Nous savons que la matière se dilate ou se rétracte lors de variations de température.
L'eau ne fait pas exception à cette règle. Comme on peut le voir sur la figure suivante, l'eau passe par un pic de densité⁽¹⁾ à la température de 4 degrés :

Par ailleurs, la poussée d'Archimède tend à placer la matière dense sous la matière moins consistante. En conséquence, l'eau à 4 degrés « coule » au fond des lacs et en est donc la température habituelle.

Il faut cependant signaler ici que cet axiome n'est valable que pour les étendues d'eau douce, car la salinité, la pression due à la profondeur et les courants des océans y entraînent une température variable.

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1. ⁽¹⁾ ↑ La densité est un indice mettant en évidence la compacité de la matière. On la calcule en divisant la masse volumique d'une substance par celle de l'eau, qui vaut de manière arrondie (c'est le cas de le préciser ici) 1 000 kilogrammes par mètre cube. On peut donc dire que la densité augmente lorsque la matière se rétracte et diminue lorsqu'elle se dilate.