Er hvert snefnug egentlig unikt?

Næste gang du fanger en med tungen, du stopper måske med at overveje snefnugets lange og besværlige situation. Disse sarte og indviklede krystaller har tilbagelagt mange miles, før de styrtede til jorden sammen med deres billioner af fætre. Og selvom de flyver i mængder, ordet på den sneglatte gade er, at ingen af ​​de små flager er ens. Kan hvert snefnug virkelig være anderledes?

Det korte svar er ja, snefnug er virkelig forskellige fra hinanden. Du finder måske nogle, der er meget ens (især i begyndelsen af ​​en flages udvikling), men fuldt dannede snefnug er faktisk strukturelt forskellige, om end kun i de mindste grader.

At forstå, hvorfor snefnug antager unikke former, betyder at forstå, hvordan de i første omgang dannes. Det hele starter på jordens overflade, som vand fordamper fra oceaner, floder og søer og stiger op i atmosfæren i form af gasformig vanddamp, som vi nogle gange ser som skyer.

Om sommeren, disse skyer driver rundt i himlen, giver skygge og bryder den blå horisont op. Men om vinteren, tingene ændrer sig. Kold luft tvinger vandmolekyler til små flydende dråber, der har tendens til at kondensere til partikler i nærheden, såsom pollen eller støv. Disse små iskrystaller er babyversionerne af det, der snart bliver fuldvoksne snefnug.

Krystallerne flyder gennem himlen og kolliderer med molekyler af vanddamp. Når damp kommer i kontakt med krystallerne, vanddampen springer direkte fra sin tilstand som en gas lige til en fast krystal, tilføjer til snefnugets oprindelige kerne. Denne proces sker igen og igen, bygge snefnuget fra en næsten umærkelig krystal til en større flage, der, givet de rette betingelser, falder til jorden og kan få dig til at ytre en masse bandeord, når du indser, at din gasdrevne sneslynger er brudt.

Ved alt dette, det kan stadig være svært at tro, at der på en himmel fuld af snefnug ikke er to ens. På den næste side kan du se, hvordan flagefremstillingsprocessen praktisk talt sikrer, at disse små krystaller alle er unikke, også når de falder med milliarderne.

Hvad gør et snefnug?

Da de allerførste iskrystaller samles i en gruppe nye snefnug, de nye flager ligner ofte påfaldende ens. Det skyldes i høj grad, at iskrystaller typisk tager en sekskantet (seks-sidet) gitterform på grund af den måde, hvorpå hydrogenatomer bindes med ilt for at danne vand.

Visse kanter af iskrystallerne er hakkede. Disse flossede, ujævne områder tiltrækker flere vandmolekyler end de glattere og mere ensartede dele af sekskanten. Hver lille arm spirer mere af det samme, vokser til et indviklet og ensartet snefnug.

Hvis snefnugudviklingen stoppede inden for de første øjeblikke af fødslen, vi ender med mange flere flager, der ligner mistroisk ens. Men snefnug samler stadig flere krystaller, klynge sammen oven på hinanden i forskellige mønstre.

Når disse klynger af krystaller fortsætter deres snefnugfeest, andre gæster besøger festen med flager. De kommer i form af miljøfaktorer, især luftfugtighed og temperatur. Begge spiller en stor rolle i, om snefnuget bliver større og større eller suser ud.

Du kan forestille dig, hvor kritisk temperaturen er for dannelse og struktur af iskrystaller. Mellem temperaturer på 27 og 32 grader Fahrenheit (-2,8 og 0 grader Celsius), krystaller får et tallerkenlignende eller prismeudseende. Disse er prototypiske seksarmede snefnug, der mangler meget visuel interesse.

Sænk temperaturen et par grader, og du vil se nålelignende strukturer. Hule søjler udvikler sig ved endnu lavere temperaturer. Og når det er vanvittigt koldt, vil du se stjerner spire bregnerlignende arme.

Lavere fugtighed har tendens til at resultere i fladere flager. Højere luftfugtighed betyder mere krystaludvikling i kanter og hjørner.

Tilføj noget ekstra fugt ved de virkelig kolde temperaturer, og pludselig kan snefnug blive fascinerende smukt. De indeholder et væld af krydsende plader og nåle og mellemrum, minuts mesterværker, der falder ned fra himlen.

De kan resultere i små, granulatlignende flager. Eller de tilføjer lag på lag, indtil de er uhyrlige snefnug som de rekordstore 15 tommer (38 centimeter) brede flager, der faldt i Montana i 1887.

Snowflake -lotteriet

Fysik og vejrforhold bestemmer snefnugform og størrelse. Matematik bestemmer, at disse flager er unikke.

