КАКО НАСТАЈУ ПАХУЉЕ СНИЈЕГА? :: Semberija INFO ::

 

КАКО НАСТАЈУ ПАХУЉЕ СНИЈЕГА?


Foto
Како је пун креативне генијалности ваздух у којем се стварају пахуље снијега! Тешко да бих био више задивљен чак и када би праве звијезде с неба пале на мој капут, записао је амерички књижевник и велики обожавалац природе Хенри Дејвид Торо 1856. године.

Сњежне пахуље заправо су кристали леда, већином накупине монокристала леда, али знају бити и самостални монокристали. Настају у различитим величинама и облицима, а структура сваке од њих је јединствена да је тешко замислити да настају спонтано, под утицајем закона физике.

Пахуље настају у облацима на температурама нижим од нула степени Целзијуса директно из водене паре у ваздуху, а не смрзавањем воде како се обично мисли. Да би пахуља добила коначан облик мора постојати почетни, иницијални кристалић леда. Он чини језгро, а састоји се од десетак до неколико стотина молекула те се на њега лако уграђују надолазеће молекуле водене паре.

Али, да би се створио иницијални кристалић леда мора постојати језгро нуклеације. Ту функцију језгра нуклеације обављају фина зрнца прашине различитих извора. Ако није задовољена температура, односно ако је она виша од нуле, молекуле водене паре ће се кондензовати у капљице, такође на зрнцима прашине. Свака кишна кап и свака сњежна пахуља садрже барем једно зрнце прашине.

Процес настајања пахуља може се једноставно приказати тумачењем фазног дијаграма воде. Ради се о притисак/температура (п/Т) графикону. У ваздуху на некој висини, у облаку, унутар одређеног опсега температуре и влажности постоје два, а често и три агрегатна стања воде, а дијаграм показује равнотежне линије границе између три фазе: круте, течне и плиновите. Граница између течне и плиновите фазе не наставља се у бесконачност, него се прекида у тачки која се назива критична тачка. То заправо значи да се на екстремно високим температурама и притисцима течна и плиновита фаза не могу разликовати. Та се фаза назива суперкритични флуид.

Падне ли температура испод нула степени течна фаза би требало да се претвори у лед и опет би посматрани састав био у складу с фазним дијаграмом. Постојале би само двије фазе, лед и пара, али то се ријетко догађа. Чешћа је ситуација када капљице воде остају у течном стању и иако потхлађене, могу одржати течно стање све до -41 степен (ако на површини нема хемијских и механичких нечистоћа), а након које се кристализују у лед. У стварности управо због нечистоћа оне се почињу смрзавати и на температурама вишим од -41 степен. Те нечистоће на површини имају једнаку улогу као и зрнца прашине приликом иницијалне кристализације пахуље. Оне дјелују као центри око којих почиње кристализација.

Симетрија је главна компонента љепоте сњежних пахуља - имају кристалну структуру, а њихов макроскопски облик је увијек хексагонска призма.

Сњежне пахуље рано су привукле пажњу научника. Године 1611. Јохан Кеплер, физичар познат по три закона о планетама, у својим радовима расправља о уоченом правилном шестоугаоном облику сњежне пахуље. Године 1635. Рене Декарт, филозоф и математичар, такође дио свог креативног рада посвећује пахуљама. Он је забиљежио врло детаљне и дојмљиве описе облика пахуља које је видио простим оком. Запазио је да су налик плочицама леда, шестоугаоног облика и врло правилне.

(Независне)