氷が張るとき、水分が凍るので、塩分は吐き出されます。
この吐き出された塩分によって、とても濃い濃度の海水ができますが、これをブラインと呼びます。
ブラインは海氷の中に閉じ込められるものと、外に排出されるものがあり、外に排出されたものはとても重くなります。
このような高塩分水が下層に溜まっていると、鉛直方向に混ざりにくくなります。
先日小学校に海の授業をしに行ったとき、理科の時間のクラスでは、塩を振って0℃より氷の温度が下がる凝固点降下の実験を、4年生がやっていました。
また、圧力が増すと氷になりにくくなります。
これは、雪や氷を踏むと融けるのと同じ原理ですが、海の中でも深くなるとより低い温度でないと凍りません。
海氷は厚くなると、深くまで達するので、その下面では圧力によって融け、また冷やされて凍るというプロセスを繰り返します。
したがって、もっと温度の低い水が下層にできています。