Najdete 2 stejné sněhové vločky?

Víte, že se nenajdou dvě sněhové vlčky, které by byly úplně identické? Najdeme mezi nimi takovou rozmanitost tvarů, jakou můžeme v přírodě jen těžko pozorovat. Každá vločka má také svoji vlastní historii. Než dopadne na zem, změní se od svého vzniku v průběhu celého letu k nepoznání.

V laboratorních podmínkách  zkoumají  sněhové vločky fyzikové na Univerzitě v Manchesteru. K výzkumu si vyrobili komoru ve tvaru vysokého tříposchoďového nerezového válce, který je možné zchladit na teplotu až –50°C. Když se do komory dostane proud vzduchu, vytváří se ledové krystalky, ty padají dolů, spojují se a vytvářejí sněhové vločky. Ke zjištění rychlosti růstu vloček použili fyzici 2 laserové paprsky, které spouštějí záblesk třetího laseru v okamžiku, kdy vločky protínají jejich dráhu. Třetí laser přenáší obraz vloček na digitální kameru, která zobrazí, jak se tvar vloček postupně mění a jak se mění po dopadu na nějakou plochu. Ukázalo se, že určujícím faktorem pro rychlost růstu sněhových vloček je teplota.

Ve vyšších vrstvách atmosféry, při mrazu nad –15°C, má vločka základní tvar šestibokého talířku, postupně jak klesá k zemi, zvyšuje se teplota a vločka se mění. Její základní tvar sice zůstává, ale přibývají další rozvětvené šestihrany.

Tvar i velikost sněhových vloček jsou přímo závislé na teplotě vzduchu. Jejich struktura je zase závislá na molekulách vody. Ty se skládají, jak známo, ze dvou atomů vodíku a jednoho atomu kyslíku. Při běžné teplotě jsou molekuly vody ve stálém pohybu. Jakmile však klesne teplota, začnou působit elektrické vazby mezi molekulami, ty se shlukují a ztuhnou v pevně daných pozicích. Voda zamrzne a její molekuly utvoří v ideálním stavu při krystalizaci hexagonální mřížku. Základní šestiúhelníkový tvar je u všech sněhových vloček pravidlem, i když se vnějším vzhledem mohou vločky značně lišit.

Proč se s teplotou tak výrazně mění i struktura ledových krystalků? To je totiž v krystalografii dost neobvyklé. Ukázalo se, že hexagonální krystaly – tedy známé sněhové vločky se šesterečnou symetrií dominují při teplotě těsně pod nulou. S poklesem teploty se tvoří uspořádaná sloupcovitá struktura a pak se opět vrací struktura hexagonální. Tuto fyzikální zvláštnost přisuzují vědci nečistotám ve vzduchu, které se zachycují na povrchu krystalů a zpomalují jejich růst.

Při samotné krystalizaci je nutné aby se krystalky měly na co nabalovat. Zaběhlá představa, že sněhová vločka vzniká jen z čisté vody je mylná. Jádrem každé sněhové vločky totiž bývá mikroskopické zrnko prachu. Na něj se začíná nabalovat první šestiboký krystal, z něho rostou další a další, až do průměrné velikosti 2 mm, která je vidět pouhým okem. Vzhledem k tomu, že vločky s sebou berou z nižších vrstev naší atmosféry prach, je opodstatněná i skutečnost, že husté sněžení dokáže vzduch docela slušně vyčistit a zbavit prachu.

Pro meteorology jsou tyto výsledky velmi cenné a mohou jim pomoci při předpovědích množství napadnutého sněhu v různých lokalitách.