Весной во время половодья льдины плывут по поверхности воды, потому что у льда плотность ниже, чем у воды. Это одно из физических свойств вещества, объясняемое законами гидростатики и термодинамики.
Когда вода замерзает, её молекулы образуют кристаллическую решётку, в которой молекулы располагаются на определённом расстоянии друг от друга. Эта решётка менее плотная, чем структура жидкой воды, что приводит к тому, что лёд занимает больше объёма при той же массе. Соответственно, плотность льда (которая составляет примерно 0,92 г/см³) ниже, чем плотность воды (около 1 г/см³).
Закон Архимеда гласит, что на любое тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости. Поскольку плотность льда ниже плотности воды, выталкивающая сила, действующая на льдину, оказывается больше её веса. Это позволяет льдине держаться на поверхности воды, а не тонуть.
Другими словами, когда лёд находится в воде, он вытесняет объём воды, эквивалентный его объёму. Однако вес этот объём воды больше веса льда, что и создаёт необходимую выталкивающую силу.
Эти свойства льда играют важную роль в экологии водных экосистем. Ледяной покров на поверхности водоёмов защищает подводные экосистемы от резкого изменения температуры и обеспечивает стабильные условия для жизни многих водных организмов в зимний период. Весной, когда лёд тает и льдины плывут по реке, это способствует аэрации воды и перемешиванию различных слоев, что также имеет экологическое значение.
Таким образом, льдины не тонут благодаря физическим свойствам льда и взаимодействию между плотностью воды и льда, что подтверждается основными принципами физики.