Самая большая снежинка была зафиксирована в 1887 году в американской Монтане. Её диаметр составил 38 см, а толщина — 20 см.
Когда снежинка растает, получившуюся воду можно заморозить, и она примет первоначальную форму снежинки.
На дворе XXI век, но эта сказка продолжает передаваться из поколения в
поколение. Это невозможно как с точки зрения физики, так и с точки
зрения здравого смысла. Да, молекулы воды могут объединяться в кластеры
за счёт водородных связей, но связи эти в жидкой фазе живут не более
пикосекунды (10–12 с), так что память у воды девичья. Ни о какой
долгосрочной памяти воды на макроуровне и речи быть не может. Кроме
того, как будет описано ниже, снежинки образуются не из воды, а из
водяного пара.
_____________________________________________________________
Настоящие снежинки вырастают, когда водяные пары конденсируются на
поверхности ледяного кристалла, минуя жидкую фазу. Вода — это
единственное вещество, которое в повседневной жизни можно наблюдать в
тройной точке фазовой диаграммы: его твёрдая, газообразная и жидкая
стадии могут сосуществовать при температуре приблизительно 0,01 градуса
Цельсия. Самый первый кристаллик льда, который служит фундаментом
будущей снежинки, может образоваться и из микроскопической капельки
жидкой воды, однако всё дальнейшее строительство происходит за счёт
присоединения молекул водяного пара.
Однако связь между структурой кристаллической решётки и формой
снежинки, которая больше молекулы воды в десять миллионов раз,
неочевидна: если бы молекулы воды присоединялись к кристаллу в
случайном порядке, форма снежинки получилась бы неправильной. Всё дело
в ориентации молекул в решётке и расположении свободных водородных
связей, которое способствует образованию ровных граней. Представьте
себе игру в тетрис: установить гладкий кубик на гладкую же поверхность
несколько труднее, чем заполнить образовавшуюся в ровной линии брешь. В
первом случае приходится выбирать, продумывать стратегию на будущее. А
во втором — и так всё ясно. Точно так же молекулы водяного пара с
большей вероятностью заполняют пустоты, нежели пристают к ровным
граням, потому что пустоты содержат больше свободных водородных связей.
В результате снежинки принимают форму правильных шестиугольных призм с
ровными гранями. Такие призмы падают с неба при сравнительно небольшой
влажности воздуха в самых разных температурных условиях.
Рано или поздно на гранях появляются неровности. Каждый бугорок
притягивает к себе дополнительные молекулы и начинает расти. Снежинка
долго путешествует по воздуху, при этом шансы встретиться с новыми
молекулами воды у выступающего бугорка несколько выше, чем у граней.
Так на снежинке очень быстро вырастают лучи. Из каждой грани вырастает
один толстый луч, так как молекулы не терпят пустоты. Из бугорков,
образующихся на этом луче, вырастают ответвления. Во время путешествия
крохотной снежинки все её грани находятся в одинаковых условиях, что
служит предпосылкой для роста одинаковых лучей на всех шести гранях.
Очень трудно классифицировать явление, которое не имеет повторений в
природе. „Все снежинки разные, и их группировка — это во многом вопрос
личных предпочтений“, — считает Кеннет Либбрехт. Международная
классификация твёрдых осадков выделяет семь основных типов снежинок.
Таблица, созданная Укичиро Накая, содержит 41 морфологический тип.
Метеорологи Магоно и Ли расширили таблицу Накая до 81 типа.
От маршрута, по которому снежинка путешествует с неба на землю, прямо
зависит её облик. В районах с разной влажностью, температурой и
давлением грани и лучи растут по-разному. Снежинка, которую ветер
пронёс над широким ареалом, имеет все шансы приобрести самую
причудливую форму. Чем дольше снежинка спускается на землю, тем большие
размеры она может приобрести.
____________________________________________________________
Охотники за снежинками.
