Морско́й лёд — лёд, образовавшийся в море (океане) при замерзании воды. Так как морская вода солёная, её замерзание происходит при температуре около −1,8 °C для средней солёности Мирового океана.
Основные физические свойства морского льда — пористость, температура и солёность, определяющие его плотность (от 0,84 до 0,94 г/см³)[1]. Из-за малой плотности льда льдины возвышаются над поверхностью воды на 7–10% от их толщины (при отсутствии снега на поверхности льда). По сравнению с пресноводным морской лёд труднее поддаётся дроблению. Оценка концентрации (сплочённости) морского льда обычно даётся в баллах — от 0 (чистая вода) до 10 (сплошной лёд/ледостав).
Солёность морского льда зависит от солёности морской воды, скорости льдообразования, интенсивности перемешивания воды и возраста льда. Чем старше лёд, тем меньше его солёность, так как солёный рассол при таянии стекает в море[2]. В среднем, солёность льда значительно ниже солёности образовавшей его воды, колеблясь от 0 до 15 промилле (в среднем 3–8 ‰). В Антарктических водах встречались льды с солёностью более 22 промилле. Обычная солёность однолетнего морского льда составляет 5–6 г/кг, около 7 раз ниже солёности морской воды, а солёность многолетнего льда составляет около 1.5–2.0 г/кг[3].
Морской лёд является сложным физическим телом, состоящим из кристаллов пресного льда, рассола, пузырьков атмосферного воздуха и различных иных примесей. Соотношение составляющих зависит от условий льдообразования и последующих ледовых процессов и влияет на среднюю плотность льда. Так, наличие пузырьков воздуха (пористость[4]) значительно уменьшает плотность льда. Солёность льда оказывает на плотность меньшее воздействие, чем пористость. При солёности льда в 2 промилле и нулевой пористости плотность льда составляет 922 килограмма на кубический метр, а при пористости 6% понижается до 867 кг/м3. В то же время при нулевой пористости увеличение солёности с 2 до 6 промилле приводит к увеличению плотности льда только с 922 кг/м3 до 928 кг/м3 [5].
Средняя удельная теплопроводность морского льда примерно в пять раз выше, чем у воды и составляет около 2,1 Вт/м·К, но к нижней и верхней поверхностям льда может уменьшаться из-за увеличения солёности и роста пористости. Теплоёмкость морского льда приближается к теплоёмкости пресноводного льда с понижением температуры, когда солевой рассол вымерзает. С ростом солёности, а следовательно, и с увеличением массы рассола, теплоёмкость морского льда всё больше зависит от теплоты фазовых преобразований, — то есть изменений температуры. Эффективная теплоёмкость морского льда увеличивается с повышением его солёности и температуры. Теплота плавления (и кристаллизации) морского льда колеблется от 150 до 397 кДж/кг в зависимости от температуры и солёности (с повышением температуры или солёности теплота плавления понижается).