СНЕГ

Снег возникает, когда микроскопические капли воды в облаках примыкают к пылевым частицам и замерзают. Появляющиеся при этом кристаллы льда, не превышающие поначалу 1/10 мм, падают вниз и растут в результате влажности воздуха. При этом образуются известные шестиконечные формы. Из-за особой структуры молекул воды возможны углы лишь в 60° и 120°.

Если царит высокая термика, то кристаллы неоднократно вертикально передвигаются в атмосфере, частично тая и кристаллизуясь заново. Из-за этого нарушается регулярность кристаллов и образуются смешанные формы. При этом существует такое разнообразие, что обычно считается, что не бывает двух идентичных снежинок.

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 когда-либо засвидетельствованная снежинка имела диаметр в 12 см. Обычно же снежинки в диаметре насчитывают 5 мм при весе в 0,004 г.

При падении в воду снежинка создаёт крайне высокий звук, неслышимый для человека, но неприятный для рыб.

Трудно сказать, когда человек впервые залюбовался этим чудом природы. Формы снежинок необыкновенно разнообразны – их вариаций более пяти тысяч. Разработана даже специальная международная классификация, в которой снежинки объединяются в десять классов. Это звёздочки, пластинки, столбики, иглы, град, древовидные кристаллы, напоминающие стебли папоротника. Размеры зимнего чуда колеблются от 0,1 до 7 миллиметров.

Дело было так. В 1550 году архиепископ Олаф Магнус из шведского города Упсала первым наблюдал снежинки невооруженным глазом. Его рисунки свидетельствуют о том, что он не заметил их шестиконечной симметрии. А вот немецкий астроном Иоганн Кеплер сразу обратил на эту главную особенность.

В 1635 году из-под пера французского философа и учёного Рене Декарта появились заметки и чертежи, посвящённые формам снежинок. Современные специалисты удивлены тем, что на этих рисунках встречается редкий тип, представляющий шестигранный кристалл, на двух концах которого - шестигранные пластинки.

С изобретением микроскопа в середине 17 века представления о формах снежинок расширились. Английский естествоиспытатель Роберт Гук установивший клеточное строение тканей, пришёл к выводу, что геометрия снежинок основана на шестиконечной симметрии.

Первая дискуссия о загадках строения снежинок связана с именем Фридриха Мартенса и его заметками о путешествии от Шпицбергена до Гренландии. Приоритет в классификации снежных кристаллов принадлежит итальянскому священнику и математику Донату Розетти. А английский китобой Уильям Скорсби первым описал снежные кристаллы в форме шестигранных пирамид, столбиков и их комбинаций с плоскими элементами.

В историю исследования снежинок внесли свою лепту и японцы. Феодальный правитель Страны восходящего солнца Тосицура Онаками Дои с присущим японцам чувством точности и хрупкой красоты составил 97 рисунков «снежных цветков». Сделанные в 1839 году, они с полным правом считаются самыми точными изображениями снежинок до открытия микрофотографии. А в университете Саппоро исследуют снежинки и в наше время.

Но особенно формами снежинок учёные заинтересовались благодаря Уилсону Бентли – фермеру из американского штата Вермонт. Он родился в 1865 году и в пятнадцатилетнем возрасте получил в подарок от матери микроскоп. На улице мальчик принялся рассматривать снежинки, которые поразили его разнообразием и красотой форм. На протяжении трёх зим он пытался зарисовать снежные кристаллики, но они были слишком сложны и быстро таяли. Фотоаппарат, прикреплённый к микроскопу, разрешил эту трудность, и целых полвека Бентли фотографировал снежинки, делая до 300 снимков за зиму. В 1898 году в журнале «Харперс мэгэзин» он опубликовал статью о снежных кристаллах, и с тех пор слава о нём разнеслась по всему миру. Подборка его самых удачных работ - около двух с половиной тысяч снимков.

Причины мистического разнообразия даже одного типа снежных кристаллов зависит от множества параметров. Японский профессор Укисиро Накая установил: снег - единственное вещество, которое кристаллизуется в столь разнообразных формах. Учёный выделил семь основных типов снежинок: игловидные, столбчатые, плоские, которые подразделяются на гексагонально-плоские и звездообразные, комбинация из столбчатых и плоских кристаллов, столбчатый кристалл с расширенными боковыми ветвями, обындевевшие.

Он установил, что ледяные кристаллики очень быстро меняются при изменениях температуры. Даже если она повышается на несколько градусов, один тип кристалла превращается в другой, а после этого снова преобразуется в предыдущий. Причём новая форма сохраняет внутри прежнюю структуру.

В лаборатории университета Саппоро учёные разработали метод и устройство для искусственного получения снежных кристаллов. Первые результаты появились в 1936 году, а к концу 1994 года японцы искусственным путём уже воспроизводили любой тип снежинок.

Но по сей день никто из учёных мужей не сумел объяснить, почему молекулы воды при различных температурах кристаллизируются в различные формы. Австралийские исследователи в начале 40-х годов 20 столетия сообщили, что, согласно их наблюдениям, так называемые кристаллизирующие ядра приходят из Вселенной. Были даже разработаны таблицы для установления связи между дождём и метеоритными пылинками. К сожалению, эта теория очень быстро была опровергнута.

В последнее время интерес физиков к снежинкам начал проявляться вновь. Создана даже теория, благодаря которой можно будет ответить на вопрос, связанный с возникновением и развитием снежинок, определить причины, приводящие к образованию столь сложных и непредвиденных форм.

Так что Уилсон Бентли, вероятно, с радостью бы узнал, что за полвека интенсивных исследований снежные кристаллы, к которым он некогда привлёк внимание публики, по-прежнему хранят загадку бесконечного многообразия своих форм.

Для любителей рекордов сообщаем: самые крупные снежинки выпали 30 апреля 1944 года в Москве. Пойманные на ладонь, они закрывали её почти всю целиком и напоминали красивые страусиные перья. Учёные объяснили это явление так: из района Земли Франца- Иосифа спустилась волна холодного воздуха, температура понизилась, в облаках началось образование снежинок. Но упасть на землю снежинки сразу не могли: их задерживали в воздухе восходящие с нагретой земли тёплые потоки. Снежинки плавали в воздушных слоях и слипались вместе, образуя большие хлопья. Земля к вечеру остыла, восходящие струи воздуха ослабли, и пошёл удивительный снегопад.

М.Филонов

СНЕГ

МЕНЮ