氷の世界と奇跡の始まり

冷え込みの厳しい日が続いている。
全国的に雪の被害もあったようだ。あちこちで例年にない大雪とか。
ところが当地では、例年になく積雪量が少ない。こんな年も珍しい。
雪は少なくても、冷え込みはきつい。
雪のない道路も凍りついて、その上に薄っすらと雪が降るとおちおち歩けない。
足元をすくわれて転んでしまうからだ。
滑って転んで頭を打ったとか、腰を打ったという患者さんも続いた。
庭のバケツの水も凍りついている。
そんな冷え込んだ日に、氷のことを思った。

なぜ、氷は水に浮くのだろう。
あのタイタニック号を沈めた氷山でさえ浮いている。
だから氷は水より軽い。誰でも知っていることだが、それでも、なぜ？、と思う。

水の分子はH2O。簡単な分子式である。
酸素原子2つに、酸素原子が１つくっついている。
物質は液体より個体の密度が大きくなるが、ただ一つ水と氷は例外なのそうだ。

その理由は氷の分子構造にあるようだ。
水は氷になると、酸素原子と水素原子の結合角が正四面体の連結構造をつくるとされる。充填率も32％と低く、方向性を持っているために、隙間の多いスカスカ構造になっていて氷は水に浮く。


（図は「目で見て操作する「分子の世界」－そのミクロ構造と物性－」より）

なぜ、このような構造になったのか。
それとも偶然がもたらした一致なのか。神の思し召しなのか。
このことが奇跡を生むことになろうとは....。
不思議と言う以外ないが、この不思議は宇宙の特性を知る新たな物理学の知見や視点が必要なのかもしれない。

もしも氷が水よりも重かったら、どうだろう。
気温が氷点下になれば、海水表面の水は凍結する。
もしも氷が密度の濃い充填構造であれば、氷は海底に沈んでいく。
それが反復されれば海は氷の世界になる。
そこに生命が繁殖することはないだろう。
生き延びれるとしたら、せいぜい微生物ぐらいだろう。

ところが氷は水より軽い。
そのために氷が断熱層となって海を覆った。
こうして水が水として存在することを守られたのだ。

だから地球の表面が氷の世界になっても、水はその下で生命を育み繁茂させ続けることができたのだろう。
水の分子構造が特異的であったために起こった奇跡と思う他ない