eğer böyle olmasa ne olurdu? Su "normal" davransaydı, tüm diğer sıvılar gibi onun da ısı kaybına paralel olarak yoğunluğu artsaydı, yani buz suyun dibine batsaydı ne olurdu?

Bu durumda okyanuslar, denizler ve göllerde, donma alttan başlayacaktı. Alltan başlayan donma, yüzeyde soğuğu kesecek bir buz tabakası olmadığı için, yukarı doğru devam edecekti. Böylece Dünya'daki göllerin, denizlerin ve okyanusların çok büyük bölümü dev birer buz kütlesi haline gelecekti. Denizlerin yüzeyinde sadece birkaç metrelik bir su tabakası kalacak ve hava sıcaklığı artsa bile, dipteki buz asla çözülmeyecekti. Böyle bir Dünya'nın denizlerinde hiçbir canlı yaşayamazdı. Denizlerin ölü olduğu bir ekolojik sistemde kara canlılarının varlığı da mümkün olamazdı. Kısacası Dünya, eğer su "normal" davransaydı, ölü bir gezegen olacaktı.

Suyun neden "normal" davranmadığı, yani +4°C'ye kadar büzüştükten sonra neden birdenbire genleşmeye başladığı ise, hiç kimsenin cevaplayamadığı bir sorudur.