Снежинки под микроскопом (Фото)

Если следовать научным терминам, снег - это форма атмосферных осадков, состоящая из мелких кристаллов льда. Относится к обложным осадкам, выпадающим на земную поверхность. Звучит забавно, правда? И это все о нашем любимом, пушистом, белоснежном, искрящемся на солнце зимнем покрывале?..

Рождение снежинки

Но дабы все же немного разъяснить природу снежинок, необходимо вкратце описать процесс их формирования.

Снег образуется, когда в облаках к пылевым частицам притягиваются и замерзают микроскопические капли воды. Кристаллы льда, формирующиеся при этом, сначала не превышают 0,1 мм в диаметре. Они падают вниз и растут в результате конденсации на них влаги из воздуха. При этом образуются шестиконечные кристаллические формы. Из-за структуры молекул воды между лучами кристалла возможны углы лишь в 60° и 120°. Основной кристалл воды имеет в плоскости форму правильного шестиугольника. На вершинах такого шестиугольника затем осаждаются новые кристаллы, на них — новые, и так получаются разнообразные формы звёздочек-снежинок.

При высокой термике кристаллы неоднократно вертикально передвигаются в атмосфере, частично тая и кристаллизуясь заново. Из-за этого нарушается регулярность кристаллов и образуются смешанные формы. Кристаллизация всех шести лучей происходит в одно и то же время, в практически идентичных условиях, и поэтому особенности формы лучей снежинки получаются столь же идентичны.

Белый цвет происходит от заключённого в снежинке воздуха. Свет всех возможных частот отражается на граничных поверхностях между кристаллами и воздухом и рассеивается. Снежинки состоят на 95 % из воздуха, что обуславливает низкую плотность и сравнительно медленную скорость падения (0,9 км/ч).

Самая крупная снежинка была засвидетельствована 28 января 1887 года во время снегопада в Форт-Кео, Монтана, США; она имела диаметр в 15 дюймов (около 38 см), опубликовано в Monthly Weather Review, 1915, 73.. Обычно же снежинки имеют около 5 мм в диаметре при массе 0,004 г.

Разнообразие снежинок

Существует такое многообразие снежинок, что обычно считается, что не бывает двух одинаковых снежинок. Например, Кеннет Либрехт — автор самой большой и разнообразной коллекции снежинок — говорит: «Все снежинки разные, и их группировка (классификация) — это во многом вопрос личных предпочтений». Простые снежинки, например, призмы, образующиеся при низкой влажности, могут выглядеть одинаково, хотя на молекулярном уровне они отличаются. Сложные звёздчатые снежинки обладают уникальной, отличимой на глаз геометрической формой. И вариантов таких форм, по мнению физика Джона Нельсона из Университета Рицумэйкан (яп.) в Киото, больше, чем атомов в наблюдаемой Вселенной.

Снег под микроскопом

Вышеупомянутый профессор физики из Калифорнийского технологического института не только занимается изучением снежинок, естественно упавших с неба, он также написал книгу "Секретная жизнь снежинки", но он также и выращивает в лаборатории свои собственные "дизайнерские снежинки", запечатлевая весь процесс их роста на свой любимый фотомикроскоп.

Надо сказать, работы Кеннета Либрехта завораживают. Созерцая эти микроскопические кристаллы воды, начинаешь осознавать всю глубину мира природы, ощущаешь силу, и в то же время хрупкость жизни на Планете, которая начинается в маленьком кристалле, являясь основой всего живого.

Это увлечение Либрехта начиналось как ситуационное исследование в родном институте и называлось оно "о росте кристаллов льда в газообразной фазе", целью которого было понять формирование узоров в нелинейных неравновесных системах. Различные морфологии, наблюдаемые у кристаллов льда объясняются, большей частью, наличием странной температурной зависимости от скорости роста - феномен, открытый еще 75 лет назад и по сей день остающийся для ученых загадкой. "Мы проводили точные измерения скорости роста различных граней кристаллов льда при контролируемых условиях чтобы изучить температурно-зависимые молекулярные структуры поверхности льда и то как это влияет на рост кристалла.

А теперь, отдохните от научных определений и терминов и просто насладитесь красотой природы под микроскопом.