Няма две снежинки

Вероятно ви е казано, че две снежинки не си приличат - всяка от тях е толкова индивидуална, колкото човешки отпечатък. И все пак, ако сте имали възможност да разгледате внимателно снежинките, някои снежни кристали изглеждат като други. Каква е истината? Зависи колко внимателно гледате. За да разберете защо има спор относно сходството на снежинката, започнете с разбирането как работят снежинките.

Снежинките са кристали от вода, която има химическата формула H₂О. Има множество начини водните молекули могат да се свързват и подреждат помежду си, в зависимост от температурата, налягането на въздуха и концентрацията на вода в атмосферата (влажност). Като цяло на химически връзки във водната молекула диктуват традиционната 6-странична форма на снежинка. Един кристал започва да се образува, той използва началната структура като основа, за да образува клони. Клоните могат да продължат да растат или могат да се стопят и реформират в зависимост от условията.

Тъй като група снежинки, падащи по едно и също време, се образуват при подобни условия, има приличен шанс ако погледнете достатъчно снежинки, две или повече ще изглеждат едно и също с просто око или под светлина микроскоп. Ако сравните снежните кристали в ранните етапи или образуването, преди да са имали шанс да се разклонят много, шансовете, че два от тях може да изглеждат еднакво, са големи. Ученият за сняг Джон Нелсън от университета Рицумейкан в Киото, Япония, казва, че снежинките се задържат между 8,6ºF и 12,2ºF (-13ºC и -11ºC) поддържат тези прости структури за дълго време и могат да паднат на Земята, където би било трудно да ги разкажа отделно само като гледат тях.

Въпреки че много снежинки са шестстранни разклонени структури (дендрити) или шестоъгълни плочи, други снежни кристали оформете игли, които по принцип приличат много една на друга. Иглите се образуват между 21 ° F и 25 ° F и понякога достигат земята непокътнати. Ако смятате снежните игли и колони за снежни „люспи“, имате примери за кристали, които приличат еднакво.

Докато снежинките могат да изглеждат еднакви, на молекулно ниво, е почти почти невъзможно две да бъдат еднакви. Има няколко причини за това:

• Водата се получава от смес от водородни и кислородни изотопи. Тези изотопи имат малко по-различни свойства един от друг, променят кристалната структура, образувана при тях. Докато трите естествени изотопа на кислород не влияят значително на кристалната структура, трите изотопа на водород са ясно различни. Около 1 на 3000 водни молекули съдържа водороден изотоп деутерий. Дори ако една снежинка съдържа същия брой деутериеви атоми като друга снежинка, те няма да се появят на същите места в кристалите.
• Снежинките са съставени от толкова много молекули, че е малко вероятно две снежинки да са с еднакъв размер. Ученият за сняг Чарлз Найт от Националния център за атмосферни изследвания в Боулдър, Колорадо, изчислява, че всеки снежен кристал съдържа около 10 000 000 000 000 000 000 водни молекули. Броят на начините, по които тези молекули могат да се подредят, е почти безкраен.
• Всяка снежинка е изложена на малко различни условия, така че дори и да започнете с два еднакви кристала, те няма да са същите като всеки, когато достигнат повърхността. Все едно да сравняваш еднакви близнаци. Те могат да споделят една и съща ДНК, но те са различни един от друг, особено с течение на времето и имат уникални преживявания.
• Всяка снежинка се образува около мъничка частица, подобна на прах или прашец. Тъй като формата и размерът на изходния материал не е еднакъв, снежинките дори не започват еднакво.

За да обобщим, честно е да кажем, че понякога две снежинки изглеждат еднакво, особено ако са прости форми, но ако разгледате достатъчно внимателно две снежинки, всяка ще бъде уникална.