Por que o gelo flutua?

Muitas pessoas observaram que o gelo flutua na água, o que parece desafiar o senso comum, pois muitas pessoas esperam que formas sólidas de líquidos sejam mais pesadas do que suas formas líquidas. Como tudo o mais que flutua, o gelo flutua porque é menos denso que a água, demonstrando a propriedade de flutuabilidade. Além disso, o gelo também é uma ilustração das propriedades fascinantes da água, um líquido que se comporta de maneiras muito incomuns.

Quando você vê o gelo flutuar, está olhando para uma demonstração do princípio científico da flutuabilidade. Diz-se que os objetos são flutuantes quando são capazes de deslocar seu próprio peso na água antes de afundar. À medida que o objeto se deposita na água, uma força igual empurra o fundo do objeto, fazendo-o flutuar, em vez de afundar. Quando a área da superfície e a densidade de uma substância estão corretas, essa substância flutua em vez de afundar no fundo.

No caso da maioria dos líquidos, quanto mais frio o líquido é, mais denso ele se torna. A água, no entanto, atinge sua densidade máxima acima do ponto de congelamento. À medida que a água congela, suas moléculas se organizam em uma matriz, criando espaços entre eles que não existiam antes. Como resultado, o gelo é cerca de 9% menos denso do que a água no ponto mais denso, o que faz o gelo flutuar na água, em vez de afundar.

No entanto, você deve ter notado que, quando você olha gelo e água juntos, o gelo não flutua apenas na superfície; parte do gelo é tipicamente submersa. Às vezes, um pedaço inteiro de gelo fica submerso, como é o caso dos cubos de gelo em um copo. No caso de algo como uma camada de gelo no Ártico, a enorme área de superfície do gelo garante que ele seja flutuante, porque deslocará seu próprio peso antes de afundar. Um pequeno pedaço de gelo como um cubo de gelo, por outro lado, pode afundar antes de deslocar seu próprio peso.

O fato de o gelo flutuar é uma coisa afortunada para o ambiente natural. Se o gelo afundasse no fundo, os oceanos, lagos e rios do mundo congelariam lentamente de baixo para cima, eventualmente se transformando em gelo sólido. Em vez disso, o gelo flutua ao longo da superfície, derretendo gradualmente em resposta às mudanças de temperatura, exceto nas regiões do Ártico e Antártico, onde as camadas permanentes de gelo existem o ano todo porque as temperaturas são muito baixas.