Oszałamiająca różnorodność płatków śniegu powoduje, że każdy z nich jest wyjątkowy. Chociaż „brak dwóch płatków” może być atrakcyjną metaforą, nie jest to do końca prawda. Nie powstrzymuje nas to jednak od patrzenia na misterne struktury kryształów złapane na naszych rękawiczkach. Nie powstrzymuje to również badaczy od skrupulatnego katalogowania każdego rodzaju kryształów, które mogą się tworzyć.
Dzięki ich pracy nauczyciel chemii Andy Brunning, który prowadzi blog poświęcony grafice i chemii, Compound Interest, stworzył fascynującą grafikę, która pokazuje 39 rodzajów stałych opadów, w tym 35, które są kryształami śniegu lub płatkami. Inne przedstawione formy opadów obejmują deszcz ze śniegiem, lód, grad i zamrożoną cząstkę hydrometeoru.
Odsetki złożone (CC BY 4.0) Brunning pisze:
Możesz się zastanawiać, co kształty płatków śniegu mają wspólnego z chemią. W rzeczywistości badanie struktur krystalicznych ciał stałych ma własną dyscyplinę krystalograficzną, która pozwala nam określić rozmieszczenie atomów w tych ciałach stałych. Krystalografia działa poprzez przepuszczanie promieni rentgenowskich przez próbkę, które są następnie dyfrakowane, gdy przechodzą przez zawarte w nich atomy. Analiza wzoru dyfrakcyjnego pozwala rozpoznać strukturę ciała stałego; technika ta została wykorzystana przez Rosalind Franklin do sfotografowania układu podwójnej helisy DNA przed potwierdzeniem jego struktury przez Watson & Crick.
Poprzednie wysiłki wymyśliły kilka różnych liczb dla całkowitych kategorii opadów stałych. Nowa grafika oparta jest na pracy naukowców z Japonii. 39 kategorii można dalej podzielić na 121 podtypów, informuje Susannah Locke dla Vox. I wszystkie można podzielić na osiem szerszych grup:
- Kryształy kolumny
- Płaskie kryształy
- Połączenie kryształów kolumny i płaszczyzny
- Agregacja kryształów śniegu
- Rimed kryształki śniegu
- Zarazki kryształków lodu
- Nieregularne cząsteczki śniegu
- Inne stałe opady.
Kenneth Libbrecht, fizyk z Caltech, pisze o tworzeniu kryształów śniegu na swojej stronie internetowej:
Historia zaczyna się w chmurze, gdy drobna kropelka chmur najpierw zamarza w drobną cząstkę lodu. Gdy para wodna zaczyna skraplać się na jej powierzchni, cząstka lodu szybko rozwija fasety, stając się w ten sposób małym sześciokątnym pryzmatem. Przez pewien czas zachowuje ten prosty fasetowany kształt w miarę wzrostu.
Gdy kryształ staje się większy, gałęzie zaczynają wyrastać z sześciu rogów sześciokąta (jest to trzeci etap na schemacie po prawej). Ponieważ warunki atmosferyczne (np. Temperatura i wilgotność) są prawie stałe w małym krysztale, wszystkie sześć początkujących ramion rośnie w przybliżeniu w tym samym tempie.
Gdy rośnie, kryształ jest wdmuchiwany do chmur tam iz powrotem, więc temperatura, którą widzi, zmienia się losowo z czasem.
Te zmiany temperatury zmieniają ramiona w różne kształty i dają nam różne płatki śniegu i kryształy, które widzimy. Ponieważ wszystkie ramiona znoszą te same wahania, mogą rosnąć symetrycznie. W rzeczywistości większość kryształów śniegu jest nieregularna, pisze.
Po co spędzać cały ten czas na klasyfikowaniu płatków śniegu? Jak wyjaśnia Libbrecht, tak naprawdę jest to studium tego, jak powstają kryształy. Wiedzę tę można wykorzystać do tworzenia kryształów do wielu innych zastosowań - na przykład krzem i inne półprzewodniki w komputerach i elektronice są zbudowane z kryształów.
Plus są oszałamiające.
