Erklärung für die Dichteanomalie des Wassers

So gut wie jeder Stoff dehnt sich mit zunehmender Temperatur immer weiter aus. Beispielsweise ist festes Eisen sehr kompakt, erhitzt man es, so verflüssigt es sich und vergrößert sein Volumen immer weiter. Führt man Eisen in die Gasphase, so wird sein Volumen noch größer. Die Dichte von Wasserdampf ist bekanntlich auch viel größer als das von Wasser bzw. Eis. Allerdings hat Wasser eine Anomalie: Seine größte Dichte hat es nicht beim absoluten Nullpunkt, sondern bei etwa 3,98°C. Eis ist dünner als Wasser dieser Temperatur.

Deswegen schwimmt auch Eis im Wasser und geht nicht unter. Das ist übrigens ein interessanter Zufall, da ja das Untergehen des Eises die Flora und Fauna des Wassers vernichten würde. Wie kommt diese Anomalie zustande? Der thermische Druck müsste ja normalerweise bei geringerer Temperatur geringer sein. Dass Eis eine geringere Dichte hat, könnte ich mir noch über das Kristallsystem vorstellen, allerdings ist mir das auch nicht bekannt.

An Zufälle glaube ich bei der Dichteanomalie des Wassers nun nicht, denn das sind alles irgendwie von der Natur vorgegebene Phänomene oder auch Eigenschaften. Genauso friert ja zum Beispiel ein See auch von oben her und nicht von unten zu und somit bleibt den Fischen eine Überlebenschance und so etwas passiert doch auch nicht mal eben zufällig. Aber eine hochwissenschaftliche Erklärung, wie diese Anomalie zustande kommt, die habe ich aber auch nicht.