نظراً لأنَّ الكائنات الحية تعيش على كوكب أغلبه مغطى بالمياه، كثيراً ما نأخذها من المُسلّمات، لكن هل تعلم أن الفرق بين وزنه سائلاً وجامداً، ولا ينتهي الأمر هنا، بل إن الفرق بين وزن المياه والجليد أحد أسباب ازدهار جميع أشكال الحياة على كوكب الأرض.
فالماء هو السائل الوحيد غير المعدني الذي تتناقص كثافته مع انخفاض درجة الحرارة. وتخلق هذه الخاصية اختلافات بين الماء في شكليه السائل والصلب، ويطرح السؤال نفسه: هل يتساوى وزن الماء والجليد؟
الفرق بين وزن المياه والجليد
افترض أنَّ لديك دلواً يحتوي على نصف كلغ أو رطل واحد من الماء؛ إذا جمّدت كل الماء في الدلو، فهل سيتغير وزن الماء أو يظل كما هو؟ وفقاً لقانون حفظ الكتلة، بعد أن يتجمد الماء، سيظل هناك رطل واحد من الماء حيث لم تتشكل مياه أو تُتلَف. كل ما حدث هو تغيير من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة. وبالتالي، فإنَّ الوزن لن يتغير بالتأكيد.
ومع ذلك، فإنَّ الجليد أقل كثافة من الماء السائل، وهي خاصية تنفرد بها المياه. وتعني الكثافة المنخفضة أنَّ الجليد يطفو عند وضعه في الماء السائل، حسب موقع World Atlas.
عندما يتجمد الماء، فإنه يحتل مساحة أكبر من شكله السائل لأنَّ جزيئاته تتمدد، وهو ما يفسر انكسار قوارير المياه الزجاجية عند وضعها في الثلاجة. لذلك، إذا كان لدينا لتر من الثلج ولتر من الماء، فإن وزن الماء أثقل، لأنه أكثر كثافة.
كيف تؤثر كثافة المياه على الحياة؟
إن الخاصية الفريدة للمياه بأنها أقل كثافة في حالتها الصلبة، هو ما يؤثر بعمق في الحياة على كوكب الأرض، حسب موقع Physics and Astronomy.
على سبيل المثال، في فصل الشتاء، لا تغطس المياه المُجمّدة؛ بل تتشكل طبقة من الجليد فوق الماء السائل. يسمح هذا التغيير الفيزيائي للكائنات المائية بالحفاظ على درجات حرارة ثابتة طوال العام تحت الجليد فتبقى على قيد الحياة في نظام بيئي خاص بها.
أما إذا كانت كثافة الجليد أكبر من كثافة الماء السائل أو مساوية لها، فإنَّ البحيرات والأنهار والجداول وحتى المحيطات ستتجمد بأكملها حتى العمق. هذا لأنه في كل مرة تتجمد فيها الطبقة العليا، ستغرق نحو الأسفل.
في النهاية، سيتحول كل الماء إلى جليد؛ أي بمعنى تصبح الحياة في المحيطات مستحيلة فعلياً، وربما لن تكون الحياة على الأرض موجودة، حسب جامعة Michigan الأمريكية.
لكن لحسن الحظ، يطفو الجليد وتزدهر الحياة نتيجة لذلك.
غالباً ما يُتغاضَى عن الاختلاف بين كثافتي الماء السائل والجليد. هذا شيء لا يفكر فيه معظمنا مرتين.
لذا، في المرة القادمة التي تضع فيها مكعبات ثلج في مشروب، فكر في أنَّ كثافة هذا الجليد هي أحد أسباب وجودنا وجميع أشكال الحياة الأخرى على كوكب الأرض.
