Zdaj končno zares vemo, zakaj na ledu drsi

Foto: PROFIMEDIA

Pravzaprav na ledu ne drsimo, ampak se po njem valjamo podobno, kot bi se na plesišču, posutem s frnikolami.

Na ledu drsi. To zagotovo vemo vsi, ki živimo na območjih zmernega ali hladnejšega podnebja. Nekaterim je to v zabavo, drugi so to ugotovili ali potrdili na bolj ali manj boleče načine. Nekaj tovrstnih izkušenj si lahko pogledate v spodnjem videoposnetku.

Stare teorije ne držijo več

Ali ste vedeli, da znanstveniki vse do zdaj niso vedeli, zakaj na ledu drsi?

Kar stoletje in pol znanstvene raziskave niso ugotovile, zakaj lahko zaradi ledu pademo, piše revija Live Science. Znanstveniki so se strinjali, da spolzkost na ledu povzroča tanka plast tekoče vode na vrhu trdnega ledu, niso pa se strinjali, kako ta tanka plast nastane. Obstajali sta dve glavni teoriji: prva je govorila, da voda nastane, ko na led stopimo in naša teža ali premikanje povzroči, da se zgornja plast ledu stali, druga pa, da tanka plast vode obstaja že ves čas zaradi gibanja vodnih molekul.

Obe teoriji sta imeli svoje pomanjkljivosti. Prva – da plast vode nastane zaradi naše teže oziroma pritiska, ko stopimo na led – je nemogoča, je za Live Science povedal fizik Mischa Bonn z Inštituta Max Planck v Nemčiji. “Pritiski bi morali biti tako ekstremni, da jih ne bi mogli doseči niti, če bi slona obuli v visoke pete,” je dejal. Poleg tega je led spolzek tudi, če se na njem ne premikamo, kar lahko hitro ugotovi vsak, ki je kdaj poskusil stati na drsalkah.

Tudi druga teorija – da je tanka plast vode zmeraj prisotna na površini ledu – ne drži, pa je dejal Daniel Bonn, fizik z Univerze v Amsterdamu na Nizozemskem. “Če razlijete nekaj vode po kuhinjskih tleh, ta postanejo spolzka, vendar ne zelo spolzka … Samo plast vode ni dovolj.”

Krive so molekularne “frnikole”

Mischa in Daniel Bonn, sicer brata, sta v reviji za fizikalno kemijo Journal of Chemical Physics objavila članek, v katerem sta opisala površino ledu.

Ugotovila sta, da so namesto plasti tekoče vode na površini ledu proste molekule vode. Mischa Bonn je to primerjal s plesiščem, “posutim s frnikolami”. Tako po površini ledu ne drsimo, ampak se v resnici “valjamo” po teh molekularnih frnikolah.

Kako te “frnikole” nastanejo? Led ima zelo pravilno kristalno strukturo, v kateri je vsaka molekula vode v notranjosti kristala pritrjena na tri druge. Tiste na površini pa so lahko pritrjene le na dve drugi. Ker so tako šibko vezane na kristal, se lahko te, površinske molekule “odluščijo” in se premikajo po površini kristala kot nekakšne “frnikole”. Vendar te molekule ne ustvarjajo plasti tekoče vode, pač pa je to bolj plin, je povedal Daniel Bonn. “Zame je to videti kot dvodimenzionalni plin in ne tridimenzionalna tekočina,” je povedal.

Led ni vedno enako spolzek

Ugotovitve bratov Bonn potrjuje tudi opažanje profesorja fizike Martina Trufferja z Univerze Fairbanks na Aljaski.

Ugotovil je, da pri temperaturi –40 stopinj led ni več spolzek. To je mogoče razložiti s tem, da pri tej temperaturi molekule na površini ledu nimajo več dovolj energije, da bi se odluščile in se kotalile, zato površina ledu postane bolj podobna brusnemu papirju.

“Led običajno srečujemo pri temperaturah blizu tališča,” je Truffer povedal za Live Science. “To je edini material, s katerim se v zmernem podnebju hkrati srečujemo z vsemi tremi agregatnimi stanji – plinastim, tekočim in trdnim.” Po njegovih raziskavah je led najbolj drseč pri temperaturi –7 stopinj Celzija. To pa tudi potrjuje izkušnjo, ki jo že dolgo poznajo dvoranska drsališča.