Почему озера не замерзают до самого дна?

Любой, кто хоть раз катался на коньках по замерзшему озеру, наверняка задавался вопросом: подождите, неужели рыбы тоже заледенели? К счастью, нет. Дело в том, что озера не замерзают полностью. Когда температура воздуха падает, поверх водоема формируется слой льда. Иногда он получается настолько тонким, что трещины могут появиться даже от малейшего давления. Иногда он настолько прочный, что на поверхности можно спокойно сыграть в хоккей.

Но что именно влияет на толщину льда? Почему озера не замерзают целиком? Когда температура воздуха продолжительное время держится выше нуля по Цельсию, большинство водоемов пребывают в состоянии температурной стратификации. Теплая вода, обладающая меньшей плотностью, всплывает на поверхность озера, тогда как прохладная, которая имеет повышенную плотность, лежит ниже. По мере того, как температура падает, теплая вода на поверхности начинает охлаждаться — соответственно, разница в плотности тоже меняется.

Рано или поздно верхние слои воды охлаждаются до 4 градусов Цельсия — на этой отметке плотность воды достигает максимума. Новая плотность заставляет охлажденную воду провалиться ниже, и вместо нее на поверхность всплывает теплая. Цикл повторяется до тех пор, пока температура снаружи достаточно низкая, чтобы остудить водоем и в конце концов заморозить его.

Из-за того, что лед обладает меньшей плотностью, чем 4-градусная вода, слой льда держится на плаву благодаря теплой воде под ним. Чем ниже температура воздуха, тем более толстым получится слой льда. Он выступает отличным теплоизолятором, поэтому глубокие озера редко охлаждаются до такой степени, чтобы заледенеть полностью.