" " Hoe kan elke sneeuwvlok anders zijn? Het antwoord is waterdamp, temperatuur en waarschijnlijkheid. ©jefunne/iStock/Thinkstock
De volgende keer dat je er een vangt met je tong, je zou kunnen stoppen om de lange en moeilijke situatie van de sneeuwvlok te overwegen. Die delicate en ingewikkelde kristallen hebben vele kilometers afgelegd voordat ze samen met hun triljoenen neven en nichten op de grond stortten. En hoewel ze in menigten vliegen, het woord op de besneeuwde straat is dat geen twee van die kleine vlokken hetzelfde zijn. Kan elke sneeuwvlok echt anders zijn?
Het korte antwoord is ja, sneeuwvlokken zijn echt verschillend van elkaar. Je zou er enkele kunnen vinden die buitengewoon veel op elkaar lijken (vooral aan het begin van de ontwikkeling van een vlok), maar volledig gevormde sneeuwvlokken zijn inderdaad structureel anders, al was het maar in de kleinste mate.
Begrijpen waarom sneeuwvlokken unieke vormen aannemen, betekent begrijpen hoe ze in de eerste plaats zijn gevormd. Het begint allemaal aan het aardoppervlak, als water uit de oceanen verdampt, rivieren en meren en stijgt in de atmosfeer op in de vorm van gasvormige waterdamp, die we soms als wolken zien.
In de zomer, die wolken drijven langs de lucht, schaduw geven en de blauwe horizon doorbreken. Maar 's winters, dingen veranderen. Koude lucht dwingt moleculen van waterdamp in kleine vloeistofdruppeltjes die de neiging hebben om te condenseren op nabijgelegen deeltjes, zoals pollen of stof. Deze kleine ijskristallen zijn de babyversies van wat al snel volwassen sneeuwvlokken worden.
De kristallen zweven door de lucht en botsen met moleculen waterdamp. Als damp in contact komt met de kristallen, de waterdamp springt rechtstreeks van zijn toestand als gas rechtstreeks naar een vast kristal, toe te voegen aan de oorspronkelijke kern van de sneeuwvlok. Dit proces gebeurt keer op keer, de sneeuwvlok bouwen van een bijna onmerkbaar kristal tot een grotere vlok die, onder de juiste voorwaarden, valt op de grond en kan ertoe leiden dat u veel scheldwoorden uitspreekt wanneer u zich realiseert dat uw gasaangedreven sneeuwblazer kapot is.
Dit alles wetende, het is misschien nog steeds moeilijk te geloven dat in een lucht vol sneeuwvlokken geen twee hetzelfde zijn. Op de volgende pagina ziet u hoe het proces van het maken van vlokken er praktisch voor zorgt dat deze kleine kristallen allemaal uniek zijn, zelfs als ze met miljarden dalen.
Wat maakt een sneeuwvlok? " " Hoewel een stapel vlokken er uniform uitziet, elke afzonderlijke sneeuwvlok heeft zijn eigen kenmerken. ©Photos.com/Thinkstock
Als de allereerste ijskristallen samenkomen in een groep jonge sneeuwvlokken, de nieuwe vlokken lijken vaak opvallend veel op elkaar. Dat is grotendeels te wijten aan het feit dat ijskristallen typisch een hexagonale (zeszijdige) roostervorm aannemen vanwege de manier waarop waterstofatomen zich binden met zuurstof om water te maken.
Bepaalde randen van de ijskristallen zijn gekarteld. Deze haveloze, ongelijke gebieden trekken meer watermoleculen aan dan de gladdere en meer uniforme delen van de zeshoek. Elk armpje ontspruit meer van hetzelfde, uitgroeien tot een ingewikkelde en uniforme sneeuwvlok.
Als de ontwikkeling van sneeuwvlokjes stopte binnen de eerste paar ogenblikken van de geboorte, we zouden eindigen met veel meer vlokken die verdacht veel op elkaar lijken. Maar sneeuwvlokken verzamelen steeds meer kristallen, in verschillende patronen op elkaar geclusterd.
Terwijl die clusters van kristallen hun sneeuwvlokfeest voortzetten, andere gasten bezoeken het vlokkenmakende feest. Ze komen in de vorm van omgevingsfactoren, met name vochtigheid en temperatuur. Beide spelen een belangrijke rol bij het feit of de sneeuwvlok groter en groter wordt of uitdooft.
Je kunt je voorstellen hoe kritisch de temperatuur is voor de vorming en structuur van ijskristallen. Tussen temperaturen van 27 en 32 graden Fahrenheit (-2,8 en 0 graden Celsius), kristallen krijgen een plaatachtig of prisma-uiterlijk. Dit zijn prototypische zesarmige sneeuwvlokken die niet veel visuele interesse hebben.
Verlaag de temperatuur een paar graden en je ziet naaldachtige structuren. Bij nog lagere temperaturen ontstaan holle kolommen. En als het waanzinnig koud is, zie je sterren die varenachtige armen ontspruiten.
Een lagere luchtvochtigheid leidt meestal tot plattere vlokken. Hogere luchtvochtigheid betekent meer kristalontwikkeling in randen en hoeken.
Voeg wat extra vocht toe bij die echt ijskoude temperaturen en plotseling kunnen sneeuwvlokken betoverend mooi worden. Ze bevatten een veelvoud aan kruisende platen en naalden en ruimtes, minieme meesterwerken die uit de hemel vallen.
Ze kunnen resulteren in kleine, korrelachtige vlokken. Of ze kunnen laag na laag toevoegen totdat het monsterlijke sneeuwvlokken zijn, zoals de recordbrekende 15-inch (38 centimeter) brede vlokken die in 1887 in Montana vielen.
