Picos de gelo naturais, muitas vezes em forma de velas circulares ou torres de gelo poliédricas (geralmente triangulares), são ocasionalmente encontrados em recipientes de água da chuva congelada ou água da torneira. A água expande-se em 9% à medida que congela em gelo e a forma mais simples de um cristal de gelo que reflecte a sua estrutura interna é um prisma hexagonal. As faces superior e inferior do cristal são planos hexagonais chamados planos basais e a direção que é perpendicular aos planos basais é chamada de eixo c.
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> O processo começa quando a água superficial se nucleia em torno de irregularidades onde encontra a parede do recipiente e congela para dentro. Se o eixo c do primeiro cristal a se formar não for vertical, o plano basal intersecta a superfície ao longo de uma linha perpendicular ao eixo c e as agulhas de gelo tendem a se propagar pela superfície ao longo desta linha. Ao mesmo tempo, uma cortina de gelo cresce para baixo até à água super arrefecida ao longo do plano basal. À medida que a película de gelo cresce para cobrir a maior parte da superfície, os cristais fundem-se e fixam-se rigidamente no lugar e a camada de gelo continua a congelar em direcção ao meio até que apenas um pequeno buraco permanece descongelado. As cortinas de cristalito tendem a se unir em um ângulo de 60 graus e assim o buraco é muitas vezes triangular, embora outras formas geométricas sejam possíveis. A expansão contínua do gelo para baixo na água, em seguida espreme a água restante para cima através do buraco e forma-se um menisco convexo que se projeta ligeiramente mais alto do que a superfície do gelo. Quando as bordas do menisco congelam, criam uma pequena represa que faz com que a água suba mais alto e, à medida que se expande acima da represa de gelo, as bordas congelam novamente para formar outra represa em cima da primeira. Se a taxa de expansão da água é a mesma que a taxa de congelamento na borda do buraco, então este processo é continuamente repetido e camadas sucessivas formam um tubo de gelo. O crescimento do tubo continua desta forma até a ponta selar ou até que toda a água seja congelada. A formação de picos de gelo está relacionada com a forma do corpo de água, a concentração de impurezas dissolvidas, a temperatura do ar e a circulação acima da água. Espigões que crescem de um cristalito formado abaixo da superfície da água podem se projetar da camada de gelo em um ângulo íngreme, em vez de perpendicular a ela.
Picos de gelo pequenos podem ser formados artificialmente sobre cubos de gelo produzidos em geladeiras domésticas; usando água destilada em bandejas plásticas de cubos de gelo. A formação do espigão é semelhante à do espigão natural, na medida em que a expansão da água interior e, a redução do volume no interior do cubo, aumenta a pressão sobre a água empurrando-a para cima através do orifício. O crescimento do tubo cessa quando a gota no topo do tubo congela completamente, o que é substancialmente antes do resto da água do cubo ser congelada. Este método produz pequenas pontas que são geralmente redondas ou triangulares em secção transversal com pontas afiadas. As experiências com este método foram realizadas em laboratórios, mas verificou-se que é menos provável que se formem espigões em cubos de gelo feitos de água não destilada como impurezas na água que inibem a formação de espigões. Isso coloca a questão de como os picos de gelo naturais se formam na água da torneira ou na água da chuva e, Libbrecht e Lui sugeriram que, no caso dos pequenos picos cultivados em um refrigerador, as impurezas se tornarão cada vez mais concentradas na pequena gota descongelada no topo do tubo, reduzindo a taxa de congelamento e, assim, o crescimento do tubo. No entanto, eles acreditam que nas raras ocasiões em que picos excepcionalmente grandes crescem em formações naturais de gelo ao ar livre, algum outro mecanismo deve remover as impurezas que se acumulam na parte superior do tubo em crescimento. Ou as impurezas são forçadas em bolsões que congelam mais lentamente, ou talvez um fluxo convectivo, que seria insignificante nos picos menores, crescidos artificialmente, substitui a água no topo do tubo por água fresca de baixo.
Os resultados do trabalho realizado na Caltech têm sugerido experiências que podem elucidar ainda mais este fenómeno.