Miért csúszós a jég?

Mindenki tudja kisgyerek kora óta, hogy a jéggel vigyázni kell, mert elég egy óvatlan mozdulat, és máris eltaknyol. Olyan hülyeséget meg pláne nem csinál senki általános iskolás korában, hogy a jégen focizik, mert ha esés közben bénán fejeli le a jeget, akkor nagyon fájni fog a bal metszőfoga. (Köszönöm, már jól vagyok.)

Először nézzük meg, hogy mitől nem.

A legnépszerűbb tévhit, hogy mivel a jég kevésbé sűrű, mint a folyékony víz, és ezért az olvadáspontja nagy nyomás alatt csökken, ahogy rálépünk, a testünk súlya alatt a felső rétege elolvad, és ezen a vízen csúszunk el. Az általunk kifejtett nyomás viszont valójában meg se közelíti azt, ami hatással lenne az olvadáspontra.

Egy másik elmélet szerint is a jég tetején található vízréteg a magyarázat, de a mozgásunk által gerjesztett súrlódás hője melegíti fel annyira a jeget, hogy az olvadásnak indul. Ennek viszont ellentmond, hogy a jégen nemcsak mozogni, de egy helyben álldogálni is nehéz a csúszásveszély miatt.

De még ha valamilyen módon valóban felolvasztanánk a jég felső részét, egy egyszerű vízréteg akkor se lenne elegendő ahhoz, hogy a jól ismert hatást előidézze. Kicsit csúszós lenne – mint ahogy a konyhakő is kicsit csúszós, ha víz ömlik rá –, de nem ennyire.

A megoldást valójában egészen sokáig nem tudták a kutatók sem, egy idén publikált tanulmány hozta csak el a megfejtést:

A jégnek alapvetően szabályos kristályszerkezete van, amelyben minden vízmolekula három másikhoz kapcsolódik. A felszíni molekulák viszont csak két társukhoz tudnak kapcsolódni, ami olyan gyenge kapocs, hogy könnyen elmozdulhatnak és arrébb vándorolhatnak, hogy egy másik ponton kapcsolódjanak újra a kristályhoz.

A kutatók szerint a dolgot úgy érdemes elképzelni, mintha gyöngyöt szórnánk a padlóra: a jégre lépve úgy gördülünk el ezeken a laza molekulákon, ahogy a táncparketten esnénk hasra, ha a lábunk alá kerülő gyöngyre lépnénk.

Bár ez elsőre úgy hangozhat, mintha tök ugyanarról lenne szó, a folyékony vízréteg teljesen más tészta, mint a jóval a víz fagyáspontja alatt maradó partizán molekulák. Sőt, a jég felszínén megfigyelt szabad mozgásunk sokkal inkább gázra emlékeztették a kutatókat, mint folyadékra. (Hogy a gázról aztán hogy jutottak eszükbe a gyöngyök, az is érne egy külön tanulmányt.)

Érdekesség, hogy nem minden jég csúszós. Ha ugyanis elég alacsony a hőmérséklet, a vízmolekuláknak már nincs annyi energiájuk, hogy elszakadjanak és újrakapcsolódjanak, vagyis ilyen szabadon ficánkoljanak a jég felszínén. Korábbi kutatások szerint -7 Celsius-fokon a legcsúszósabb a jég – nem csoda, hogy legtöbb fedett jégkorcsolyapályát éppen ilyen hőmérsékletre hűtik.

(Borítókép: Fiatal korcsolyázó kutyákkal 1935 körül. Fotó: Hulton Archive / Getty Images Hungary)