Overvej, at hvert snefnug består af et stort antal vandmolekyler. Med ét skøn, en flage kan have så mange som en kvintillion molekyler [kilde:Washington Post]. Fordi hver lille gren af ​​et snefnug kan gyde mange andre, der er snesevis af snesevis af måder, hvorpå forskellige krystallinske funktioner kan tilsluttes. Der er så mange mulige arrangementer, at nogle forskere siger, at der er to gange så mange mulige krystalkombinationer, som der er atomer i hele universet [kilde:The Naked Scientists].

Den slags tal er så store, at vi slet ikke kan begribe dem. Men hvis matematikken holder, disse tal betyder, at det er frygteligt usandsynligt, at to snefnug nogensinde har været eller nogensinde vil være helt ens.

Desuden, der er alle mulige andre faktorer, der spiller ind i snefnugdannelse i ethvert givet tilfælde. Selv de mindste udsving i temperatur og fugtighed ændrer krystalkonstruktionen. Minut urenheder som støvpletter ændrer krystallerne, også. Vinklerne ved hvilke vandmolekyler kolliderer med eksisterende krystaller har også betydning.

I den hvirvlende atmosfære miles over jordens overflade, alle disse variabler ændres uophørligt. Forhold, der holder i et lille rum, er bare en lille smule anderledes end de centimeter i enhver retning, og det hele forvandler krystaller og deres efterfølgende snefnug på uendelige måder.

Snefnug smadrer ind i hinanden, når de zoomer og svømmer gennem luften. Hvor deres grene knuses, nye dannes, tilføjer det unikke ved hver gennemskinnelig lille flage.

Så snefnug er virkelig næsten uendelige i deres specialitet. De er små og flygtige vidnesbyrd om den mærkelige og konstante forandring i verden og univers omkring os.

Masser mere information

Forfatterens note:Er hvert snefnug faktisk unikt?

Da jeg undersøgte denne artikel, Jeg var forbløffet over at læse, at de største snefnug i historien var cirka 15 centimeter brede. Selvfølgelig, der er ingen konkrete tegn på, at de enorme flager eksisterede. Men forskere siger, at enorme snefnug på omkring 6 tommer rutinemæssigt falder over hele vores planet, så det virker rimeligt, at de med de rigtige betingelser kunne blive endnu større. Hvis jeg nogensinde er så heldig at se snefnug, der er næsten lige så store som basketballer, Jeg ved ikke, om jeg ville være begejstret eller bange ... men det ville helt sikkert være en uforglemmelig oplevelse.

Relaterede historier

• Sådan fungerer snemagere
• Sådan fungerer sne -ski
• 5 almindelige fejl, du bør undgå, når du kører i sneen
• Sådan fungerer indtrækbare snedæk
• 10 videnskabelige eksperimenter at lave i sne

Kilder

• Francis, Matthew R. "Hvorfor er snefnug altid seks-sidet?" Double XX Science. 3. februar kl. 2012. (18. december, 2014) http://www.doublexscience.org/why-are-snowflakes-always-six-sided/
• Ghose, Tia. "Megadunes og Hoar Frost:6 fakta om sne." Livscience. 9. februar kl. 2013. (18. december, 2014) http://www.livescience.com/26986-6-facts-about-snow.html
• Griffin, Julia. "Videnskaben om snefnug, og hvorfor ingen er ens. "PBS. 22. december, 2011. (18. december, 2014) http://www.pbs.org/newshour/rundown/the-science-of-snowflakes/
• Congress of Library. "Er det rigtigt, at der ikke er to snekrystaller ens?" (18. december, 2014) http://www.loc.gov/rr/scitech/mysteries/snowcrystals.html
• National Oceanic and Atmospheric Administration. "Hvordan dannes snefnug?" 10. december kl. 2013. (18. december, 2014) http://www.noaa.gov/features/02_monitoring/snowflakes_2013.html
• Palmer, Brian. "Hvorfor ingen to snefnug er de samme." Washington Post. 14. november kl. 2011. (18. december, 2014) http://www.washingtonpost.com/national/health-science/why-no-two-snowflakes-are-the-same/2011/11/07/gIQAlwZNLN_story.html
• Roach, John. "'Ingen to snefnug det samme' sandsynligvis sandt, Forskning afslører. "National Geographic. 13. februar, 2007. (18. december, 2014) http://news.nationalgeographic.com/news/2007/02/070213-snowflake.html
• Zentile, Catherine. "Videnskaben om snefnug." De nøgne forskere. 22. december kl. 2007. (18. december, 2014) http://www.thenakedscientists.com/HTML/articles/article/science-of-snowflakes/