その理由は次のとおりです。
* 水素結合： 水分子は互いに強い水素結合を形成します。液体の水では、これらの結合は絶えず破壊および改革されており、分子が密接に詰め込まれています。
* 氷の結晶構造： 水が凍結すると、水素結合はより安定し、分子間のより多くの空間を持つ結晶構造を作り出します。この配置は、分子をさらに離れ、液体水よりも密度が低くなります。
水の密度異常の結果：
* フローティングアイス： 氷の密度が低いことは、液体の水に浮かぶことを意味します。これは、水生生物と地球の気候に大きな意味を持ちます。
* 断熱材： 湖や海の氷の層は絶縁体として機能し、下の水が固体を凍結するのを防ぎます。これにより、水生生命は寒い気候で生き残ることができます。
* 気象パターン： 水の凍結と解凍は、風化と侵食に役割を果たします。
他の物質：
ほとんどの物質では、固体状態は液体状態よりも密度が高い。これは、分子が固体でよりしっかりと詰め込まれているためです。
要約： 固体形態（氷）が液体の形よりも密度が低い水の密度異常は、その分子間の強い水素結合のためにユニークな特徴です。この特性は、地球の環境と水生生物の生存に大きな結果をもたらします。
