当雪开始落在地面上时，第二种白色晶体也随之而来：岩盐。
如果您居住在冬季天气是常见危害的地区，您可能已经习惯了在人行道上撒盐或观看卡车在街道上倾倒盐。但它是如何工作的？人类向地球表面倾倒了多少盐？第二个问题更容易回答：很多。仅在2018年，美国就在街道和人行道上覆盖了近2300万公吨的盐。
盐不会直接融化冰，也不会让雪简单地消失。相反，它使水在一种称为冰点下降的现象中不太可能结冰。“它基本上破坏了冰冻时形成的晶体结构，”里士满大学的化学家朱莉·波洛克说。
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这种能力来自于盐在水中溶解并分解成离子的方式：以简单的岩盐为例，岩盐是食盐的粗糙、纯度较低的版本，每个分子都会分裂成一个钠离子和一个氯离子。通常，当水结冰时，其分子会排列形成稳定的、有序的六边形结构。然而，盐离子会干扰这种排列，温度必须降得更低才能克服这种干扰并发生冻结。
但是，如果盐需要与液态水相互作用，当温度顽固地低于冰点，并且水应该已经是冰的形式时，它是如何发挥作用的呢？波洛克说，这就是汽车通过产生摩擦和热量来帮助清理道路的原因。“摩擦力使已经冻结的冰融化一点点，并产生那种泥泞的物质，”她说，盐然后溶解在其中。“那么，这种泥泞的物质就不像纯水那样容易结冰。”
除了岩盐清除结冰街道的能力外，它也可能具有破坏性。氯离子会腐蚀车辆和基础设施。北美湖泊中氯化物浓度的增加可能会开始扰乱当地的生态系统，并干扰饮用水源。
明尼苏达大学德卢斯分校的环境工程师陈岚春说：“一旦道路盐进入水中，就很难去除它。” “盐本身是良性的——它不像有害或危险的化学物质，”她补充道。但是，由于盐溶解成的离子强烈地被水吸引，因此盐污染可能需要数十年才能从生态系统中冲洗出去。“一旦它进入水中，它就不会消失。”
使用岩盐作为盐水，或已经与水混合，可以减少保持道路安全所需的量，并且可以使用仔细的计算来确定根据地面条件真正需要多少盐。
蒙大拿州立大学西部交通研究所的研究科学家劳拉·费伊说：“传统上，人们只是撒下岩盐。” “他们只是尽可能多地放出他们认为需要的量。现在有非常先进的犁车——当你进入它们时几乎就像一架战斗机——它们拥有所有这些控制系统，它们实际上可以设置精确的施用率”，从而在最大限度地减少安全影响的情况下减少盐的施用。
但许多州和地方政府也在寻找岩盐的替代品。其他盐类，如氯化镁和氯化钙，其工作原理与氯化钠相同，而且它们可能更有效。这些盐的每个分子都会产生三个离子——一个镁离子或钙离子加上两个氯离子——来干扰冰的形成，而氯化钠只会分解成两个离子。但是，这些替代化合物比简单的岩盐更昂贵，并且不会减少氯离子的负面环境影响。
一些实验正在测试其他防冰解决方案，包括那些含有溶解糖而不是盐或除了盐之外还含有溶解糖的解决方案。“任何物质的溶液都会破坏水轻松形成冰晶的能力，”波洛克说，并补充说，不同尺寸的离子或分子的混合物可能比尺寸相似的组分更有效地化学干扰冻结过程。
另一种方法更多地依赖沙子，沙子可以机械地使道路更安全。“实际上，它所做的只是为轮胎提供摩擦表面，”波洛克说。“当你在上面行驶时，如果已经有冰，沙子可以向下压入冰中，并将冰分解成更小的碎片，这为阳光照射和融化冰提供了更大的表面积。”
陈指出，市和县应评估当地材料的潜力，无论是威斯康星州的奶酪盐水还是她所在州明尼苏达州的磨碎的树皮。她希望这些材料可能对邻近生态系统的有害影响较小。“我们需要创新，与此同时，我们也需要有一点保护[心态]，”陈说。
费伊说，工程师们还在评估更引人注目的冬季道路维护方法。加热路面是一个早期选择，她觉得特别有趣。这是一种昂贵的方法，它用嵌入导电纤维的混凝土路面取代传统的沥青路面，因此可以直接融化冰雪。
费伊说，所有这些实验都旨在确保人们可以在任何天气条件下出行——当冬天带来最恶劣的天气时，这是一项艰巨的任务。“每个人都想在路上开车，他们都希望安全，”她说。