O SNEGU

(Reprint*) Sneg je ponovo nad gradom. U normalnim okolnostima, to može biti prilika za malo radosti. No, snežnu radost, pre ili kasnije, po pravilu zameni tiho gunđanje, nervoza i potom, otvorena netrpeljivost, a često i opravdana ljutnja na lokalne vlasti i zimske službe.

Šta je sneg zapravo? Kakav nam je to, u našim krajevima redak, mada redovan gost, sada ponovo došao? Kakva se nauka krije iza snega?

Sneg je samo voda, voda u čvrstom stanju. No, sneg je, na primer, bitno različit od susnežice ili ledene kiše jer se njegova kristalizacija odvija u atmosferi, mada mu je hemijska formula ista, H20, kao kod vode ili leda.

Kišne kapi, potekle od kondenzovanja vodene pare u oblacima, mogu se zbog niske temperature tokom pada zamrznuti i pretvoriti u susnežicu i led, ali tako nastale, blizu tla zaleđene čestice nisu sneg jer se razlikuju od snežnih pahulja po obliku i strukturi.

Pahulje nastaju već u oblacima, gde se snežni kristali formiraju direktno iz vodene pare. Pahulje mogu biti sačinjene od jednog ili više spojenih kristala, dok se pri višim temperaturama grade od velikog broja kristala i na zemlju padaju u snežnim grudvicama.

Svaki snežni kristal je zapravo kristal leda, tako da njegovu geometriju određuje geometrija molekula vode koji je sastavljen od jednog atoma kiseonika i dva atoma vodonika, međusobno razmaknuta za 105 stepeni.

Rast snežnog kristala počinje u oblaku superzasićene vodene pare tako što se molekuli vode kondenzuju oko sićušne čestice prašine i obrazuju šestostranu prizmu na koju se dodaju novi slojevi molekula. Isprva, dok je kristal malih dimenzija, on raste sporo i čitava rešetka zadržava isti oblik.

Kako snežni kristal postaje sve veći, njegovih šest uglova bivaju sve više razmaknuti i sve više okruženi superzasićenim vazduhom, tako da uglovi počinju da rastu za nijansu brže od ostatka kristala.

Zbog ove male razlike u brzini na uglovima, šestougaoni kristal počinje da se grana u šest krakova. Okolni atmosferski uslovi su praktično isti za sve krake, tako da oni rastu približno na isti način i istom brzinom. Zato sve snežne pahulje imaju šest međusobno identičnih krakova.

Međutim, rast snežnog kristala i konačan oblik pahulje pre svega zavise od koncentracije vlage u oblaku i temperature vazduha.

U laboratorijskim eksperimentima sa kontrolisanim uslovima utvrđeno je da pri različitim temperaturama, u intervalu od -3 do -20 °C, nastaju pahulje koje se međusobno drastično razlikuju. Na -5°C obično nastaju pahulje sa najdužim kracima, dok se između -20°C i -15°C formiraju pahulje u obliku ravnih šestokrakih kristala.

Zanimljivo je da nikada iz oblaka na tlo neće pasti dve potpuno iste snežne pahulje. Verovatnoća da nastanu dve indentične pahuljice skoro da je jednaka nuli, jer svaka pahulja neprestano preživljava dramatične izmene u okruženju, biva nošena na razne strane oblaka, trpi različit pritisak i vlažnost.

No, jedinstvenost pahulja je ipak posledica molekularne strukture leda. Usled postojanja više izotopa vodonika i kiseonika, na svakih 5000 molekula vode javlja se jedan koji se razlikuje od ostalih. Omanji snežni kristal sadrži nekoliko hiljada miliona milijardi molekula vode, što znači da u njemu ima oko milion milijardi molekula koji se razlikuju od ostalih. Oni su nasumično raspoređeni po kristalnoj rešetki, čineći svaki snežni kristal jedinstvenim.

Kada bi u svakoj godini nastalo milion milijardi pahulja, verovatnoća da se čak i tokom perioda od 15 milijardi godina, koliko iznosi starost cele vasione, formiraju dve do u molekul indentične pahuljice i dalje je praktično nula.

Čarolija snega je nesumnjiva. Pahulje, svaka od njih sasvim jedinstvena, u haotičnom letu se spuštaju na tlo i stvaraju snežni pokrivač koji u belini, u nevinosti na koju asocira, uravnotežuje svaki predeo, privremeno ulepšava prizore prljavog grada i ukida ružne ovdašnjosti. Izaziva tišinu.

—

Tekst: S. Bubnjević

Ilustracija: Depositphotos/Mikhaylova

—

*Prema tekstovima istog autora za Vreme nauke i Elementarijum