Apa se extinde cu un factor de 112, sau aproximativ 9%, când îngheață. Apa, spre deosebire de majoritatea altor lichide, formează legături de hidrogen mai puternice, deoarece temperaturile scad. Aceasta conduce la o structură de zăpadă cristalină cu goluri rămase între molecule. Pe măsură ce moleculele se aranjează în acest mod, substanța se extinde și devine mai puțin densă.
Moleculele de apa se misca in mod obisnuit fluid si usor, dar cand temperatura scade sub inghet, cei doi atomi de hidrogen se aliniaza cu vecinii. Această aliniere devine eventual o structură rigidă, de cristal, lăsând deschideri între molecule. Aceste zone deschise sunt în cazul în care volumul total al substanței a crescut sau sa mărit cu aproximativ 9%, motiv pentru care gheața plutește pe apă și nu se scufunde.Dacă apa nu se extindea atunci când este înghețată, Pământul ar fi un loc diferit. În cazul în care apa a contractat atunci când este înghețată, ar fi mai densă decât apa din jur și chiuveta. Acest lucru ar lăsa gheața scufundată și în afara luminii solare, în timp ce se îngheață peștele și animalele care trăiesc la sau în apropierea fundului. Gheața submersă ar răci și ea încet planeta, ducând la un mediu rece și inospitalier pentru viață, așa cum este cunoscut astăzi, în special pentru viața umană.