De Sneeuwvlok Loterij " " Eén sneeuwvlok kan een triljoen moleculen bevatten. © Marccophoto/iStock/Thinkstock
Fysica en weersomstandigheden bepalen de vorm en grootte van de sneeuwvlok. Wiskunde bepaalt dat die vlokken uniek zijn.
Bedenk dat elke sneeuwvlok bestaat uit een groot aantal watermoleculen. Volgens één schatting een vlok kan maar liefst een triljoen moleculen hebben [bron:Washington Post]. Omdat elke kleine tak van een sneeuwvlok vele andere kan voortbrengen, er zijn tientallen en tientallen manieren waarop verschillende kristallijne kenmerken zich kunnen aansluiten. Er zijn zoveel mogelijke arrangementen dat sommige wetenschappers zeggen dat er twee keer zoveel mogelijke kristalcombinaties zijn als er atomen in het hele universum zijn [bron:The Naked Scientists].
Dat soort getallen zijn zo groot dat we ze niet eens kunnen bevatten. Maar als de wiskunde klopt, die cijfers betekenen dat het erg onwaarschijnlijk is dat twee sneeuwvlokken ooit precies hetzelfde zijn geweest of ooit zullen zijn.
Verder, er zijn allerlei andere factoren in het spel bij sneeuwvlokvorming op een bepaald moment. Zelfs de kleinste schommelingen in temperatuur en vochtigheid veranderen de kristalconstructie. Kleine onzuiverheden zoals stofdeeltjes veranderen de kristallen, te. De hoeken waaronder watermoleculen botsen met bestaande kristallen zijn ook van belang.
In de kolkende atmosfeer mijlen boven het aardoppervlak, al deze variabelen veranderen onophoudelijk. Omstandigheden die in een kleine ruimte passen, zijn maar een klein beetje anders dan die inches in welke richting dan ook, en dit alles transformeert kristallen en hun daaropvolgende sneeuwvlokken op oneindig veel manieren.
Sneeuwvlokken botsen tegen elkaar terwijl ze zoomen en door de lucht vliegen. Waar hun takken breken, nieuwe vormen, wat bijdraagt aan het unieke karakter van elke doorschijnende kleine vlok.
Dus sneeuwvlokken zijn echt bijna oneindig in hun speciaalheid. Het zijn kleine en kortstondige getuigenissen van de vreemde en constante verandering in de wereld en het universum overal om ons heen.
Veel meer informatie Notitie van de Auteur:Is elke sneeuwvlok eigenlijk uniek?
Toen ik dit artikel onderzocht, Ik was verbaasd te lezen dat de grootste sneeuwvlokken in de geschiedenis ongeveer 15 centimeter breed waren. Natuurlijk, er is geen concreet bewijs dat die enorme vlokken bestonden. Maar wetenschappers zeggen dat enorme sneeuwvlokken van ongeveer 15 cm regelmatig over onze planeet vallen, dus het lijkt redelijk dat ze met de juiste omstandigheden nog groter zouden kunnen worden. Als ik ooit het geluk heb sneeuwvlokken te zien die bijna zo groot zijn als basketballen, Ik weet niet of ik opgewonden of doodsbang zou zijn... maar het zou zeker een onvergetelijke ervaring zijn.
gerelateerde verhalen Hoe sneeuwmachines werken
Hoe sneeuwski's werken
5 veelvoorkomende fouten die u moet vermijden tijdens het rijden in de sneeuw
Hoe sneeuwbanden met intrekbare noppen werken
10 wetenschappelijke experimenten om in de sneeuw te doen
bronnen Franciscus, Matthew R. "Waarom zijn sneeuwvlokken altijd zeszijdig?" Dubbele XX wetenschap. 3 februari 2012. (18 december, 2014) http://www.doublexscience.org/why-are-snowflakes-always-six-sided/
Ghose, Tia. "Megadunen en Hoar Frost:6 feiten over sneeuw." Levenswetenschappen. 9 februari 2013. (18 december, 2014) http://www.livescience.com/26986-6-facts-about-snow.html
Griffioen, Julia. "De wetenschap van sneeuwvlokken, en waarom geen twee hetzelfde zijn." PBS. 22 december, 2011. (18 december, 2014) http://www.pbs.org/newshour/rundown/the-science-of-snowflakes/
Bibliotheek van het Congres. "Is het waar dat geen twee sneeuwkristallen hetzelfde zijn?" (18 december, 2014) http://www.loc.gov/rr/scitech/mysteries/snowcrystals.html
Nationale Oceanische en Atmosferische Administratie. "Hoe vormen sneeuwvlokken?" 10 december 2013. (18 december, 2014) http://www.noaa.gov/features/02_monitoring/snowflakes_2013.html
Palmer, Brian. "Waarom geen twee sneeuwvlokken hetzelfde zijn." Washington Post. 14 november 2011. (18 december, 2014) http://www.washingtonpost.com/national/health-science/why-no-two-snowflakes-are-the-same/2011/11/07/gIQAlwZNLN_story.html
Kakkerlak, John. "'Geen twee sneeuwvlokken hetzelfde' waarschijnlijk waar, Onderzoek onthult." National Geographic. 13 februari 2007. (18 december, 2014) http://news.nationalgeographic.com/news/2007/02/070213-snowflake.html
Zentiel, Catharina. "De wetenschap van sneeuwvlokken." De naakte wetenschappers. 22 december 2007. (18 december, 2014) http://www.thenakedscientists.com/HTML/articles/article/science-of-snowflakes/