Согласно современным представлениями, процесс кристаллизации в воде при температуре ниже нуля градусов является следствием микроскопических возмущений, которые приводят к образованию центров кристаллизации (точек, из которых и растут ледяные кристаллы). Вместе с тем, если подобных возмущений нет, то вода может оставаться жидкой и при температуре ниже нуля градусов. При этом она называется переохлажденной (впервые на возможность существования переохлажденной воды указал еще Даниэль Габриэль Фаренгейт в 1724 году). Посмотреть, как это выглядит, можно, например, здесь.
Дальнейшее снижение температуры приводит, однако, к однородному формированию льда, то есть постепенному переходу всей массы воды в твердое состояние без центров кристаллизации. В рамках новой работы исследователи изучали вопрос, когда переохлажденная вода превращается в лед. Используя компьютерное моделирование, они установили, что данная жидкость твердеет при температуре примерно - 43 градуса по Цельсию.
По словам ученых, при приближении к температуре замерзания вода представляет собой смесь аморфного льда низкой плотности, а также воды в особом состоянии, при котором каждая молекула связана с четырьмя другими. Как оказалось, именно наличие воды в подобном состоянии влияет на скорость образования льда, в частности, определяет зависимость этой скорости от температуры. По словам ученых, полученные ими результаты помогут в создании в том числе и более эффективных климатических моделей.