Lumihiutaleet eivät ole niin ainutlaatuisia kuin luulet
by Younghee Jang And Sophia Fox-Sowell , Northeastern University
Herkillä lumihiutaleilla, joiden putoamista katselet ikkunastasi, joita lapioit jalkakäytävältäsi ja kiroilet, kun ne muuttuvat sohjoiksi, on melko pitkä seikkailu ennen kuin ne pääsevät maahan. Lumihiutale aloittaa laskeutumisensa tuhansia metrejä maanpinnan yläpuolelta nenänpäähäsi tai autosi katolle. Sen matka alkaa, kun jää muodostuu pölyhiukkasen ympärille ja tuulet puhaltavat sen pilvien läpi, missä sen kiteet sitten kukoistavat pieniksi jäätähdiksi.
Ja koska lumikide ei paina juuri mitään, voi lumikiteeltä kestää tuntikausia ajautua alas.
Olet ehkä kuullut, että yksikään lumihiutale ei ole samanlainen, ja se on totta, mutta molekyylitasolla ne eivät eroa toisistaan erityisen paljon, sanoi Moneesh Upmanyu, kone- ja tuotantotekniikan professori Northeasternissa.
Hänen mukaansa lumihiutaleen muoto määräytyy sen ilman lämpötilan ja ilmankosteuden mukaan, jossa se muodostuu.
Lämpötila kontrolloi sitä, kuinka nopeasti vesimolekyylit kiinnittyvät lumihiutaleeseen, hän sanoi. ”Kosteus säätelee sitä, kuinka monta ilmaa kyllästävää vesimolekyyliä on käytettävissä sen kasvun aikana.”
Tutkijat ovat järjestäneet lumihiutaleiden kiderakenteet kahdeksaan yleiseen kategoriaan, joihin kuuluvat pylväät, tasot ja epäsäännölliset hiukkaset.
Sitä vastoin kuin lumihiutaleita tehdään käsin taittelemalla pala paperia ja leikkaamalla villisti satunnaisia muotoja toivoen, että niistä syntyy koristeellinen koriste, kun ne puretaan, oikeat lumihiutaleet muodostavat monimutkaiset kuvionsa vapauttamalla lämpöä.
Kun ne putoavat taivaalta ja keräävät vesimolekyylejä, pallomaiset jääkiteet kasvattavat dendriittejä, jotka näyttävät puun oksilta. Jääkiteet muodostavat luonnostaan palloja, mutta versovat pieniä neulasia ulospäin, koska se on tehokkain tapa levittää lämpöä.
”Jos ilmankosteus on alhainen, näet useimmiten kuin jalkojen muodon”, Upmanyu sanoi. ”Mutta jos lämpötila on alhainen, näet jotain kuusikulmaisen prisman kaltaista.”
Hän sanoi, että lumimyrskyn aikana lumihiutaleen erillistä muotoa olisi hyvin vaikea nähdä ilman mikroskooppia tai tietokonekuvantamisohjelmaa, joka pystyy seuraamaan jääkiteiden ääriviivoja lumihiutaleen kolmiulotteisen kuvan avulla.
”Jopa kontrolloidussa ympäristössä voit ehkä nähdä vain kaksi erilaista muotoa”
, Upmanyu sanoi. ”Mutta lumimyrskyssä, jossa tapahtuu niin paljon, näkisit vain yhteen kasautuneita lumihiutaleiden ryppäitä.”
Niinpä vaikka et luultavasti pysty erottamaan pylväskidettä ja tasokidettä paljain silmin, voit silti muotoilla lumihiutaleista lumipalloja, joita voit heittää kavereitasi kohti, kun olet lumen peitossa.
Provided by Northeastern University