В следующий раз, когда вы будете ловить снежинки ртом, задумайтесь об их долгой и трудной судьбе. Эти нежные, замысловатые кристаллы преодолели огромное расстояние, прежде чем опуститься на землю вместе с триллионами своих сородичей. И хотя снежинок с неба падает огромное множество, говорят, что двух одинаковых среди них не найти. Но так ли это на самом деле? Короткий ответ — да, каждая снежинка действительно уникальна. Безусловно, можно найти несколько очень похожих, особенно на начальном этапе их формирования, но полностью сформированные снежинки всегда отличаются друг от друга по структуре, хотя бы на самую малость. Чтобы понять, почему так происходит, необходимо разобраться в том, как устроен процесс формирования снежинок. Все начинается на поверхности Земли: вода испаряется из океанов, рек и озер и поднимается в атмосферу в виде газообразного водяного пара, который мы часто видим в виде облаков. Летом эти облака дрейфуют по небу, давая тень и разбивая голубой горизонт, однако зимой все меняется. Холодный воздух превращает молекулы водяного пара в маленькие капельки жидкости, которые конденсируются на любых близлежащих твердых частицах, таких как пыльца или пыль. Эти крошечные ледяные кристаллы — начальные версии того, что вскоре превращается в полноценные снежинки. Кристаллы парят в небе и сталкиваются с молекулами водяного пара. При соприкосновении с кристаллами водяной пар переходит из газообразного в твердое состояние и превращается в кристалл, добавляясь к первоначальному ядру снежинки. Этот процесс повторяется снова и снова, превращая почти незаметный маленький кристалл в знакомую нам снежинку, которая при определенных условиях окажется на земле. Возможно, даже зная все это, вы до сих не можете поверить, что в небе, полном снежинок, не бывает двух одинаковых. Далее вы увидите, что процесс их формирования гарантирует, что все эти маленькие кристаллы будут уникальны, даже когда они миллиардами падают вниз. Подробности процесса формирования снежинок Когда самые первые кристаллы льда собираются вместе, новые, только зарождающиеся снежинки часто выглядят поразительно похожими друг на друга. Во многом это объясняется тем, что кристаллы льда обычно имеют форму шестиугольной решетки — это обусловлено тем, как атомы кислорода соединяются с водородом в процессе формирования воды. Некоторые края кристаллов льда имеют зазубрины. Эти неровные участки притягивают больше молекул воды, чем более гладкие и однородные части шестиугольника. Каждый маленький отросток обрастает еще большим количеством себе подобных, вырастая в замысловатую снежинку. Если бы развитие снежинки останавливалось в первые несколько мгновений после рождения, то получалось бы гораздо больше поразительно похожих друг на друга экземпляров. Но так как снежинки продолжают собирать все больше и больше кристаллов на себе, они группируются в четкие разнообразные узоры. Пока эти скопления кристаллов продолжают свою фиесту, на вечеринку по созданию снежинок приходят другие гости. Речь идет, в частности, о влажности и перепадах температуры. Оба эти фактора играют важную роль в том, будет ли снежинка становиться все больше и больше или растает. Температура чрезвычайно важна для формирования структуры кристаллов льда. При температуре от -2,8 до 0 градусов по Цельсию кристаллы приобретают вид пластин или призм. Это типичные шестирукие снежинки, которые не представляют особого интереса. Понизив температуру на несколько градусов, вы увидите игольчатые структуры. При еще более низких температурах образуются полые столбики. А при сильном морозе можно увидеть звезды, прорастающие папоротникоподобными лучами. Более низкая влажность, как правило, приводит к образованию более плоских хлопьев. Более высокая влажность в свою очередь означает более активное развитие кристаллов на краях и в углах. Добавьте еще немного влаги при очень низких температурах, и снежинки вдруг станут завораживающе красивыми. Снежная лотерея Физика и погодные условия определяют форму и размер снежинок, математика определяет их уникальность. Подумайте о том, что каждая снежинка состоит из огромного количества молекул воды. По одной из оценок, в одной снежинке может быть до квинтиллиона молекул. Поскольку каждое маленькое ответвление может породить множество других, существуют десятки способов соединения различных кристаллических элементов. Возможно так много комбинаций, что некоторые ученые утверждают, что их общее число может быть больше, чем число атомов во всей Вселенной. Это настолько много, что просто не умещается в голове. Но если расчеты верны, то крайне маловероятно, что две снежинки когда-либо были или будут абсолютно одинаковыми. Кроме того, в формировании снежинок участвуют и другие факторы. Даже мельчайшие колебания температуры и влажности изменяют структуру кристаллов. Мелкие примеси, такие как пылинки, тоже изменяют кристаллы. Угол, под которым молекулы воды сталкиваются с уже сформированными кристаллами, также имеет значение. В клубящейся атмосфере в километрах над поверхностью Земли все эти переменные непрерывно меняются. Условия, существующие в одном небольшом пространстве, лишь на йоту отличаются от условий в нескольких сантиметрах в любом направлении, и все это бесконечно преобразует кристаллы, из которых потом получаются снежные хлопья. Снежинки врезаются друг в друга, кружась и летая в воздухе. Там, где их отростки ломаются, образуются новые, добавляя уникальности и неповторимости. Поэтому снежинки действительно почти безграничны в своей уникальности. Они являются крошечным свидетельством невероятных и непрекращающихся изменений в мире вокруг нас. Кстати, говорят, что некоторые снежинки достигали 40 см в ширину. Конечно, этому нет никаких доказательств, однако ученые говорят, что огромные снежинки размером около 15 см регулярно выпадают по всей планете. Учитывая это, можно поверить, что при определенных условиях снежинки могут становиться еще больше. По материалам статьи «Is Every Snowflake Actually Unique?» How Stuff Works