Секреты снежинок от пластин до колонн: путешествие в мир кристаллов

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

В мире науки каждое новое открытие является кирпичиком в бесконечно развивающемся здании человеческих знаний. Иногда эти открытия меняют наше восприятие окружающего мира настолько радикально, что мы начинаем видеть обыденные вещи под совершенно другим углом. Одним из таких открытий стало исследование физика Кеннета Либрехта, который посвятил два десятилетия изучению снежинок и их удивительных форм.

Автор: Kenneth Libbrecht Источник: www.newscientist.com

Снежинка — это не просто зимний символ или украшение на окне. Это уникальное творение природы, каждое из которых несет в себе загадку, решение которой может дать ключ к пониманию многих процессов, происходящих не только на Земле, но и за ее пределами. Снежинки — это кристаллы воды, формирующиеся в атмосфере при определенных условиях. Их форма и структура могут рассказать нам о многом: о температуре, влажности, даже о химическом составе атмосферы.

Долгие годы ученые ломали голову над тем, почему у снежинок могут быть две основные формы — пластинчатая и колонообразная. Ответ на этот вопрос искал и Кеннет Либрехт, создавая снежинки в лабораторных условиях и наблюдая за их ростом. Его труды увенчались успехом, и теперь мы имеем объединенную теорию снежинок, которая объясняет, как и почему они приобретают свои формы.

Автор: Kenneth Libbrecht Источник: www.newscientist.com

Теория снежинок: влияние температуры на формирование кристаллов

Исследования Кеннета Либрехта показали, что форма снежинок зависит от температуры, при которой они формируются. В частности, было выявлено, что при температуре около -2°C снежинки склонны формироваться в виде тонких, шестиугольных пластин. Это связано с тем, что при такой температуре более узкие поверхности кристалла растут быстрее, чем широкие, что приводит к образованию пластинчатой формы.

Автор: Kenneth Libbrecht Источник: www.newscientist.com

Однако при понижении температуры до -5°C, ситуация меняется: теперь более широкие поверхности начинают расти быстрее, что приводит к формированию колоннообразных снежинок, напоминающих миниатюрные карандаши. Этот переход от пластин к колоннам и обратно происходит еще раз при достижении температуры -15°C, где снова начинают преобладать пластинчатые формы.

Автор: Kenneth Libbrecht Источник: www.newscientist.com

Эти изменения в росте снежинок объясняются молекулярной структурой поверхности ледяного кристалла и тем, как она изменяется с температурой. Либрехт обнаружил, что молекулы воды на разных поверхностях кристалла ведут себя по-разному в зависимости от температурных условий, что и приводит к различным формам снежинок.

Влияние теории на науку и практику

Кен Либбрехт в своей лаборатории снежинок
Кен Либбрехт в своей лаборатории снежинок
Автор: Kenneth Libbrecht Источник: www.newscientist.com

Открытие Либрехта имеет важное значение не только для метеорологии и климатологии, но и для материаловедения и кристаллографии. Понимание того, как молекулы воды объединяются в кристаллы при различных условиях, может помочь ученым создавать новые материалы с заданными свойствами.

И речь не только про теоретическое значение. Оно может помочь нам понять, как будет выглядеть снег на других планетах и спутниках, таких как Энцелад — ледяной спутник Сатурна. Ведь условия там сильно отличаются от земных, и, следовательно, и снежинки будут формироваться по-другому. Это знание может быть ключевым при изучении экзопланет и поиске жизни за пределами нашей солнечной системы.

Кроме того, работа Либрехта опровергает давно устоявшееся мнение о том, что не существует двух одинаковых снежинок. Оказывается, при одинаковых условиях роста снежинки могут быть очень похожими друг на друга. Это открытие может иметь практическое применение в области кристаллографии и материаловедения, где важно создавать однородные структуры с заданными свойствами.

Но, пожалуй, самое важное — это новый взгляд на мир вокруг нас. Каждая снежинка, падающая с неба, — это маленькое чудо природы, которое таит в себе глубокие тайны Вселенной. И кто знает, какие еще открытия ждут нас впереди, если мы будем внимательно наблюдать и исследовать эти кажущиеся простыми кристаллы льда. И каждый из нас, наблюдая за снегопадом, может стать свидетелем этого удивительного процесса открытия мира.

1 комментарий

Tata
Интересно было пояитать

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Время можно отмотать назад лишь на одну квадриллионную долю секунды: физики нашли предел возврата в прошлое

В 1928 году британский астрофизик Артур Эддингтон сформулировал жесткое правило для проверки любых физических гипотез: если теория противоречит Второму началу термодинамики, ее придется отвергнуть...

Часы, которые всегда выглядят дороже своей стоимости — на примере хронографа Continental

Часы-хронографы всегда выглядят роскошнее и богаче, потому что - сложнее. Дополнительные циферблаты, множество стрелок, пускай в обычной жизни используемых не так уж часто, обогащают...

Почему в СССР свинушки считали съедобными, а потом признали ядовитыми, хотя их ели десятилетиями

В 1980 году в СССР вышел справочник «Грибы СССР», в котором свинушка тонкая ещё считалась пригодной в пищу после отваривания. Правда, авторы сделали небольшую оговорку: некоторые исследователи...

Когда на самом деле пал Вавилон: древние деревья Европы раскрыли дело давностью 3500 лет

Месопотамия второго тысячелетия до нашей эры — один из самых подробно описанных регионов Древнего мира. На территории современного Ирака и соседних стран археологи нашли десятки тысяч...

«Снежеть-110»: магнитофон первого класса с архитектурой высшей группы

В начале 1985 года Брянский электромеханический завод запустил серийное производство катушечного магнитофона «Снежеть-110-стерео». По заводскому паспорту аппарат относился к первому классу...

Когда Средиземное море почти высохло: что осталось на дне и можно ли было туда спуститься

Представьте, что море отступило не на несколько метров, а почти на два километра вниз. Бывший берег оказался далеко наверху. Между Европой и Африкой открылись огромные пространства, а оставшаяся...