Скорее всего, вам говорили, что нет двух одинаковых снежинок, каждая из которых индивидуальна, как отпечаток пальца человека. Тем не менее, если у вас была возможность внимательно изучить снежинки, некоторые кристаллы снега действительно похожи на другие. Что правда? Это зависит от того, насколько внимательно вы смотрите. Чтобы понять, почему существует спор о подобии снежинок, начните с понимания того, как работают снежинки.
Ключевые выводы: нет двух одинаковых снежинок?
- Снежинки принимают разную форму в зависимости от погодных условий. Таким образом, снежинки, падающие в одном месте и во время, выглядят похожими друг на друга.
- В макроскопическом масштабе две снежинки могут выглядеть одинаковыми по форме и размеру.
- В точке На молекулярном и атомном уровнях снежинки различаются количеством атомов и соотношением изотопов.
Как образуются снежинки
Снежинки – это кристаллы воды, имеющей химическую формулу H 2 O. Есть несколько способов, которыми молекулы воды могут связываться и складываться друг с другом, в зависимости от температуры, давления воздуха и концентрации воды в атмосфере (влажности). Обычно химические связи в молекуле воды определяют традиционную форму шестигранной снежинки. Как только кристалл начинает формироваться, он использует исходную структуру как основу для образования ветвей. Ветви могут продолжать расти или таять и преобразовываться в зависимости от условий.
Почему две снежинки могут выглядеть одинаково
Поскольку группа падающих одновременно снежинок формируется в одинаковых условиях, есть большая вероятность, что если вы посмотрите на достаточное количество снежинок, две или более снежинок будут выглядеть одинаково невооруженным глазом или под световым микроскопом. Если вы сравните снежные кристаллы на ранних стадиях образования, прежде чем они успели сильно разветвляться, шансы, что два из них могут выглядеть одинаково, высоки. Снежный ученый Джон Нельсон из Университета Рицумейкан в Киото, Япония, говорит, что снежинки, находящиеся при температуре от -13 до -11 ° C, сохраняют эти простые структуры в течение долгого времени и могут упасть на Землю, где их трудно будет сказать. просто глядя на них.
Хотя многие снежинки представляют собой шестигранные разветвленные структуры (дендриты) или шестиугольные пластины, другие снежные кристаллы образуют иглы, которые в основном выглядят очень сильно. нравятся друг другу. Иглы образуются при температуре от 21 ° F до 25 ° F и иногда целиком достигают земли. Если вы считаете снежные иглы и столбики снежными «хлопьями», у вас есть примеры похожих кристаллов.
Почему нет двух одинаковых снежинок
Хотя снежинки могут казаться одинаковыми, на молекулярном уровне почти невозможно, чтобы два были одинаковыми. Для этого есть несколько причин:
- Вода состоит из смеси изотопов водорода и кислорода. Эти изотопы имеют немного разные свойства друг от друга, изменяя кристаллическую структуру, сформированную с их помощью.. Хотя три естественных изотопа кислорода не оказывают существенного влияния на кристаллическую структуру, три изотопа водорода существенно отличаются. Примерно 1 из 3000 молекул воды содержит изотоп водорода дейтерий. Даже если одна снежинка содержит такое же количество атомов дейтерия, что и другая снежинка, они не будут находиться в одних и тех же местах кристаллов.
- Снежинки состоят из такого количества молекул, что маловероятно. две снежинки абсолютно одинакового размера. Снежный ученый Чарльз Найт из Национального центра атмосферных исследований в Боулдере, штат Колорадо, оценивает, что каждый снежный кристалл содержит около 10 000 000 000 000 000 000 молекул воды. Число способов, которыми могут располагаться эти молекулы, почти бесконечно.
- Каждая снежинка находится в немного разных условиях, поэтому даже если вы начали с двух одинаковых кристаллов, они не были бы одинаковыми. к тому времени, когда они достигли поверхности. Это как сравнивать однояйцевых близнецов. У них может быть одна и та же ДНК, но они отличаются друг от друга, особенно с течением времени и с уникальным опытом.
- Каждая снежинка образуется вокруг крошечной частицы, например пылинки или частицы пыльцы. Поскольку форма и размер исходного материала неодинаковы, снежинки даже не начинаются одинаково.
Подводя итог, это Справедливости ради стоит сказать, что иногда две снежинки выглядят одинаково, особенно если они простой формы, но если вы внимательно изучите любые две снежинки, каждая из них будет уникальной.
Источники
- Нельсон, Джон (26 сентября 2008 г., 26 сентября). «Происхождение разнообразия в падающем снегу». Химия и физика атмосферы . 8 (18): 5669–5682. doi: 10.5194/acp-8-5669-2008
- Роуч, Джон (13 февраля 2007 г.). “” Нет двух одинаковых снежинок “Вероятно, правда, исследования показывают”. National Geographic News .
