Όχι δύο νιφάδες χιονιού

Πιθανότατα σας είπαν ότι δεν είναι δύο νιφάδες χιονιού - ότι το καθένα είναι τόσο ξεχωριστό όσο ένα ανθρώπινο δακτυλικό αποτύπωμα. Ωστόσο, εάν είχατε την ευκαιρία να εξετάσετε προσεκτικά τις νιφάδες χιονιού, ορισμένοι κρύσταλλοι χιονιού μοιάζουν με άλλους. Ποια είναι η αλήθεια; Εξαρτάται από το πόσο προσεκτικά κοιτάζετε. Για να καταλάβετε γιατί υπάρχει διαφωνία σχετικά με την ομοιότητα της νιφάδας χιονιού, ξεκινήστε κατανοώντας πώς λειτουργούν οι νιφάδες χιονιού.

Οι νιφάδες χιονιού είναι κρύσταλλοι νερού, ο οποίος έχει τον χημικό τύπο Η₂Ο. Υπάρχουν με πολλούς τρόπους τα μόρια του νερού μπορούν να κολλήσουν και να συσσωρευτούν μεταξύ τους, ανάλογα με τη θερμοκρασία, την πίεση του αέρα και τη συγκέντρωση του νερού στην ατμόσφαιρα (υγρασία). Γενικά το χημικοί δεσμοί στο μόριο του νερού υπαγορεύστε το παραδοσιακό σχήμα νιφάδας χιονιού 6 όψεων. Ένα κρύσταλλο αρχίζει να σχηματίζει, χρησιμοποιεί την αρχική δομή ως βάση για να σχηματίσει κλαδιά. Τα κλαδιά μπορεί να συνεχίσουν να αναπτύσσονται ή να λιώσουν και να μεταρρυθμιστούν ανάλογα με τις συνθήκες.

Δεδομένου ότι μια ομάδα νιφάδων χιονιού πέφτουν ταυτόχρονα υπό παρόμοιες συνθήκες, υπάρχει μια αξιοπρεπής ευκαιρία αν κοιτάξετε αρκετές νιφάδες χιονιού, δύο ή περισσότερα θα φαίνονται τα ίδια με γυμνό μάτι ή κάτω από φως μικροσκόπιο. Εάν συγκρίνετε κρύσταλλα χιονιού στα αρχικά στάδια ή το σχηματισμό, προτού είχαν την ευκαιρία να διακλαδώσουν πολύ, οι πιθανότητες να φαίνονται δύο από αυτές είναι ίδιες. Ο επιστήμονας χιονιού Jon Nelson στο Πανεπιστήμιο Ritsumeikan στο Κιότο της Ιαπωνίας, λέει ότι οι νιφάδες χιονιού διατηρούνται μεταξύ 8,6ºF και 12,2ºF (-13ºC και -11ºC) διατηρήστε αυτές τις απλές δομές για μεγάλο χρονικό διάστημα και μπορεί να πέσει στη Γη, όπου θα ήταν δύσκολο να τους ξεχωρίσετε απλά κοιτάζοντας τους.

Παρόλο που πολλές νιφάδες χιονιού είναι διακλαδισμένες κατασκευές έξι όψεων (δενδρίτες) ή εξαγωνικές πλάκες, άλλοι κρύσταλλοι χιονιού σχηματίζουν βελόνες, τα οποία βασικά μοιάζουν μεταξύ τους. Οι βελόνες σχηματίζονται μεταξύ 21 ° F και 25 ° F και μερικές φορές φτάνουν ανέπαφα στο έδαφος. Αν θεωρείτε ότι οι βελόνες και οι κολώνες του χιονιού είναι "νιφάδες χιονιού", έχετε παραδείγματα κρυστάλλων που μοιάζουν.

Ενώ οι νιφάδες χιονιού μπορεί να φαίνονται οι ίδιες, σε μοριακό επίπεδο, είναι σχεδόν αδύνατο για δύο να είναι τα ίδια. Υπάρχουν πολλοί λόγοι για αυτό:

• Το νερό παράγεται από μείγμα ισοτόπων υδρογόνου και οξυγόνου. Αυτά τα ισότοπα έχουν ελαφρώς διαφορετικές ιδιότητες μεταξύ τους, αλλάζοντας την κρυσταλλική δομή που σχηματίζεται χρησιμοποιώντας αυτά. Ενώ τα τρία φυσικά ισότοπα οξυγόνου δεν επηρεάζουν σημαντικά την κρυσταλλική δομή, τα τρία ισότοπα του υδρογόνου είναι σαφώς διαφορετικά. Περίπου 1 στα 3.000 μόρια νερού περιέχει το δευτέριο ισότοπο υδρογόνου. Ακόμα κι αν μια νιφάδα χιονιού περιέχει τον ίδιο αριθμό ατόμων δευτερίου με μια άλλη νιφάδα χιονιού, δεν θα εμφανιστεί στα ίδια ακριβώς σημεία στους κρυστάλλους.
• Οι νιφάδες χιονιού αποτελούνται από τόσα πολλά μόρια, είναι απίθανο δύο νιφάδες χιονιού να έχουν ακριβώς το ίδιο μέγεθος. Ο επιστήμονας χιονιού Charles Knight με το Εθνικό Κέντρο Ατμοσφαιρικής Έρευνας στο Boulder, Κολοράντο εκτιμά ότι κάθε κρύσταλλο χιονιού περιέχει περίπου 10.000.000.000.000.000.000.000 μόρια νερού. Ο αριθμός των τρόπων με τους οποίους αυτά τα μόρια μπορούν να τακτοποιηθούν είναι σχεδόν άπειρος.
• Κάθε νιφάδα χιονιού εκτίθεται σε ελαφρώς διαφορετικές συνθήκες, οπότε ακόμα κι αν ξεκινήσατε με δύο πανομοιότυπους κρύσταλλους, δεν θα ήταν το ίδιο με το καθένα τη στιγμή που έφτασαν στην επιφάνεια. Είναι σαν να συγκρίνουμε πανομοιότυπα δίδυμα. Μπορεί να μοιράζονται το ίδιο DNA, αλλά διαφέρουν μεταξύ τους, ειδικά καθώς περνά ο καιρός και έχουν μοναδικές εμπειρίες.
• Κάθε νιφάδα χιονιού σχηματίζεται γύρω από ένα μικροσκοπικό σωματίδιο, όπως μια κόλλα σκόνης ή ένα σωματίδιο γύρης. Δεδομένου ότι το σχήμα και το μέγεθος του υλικού έναρξης δεν είναι το ίδιο, οι νιφάδες χιονιού δεν ξεκινούν ούτε το ίδιο.

Συνοψίζοντας, είναι δίκαιο να πούμε ότι μερικές φορές δύο νιφάδες χιονιού μοιάζουν, ειδικά αν είναι απλά σχήματα, αλλά αν εξετάσετε δύο νιφάδες χιονιού αρκετά κοντά, κάθε μία θα είναι μοναδική.