Su içer , onunla yüzer, onunla yıkanır ve serinleriz. Su çok yaygın olduğundan, çoğumuz onun diğer maddelerle karşılaştırıldığında ne kadar garip olduğunu fark etmeyiz. Sıcak aylarda içeceğimize bir veya iki buz küpü attığımızda , hiç düşünmeden bardağımızdaki sıvının üzerinde süzülmesini izleriz. Ama buz bunu neden yapıyor ve daha da önemlisi, diğer birçok madde aşağıdan yukarıya doğru donarken, su neden yukarıdan aşağıya doğru donuyor?

Suyun yoğunluğunun düşen sıcaklıklarda nasıl davrandığına dair garip bir tuhaflık nedeniyle su yukarıdan aşağıya donar - bu da buzun yüzmesine izin verir . Yoğunluk, maddi bir maddenin birim hacminin kütlesidir; esasen bir maddenin atomlarının ve moleküllerinin ne kadar sıkı bir şekilde paketlendiğinin bir ölçüsüdür . Çoğu bileşik için, düşen sıcaklıklar , bileşiğin hacminin azalmasına ve yoğunluğunun artmasına neden olur - atomlar ve moleküller daha sıkı bir şekilde bir araya gelirler. Örneğin, bir sıcak hava cebietrafındaki soğuk havadan daha az yoğun olduğu için yükselir ve genişler. Tersine, bir soğuk hava cebi alçalır ve büzülür, düşerken biraz daha kalın ve daha yoğun hale gelir. Su benzer şekilde davranır, ancak yalnızca belirli bir sıcaklığa kadar. Soğutma suyunun yoğunluğu, suyun sıcaklığı 4 °C'ye (39,2 °F) ulaşana kadar artacaktır. Su soğumaya devam ederse, yoğunluğu tekrar artmaya başlayacak ve su (artık katı halde) genleşecektir. Buzun kaldırımlardaki ve kayalardaki açık çatlakları sıkıştırmasına ve dondurucuda meşrubat kutularının ve şişelerinin patlamasına neden olan suyun bu özelliğidir .

4 °C'de su hala sıvı haldedir. Göllerde ve nehirlerde bu su yüzeyde soğuyacak, yoğunlaşacak ve alçalacaktır . Su donma noktasına (0 °C [32 °F]) yaklaştığında , etrafındaki sudan daha az yoğun hale gelecek ve su sütununun tepesine yükselecektir. Bunun yerine su bir gölün veya nehrin dibinden yukarıya doğru donarsa, derin ekolojik sonuçları olacaktır. Sığ göller donar; Orada yaşayan bitkiler, hayvanlar ve diğer organizmalar, dokularının donmasını önleyecek bir tür adaptasyona sahip olmadıkça öleceklerdi. Daha büyük göllerde, buz ve çamurdan oluşan bir zemin, yukarıdaki suyu soğutarak muhtemelen metabolizmayı yavaşlatır .ve gölün sıvı üst kesimlerinde hayatta kalan organizmaların büyüme hızı. Bu koşullar altında Dünya çok farklı görünürdü; gezegenin kutup bölgeleri neredeyse yaşamdan yoksun olacak ve her yıl orta enlemdeki bitkiler, hayvanlar ve diğer organizmalar, donmuş-katı habitatlarda elde edilemeyen sıvı su ihtimaliyle karşı karşıya kalacaktı.