Što su snježne pahuljice, od čega su sastavljene i kako se one formiraju?

Zima. Vani nije jako hladno i pada snijeg. Zamijenite rukav ispod padajućih pahuljica - koliko snježnih pahuljica međusobno povezuje trnovitim rubovima! I svaki od njih može se smatrati dugo vremena - njegov jedinstveni uzorak je tako lijep i savršen. I kako se oni formiraju?

Dar s neba

Svaki put, bliski pogled na uobičajenu pahuljicu izaziva iznenađenje i oduševljenje. Istražujući ovaj vremenski fenomen prije otprilike 400 godina, prvi put je znanstveno opisano što su pahulje, njemački astronom Johann Kepler u svojoj raspravi „Novogodišnji dar. O šesterokutnim pahuljicama. Potom su mnogi istraživači iz različitih zemalja proučavali ovaj prirodni fenomen. Prije više od tristo godina, pahuljice snijega su prvo pregledane mikroskopom i skicirane. Fotografi su također pridonijeli poznavanju ovog zimskog čuda. Izvornu metodu fotografiranja snježnih pahuljica izumio je ruski fotograf A. A. Sigson krajem XIX stoljeća. Na filmu je snimio oko 200 različitih oblika pahulja. Međutim, Amerikanac Wilson Bentley uspio je napraviti najviše snimaka ledenih zvijezda - oko 5.000! Njegova zbirka fotografija snježnih pahuljica i dalje je najpoznatija.

Čvrsta voda

Kako su takve savršene crte oblikovane u prirodi kao da su izvučene iz crteža? Atmosfera Zemlje sadrži mnogo vode zbog stalnog isparavanja. Iz toplijih slojeva zraka on se kreće na hladno, s negativnim temperaturama i tamo se smrzava. Ispada da je odgovor na pitanje "što su pahulje" vrlo jednostavan: to su ledeni kristali. Formiraju se visoko na nebu, gdje je vrlo hladno, smrznute vodene pare i polako se spuštaju. Na putu do Zemlje s njima se stalno događa kompleksna metamorfoza.

Koja je tajna obrasca?

Zašto su ledeni kristali tako raznoliki? Od čega se sastoji pahuljica i kako ona dobiva svoj oblik? Prvo se u oblaku vode oblikuju mali kristali. Čudno je da je u središtu svake od njih najčešće najmanji čestica prašine koju je vjetar donio u nebo. Početna veličina kristala je oko 0,1 mm. Kako se snježne pahulje pojavljuju iz takvog leda? Oblak se stalno kreće, a temperatura unutar nje se mijenja. Kao rezultat toga, u kristalu se javljaju transformacije - on neprestano privlači iste smrznute male čestice vode koje se "zalijepe" u njega. Zbog toga je oblik snježnih pahuljica jedinstven. Mijenja se s temperaturom okoline. Iz iskustva znamo da najčešće snježne pahuljice, koje se sastoje od mnogih velikih, idealnih čak i pjenušavih pahulja, slijevaju s neba pri minusu temperature od -10 do 0 ^° C. vlažnost zraka raste s porastom temperature, a iz nje sve više pluta kristala vode, sudaraju se jedan s drugim i povezuju se. Ponekad postoje jednostavno ogromne pahulje. Najveći od njih bio je oko 38 cm u promjeru.

Rješenje molekularne formule

Svaki prirodni fenomen uvijek može pronaći jednostavno znanstveno objašnjenje. Prisjetimo se lekcija iz kemije kako bismo razumjeli što je snježna pahuljica. Formula vode je H ₂ O, a njezina se molekula sastoji od dva atoma vodika i jednog atoma kisika. Stoga, u čvrstom stanju, voda formira kristale s brojem lica od tri ili šest, što rezultira šesterokrakim snježnim cvjetovima s zamršenim i jedinstvenim uzorkom. Šesterokutni čvorovi kristalna rešetka pojavljuju se nove veze i postaje sve složenije, raste u tim smjerovima. Ledeni zraci s identičnim uzorcima rastu na svakom licu, budući da se rast kristala na jednoj pahuljici odvija sinkrono pod istim uvjetima u jednom vremenskom intervalu. Kut između njih može biti 600 ili 1200 stupnjeva. Niti jedna od pahulja ne ponavlja drugu - to je glavna tajna i privlačnost ove ledene ljepote.

Svjetlo kao snijeg

Kao što znamo, snijeg je vrlo lagan. Činjenica je da se tijekom stvaranja otmjenih kristala snijega u njima formira više zračnih šupljina. Što su pahulje, odnosno njihovi kristali? To je vrsta ažurne mreže, 95% ispunjena zrakom. Pahuljice su najlakše i najobimnije vrste snježnih kristala. Oni obično teže oko miligrama. Stoga su vrlo lagani i tiho lebde u atmosferi, postupno padajući. Putanja i brzina svakog ledenog kristala su individualni. Zbog toga se kreću u zračnim masama s različitim temperaturama i sadržajem vodene pare te oblikuju jedinstvene uzorke koji sadrže do 200 zasebnih kristala. Pahuljice su najlakše i najobimnije.

Također, snijeg može biti u obliku malih bodljikavih snježnih kuglica - tamo se kristali gušće pritisnu. Jedan kubični metar snijega sadrži više od 300 milijuna pahulja.

Kao što znamo, voda nema boju. Zašto su snježne pahulje i snijeg općenito bijeli? Njihova lica odražavaju sunčevu svjetlost, i ona, kao što znamo, sastoji se od spektra boja u koje se bijela boja dijeli. To može objasniti "nevjerojatne" snježne padaline različitih boja - između kristala vode, ovisno o različitim razlozima, razne tvari mogu zamrznuti od egzotičnih crvenih algi do obične ugljene prašine.

Pahuljice znanstveno

Ispada da znanstvenici proučavaju pahulje pa čak i razlikuju nekoliko sorti prema metodi stvaranja kristala. Za njih su izmislili različite klasifikacije, u kojima broj sorti doseže 80. Najjednostavniji sustav definiranja predložio je 1951. godine Povjerenstvo za snijeg i led Međunarodnog udruženja znanstvene hidrologije.

Uključuje sedam vrsta kristala:

• iglice - izdužene i oštre na krajevima, stvarno izgledaju kao igle;
• u obliku zvijezde - klasične šesterokutne pahulje koje imaju duge oštre zrake s zamršenim uzorkom;
• ploče - nalik na ravne šesterokute;
• stupovi - tanke cijevi ispunjene zrakom;
• volumetrijski dendriti - nekoliko topljenih i zamrznutih pahulja;
• okrunjeni stupovi - kristali, poput tanjura, samo trodimenzionalni;
• nepravilni kristali sa slomljenim zrakama.

Ne uvijek zimi pahulje izgledaju kao savršeni šesterokutni cvijet. Kao što smo pisali gore, to ovisi o vlažnosti i temperaturi zraka.

Čudo hladnih rubova

Kao što znamo, vrijeme ovisi o godišnjem dobu i stupnju udaljenosti terena od hladnih stupova. Zimske pahulje u zimskim mjesecima možemo promatrati samo u određenim temperaturnim zonama planeta. Kada je temperatura zraka blizu Zemljine površine iznad nule, snijeg je jednostavno ne doseže, topi se i pretvara u kišu. Budući da su stanovnici mnogih zemalja smješteni u vrućim geografskim širinama, lišeni su mogućnosti promatranja u stvarnosti ovog prirodnog fenomena - snijega. Vidjeli su ga samo na slikama. Isto tako, postoje mjesta na planeti gdje vlada vječna zima.