Почему планеты-гиганты имеют малую среднюю плотность?

Ответ прост: потому что они, грубо говоря, состоят из газа (вообще из легких элементов) .

А вот почему это так - тоже интересно.

Потому что во время формирования нашей системы, молодое Солнце своим ветром "сдуло" от себя все легкие элементы (водород, гелий, в общем то, из чего и состоят планеты-гиганты) , а тяжелые остались. Так родились две группы планет: тяжелые и маленькие вблизи Солнца (в т. ч. и Земля) , и большие, но "легкие".

Кстати, единственная планета, плотность которой меньше плотности воды - Сатурн. Образно говоря, если все планеты кинуть в воду, то они утонут, только Сатурн будет плавать на поверхности :-)))