얼음은 왜 미끄러운가?

어렸을 때, "탐구생활"에서 보았는지, "어깨동무"에서 보았는지 기억나지 않지만,  마찰에 의해 얼음이 녹고 그래서 미끄럽다고 배웠다. 그런데 그게 아니란다. 마찰과 압력에 의해 얼음이 녹을 수 있는 것은 사실이지만 매우 불충분한 설명이다. 영하 10도에서 빠르게 움직이는 스키나 스케이트에서 순간적으로 0도까지 올라가는 열을 발생시킨다고 볼 수 없다. 가만히 있다가 두어 발 내딛었을 때 미끄러지는 현상도 설명할 수 없다. 1 기압의 압력은 녹는점을 겨우 0.01도 낮춘다고 한다.

가장 설득력있는 설명은 얼음 표면이 얼지 않고 액체 상태로 남아있다는 것이다. 그 이유는 물이 얼음이 될 때 물 분자 사이에서 수소 원자들끼리 결합하여 눈송이나 벌집 같은 육각형의 결정체 구조를 이루는데, 얼음 표면에서 결합에 필요한 이웃 분자들이 부족하기 때문이다. 이것은 또한 물이 얼음이 되면 부피가 증가하는 까닭도 설명한다. 결정체 안에 빈 공간이 생기기 때문이다.

그런데 얼음 표면에서 액체 물 분자 층의 두께가 수십 내지 수백 나노 미터에 불과하다. 미끄러짐을 유발하는 데에 그 두께만으로 충분한가?