湖為什麼從上面結冰？

👩 上一集結束的時候，我留了一個問題給你。 👩 冬天超冷的湖，結冰是從上面開始，還是從湖底開始？ 🧒 我記得！我那時候說是上面。 👩 對，是從上面。這你答對了。 🧒 太好了！ 👩 可是我那時候說，你只對了一半，記得嗎。 🧒 為什麼只有一半？ 👩 因為你給的理由是「冰會浮」。 👩 但真正的關鍵，在冰還沒出現以前就發生了。 👩 好，那先不要往下聽，你自己猜猜看。 👩 一杯水放進冷凍庫，裡面是怎麼變冷的？ 👩 第一種可能：整杯水一起慢慢變冷。 👩 第二種可能：上面先冷，然後一路冷到底。 👩 第三種可能：上面先冷，冷水沉下去，換底下的水上來。 👩 你覺得是哪一個？我等你 3 秒鐘喔。 🧒 嗯…我猜第一種，一起變冷。 👩 很多大人也是這樣想的喔。 👩 我先講一件冬天真的會發生的事。 👩 很冷的地方，湖面會結一層厚厚的冰。 👩 從上面看，整座湖像一塊白白的地板，人還可以走上去。 🧒 那湖裡面的魚呢？ 👩 對啊，你猜牠們怎麼了？ 🧒 應該…被凍成冰棒了吧。 👩 沒有喔。 👩 如果你在冰上鑿一個洞，往下看， 👩 底下是會流動的水，魚在裡面游來游去。 🧒 蛤？在冰的下面游泳？ 👩 對。而且那裡的水，大概是 4 度。 👩 不是 0 度，是 4 度。 🧒 4 度不是也很冷嗎。 👩 冷歸冷，可是沒有結冰，魚就活得下去。 👩 問題來了，為什麼底下剛好是 4 度？ 👩 這要講到水一個很特別的脾氣。 👩 你想想看，大部分的東西變冷會怎樣？ 🧒 會縮起來。 👩 對，越冷縮得越小，同樣多的東西就變得越重。 👩 水一開始也是這樣，從熱一路冷下來，越冷越重。 👩 可是冷到 4 度的時候，水反悔了。 🧒 反悔？ 👩 對。4 度以下，水不但沒有繼續變重， 👩 反而一點一點變輕。 👩 所以水最重的那一刻，不是結冰的 0 度，是 4 度。 🧒 好奇怪喔。 👩 很奇怪，可是這件怪事等一下會救人喔。 👩 我們回到那座湖。 👩 秋天天氣變冷，最上面的水先冷掉。 👩 冷掉的水比較重，就沉下去。 👩 底下比較溫的水被擠上來。 👩 上來以後又被風吹冷，又沉下去。 👩 整座湖就這樣一直翻、一直翻。 🧒 像有人在攪拌一樣。 👩 對，湖自己在攪拌自己。 👩 一直攪到整座湖上上下下都變成 4 度。 👩 這時候，最上面那層水再繼續變冷。 👩 3 度、2 度、1 度。 👩 但這些水已經比 4 度的水輕了。 🧒 所以它沉不下去了！ 👩 沒錯，它只能乖乖待在最上面。 👩 攪拌，就停了。 👩 接下來就快了。 👩 因為只剩薄薄一層水要變冷， 👩 水面很快掉到 0 度，結成冰。 🧒 所以冰真的是從上面長出來的。 👩 對。而且冰一結出來，就變成一張蓋子。 👩 冰不太會傳熱，蓋在湖上像一床被子。 👩 上面的空氣再怎麼冷，底下的水都被擋住了。 👩 所以湖底可以一整個冬天，都維持在 4 度左右。 🧒 魚就是躲在那裡！ 👩 對。魚不是運氣好， 👩 是「水在 4 度最重」這件怪事，替牠們留了一個家。 👩 如果水沒有這個脾氣，湖會從底下開始凍，整座凍成一塊。 👩 這件事你可以自己看喔。 👩 拿一個透明杯子裝水，放進冷凍庫。 👩 每隔一段時間就去看一次。 🧒 要看哪裡？ 👩 看冰是從水面長出來，還是從杯底長出來。 👩 你會看到一片薄薄的冰浮在上面， 👩 底下還是水。 👩 那一刻，你就親眼看到那座湖了。 👩 好，現在把眼睛閉起來， 👩 自己講一次今天的重點。 👩 說出來了嗎？沒說出來也沒關係，再想一下。 👩 答案是：水在 4 度的時候最重， 👩 所以湖會先翻攪到整座都是 4 度， 👩 再從水面往下結冰， 👩 冰又蓋住底下的水，魚才活得下來。 🧒 我有講到 4 度！ 👩 超棒的喔。 👩 最後，一樣留一個問題給你。 👩 下雨打雷的時候，你是先看到閃電，還是先聽到雷聲？ 🧒 先看到閃電啊，每次都是。 👩 對。可是那兩件事，其實是同一瞬間發生的。 👩 為什麼一個先到，一個慢慢才到？ 👩 我們下一集見。