Svar:
Vi börjar med Arkimedes princip. Den gäller i alla vätskor och faktiskt också gaser. Den kan förklara varför ballonger stiger.

Tankeexperiment: Du ställer dig på en bra våg och läser 60.0 kg. Sedan tar du vågen under armen, och går in i en vakuumkammare, och ställer dig på vågen igen. Den visar nu 60.1 kg. Förklaring?

När mark fryser är det inte så enkelt, att vattnet mellan sandkornen blir is. Istället finns en tendens till bildning av större, sandfria iskristaller, som suger till sig vatten från den omgivande sanden. Detta vatten ersätts av vatten nerifrån, som sugs upp med kapillärkraften. Resultatet blir att den frusna marken innehåller mycket mera vatten i form av is, än den hade innan den frös. Is har ju 10% större volym än vatten, men den frusna markens expansion kan vara mycket större än så. Marken måste alltså expandera när den fryser, och det finns bara ett håll den kan utvidga sig åt, uppåt. Marken stiger. En sten i marken följer med. Volymen under stenen blir inte tomrum, den fylls av is av vatten, som kommer underifrån med kapillärsug. När våren kommer och marken tinar, sipprar smältvattnet ned i marken, som sjunker ned igen. Men under stenen finns en isklump, som smälter från sidorna. I ett visst skede vilar stenen på en ispelare i oförändrat läge. Då kan sand och grus rasa ned i tomrummet omkring ispelaren under stenen. När sedan också ispelaren smält, kan inte stenen sjunka tillbaka till det läge den hade innan vintern. På så vis vandrar stenen så småningom upp till markytan. Man får genom dessa processer en sortering av materialet ned till frostfritt djup, så att det grövre ligger på ytan. Hur effektiv denna transport är, beror på jordbeskaffenheten ( kornstorleksfördelningen ).

En annan konsekvens av vattensuget under tjälbildningen är, att marken under tjälen kan vara mycket torr. Om det kommer en värmeperiod när tjälen är kvar i marken, kan granar få det svårt med torka. De dunstar vatten genom barren, men kan inte suga vatten från den frusna jorden, och marken under är kruttorr.
/KS