Снежинки нарушают законы физики

Природа всегда преподносила нам сюрпризы. И одним из ее чудесных творений по праву считаются… снежинки, тайну строения которых человечество не в силах разгадать и сегодня.

Фотосессия для снежинок

И это несмотря на то, что ученые еще в древности выяснили, что снежинки образуются из конденсата воды. Теоретически, крошечная частичка пыли постепенно «обрастает» микроскопическими водяными каплями, замерзает, постепенно образуя ядро кристалла, к которому потом в строго определенных местах присоединяются другие молекулы воды, «сооружая» снежинки отчетливо шестигранной формы. Надо отметить, что снежинки никогда не бывают 5-угольными или 7-угольными! На всех шести вершинах «вырастают» все новые и новые замысловатые частички, и, со временем, получается красивейший ажурный рисунок. Что удивительно — ни одна снежинка никогда не повторяет другую! Они столь же уникальны, как и человеческая личность — двух одинаковых просто не бывает в природе.

Когда же рост снежинок, как и их количество, достигает критической массы, они падают на землю.В момент путешествия через земную атмосферу снежинки видоизменяются в зависимости от температуры и влажности воздуха. Если по пути к земле они попадают в теплые слои атмосферы, то становятся дождем, или обычной «крупой». А бывает так, что либо сильный ветер ломает их хрупкие лучики, либо они просто разламываются, сталкиваясь по дороге друг с другом. Тогда только небольшая часть снежных кристалликов долетает до земли без повреждений!

И все же есть одна тайна строения снежинки. Согласно физическим законам, там, где царит строгий порядок – нет места хаосу. И наоборот! И только при формировании снежинок порядок и хаос сосуществуют вместе. По физическим законам, твердое тело должно находиться либо в кристаллическом виде (когда атомы упорядочены), или же в аморфном состоянии (когда атомы образуют случайную сетку). Снежинки же своим строением нарушают все законы. Они имеют гексагональную решетку, в которой атомы кислорода выстроены упорядочено, а атомы водорода – хаотично!

Поэтому всегда находились в мире люди, которых непостижимым образом притягивала красота снежинок. Строение и образование снежинок занимало умы ученых, по крайней мере, со времен Йоханнеса Кеплера, который еще в 1611 г. написал трактат «Новогодний подарок или шестиугольная снежинка», размышляя, почему снежинки всегда имеют симметричную шестигранную форму. Он же и сделал вывод, что процессом жизни на Земле правит только формообразующая сила, которая «сама по себе едина и всюду одна и та же», но, действуя в отдельных телах (минералах, растениях, животных) строит в них разнообразные внешние формы в зависимости от их вещества. В 1555 г. швейцарский исследователь Мангус сделал первые зарисовки различных форм снежинок. С изобретением же фотографии 150 лет тому назад число заснятых снежинок стало исчисляться тысячами. Зато это позволило в 1955 г. русскому ученому А. Заморскому разделить все снежинки на 9 классов и 48 видов: пластинки, иглы, звезды, ежи, столбики, пушинки, запонки, призмы и другие. Американский фермер из штата Вермонт Уилсон Бентли тоже был одержим мечтой фотографировать снежинки. «Я обнаружил, что снежинки – это чудесное воплощение красоты, — писал Бентли, — и мне показалось стыдным, что эту красоту не увидят и не оценят другие». В 1885 г., после множества проб и ошибок, Бентли, по прозвищу «Снежинка», получил первую удачную фотографию снежинки под микроскопом. Он занимался этим 46 лет и сделал более 5 тыс. уникальных снимков. Именно его фотоработы доказали, что не существует ни одной пары абсолютно одинаковых снежинок (что впоследствии существенно дополнило теорию кристалла).

В наши дни изучение снежинок превратилось в науку. И чудаков, всерьез занимающихся этим, немало. Целыми днями занят выращиванием снежинок и заведующий отделением физики в Технологическом институте Калифорнии Кен Либбрехт, который тоже посвятил себя снежным кристаллам 5 лет назад и создал целую фотогалерею зимних красавиц.

«Снег кружится, летает и тает…»

А знаете ли вы, что белый цвет снежинкам придает… воздух, заключённый в них. Причем, 95% воздуха в составе снежинок обуславливает не только их цвет, но и очень низкую плотность и сравнительно медленную скорость падения (0,9 км/ч). Вес самой снежинки составляет всего 1 миллиграмм, редко — 2. А еще ученые подсчитали количество снежинок, образующихся на планете за год. Оказывается, в одном кубическом метре снега находится 350 млн. снежинок, а по всей Земле — 10 млн. в 24 степени.Правда, в разных местах в зависимости от погодных условий всегда выпадает «свой» снег, со своей особой формой и цветом. В Прибалтике, например, и в центральных областях России часто идет снег в виде крупных, разветвленных снежинок сложной формы. Так, весной 1944 г. в Москве выпали хлопья размером до 10 см, похожие на кружащиеся блюдца. А в Сибири наблюдались снежные хлопья диаметром до 30 см! Правда, для этого феномена необходимо определенное условие — полнейшее безветрие! Ведь чем дольше снежинки путешествуют, тем больше сталкиваются и сцепляются друг с другом.

А в арктических и горных регионах России падающие снежинки розового или даже красного цвета — обычное явление. Виной тому… водоросли, живущие между кристаллами. Известны также случаи, когда снег падал с неба уже окрашенный в разные цвета. Так, на Рождество 1969 г. в Швеции выпал черный снег. Правда, скорее всего, что эти снежинки впитали в себя из атмосферы копоть и промышленные загрязнения. А вот в 1955 г. в штате Калифорния выпал фосфоресцирующий зеленый снег, унесший несколько жизней и причинивший тяжкий вред здоровью жителям, рискнувшим попробовать его на язык. Происхождение зеленого снега так и осталось тайной для многих ученых.

Зато снежинки служат человеку хорошую службу. Они очищают воздух от пыли и гари, и поэтому всегда легко дышится во время снегопада. Более того, снег отражает губительные спектры солнечных лучей, поэтому у северных народов отсутствуют многие болезни, которыми страдают южане. Только вот эта снеговая медицинская география до сих пор еще, к сожалению, не изучена.

Зато современные инженеры уже научились получать снег в любом месте и в любом количестве с помощью особенных аппаратов (эту технику успешно используют для обновления лыжных трасс и создания зимних аттракционов).

И сейчас, когда нынешняя зима систематически балует нас снежком, попробуйте «поймать» эту хрупкую красавицу на варежку и разглядеть как следует. И вы увидите настоящее чудо!