Говорят, что не бывает двух одинаковых снежинок. Но если задуматься над этим глубже, можно ли утверждать наверняка? Правда заключается в том, что нельзя. Но на самом деле в природе редко можно встретить две одинаковых снежинки. И это происходит из-за того, что процесс их формирования очень зависит от окружающей среды, сообщает IFLScience.
Снежинками, по сути, могут быть любые «пятнышки», которые срываются с облаков. Но когда говорят, что нет двух одинаковых снежинок, имеют в виду именно кристаллы снега. Они формируются по определенной схеме в зависимости от температуры и являются результатом замерзания воды из газа (пара) прямо в твердое состояние (лед), не становясь сначала жидким, когда вода замерзает, образуя то, что называется «мокрым снегом».
Формирование самых больших снежных кристаллов может занять до 45 минут. За это время условия окружающей среды могут измениться, повлияв на их развитие. «Классическая» снежинка-звезда – это лишь одна из многих форм, которые могут принимать эти кристаллы.
Формы снежинок
Снежинка развивается поэтапно, постепенно увеличиваясь в диаметре по мере появления новых ветвей, а шестикратная симметрия, которую мы видим в снежных кристаллах, обусловлена тем, как молекулы воды расположены внутри решетки. Обычно отправной точкой является объемный шестиугольник, но это также может быть колонна или пластина. Обычно снежинки развиваются медленно и симметрично, но сохраняют небольшой размер.
Как рассказал профессор физики Калифорнийского технологического института доктор Кеннет Либбрехт, зачастую снежинки приобретают форму шестиугольника. Но так случается не всегда. Иногда они могут быть треугольными, а в редких случаях приобретают форму почти идеального равностороннего треугольника. И обычно такие снежинки образуют группы.
Чтобы понять, почему так происходит Либбрехт создал модель, которая объясняла, как разные температуры приводят к появлению разных форм кристаллов, что было загадкой, когда он впервые начал работу.
Треугольные снежинки группируются, потому что для их возникновения требуется очень узкий диапазон условий окружающей среды, а именно температура -14 градусов Цельсия и правильная влажность, что создает ровно столько нестабильности, сколько необходимо, чтобы привести к возникновению альтернативной формы кристалла. Модель Либбрехта указала ему на эти параметры, а затем он подтвердил их необходимость в лаборатории.
Модель основана на том факте, что структура поверхности льда зависит от температуры и может подвергаться предварительному плавлению, когда верхний слой тает, изменяя подвижность молекул. Хотя все падающие снежные кристаллы подвергаются предварительному таянию поверхности, они не проходят через это одновременно, поскольку температура и влажность по пути вниз меняются для них не одинаково.
Существуют ли две одинаковых снежинки
Как заявил Либбрехт, ответ на этот вопрос зависит от того, что понимается под «одинаковыми» и что подразумевается под «снежинками».
«В лаборатории мы создаем крошечные, крошечные снежинки диаметром с человеческий волос, и большинство из них представляют собой простые шестиугольники, и все они выглядят одинаково», - рассказал он.
Если такие крошечные кристаллы встретятся снаружи, они будут казаться похожими. А крупные кристаллы очень сложные и, вероятно, будут отличаться. «Вы можете прикинуть, сколько существует различных способов изготовления снежинки, и это просто астрономически большое количество», - добавил Либбрехт.
Очень маловероятно, что в естественной среде две снежинки упадут одинаково, столкнутся с одинаковыми условиями в одно и то же время и приобретут одинаковую структуру. А вот в лаборатории это возможно.