Porque um lago se congela apenas em sua superfície

Quando a temperatura de um líquido diminui, este se contrai, ou seja, seu volume diminui. Sendo assim esse líquido aumenta sua densidade (fica mais pesado). A água, no entanto, apresenta um comportamento estranho, pois quando sua temperatura diminui entre zero e quatro graus célcius ao invés do seu volume se contrair, ele se expande. E, sendo assim, fica menos densa (mais leve).
Quando, então, a temperatura ambiente próxima a um lago cai, a água da superfície vai se esfriando e trocando de lugar com a água do fundo (que é mais leve) que também se esfria e desce. Esfriando assim, nesse ciclo, toda a água do lago até a temperatura de quatro graus célcius. A partir desse momento, enquanto a temperatura cai, a água da superfície vai aumentando seu volume (expandindo-se), ou seja, vai ficando menos densa, logo, mais leve. Como a água do fundo, agora, é mais pesada que a de cima, a água superficial não consegue descer, permanecendo aí na superfície até se congelar a zero grau célcius, formando uma camada de gelo (isolante térmico) que mantém a água do fundo líquida a quatro graus célcius