avez-vous déjà rempli un bac à glaçons à l’ancienne juste au sommet le soir, seulement pour sortir un plateau plein de cubes bombés le matin? La plupart des substances rétrécissent à mesure qu’elles passent du liquide au solide, leurs molécules s’emballant plus densément ensemble. Mais l’eau est bizarre; elle devient en fait moins dense . . . c’est pourquoi les cubes flottent vers le haut de votre thé glacé, plutôt que de reposer sur le fond du verre., Si l’eau solide n’était pas moins dense que le H2O liquide, il n’y aurait pas d’icebergs et pas de lacs recouverts de glace, avec des poissons et d’autres créatures à l’abri dans l’eau isolée en dessous. Si l’eau gèle de bas en haut, une grande partie de la vie terrestre serait impossible. Qu’est-ce qui rend l’eau si spéciale? À la pression atmosphérique normale, la matière se comporte de manière prévisible à mesure que sa température change. Les molécules s’envolent dans un gaz lorsqu’elles sont chauffées, se condensent en un liquide coulant lorsqu’elles sont refroidies et se rétrécissent dans un solide congelé lorsqu’elles sont refroidies encore plus loin., Les changements d’état suivent les changements d’énergie-de haute énergie à peine tremblante. Lorsque l’eau liquide bout à 212 degrés, elle se dilate dans un gaz (vapeur) et flotte. Mais l’eau se dilate également lorsqu’elle gèle. L’eau de refroidissement rétrécit lentement à mesure que son mouvement interne diminue. Mais à 39 degrés, une parcelle d’eau s’inverse, son volume augmentant lentement à mesure qu’elle se refroidit. Lorsque l’eau gèle solide, à 32 degrés, elle se dilate considérablement. L’étrange comportement est le résultat de la forme d’une molécule d’eau, et par combien de molécules d’adhérence., Chaque molécule d’eau est constituée de deux atomes d’hydrogène liés à un atome d’oxygène (H2O). Les extrémités légèrement chargées de la molécule H2O attirent les extrémités chargées de manière opposée des autres molécules d’eau. Dans l’eau liquide, ces « liaisons hydrogène » se forment, se brisent et se reforment. Mais à 39 degrés, les molécules ont formé des liaisons plus stables. Et à 32 degrés, les molécules d’eau se sont liées en réseaux cristallins (hexagonaux). Contrairement aux molécules glissantes dans votre bac à glaçons tout juste rempli, les molécules de la glace solide sont maintenues rigidement écartées, avec un espace vide au centre de chaque réseau., Cet espace supplémentaire est la raison pour laquelle une parcelle d’eau est environ 9 pour cent plus grande lorsqu’elle est gelée solide. (Et pourquoi 100 tasses d’eau font presque 110 tasses de glace.) Mais l’expansion de ice a un côté sombre. Dans un gel de fin de printemps, les cellules végétales peuvent éclater lorsque leur eau se transforme en glace, tuant les fruits et les fleurs. À l’intérieur, si la chaleur s’éteint, l’eau peut geler dans le système de plomberie d’un bâtiment, faisant éclater les tuyaux en fonte comme s’ils étaient en plastique bon marché. Les scientifiques disent que la force de l’expansion de l’eau dépend de la forme exacte que prend la glace lorsqu’elle gèle., Mais certains estiment que le gel de l’eau dans un tuyau peut exercer une force d’environ 3 625 livres par pouce carré. Dans certaines conditions, la pression de la glace en expansion peut atteindre 100 000 psi. C’est pourquoi la congélation de l’eau dans les fissures et les crevasses peut facilement briser les rochers.