物質が固体、液体、気体の間で状態を変えることを状態変化といいます。
物質が状態変化すると、質量や体積に変化があるかどうか、ご存じでしょうか?
まず、質量は、状態変化が起きても変わりません。
しかし、体積は物質により変化します。
水は液体から固体に状態変化すると、体積がおよそ1.1倍大きくなります。
これは、物質をつくる粒子どうしの間隔が液体よりも固体のほうが広いという水の特性によるものであり、間隔は広くなる分、体積が大きくなるからです。
また、水が氷になるとき、質量は変わりませんが体積が大きくなるため、水より氷のほうの密度が小さくなります。
水は密度が1.01~1.05g/㎤に対し、氷の密度は0.92g/㎤です。
そのため、氷は水に浮きます。
北極や南極にある、氷山は海に浮かんでいます。
しかし、完全に海に浮かんでいるのではなく、10%ほどだけが海面上に出ている状態です。
そして、およそ90%は海面より下にあります。
「氷山の一角」という言葉がありますが、我々がテレビや写真で見る氷山は全体の10%ほどと考えると、目に見える部分はまさに一角にすぎません。
そのため、水上に出ている部分から水中の形状を推測するのは困難です。
北大西洋にある氷山は3000年前に雪として降り、体積して50年後には氷山となり、数千年かけて移動し、氷河から分離して氷山となるそうです。
かなり年月を経て氷山はでき、その強固さはかなりのものになるようです。
氷山との衝突事故があった「タイタニック号」が有名ですが、長い年月をかけて作り上げられた強固な氷が、海面上には10%しか見えていないとなると、衝突したときの衝撃はとてつもないものだったのだと想像がつきますね。