Одним из самых странных свойств воды является ее нестандартная плотность. Обычно жидкости становятся плотнее при охлаждении, но у воды максимум плотности приходится примерно на 4°C. Ниже этой точки вода менее плотная, и когда она замерзает и превращается в лед при 0°C, лед в итоге обладает меньшей плотностью, чем вода. Именно поэтому лед не тонет, а вода замерзает сверху вниз. Но это еще не все. У воды, к тому же, высокий коэффициент поверхностного натяжения — один из самых высоких показателей среди жидкости, выше только у ртути. Именно это натяжение позволяет разным насекомым, а в частности водяным паукам, бегать по поверхности. Вдобавок к этому у воды крайне высокая температура кипения, и в ней растворяется просто невероятное количество химических соединений по сравнению с другими жидкостями. Чтобы разобраться во всех этих необычных свойствах, ученым пришлось опуститься до молекулярного уровня. При комнатной температуре и в твердом состоянии у воды тетраэдральная структура молекул — каждая молекула связана с четырьмя другими в форме грубой пирамиды.

Водородные связи между молекулами воды. Исследователи из Бристольского университета и Токийского университета использовали суперкомпьютер и компьютерное моделирование, чтобы внести изменения в эту пирамидальную природу молекул воды. Произведя эти изменения, им удалось заставить воду вести себя как другие жидкости — к примеру, лед стал плотнее, чем жидкая вода, и поэтому в ней тонул. По словам команды, это исправило все “странности” воды. Тем самым они доказали, что аномальные свойства воды напрямую связаны с ее необычной молекулярной структурой. “С помощью этой процедуры мы обнаружили, что именно определенное расположение молекул воды заставляет воду вести себя нестандартно, это тетраэдральное расположение,” — объяснил ведущий автор статьи Джон Руссо. “Четыре таких тетраэдральных структуры могут самоорганизоваться таким образом, что в центре будет общая на всех молекула воды, и они не будут накладываться друг на друга. Именно смесь этих крайне упорядоченных структур из водных молекул с другими беспорядочными структурами дает воде ее необычные свойства.”

Если бы вода была не такой, жизнь, какой мы ее знаем, не смогла бы существовать. Вода не так уж просто поддается сжатию, а значит ее можно толкать — к примеру, по венам, перенося наши с вами кровяные клетки. А будучи отличным растворителем, она расщепляет питательные вещества в наших телах, так необходимые нам для функционирования организма. Даже низкая плотность льда помогает жизни — если бы озера замерзали снизу вверх, вся жизнь в них бы погибала. И та же низкая плотность отвечает за то, что вода расширяется при замерзании — что помогло в формировании нашей планеты. Вода протекала в камни, замерзала, расширялась и разламывала их изнутри. Вселенная не раз нас очаровывала, и вода — это еще одно чудо.