Вчені розповіли, чи існують однакові сніжинки © Василь Артюшенко, ZN.UA Утворення кристалів снігу – складний, але обумовлений процес.
Кажуть, що не буває двох однакових сніжинок. Але якщо замислитися над цим глибше, чи можна стверджувати напевно? Правда полягає в тому, що не можна. Але насправді в природі рідко можна зустріти дві однакові сніжинки. І це відбувається через те, що процес їхнього формування дуже залежить від навколишнього середовища, повідомляє IFLScience.
Сніжинками, по суті, можуть бути будь-які «плямки», які зриваються з хмар. Але коли кажуть, що немає двох однакових сніжинок, мають на увазі саме кристали снігу. Вони формуються за певною схемою залежно від температури і є результатом замерзання води з газу (пари) прямо в твердий стан (лід), не стаючи спочатку рідким, коли вода замерзає, утворюючи те, що називається мокрим снігом.
Формування найбільших снігових кристалів може тривати до 45 хвилин. Упродовж цього терміну умови довкілля можуть змінитися, вплинувши їхній розвиток. “Класична” сніжинка-зірка – це лише одна з багатьох форм, які можуть приймати ці кристали.
Форми сніжинок
Сніжинка розвивається поетапно, поступово збільшуючись у діаметрі у міру появи нових гілок, а шестиразова симетрія, яку ми бачимо у снігових кристалах, обумовлена тим, як молекули води розташовані всередині ґрат. Зазвичай відправною точкою є об’ємний шестикутник, але це може бути колона або пластина. Зазвичай сніжинки розвиваються повільно та симетрично, але зберігають невеликий розмір.
Як розповів професор фізики Каліфорнійського технологічного інституту доктор Кеннет Ліббрехт, найчастіше сніжинки набувають форми шестикутника. Але так відбувається не завжди. Іноді вони можуть бути трикутними, а в окремих випадках набувають форми майже ідеального рівностороннього трикутника. І зазвичай такі сніжинки утворюють групи.
Щоб зрозуміти, чому так відбувається, Ліббрехт створив модель, яка пояснювала, як різні температури призводять до появи різних форм кристалів, що було загадкою, коли він вперше почав роботу.
Трикутні сніжинки групуються, тому що для їхнього виникнення потрібний дуже вузький діапазон умов навколишнього середовища, а саме температура -14 градусів Цельсія та правильна вологість, що створює рівно стільки нестабільності, скільки необхідно, щоб призвести до виникнення альтернативної форми кристала. Модель Ліббрехта вказала йому на ці параметри, а потім він підтвердив їхню необхідність у лабораторії.
Модель заснована на тому факті, що структура поверхні льоду залежить від температури і може піддаватися попередньому плавленню, коли верхній шар тане, змінюючи рухливість молекул. Хоча всі падаючі снігові кристали піддаються попередньому таненню поверхні, вони проходять через це одночасно, оскільки температура і вологість по дорозі вниз змінюються не однаково.
Чи існують дві однакові сніжинки
Як заявив Ліббрехт, відповідь на це питання залежить від того, що розуміється під «однаковими» і що мається на увазі під «сніжинками».
«У лабораторії ми створюємо крихітні, крихітні сніжинки діаметром з людське волосся, і більшість з них є простими шестикутниками, і всі вони виглядають однаково», – розповів він.
Якщо такі крихітні кристали зустрінуться зовні, вони здаватимуться схожими. А великі кристали дуже складні і, ймовірно, відрізнятимуться. “Ви можете прикинути, скільки існує різних способів створення сніжинки, і це просто астрономічно велика кількість”, – додав Ліббрехт.
Дуже малоймовірно, що в природному середовищі дві сніжинки впадуть однаково, зіткнуться з однаковими умовами в той же час і набудуть однакової структури. А ось у лабораторії це можливо.
