Warum Eis schwimmt und wir deshalb existieren ...

… ein physikalisches Kuriosum mit gigantischen Folgen. Unter allen Stoffen, die wir so kennen, ist Wasser die große Ausnahme. Fast jede Flüssigkeit wird beim Abkühlen und schließlich Gefrieren dichter, also schwerer und sinkt ab. Wasser macht das Gegenteil. Es erreicht seine höchste Dichte (= sein höchstes Gewicht pro cm³) bei 4 °C. Bei dieser Temperatur sinkt es z. B. in Seen und Ozeanen an den Grund. Kälteres Wasser ist wieder leichter und steigt auf, bis es an der Oberfläche Eis bildet. Eis hat ca. 9 % mehr Volumen als Wasser. Es schwimmt. Grund dafür sind die Eiskristalle, in denen Moleküle sich in eine sechseckige Gitterstruktur anordnen (s. Sechsstrahligkeit der Schneeflocken), die viel Raum einnimmt, wabenartig wie in einem Bienenstock, mit viel leerem (=leichtem) Raum dazwischen. Das Gitter ist stabil, braucht aber mehr Platz und ist leichter als das flüssige Wasser. Ohne dieses Kuriosum, diese „Anomalie“ würden Gewässer im Winter von unten nach oben durchfrieren und alles Leben darin mit. Die Polkappen würden absinken, statt zu treiben. Selbst Flüsse könnten zu Eisblöcken erstarren. Klima und Wasserkreislauf würden anders funktionieren.

Auf dem Jupitermond Europa schützt eine dicke, von oben isolierende Eisschicht einen riesigen unterirdischen Ozean. Doch nicht jeder Himmelskörper genießt solchen Luxus. Auf dem Saturnmond Titan z. B. bestehen die Seen aus Methan und Ethan, Stoffen, die sich 'normal' verhalten, beim Abkühlen schwerer werden und als Eis absinken, statt von oben zu isolieren. Auf anderen Eismonden gibt es zwar Wasser, doch z. B. mit so viel Beimischung von Ammoniak, dass es seine Anomalie fast vollständig verloren hat.
Ohne die Dichteanomalie wäre unser Planet eventuell eine leblose Kugel. Dass Eis schwimmt, ist nicht nur ein witziger Party-Trick der Natur, es ist eine der Voraussetzungen dafür, dass das Leben, so wie wir es kennen, entstehen und sich – aus dem Wasser kommend – ausbreiten konnte.