Наука - вона всюди. Ось падає з неба сніг. І за кожним заметом можна знайти праці фізиків, кристалографії, географів. Прочитавши цей текст, ви вже ніколи не будете дивитися на сніжинки і раніше - не замислюючись, наприклад, про гексагональної сингонії. По крайней мере, ми вже не можемо.
Розповідає Володимир Голубєв, провідний науковий співробітник лабораторії снігових лавин і селів географічного факультету МДУ імені М.В. Ломоносова:
- Ми всі звикли до зображення шестикутної сніжинки. Новорічні листівки, вітрини, спіймані на темну рукавицю зірочки. Проте сніжинки зовсім не завжди бувають з шістьма промінчиками. Вони можуть мати форму шестикутника, стовпчика, пластинки, насправді кожна сніжинка унікальна. Хоча в будь-якому випадку це крижаний кристал, в основі якого завжди шестигранник. Така симетрія називається гексагональної сингонії.
Спочатку на частці конденсується крапелька води. Щоб замерзнути, їй потрібно зібрати 460 молекул H2O, - це мінімум, без якого кристалізація не відбудеться. При різному співвідношенні температури і перенасичення пара в хмарі формуються різні типи сніжинок.
шлях сніжинки
- У порошинки є нерівності. Потрапивши в хмару, порошинка ловить першу молекулу води. Молекулі води важко звідти вибратися.
- Часу, на яке затримується вода в цій пастці, досить, туди ж залетіла друга молекула води, яка відразу зв'язується з першої.
- Таким же чином туди потрапляють нові молекули. В хмарі, де відносна вологість близько 120%, їх більш ніж достатньо.
- Коли молекул води набирається 460, вони замерзають і формують кристал льоду.
- Цей кристал починає обростати новими молекулами води, які вже поодинці замерзають на його поверхні.
- В один прекрасний момент він стає важким і зривається вниз. Це вже сніжинка.
- По дорозі, в різних шарах атмосфери, сніжинка продовжує то рости, то підтавати. Те, який ми побачимо сніжинку, коли вона прилетить на землю, залежить від того, яким був її шлях.
- На поверхні землі сніжинка потрапляє в компанію собі подібних - в замет. Якщо, звичайно, не тане відразу, на теплому асфальті або на носі у собаки.
- Після приземлення у сніжинки починається бурхливе життя. У неї ламаються або подплавляет промінчики. Незабаром вона приймає форму маленького кульки. Тоді її нарікають дрібнозернистим снігом.
- Такі зерна з'єднуються між собою, виростаючи до середньо- і крупнозернистого снігу. Це називається деструктивний метаморфизм.
- Якщо ж замет досить глибокий, а повітря сильно охолоджений, то в товщі замету виникає великий градієнт температури. Під дією цього градієнта сніг випаровується, і з зерен снігу формуються тендітні кристали, схожі на келишок. Це - найбільш розвинений сніг, який називають глибинною памороззю. А процес - конструктивним метаморфізмом.
- А потім настає весна. І сніжинки, сніг, глибинна паморозь, - всі вони тануть і витікають, викликаючи повені на річках. Річки впадають в моря, моря виходять в океан, океан випаровується. І молекули води знову потрапляють в хмари, з тим, щоб відродитися нової сніжинкою. В інший час або зовсім в іншому місці.
Міжнародна класифікація сніжинок
1. Стовпчики (Група С - Column crystal)
Найдрібніші крижані кристали, які утворюються при сильному мінусі. Вони іскряться і буквально сліплять нас днем - ті самі «мороз і сонце», - вечорами ж ошатно виблискують, підсвічені ліхтарем. Діляться на голки, капсули, стовпчики і кулі.
2. Пластинки (Група P - Plane crystal)
Найкрасивіший і різноманітний тип. Кікучі ділить їх на «блюдця», пластинки з секторами, дендрити і інші змішані типи. Такі сніжинки виростають при значному перенасичення пара і самих різних температурах.
Дендрити мають властивості фрактала, тобто їх візерунки можна описати математичною формулою. Пластинки можуть виростати до 5-7 мм.
3. Комбіновані кристали з стовпчиків і пластинок (Група CP - Combination of column and plane crystals)
4. Конгломерат снігових кристалів (Група А - Aggregation of snow crystals)
У польоті сніжинки чіпляються один за одного промінчиками, а опинившись в більш теплому повітрі, зліплюються. Такі сніжинки на порядок більше самостійних кристалів. Часто випадають у вигляді пластівців.
5. заиндивевшим сніжинки (Група R - Rimed snow crystal)
Оригінальна форма цих кристалів, навпаки, вгадується легко. Сніжинка потрапляє в тепле хмара, на ній швидко і рівномірно конденсується вода, яка нижче, в більш холодному повітрі, відразу замерзає.
6. Зародок кристала (Група G - Germ of ice crystal)
Язик не повертається назвати це сніжинкою! Так утворюється сніг в Арктиці, де холодно, мало вологи в повітрі і кристал далі зародка не розвивається.
7. Неправильні кристали (Група I - Irregular snow particle)
Сніжинки, стикаючись один з одним на вітрі, можуть ламатися та деформуватися. До цієї групи японець зарахував все «покалічені» кристали.
8. Інші тверді опади (Група H - Other solid precipitation)
Крижаний дощ - тверді прозорі кульки льоду, всередині яких знаходиться незамерзла вода. Снігова крупа - тверді маленькі білі кульки, що випадають при температурі близько нуля. Град - шматочки льоду різної форми. Зазвичай його випадання пов'язано з тим, що в хмарі мало центрів кристалізації.