Još
Dodatno

Ukucajte željeni termin u pretragu i pritisnite ENTER

Prirodne pojave

Kako pada sneg?

Autor Aleksandra Jovanović
Autor Aleksandra Jovanović

Kakva se nauka krije iza snega? Po čemu se sneg razlikuje od kiše i leda, kako nastaje snežna pahulja i kako se topi?

 Izvor: Foto: Profimedia

Snežni kristali

Sneg je oblik vode u čvrstom stanju čija se kristalizacija odvija u atmosferi, pa iako je njegova hemijska formula H20, ista kao kod vode ili leda, sneg se prilično razlikuje od susnežice i ledene kiše.

Kišne kapi, nastale kondenzovanjem vodene pare u oblacima, mogu se zbog niske temperature tokom pada zamrznuti i pretvoriti u susnežicu i led, ali tako nastale zaleđene čestice nisu sneg i razlikuju se od snežnih pahulja po svom obliku i strukturi.

Ključni razlog za to je što pahulje nastaju već u oblacima, gde se snežni kristali formiraju direktno iz vodene pare. Pahulje mogu biti sačinjene od jednog ili više spojenih kristala, dok se pri višim temperaturama grade od velikog broja kristala i na zemlju padaju u snežnim grudvicama.

Svaki snežni kristal je zapravo kristal leda, tako da njegovu geometriju određuje geometrija molekula vode koji je sastavljen od jednog atoma kiseonika i dva atoma vodonika, međusobno razmaknuta za 105 stepeni.

U ledu se molekuli vode vezuju u nizove pravilnih šestougaonih prstenova, pa led ima heksagonalnu kristalnu rešetku. Elementarna ćelija kristala leda je u obliku šestostrane prizme, geometrijskog tela sa dva šestougla u osnovama i šest pravougaonika u omotaču, u čijim se temenima nalaze molekuli vode.

Rast snežnog kristala počinje u oblaku superzasićene vodene pare tako što se molekuli vode kondenzuju oko sićušne čestice prašine i obrazuju šestostranu prizmu na koju se dodaju novi slojevi molekula. Isprva, dok je kristal malih dimenzija, on raste sporo i čitava rešetka zadržava isti oblik.

Kako snežni kristal postaje sve veći, njegovih šest uglova bivaju sve više razmaknuti i sve više okruženi superzasićenim vazduhom, tako da uglovi počinju da rastu za nijansu brže od ostatka kristala.

Zbog ove male razlike u brzini na uglovima, šestougaoni kristal počinje da se grana u šest krakova. Okolni atmosferski uslovi su praktično isti za sve krake, tako da oni rastu približno na isti način i istom brzinom. Zato sve snežne pahulje imaju šest međusobno identičnih krakova.

Jedinstvena simetrija

Rast snežnog kristala i konačan oblik pahulje pre svega zavise od koncentracije vlage u oblaku i temperature vazduha.

U laboratorijskim eksperimentima sa kontrolisanim uslovima utvrđeno je da pri različitim temperaturama, u intervalu od  -3 do -20 °C, nastaju pahulje koje se međusobno drastično razlikuju. Na -5°C obično nastaju pahulje sa najdužim kracima, dok se između -20°C i -15°C formiraju pahulje u obliku ravnih šestokrakih kristala.

Tokom oblikovanja svaka pahulja neprestano preživljava dramatične izmene u okruženju, biva nošena na razne strane oblaka, trpi različit pritisak i vlažnost, ali se te promene jednako odražavaju na sve krakove u jednoj pahulji, što bez obzira na složenost konačno dobijene strukture, obezbeđuje njihovu simetriju. Zbog ove simetrije, sve pahuljice na prvi pogled izgledaju slično.

Međutim, nikada iz oblaka na tlo neće pasti dve potpuno iste snežne pahulje. Verovatnoća da nastanu dve indentične pahuljice skoro da je jednaka nuli, upravo zbog prilično nestalnih uslova u kojima pojedine pahulje nastaju, ali i zbog molekularne strukture leda. Usled postojanja više izotopa vodonika i kiseonika, na svakih 5000 molekula vode javlja se jedan koji se razlikuje od ostalih.

Omanji snežni kristal sadrži nekoliko hiljada miliona milijardi molekula vode, što znači da u njemu ima oko milion milijardi molekula koji se razlikuju od ostalih. Oni su nasumično raspoređeni po kristalnoj rešetki, čineći svaki snežni kristal jedinstvenim.

 Kada bi u svakoj godini nastalo milion milijardi pahulja, verovatnoća da se čak i tokom perioda od 15 milijardi godina, koliko iznosi starost cele vasione, formiraju dve do u molekul indentične pahuljice i dalje je praktično nula.

Inicijalizacija u toku...

Najnovije

Priroda

Nauka