لماذا كثافة الثلج اقل من الماء

في كل عناصر و مركبات الكون تسري قاعدة واحدة و هي أن الحالة الصلبة للمادة أكثف من المادة السائلة ، ولم يشذ عن هذه الظاهرة الطبيعية سوى الماء ، حيث أن الثلج ( أو الجليد ) دائما و أبدا أقل كثافة من الماء ، و بالتالي تجد مكعبات الثلج تطفوا فوق الماء إذا وضعتها في كأس ماء الشرب ، و ترى في القطب الشمالي طبقة جليد سميكة تغطي سطح القطب المتجمد الشمالي ، و ترى كذلك أن الجبل الجليدي يطفو فوق سطح البحر و لا يغرق ، فيا ترى ما هو شذوذ الماء هذا !

بعد الدراسة للماء وجد العلماء أن الماء ينخفض حجمه ككل المواد كلما نقصت درجة حرارته ، حتى إذا وصلنا إلى درجة حرارة 4 درجات مئوية فإن الماء دون ذلك يعكس كل قوانين الكون و يبدأ بالتمدد و يستمر بالتمدد بإستمرار تنزيل درجة الحرارة حتى إذا وصلنا لدرجة الصفر صار ثلجاً ( جليداً ) و مع الإستمرا في التبريد يستمر الحجم بالإزدياد ، و كما هو معلوم ممن علم الفيزياء فإن العلاقة عكسية بين الحجم و الكثافة عند ثبوت الكتلة ، و بما أن الكتلة لم تتغير فإنه و لأن حجم الثلج أصبح أكبر من حجم الماء المتشكل منه فتصبح كثافة الثلج أقل من كثافة الماء ( بالمصطلح الشائع غير العلمي يقال بأن الثلج أخف من الماء ) ، و بالتالي سيطفو على سطحه ، و لا يمكن مطلقاً لأي قطعة جليد أن تغرق في الماء إلى قعره، و إنما ستراها طافية ، و لكن ليس كما تطفو كرة منفوخة بالهواء و لكن ستراها طافية على السطح يظهر منها مقدار العشر تقريبا فوق سطح الماء و تسعة أعشارها الباقي تحت الماء ، و السبب هو ضآلة فرق الكثافة بين الثلج و الماء و إتساعها بين الماء و الكرة المنفوخة بالهواء ! حيث أنه و وفقاً لقاعدة أرخميدس فإن الجسم المغمور في سائل يأخذ من حيز ذلك السائل ما وزنه ( أو كتلته ) من السائل يعادل وزن ( أو كتلة ) الجسم المغمور .