そのため人類の理解は現状「氷が滑るのは、なんとなく水のような層があるから」程度に限られていたのです。
氷の表面を覆っているものの正体を突き止める
そこで今回、研究者たちは、原子間力顕微鏡という特殊な顕微鏡を使い、マイナス123℃(150K)の氷の表面を詳細に調べることにしました。
するとマイナス123℃(150K)付の表面は配置パターンが異なる「2種類の氷」で構成されていることが確認できました。

1つ目の氷は、上の図の青色のように、下に描かれた6角形の格子に従って配置されています。
しかし同じ配列は永遠には続かず、ある地点で、別の6角形のパターンを持つ領域(赤色)に変化していたのです。
青の領域の氷は「氷Ih相(こおり1エイチそう)」、赤の領域の氷は「氷Ic相(こおり1シーそう)」と呼ばれます。
氷の結晶パターンは多様であり、この2つも水分子の積み重なり形の違いによって区別できます。
今回の研究では新たに、2つの領域のつなぎ目部分に、どちらにも属さない無秩序な動きをする水分子(黒)が存在していることが発見されました。
そして研究者たちがマイナス123℃(150K)から少しずつ温度を上げていくと、無秩序な水分子(黒)の領域が徐々に拡大され、マイナス120℃(153K)に達すると氷の全面を覆うようになっていました。
固体と液体の違いの1つに、分子がどれだけ自由(無秩序)に動けるかがあります。
研究者たちは、この拡大した無秩序な水分子こそ、一般に言われている「氷の表面を覆う水の層」の起源であると述べています。
私たちが日常生活で接する氷の多くはせいぜいマイナス数十度です。