Denizler ve Göller Neden Üstten Donar?

Bunun iki değişik nedeni var. Birincisi, deniz ve göllerin sadece üstten soğuyabilmesi. Havanın sıcaklığı mevsimlerle sürekli değişir. Buna karşın, suyun altındaki yer uzun yıllar boyu aynı sıcaklıkta kalır. Gerçi ara sıra volkanik aktiviteler nedeniyle su alttan ısınabilir, ama alttan soğuması hiç bir zaman söz konusu değil. Bu nedenle, havanın soğuk olduğu durumlarda, su üstten ısı kaybettiği için, suyun içindeki sıcaklık aşağıdan yukarıya doğru azalıyor. En soğuk yer en üstte olduğu için de donma buradan başlıyor.

İkinci nedense biraz daha önemli. Buzun yoğunluğu suyunkinden daha az. Bundan dolayı, suyun içinde
bulunan herhangi bir buz kütlesi, kaldırma kuvvetinin etkisi altında su yüzüne çıkma eğilimindedir. Buna, bir de suyun yoğunluğunun 4°C’de en yüksek değerine ulaştığını ekleyelim. Yoğunluk farkı nedeniyle kaldırma kuvveti etkisini hissettirir. Eğer suyun sıcaklığı her yerde 4°C’nin üzerindeyse, sıcak su yukarı çıkar, soğuk su da aşağı iner (çaydanlıkta kaynayan su gibi).
Ama eğer sıcaklık her yerde 4°C’nin altındaysa, bu defa soğuk su yukarı çıkar, sıcak su da aşağı iner. Bu da donmanın en soğuk olan yerden, yani yukarıdan başlaması anlamına geliyor.
İşte bu nedenden dolayı, buzluğa bir bardak su koyduğunuzda da donma ilk önce tepeden başlar. Bardağın yanlardan ve alttan ısı kaybetmesi bu gerçeği değiştirmiyor. Fakat, donma başlayıp suyun üstünde bir buz tabakası oluştuktan sonra işin rengi biraz değişebilir. Çünkü buz, ısıyı daha zayıf iletir. Bu nedenle, yanlardan ve alttan olan ısı kaybı, üstten olan kayıptan daha fazla olabilir (bu bardağın ısıyı ne kadar iyi ilettiğine bağlı). Eğer bardak kanalıyla gerçekleşen ısı kaybı çok fazlaysa ve soğuk suyun yukarı yükselmesi için yeteri kadar zaman yoksa, bardağın yan ve alt yüzeylerinde de donma başlayabilir. Bu da ilginç bir duruma yol açar: Buzdan bir kabukla paketlenmiş su.
Her durumda suyun ortası en son donar.