Лед — вода в твердом агрегатном состоянии. Структуры воды и льда между собой очень похожи.
При нормальном атмосферном давлении (760 мм рт.ст. или 1 атм) вода переходит в твердое состояние при температуре в 0°C. Интересно, что при снижении давления температура таяния льда медленно растет, а температура кипения воды — падает. Таким образом при давлении около 0.006 атм температуры кипения и таяния совпадают — 0.01°C.
Лед встречается в природе в виде собственно льда (материкового, плавающего, подземного), а также в виде снега и т. д.
Под действием собственного веса лёд приобретает пластические свойства и текучесть. Некоторые гималайские ледники движутся со скоростью 2-3 метра в сутки.
Вода — единственное свободно встречающееся в природе вещество на Земле, плотность которого в жидком состоянии больше, чем в твердом. Поэтому лёд не тонет в воде.
Айсберг (нем. «ледяная гора») — это крупный кусок льда в океане или море. Как правило, айсберги откалываются от шельфовых ледников. Около 90% объема плавающего айсберга находится под водой.
На Земле примерно 96.5% воды приходится на океаны, 1.7% мировых запасов составляют грунтовые воды, ещё 1.7% на ледники и ледяные шапки Антарктиды и Гренландии. Но большая часть земной воды — соленая, поэтому она непригодна для питья и сельского хозяйства. Доля пресной составляет всего 2.5%, причём 98.8% этой воды находится в ледниках и грунтовых водах.
Наиболее значительные ледники находятся на островах Ледовитого океана — Шпицбергене, земле Франца-Иосифа, северной части Новой Земли.
Общие запасы льда на Земле около 30 млн куб.км. Основные запасы льда на Земле сосредоточены в полярных шапках (главным образом, в Антарктиде, где толщина слоя льда достигает 4 км).
Если бы все ледники вдруг растаяли, то уровень воды в земных океанах поднялся бы на 64 метра и около 1/8 поверхности суши было бы затоплено водой.
Кстати, природный лед обычно значительно чище, чем вода.
В море и океане при замерзании воды образовывается морской лед. Так как морская вода соленая, замерзание воды Мирового океана происходит при температуре около -1.8 °C. Таяние морского льда начинается при температуре выше 2.3 °C.
В океанах подо льдами очень темно. Вода отражает 5 % солнечных лучей, в то время как снег — около 85 %. таким образом под лед океана проникает только 2% солнечного света.
Высокая удельная теплота плавления льда, равная 330 кДж/кг, служит важным фактором в обороте тепла на Земле. Чтобы не вдаваться в физические величины, просто отметим, что удельная теплоты плавления железа равна 270 кДж/кг). Так, чтобы растопить 1 кг льда или снега, нужно столько же тепла, сколько требуется, чтобы нагреть литр воды от 0 до 80 °C.
Твердую воду в качестве конструкционного материала широко распространено в приполярных регионах для строительства жилищ — иглу.
Впрочем, изо льда делают не только жилище. Когда союзники готовились к высадке в Европе, они в условиях дефицита металла на полном серьезе рассматривали проект постройки флота огромных авианосцев изо льда. «Хаббакук» — это проект британских кораблестроителей по созданию крупнейшего авианосца из пайкерита (замороженной смеси воды и древесных опилок). Предлагалось, что он будет длиной 610 метров, шириной 92 м, высотой 61 м и водоизмещением 1.8 млн тонн, чтобы был способен принимать до 200 истребителей и самолетов-разведчиков.
Лед есть не только на Земле. Имеются данные о наличии льда на планетах Солнечной системы и в ядрах комет. Изо льда сложена поверхность Европы — спутника Юпитера.
