Per oltre due secoli gli scienziati hanno discusso la ragione sorprendentemente complessa per cui il ghiaccio è scivoloso. Sebbene la presenza di un sottile strato d’acqua sulla superficie sia universalmente accettata come la chiave per scivolare o inciampare su superfici ghiacciate, il perché si formi quello strato rimane un punto controverso. Ricerche recenti suggeriscono che la risposta potrebbe non essere un singolo meccanismo, ma una combinazione di fattori, o qualcosa di completamente nuovo che non abbiamo ancora compreso appieno.
Le teorie di vecchia data
La prima spiegazione, risalente alla metà del 1800, proponeva che la pressione dovuta al peso o al movimento abbassasse il punto di fusione del ghiaccio, creando una pellicola d’acqua lubrificante. Sebbene supportata da dati sperimentali, questa teoria è stata successivamente messa in discussione quando i calcoli hanno mostrato che il peso umano tipico o la velocità dello sci esercitano una pressione insufficiente per una fusione significativa.
Una seconda ipotesi puntava al riscaldamento per attrito. Lo sfregamento contro il ghiaccio genera calore, sciogliendo la superficie. Tuttavia, questa spiegazione non riesce a spiegare la scivolosità immediata: il ghiaccio sembra scivoloso anche prima che inizi il movimento. Inoltre, gli studi dimostrano che i materiali che conducono bene il calore riducono la scivolosità, contraddicendo l’idea che solo il calore sia responsabile.
La terza teoria principale riguarda la prefusione superficiale : l’esistenza di uno strato naturalmente sottile di acqua liquida sul ghiaccio, anche sotto lo zero. Si pensa che questo strato si formi perché le molecole superficiali sono legate meno strettamente di quelle all’interno della massa di ghiaccio, rendendole più mobili. Il problema: sebbene ampiamente accettato, il suo ruolo nella scivolosità rimane dibattuto.
L’ultima svolta: l’amorfizzazione
Una recente ricerca dell’Università del Saarland suggerisce che nessuna delle teorie di cui sopra spiega completamente il fenomeno. Propongono invece un processo chiamato amorfizzazione. Ciò comporta la rottura meccanica della struttura cristallina ordinata del ghiaccio attraverso lo scorrimento, creando uno strato disordinato simile a un liquido.
Gli esperimenti dimostrano che anche a temperature estremamente basse, dove lo scioglimento è minimo, il ghiaccio rimane scivoloso. Ciò suggerisce che sono in gioco cambiamenti strutturali, non solo lo scioglimento determinato dalla temperatura. Le simulazioni del team indicano che le forze di scorrimento deformano la superficie del ghiaccio, creando uno strato amorfo che si ispessisce con il movimento continuo. Questa deformazione è particolarmente pronunciata quando i materiali con forte attrazione per l’acqua scivolano sul ghiaccio.
Il percorso da seguire: un approccio combinato
L’attuale consenso tra i ricercatori si sta spostando verso una comprensione combinata: pressione, attrito e prefusione contribuiscono tutti in una certa misura. Tuttavia, la scoperta dell’amorfizzazione evidenzia la possibilità che la disgregazione meccanica svolga un ruolo cruciale, soprattutto in condizioni più fredde.
Il persistente disaccordo può derivare da una terminologia diversa e da una riluttanza a discutere apertamente punti di vista contrastanti all’interno della comunità scientifica. Come osserva Daniel Bonn, fisico dell’Università di Amsterdam, “Il fatto che i ricercatori sul ghiaccio abbiano opinioni diverse e contraddittorie, ma non si dicano realmente che sono in disaccordo l’uno con l’altro” potrebbe ostacolare il progresso.
Alla fine, il mistero scivoloso del ghiaccio sembra risolversi. Una comprensione olistica che incorpori la deformazione meccanica insieme agli effetti termici fornirà probabilmente la spiegazione più accurata.
