אין שני פתיתי שלג זהים

סביר להניח שנאמר לך ששני פתיתי שלג זהים זה לזה - שכל אחד מהם אינדיבידואלי כמו טביעת אצבע אנושית. עם זאת, אם הייתה לך הזדמנות לבחון מקרוב פתיתי שלג, גבישי שלג מסוימים נראים כמו אחרים. מה האמת? תלוי כמה אתה מסתכל מקרוב. כדי להבין מדוע יש מחלוקת לגבי דמיון של פתיתי שלג, התחל מהבנה כיצד פתיתי שלג עובדים.

פתיתי שלג הם גבישי מים, בעלי הנוסחה הכימית H₂O. יש דרכים מרובות מולקולות מים יכולות להיקשר ולהערם זה עם זה, תלוי בטמפרטורה, לחץ האוויר וריכוז המים באטמוספרה (לחות). באופן כללי קשרים כימיים במולקולת המים מכתיבים את צורת פתית השלג המסורתית בעלת 6 הצדדים. אחד שקריסטל מתחיל להיווצר, הוא משתמש במבנה הראשוני כבסיס ליצירת ענפים. הענפים עשויים להמשיך לצמוח או שהם יכולים להתמוסס ולרפורמה בהתאם לתנאים.

מכיוון שקבוצת פתיתי שלג הנופלים באותו זמן נוצרים בתנאים דומים, יש סיכוי סביר אם אתה מסתכל על פתיתי שלג מספיק, שניים או יותר ייראו זהים לעין בלתי מזוינת או מתחת לאור מיקרוסקופ. אם משווים קריסטלי שלג בשלבים הראשונים או בהיווצרותם, לפני שהיה להם סיכוי להסתעף הרבה, הסיכוי ששניים מהם עשויים להיראות זהים הוא גבוה. מדען השלג ג'ון נלסון מאוניברסיטת ריטסומיקן בקיוטו, יפן, אומר שפתיתי שלג שמרו בין 8.6 מעלות צלזיוס ל- 12.2 מעלות צלזיוס (-13ºC ו- -11ºC) שמרו על מבנים פשוטים אלה למשך זמן רב ויכולים ליפול לכדור הארץ, שם יהיה קשה להבדיל ביניהם רק להסתכל אותם.

אם כי פתיתי שלג רבים הם מבנים מסועפים עם שישה צדדים (דנדריטים) או לוחות משושים, גבישי שלג אחרים טופס מחטים, שבעצם דומים זה לזה. מחטים נוצרות בין 21 ° F ל- 25 ° F ולעיתים מגיעות לאדמה שלמות. אם אתה מחשיב את מחטי השלג והעמודים כ"פתיתי "שלג, יש לך דוגמאות לקריסטלים שנראים זהים.

אמנם פתיתי שלג עשויים להיראות זהים, ברמה מולקולרית, אך כמעט בלתי אפשרי ששניים זהים. ישנן סיבות רבות לכך:

• מים עשויים מתערובת של איזוטופי מימן וחמצן. לאיזוטופים אלה יש תכונות שונות במקצת זה מזה, ומשנים את מבנה הגביש הנוצר באמצעותם. בעוד שלושת האיזוטופים הטבעיים של חמצן אינם משפיעים באופן משמעותי על מבנה הגביש, שלושת האיזוטופים של מימן שונים זה מזה באופן מובהק. בערך 1 מכל 3,000 מולקולות מים מכיל את Deuterium איזוטופ מימן. גם אם פתית שלג אחת מכילה מספר זהה של אטומי deuterium כמו פתית שלג אחרת, הם לא יתרחשו בדיוק באותם מקומות בגבישים.
• פתיתי שלג מורכבים מכל כך הרבה מולקולות, לא סביר ששני פתיתי שלג הם באותו גודל בדיוק. מדען השלג צ'ארלס נייט, במרכז הלאומי למחקר אטמוספרי בבולדר, קולורדו מעריך שכל גביש שלג מכיל כ- 10,000,000,000,000,000,000 מולקולות מים. מספר הדרכים בהן מולקולות אלו יכולות לסדר את עצמן הוא כמעט אינסופי.
• כל פתית שלג חשופה לתנאים שונים במקצת, כך שגם אם הייתם מתחילים עם שני גבישים זהים, הם לא יהיו זהים לכל אחד עד שהגיעו לפני השטח. זה כמו להשוות תאומים זהים. הם עשויים לחלוק את אותו ה- DNA, אך הם שונים זה מזה, במיוחד ככל שחולף הזמן ויש להם חוויות ייחודיות.
• כל פתית שלג נוצרת סביב חלקיק זעיר, כמו סלע אבק או חלקיק אבקה. מכיוון שהצורה וגודל החומר המוצא אינם זהים, פתיתי השלג אפילו לא מתחילים.

לסיכום, הוגן לומר שלפעמים שני פתיתי שלג נראים זהים, במיוחד אם הם צורות פשוטות, אך אם בוחנים שני פתיתי שלג מספיק מקרוב, כל אחד מהם יהיה ייחודי.