水，充斥着我们生活中的每一个角落，许多人都没有注意到它与其他物质相比有多么与众不同。

夏天，我们享用冰镇饮料的时候，会看到冰块漂浮在饮料上方，但这是为什么呢，另一个重要问题是，为什么水是从上到下结冰，而大多数物质是从下到上结冰呢？

主要原因是因为水的密度在温度下降时，会表现出一种奇怪的现象。在开始之前，我们要了解什么是密度，密度是单位体积物质的质量，它本质上是衡量物质原子和分子堆积程度的指标。

对于大多数化合物来说，温度下降会导致化合物的体积减小而密度增加，原子和分子变得更加紧密地堆积在一起。例如，一团热空气会上升并膨胀，因为它的密度低于周围较冷的空气。相反，一团冷空气因为密度变大，便会下降并收缩，在下降时变得更厚、更密。

其实水也有类似特性，但仅限于4℃以上，水的密度将随着温度降低而增加。如果水继续冷却，其密度将开始减小，体积开始膨胀。正是水的这种特性使得冰能够撬开人行道和岩石上的裂缝，并导致罐装或瓶装饮料在冰箱中破开。

在4°C时，水仍呈液态。在湖泊和河流中，这些水会在表面冷却，变得更稠密，然后下降。当水接近其冰点0°C时，它的密度将低于周围的水，便会上升到水流的顶部，这就是为什么水会从上往下结冰了。

如果水像其它物质一样，从底部冻结到顶部，这将会产生严重的生态问题。湖泊、河流底部结冰，生活在那里的植物、动物直接就会被冻成冰棍儿。在较深的湖泊中，如果水从底部开始结冰，底层的冰会冷却上层的水，从而减慢在湖泊上层生存的生物体的新陈代谢和生长速度。

在这种情况下，地球的极地地区将几乎没有生命，每年中纬度地区的植物、动物和其他生物体都将面临在冰层中无法获取液态水的窘境。