その理由は次のとおりです。
* 水の膨張： ほとんどの物質は冷却するにつれて収縮しますが、水は異なって動作します。 水が4°Cから0°C（凍結点）に冷えると、実際に拡張します。
* 水素結合： 水分子は、強力な水素結合によって一緒に保持されます。温度が低下するにつれて、分子はより遅くなり、水素結合がより安定し、それらを引き寄せます。
* 最大密度： 4°Cでは、引力（水素結合）と反発力（分子振動）のバランスにより、最もコンパクトな構造が最も高くなり、密度が最も高くなります。
* 氷の形成： 4°C未満では、開いた結晶構造（ICE）の形成による膨張は、水分子のより近い梱包を上回り、密度の低下をもたらします。
水のこのユニークな特性には、次のような重要な意味があります。
* アイスフロート： 氷は液体の水よりも密度が低いため、浮かんでいます。これにより、冬の間、水生生物が氷の下で生き残ることができます。
* 水生生態系の安定性： 4°Cでの水の密度は、湖や海がボトムアップから固体を凍らさないようにします。
* 気候規制： 大きな温度変化なしに熱を吸収する水の能力は、地球の気候を調節するのに役立ちます。
