ст. м. «Петроградская», ул. Льва Толстого 9А,
МФЦ «Толстой Сквер» - выставочное пространство
ст. м. «Парк Победы», пр. Космонавтов 14,
ТРК «Питер Радуга» - интерактивный музей
ст. м. «Петроградская», ул. Льва Толстого 9А,
МФЦ «Толстой Сквер» - выставочное пространство
ст. м. «Парк Победы», пр. Космонавтов 14,
ТРК «Питер Радуга» - интерактивный музей

08 декабря

Почему не бывает одинаковых снежинок

Все записи

Существуют ли совершенно одинаковые снежинки? Как вы думаете? А ответ – и да, и нет!

В природе практически невозможно найти абсолютно идентичные снежинки. Хотя, невооруженным взглядом можно обнаружить их очень похожими друг на друга. Но так ли это на молекулярном уровне? Давайте сначала разберемся как вырастают эти удивительно красивые кристаллики.

Чтобы снежинка начала расти, необходима пылинка. Да, простая пылинка, и неважно, вулканическая это пыль, бактерия, или частица, прилетевшая из космоса. Вокруг этой пылинки, внутри ледяного облака из пара, минуя жидкую фазу, и образуется снежинка. Она имеет такую удивительно красивую симметричную форму с шестью лучами, потому, что каждая молекула воды состоит из атома кислорода (O) и двух атомов водорода (H), соединённых вот в такую конструкцию:

При замерзании молекулы воды начинают цепляться друг за друга, образуя шестиугольную кристаллическую решётку. Рождается маленький плоский шестиугольный кристаллик – «зародыш» будущей снежинки.

Этот кристаллик начинает расти. У него могут начать расти лучи, или у этих лучей начинают появляться отростки, или — наоборот, снежинка начинает расти в толщину.

Образование снежинок происходит очень высоко, порядка 4-5 тыс.метров над землёй. Там температура воздуха достигает сорока градусов мороза. В зависимости от того, на каком уровне находится облако, какова температура в данный момент, влажность и т.д., формируется узор.

При температуре от 0 до -5 градусов получаются обычные пластины, от -5 до -10 градусов кристаллики льда собираются в острые длинные иголочки, от -10 до -20 градусов шестигранники увеличиваются не по краям, а в ширину. Бывает, из-за ветра получаются асимметричные снежинки, так как часть их разрушается. Всего в одной снежинке около 200-300 кристалликов льда. Весит она около миллиграмма.

А теперь давайте обратимся к математике и статистике.

Каждый год во всем мире падает примерно 1015 (квадриллион) кубометров снега на землю, и в каждом кубометре содержится порядка нескольких миллиардов (109) отдельных снежинок. Поскольку Земля существует около 4,5 миллиардов лет, за всю историю на планету упало 1034 снежинок. И знаете, сколько с точки зрения статистики отдельных, уникальных, симметричных ветвящихся особенностей могла иметь снежинка и ожидать двойника в определенный момент истории Земли? Всего пять.

Учитывая, что в наблюдаемой Вселенной всего 1080 атомов, крайне маловероятно, что мы найдем совершенно одинаковые снежинки на всех возможных планетах.

Но почему в начале статьи мы сказали, что ответ на вопрос, существуют ли одинаковые снежинки – и да, и нет? Дело в том, что исследователь снежинок Кеннет Либбрехт из Калифорнийского технологического института разработал методику для создания искусственных «идентичных близнецов» снежинок.

Выращивая их в лабораторных условиях, он показал, что можно создать две снежинки, которые внешне будут неразличимы. Но в действительности, и они имеют много различий - у них будут разные места связки молекул, разные свойства ветвления, и чем они больше, тем сильнее эти различия.

И если вы ищете действительно идентичные снежинки на структурном, молекулярном или атомном уровне, природа никогда вам этого не преподнесет.