Zapanjujuća raznolikost snježnih pahuljica rađa ideju da je svaka pojedinačna. Iako "niti jedna pahulja nisu slična" može biti privlačna metafora, to nije sasvim istina. Ipak, to nas ne sprečava da zavirimo u zamršene kristalne strukture uhvaćene na rukavicama. To također ne sprečava istraživače da brižno kataliziraju svaku vrstu kristala koji se može stvoriti.
Zahvaljujući njihovom radu, nastavnik kemije Andy Brunning, koji vodi grafički i kemijski blog Compound Interest, stvorio je fascinantnu grafiku koja prikazuje 39 vrsta čvrstih oborina, uključujući 35 to su kristalni snijeg ili pahuljice. Ostali oblici oborina uključuju susnježicu, led, tuču i smrznute čestice hidrometera.
Složene kamate (CC BY 4.0) Brunning piše:
Možda se pitate kakve veze snježne pahulje imaju veze s kemijom. Zapravo, proučavanje kristalnih struktura krutih tvari ima svoju disciplinu, kristalografiju, što nam omogućava da odredimo raspored atoma u tim krutinama. Kristalografija djeluje propuštanjem rendgenskih zraka kroz uzorak, koje se zatim difrakiraju dok prolaze kroz atome sadržane u njima. Analiza difrakcijskog uzorka omogućuje uočavanje strukture krute tvari; ovu tehniku Rosalind Franklin koristila je za fotografiranje rasporeda dvostruke spiralne DNA prije Watson & Crick-ove potvrde njegove strukture.
Dosadašnji napori naišli su na nekoliko različitih broja za ukupne kategorije čvrstih oborina. Nova se grafika temelji na radu istraživača sa sjedištem u Japanu. 39 kategorija može se dalje raščlaniti na 121 podvrstu, Susannah Locke izvještava za Vox. I sve se njih može skupiti u osam širih grupa:
- Kristali stupaca
- Ravni kristali
- Kombinacija kristala stupaca i ravnina
- Agregacija snježnih kristala
- Okrugli kristali snijega
- Klice ledenih kristala
- Nepravilne čestice snijega
- Ostale čvrste oborine.
Kenneth Libbrecht fizičar tvrtke Caltech piše o stvaranju kristalnih snijega na svojoj web stranici:
Priča počinje u oblaku, kada se kapljica minute oblaka prvo smrzne u sitnu česticu leda. Kako se vodena para počinje kondenzirati na njezinoj površini, ledena čestica brzo razvija vidike i tako postaje mala šesterokutna prizma. Jedno vrijeme zadržava ovaj jednostavni oblik lica dok raste.
Kako kristal postaje veći, grane počinju klijati iz šest uglova šesterokuta (ovo je treća faza na dijagramu desno). Budući da su atmosferski uvjeti (npr. Temperatura i vlaga) gotovo konstantni u malom kristalu, šest krakova koji se kreću izrastaju približno istom brzinom.
Dok raste, kristal se upuhuje u oblake, pa se temperatura koju vidi vidi mijenja vremenom.
Te promjene temperature prenose ruke u različite oblike i daju nam raznolike pahulje i kristale koje vidimo. Budući da sve ruke trpe iste fluktuacije, mogu rasti simetrično. U stvarnosti je većina snježnih kristala nepravilnih, piše.
Zašto trošiti sve ovo vrijeme klasificirajući pahulje? Kao što Libbrecht objašnjava, ovo je doista studija o formiranju kristala. A to se znanje može primijeniti za izradu kristala za niz drugih primjena - silicij i drugi poluvodiči u računalima i elektronici, na primjer, izgrađeni su od kristala.
Osim toga, oni su zapanjujući.
