Anomali Air

Air yang mendingin atau membeku, mulai pada suhu 0-4 derajat celcius akan mengembang (volume membesar). Sifat termal air ini dikenal sebagai anomali air. Anomali air bisa kita artikan sebagai penyimpangan sifat air. Seperti yang kita pelajari di sekolah, ada beberapa sifat air; seperti mengalir dari tempat tinggi ke rendah, jika dipanaskan akan menguap dan membeku jika didinginkan. Hmm.. apalagi ya? Kalau dulu Bu Guru mengajarkan bahwa air akan membeku pada suhu 0°C, maka secara praktis sebelum mencapai suhu tersebut, air akan berbentuk padat (es) dan baru akan berbentuk cair (mencair) setelah lebih dari 0°C bukan?

Sedangkan, dalam ilmu Fisika kan kita kerap mendengar bahwa cairan yang bermasa jenis lebih kecil akan berada di atas yang bermasa jenis lebih besar. Ini juga berhubungan dengan pernyataan bahwa semakin dingin suatu benda, biasanya massa jenisnya juga akan membesar.

Namun kalau dilihat dari sifatnya, air mempunyai penyimpangan pada suhu 4°C karena massa jenis air pada suhu tersebut adalah massa jenis maksimum, atau keadaan volume molar terendah. Secara teoritis, massa jenis air pada 3°C seharusnya lebih besar dari 4°C, sehingga jika didinginkan harusnya air akan membeku, namun kenyataannya, justru akan memuai.

Air akan mulai membeku jika molekulnya tidak memiliki lagi cukup energi untuk melepaskan diri dari ikatan atom hidrogen (H). Pada 0°C mulailah terbentuk ikatan-ikatan yang kuat, dimana setiap atom Oksigen (O) secara tetraedris dikelilingi oleh 4 atom Hidrogen (H).

Yang pada mulanya ikatan molekul air tidak erat, akhirnya menjadi suatu kristal yang bolong-bolong (cluster). Akibatnya air dalam fase padat (es) ini mengambil bentuk volume yang besar. Pertambahan volumenya hingga mencapai 10 %, masa jenisnya juga berkurang 10% (menjadi lebih ringan).

Struktur air, setiap molekul terhubung ke 3-4 molekul yang lain melalui ikatan hidrogen. Sedangkan, struktur es setiap molekul terhubung ke 4 molekul yang lain melalui ikatan hidrogen. Struktur es memiliki tingkat kepadatan/masa jenis (density) yang lebih rendah. Itulah kenapa es (padat) dapat mengapung pada permukaan air.

Dalam firman-Nya Q.S. Al-mu’minuun, 23: 18

“Dan Kami turunkan air dari langit menurut suatu ukuran; lalu Kami jadikan air itu menetap di bumi, dan sesungguhnya Kami benar-benar berkuasa menghilangkannya.”

Ukuran-ukuran inilah yang menarik… salah satunya mengakibatkan terjadinya anomali air–dalam banyak hal–memberikan banyak manfaat dalam kehidupan di alam. Salah satunya, anomali ini menyebabkan air sungai/danau/laut di kutub yang bersuhu udara lebih kecil dari 0°C tidak akan membeku sampai dasarnya karena dasarnya bersuhu 4°C.

Bisa dibayangkan jika massa jenis air 3°C lebih kecil dari 4°C, maka air 3°C tersebut akan terus naik kepermukaan dan akhirnya membeku semuanya sampai dasar, akibatnya semua ikan/mahluk hidup lainnya akan mati. Serta, jika air tidak berperilaku menyimpang pada suhu 4 ^oC, maka ketika musim dingin tiba, semua ikan akan mati karena kejepit es batu. Subhanallah atas segala kekuasaan-Nya.

”Bacalah dengan (menyebut) nama Tuhanmu yang menciptakan.”

(Q.S. Al-’Alaq, 96: 1)