Per iceberg si intende un blocco di ghiaccio formato dall’accumulo di neve su un ghiacciaio e in seguito staccatosi in mare. La banchisa, invece, è ghiaccio formatosi direttamente dall’acqua di mare, e il cui spessore raramente supera i 3 m! Il ghiaccio marino si forma per congelamento dell’acqua di mare che, a causa della salinità, ghiaccia a circa -1.9 °C. Per dettagli sulla formazione dei ghiacci marini si può consultare questa precedente risposta di vialattea:
http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?num=7719
In sostanza, quando la temperatura dell’acqua (e quindi l’energia cinetica media delle molecole) scende, ad un certo punto i legami idrogeno tra le molecole risulteranno forti abbastanza da tenere imprigionate le molecole le une accanto alle altre. La forma della struttura cristallina che risulta dipende dalle proprietà della molecola, e per l’acqua si assiste in natura alla formazione di una struttura a reticolo esagonale.
Struttura molecolare dell'acqua (sinistra) e del ghiaccio (destra) (da Wikipedia).
In questo passaggio le molecole, rispetto alla fase liquida, risultano in media leggermente più distanziate, il che da un punto di vista macroscopico si interpreta come una diminuzione di densità. A causa del principio di Archimede, un corpo di ghiaccio tende allora ad emergere finché il peso della parte immersa equilibra il peso totale del corpo: quindi un corpo di densità poco inferiore all’acqua lascerà emersa solo una piccola parte, mentre un corpo molto più leggero (un canotto, una boa, una nave, che sono pieni d’aria all’interno) lascerà immersa una piccola parte, variabile in base al carico effettuato. Per qualche dettaglio in più sulla spinta di Archimede si può consultare una mia precedente risposta.
La densità tipica del ghiaccio puro è circa 920 kg m-3, ma va considerato il fatto che spesso nei ghiacci di ghiacciaio sono presenti bolle d’aria che ne diminuiscono la densità globale. L’entità di questa caratteristica è piuttosto variabile e dipende dalle modalità della formazione e dell’evoluzione del ghiacciaio, tanto è vero che lo studio delle bolle d’aria inglobate viene utilizzato per ricostruirne la storia: http://www.igsoc.org:8080/journal/1/8/igs_journal_vol01_issue008_pg443-451.pdf
In totale, si può considerare che la densità del ghiaccio di ghiacciaio vari attorno agli 850 – 900 kg m-3:
http://www.physicalgeography.net/fundamentals/10ae.html.
Inoltre, anche la densità dell’acqua di mare è variabile, seppur in un range molto più ristretto. Dalla figura (fonte: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/chemical/seawater.html) si può vedere che l’acqua circumpolare ha densità che varia da circa 1025 a 1029 kg m-3.
Considerando tutto ciò, possiamo estrapolare che gli iceberg tendono ad immergere tra l’85 e il 92% del loro volume.
Un’ultima considerazione, infine, sulla forma. Ogni iceberg è in continua mutazione, in quanto la parte sott’acqua e quella emersa possono sciogliersi o aumentare (deposizione di neve o brinamento sulla superficie, congelamento sott’acqua) a ritmi differenti, in base alle condizioni meterorologiche e oceaniche, e l’orientamento deve essere tale da bilanciare sempre l’equilibrio, il che comporta continui assestamenti.
Varie tipologie di iceberg, fotografate durante la XXIX spedizione antartica italiana nel mare di Ross (gennaio 2014). Si capiscono bene le dimensioni relative.
Frammento di banchisa galleggiante. Nonostante le dimensioni ridotte (qualche decina di m) dall’immagine si intuisce bene la proporzione tra parte sommersa e parte emersa.