Чтобы хорошенько рассмотреть настоящие снежинки, нужно как минимум
выйти из дома. А за особенно крупными и красивыми экземплярами придётся
охотиться по всей стране. Для начала стоит взглянуть на карту осадков и
выбрать те места, где часто идёт снег. Точно так же за снегом гоняются
горнолыжники, но нам с ними не по пути: на обустроенных горных
курортах, как правило, сравнительно тепло, от 0 до –5 градусов. В такую
погоду снежинки, подлетая к земле, подтаивают, покрываются инеем, форма
их сглаживается или вовсе теряется. Для хорошего снега необходим
хороший мороз — приблизительно пара десятков градусов ниже нуля. Он
позволяет снежинкам расти уверенно, до самой земли сохраняя остроту
лучей и граней. Однако и здесь важно знать меру: как правило, весь снег
выпадает при тех же –20°C, и при дальнейшем понижении температуры
воздух остаётся сухим, осадки не образуются. Конечно, в приполярных
районах, где температура редко поднимается выше –40°C, а воздух очень
сухой, всё равно идёт снег. При этом снежинки представляют собой
крохотные шестиугольные призмы с идеально ровными гранями, без
малейшего сглаживания углов. Зато в средней полосе России, особенно в
Центральной Сибири, иногда выпадают огромные звёзды диаметром до 30 см.
Вероятность увидеть крупные снежинки существенно возрастает вблизи
водоёмов: испарения с озёр и водохранилищ — это отличный строительный
материал. И конечно же, крайне желательно отсутствие сильного ветра,
иначе большие снежинки будут сталкиваться друг с другом и ломаться.
Поэтому лесной ландшафт предпочтительнее степей и тундр.
Даже Кеннет Либбрехт, путешествуя по всему миру в поисках редких
снежных кристаллов, до сих пор не смог найти точный способ предсказать,
где и когда снег будет самым лучшим, — в этой формуле слишком много
случайных величин, а результат может быть самым неожиданным. К примеру,
Укичиро Накая обнаружил и сфотографировал почти все кристаллы, которые
легли в основу его классификации, у себя на родине, на острове Хоккайдо
в Японии.
А теперь разоблачение псевдо учёных рассказывающих нам о СТРУКТУРИРОВАНИИ ВОДЫ перед заморозкой для получения идеальных кристаллов.
Как уже описано выше — снежинки получаются только в естественных
природных снегопадах, а не путём простой искусственной заморозки, как
это говорилось в нашумевшем российском документальном фильме «ВОДА».
Хотя порводятся потытки искусственного получения снежинок, но для этого
нужна диффузионная камера, масса измерительной аппаратуры, специальные
знания и много терпения.
Многим трудно поверить в простое объяснение симметрии снежинок, которое
заключается в следующем: во время роста все грани и лучи снежинок
находятся в абсолютно одинаковых условиях, поэтому вполне могут вырасти
одинаковыми. Стараясь объяснить симметрию, люди вводят в теории
поверхностную энергию, квантовые квазичастицы фононы, возбуждения
кристаллической решётки и даже сверхъестественные силы. Профессор
Кеннет предлагает принять во внимание тот факт, что подавляющее
большинство снежинок абсолютно не симметричны, а его коллекция
фотографий снежинок правильной формы — результат тщательного отбора.
Так что единственные факторы симметрии — это стабильные условия роста и
везение.
В некоторых случаях снег может приобретать совершенно неожиданные
оттенки. В арктических регионах можно увидеть красный снег: он не тает
долгое время, поэтому между его кристаллами живут водоросли. В середине
прошлого века в промышленных европейских городах, отапливаемых в
основном углем, падал чёрный снег. Нам о чёрном снеге рассказывали
жители современного Челябинска.
Свежему снегу в морозный день всегда сопутствует весёлый хруст под
ногами. Это не что иное, как звук ломающихся кристаллов. Никто не
способен расслышать, как ломается одна снежинка, но тысячи маленьких
кристалликов — солидный оркестр. Чем ниже опускается столбик
термометра, тем более твёрдыми и хрупкими становятся снежинки и тем
выше становится тон хруста под ногами. Набравшись опыта, можно
использовать это свойство снега, чтобы определять температуру на слух.
Так что ни какой структурированой воды нет и не может быть, а если вода
сохраняет некую стабильную структуру, то только под действием неких
постоянно действующих на неё факторов.
