Ketika akhirnya membeku menjadi es, volume air bertambah sekitar 9 persen. Peningkatan volume ini menurunkan massa jenis es sehingga membuatnya lebih ringan dibanding air.
Keunikan air berasal dari cara molekul-molekulnya berinteraksi. Molekul air berbentuk seperti huruf V, tersusun atas satu atom oksigen dan dua atom hidrogen.
Ikatan antar atom dalam satu molekul bersifat kovalen, tetapi muatan listrik dalam molekul ini tidak merata. Bagian oksigen cenderung bermuatan negatif, sedangkan hidrogen bermuatan positif.
Perbedaan muatan ini menyebabkan molekul-molekul air saling tarik-menarik melalui ikatan yang disebut ikatan hidrogen. Ikatan ini bukan ikatan kimia permanen, tetapi cukup kuat untuk mempengaruhi perilaku air.
Dalam kondisi cair, ikatan hidrogen terus-menerus terbentuk dan terputus, membuat molekul bisa bergerak bebas.
Tetapi saat air mendingin, ikatan-ikatan ini mulai stabil dan membentuk struktur kisi yang renggang. Struktur renggang inilah yang membuat es memiliki massa jenis yang lebih kecil dibanding air cair.
Ketika air mengembang menjadi es, tekanan yang dihasilkan sangat besar. Menurut ahli dari London South Bank University, tekanan dalam wadah tertutup yang berisi air lalu dibekukan bisa mencapai lebih dari 7000 atmosfer.
Hampir tidak ada material di Bumi yang mampu bertahan dari tekanan sebesar itu. Karena itulah botol kaca atau kaleng penuh air bisa pecah ketika didinginkan hingga membeku.
Selain menjadi pengetahuan ilmiah, sifat air yang unik ini juga menjadi alasan mengapa kehidupan dapat bertahan di planet kita. Jika es tenggelam, danau serta laut bisa membeku dari dasar sampai ke permukaan, membuat makhluk hidup sulit bertahan.
Beruntung, es justru mengapung dan membentuk lapisan insulasi yang menjaga suhu air di bawahnya tetap stabil.
Es mengapung bukan karena keajaiban, tetapi karena struktur molekul air dan ikatan hidrogen yang membuat bentuk padatnya lebih ringan daripada bentuk cairnya. Perbedaan sederhana ini ternyata berperan besar dalam menjaga keseimbangan ekosistem Bumi.
Fenomena ini juga menunjukkan bahwa hal-hal yang tampak sepele, seperti bongkahan es dalam segelas minuman, sebenarnya menyimpan cerita ilmiah yang luar biasa.
Kontributor : Gradciano Madomi Jawa
TERPOPULER
