Чому кожна сніжинка унікальна?

Як утворюються кристали льоду?

Вода є H₂O — один атом кисню зв’язаний з двома атомами водню під кутом приблизно 104,5°. Ця вигнута форма робить кожну молекулу дещо полярною, з негативним кінцем (кисень) та двома позитивними кінцями (воді). Коли вода замерзає, ці полюси притягуються один до одного і фіксують у порядку кристала: водневі зв’язки тягнуть молекули в гексагональну структуру, з кожним киснем, що знаходиться у куті шестигранника. Ця єдина геометрична властивість пояснює, чому сніжинка завжди має шість сторін або шестигранні гілки — будь-яка ознака, що виростає з однієї гілки, з’являється на всіх шести.

Як утворюється сніжинка

Сніжинка починається з крихітного льодяного кристала, часто посівленого на частінні пилу. Коли він падає через перенасичений водяним паром хмарний покрив — хмарний покрив, що містить більше водяної пари, ніж повітря може зазвичай утримувати — пар безпосередньо відкладається на кристалі без розплаву, процес, який називається відкладанням. Найшвидший ріст відбувається на кінчиках і кутах шестигранника, оскільки вони пронизують навколишнє повітря та ефективніше захоплюють пару, ніж плоскі поверхні. Ця нерівномірна ріст перетворює шість кутів на шість гілок, потім з цих гілок виростають менші гілки, утворюючи деревоподібний дендроморфний візерунок. Точний темп і стиль росту безперервно змінюються в залежності від температури, вологості та тиску повітря.

Чому кожна крихта снігу унікальна?

Під час падіння сніжинка проводить приблизно 30–60 хвилин, коли вона подорожує від хмари до землі на відстань до 1500 метрів, плавно переміщуючись через багато шарів повітря з дещо різною температурою та вологістю. Кожна незначна зміна впливає на ріст кристала — тут розширюється гілка, там загострюється кут, тому сніжинка фактично фіксує свою подорож у своїй формі. З приблизно 10¹⁸ молекул води в кожній сніжинку, кількість допустимих способів їхнього розташування настільки велика, що дві сніжинки, які проходять точно однакові мікроскопічні шляхи, ніколи не спостерігалися. Науковець Кеннет Лібретт зростав пари сніжинок поруч один з одним в ідентичних лабораторних умовах — вони були схожі на перший погляд, але все ще відрізнялися у найдрібніших деталях. Навіть загальна форма залежить від температури: тонкі пластини біля −2 до −3°C, голки біля −5°C, класична шестирозділова зірка біля −12 до −16°C та складні фероподібні дендрити нижче −16°C.

Часті запитання

Спробуйте наживо

Усе, що вище, працює прямо у вашому браузері — відкрийте the simulation і змінюйте параметри під час роботи. Нічого не встановлюється, нічого не завантажується на сервер, уся модель живе в одній вкладці.