Снег более изучен и понятен,
чем лед. В былые века многие светлые головы интересовались хлопьями, летящими с
небес. Так, немецкий астроном Иоганн Кеплер выяснил, что почти все снежинки
представляют собой шестиконечные кристаллики Рене Декарт занимался не только
философией («Cogito ergo sum», «Я мыслю — значит, существую»), но и
наблюдениями в области естественных наук. Так, еще в 1637 году он опубликовал
первые реалистичные зарисовки снежинок. На его эскизах можно увидеть даже
двенадцати — и восемнадцатиконечные кристаллики, которые в природе встречаются
очень редко.
Хрупкие, легчайшие снежинки
проходят долгий и прихотливый путь Зарождаются они в облаках, конденсируясь из
водяных паров в виде крохотных капелек. Все происходит согласно упомянутому
нами «эффекту Мпембы»: капельки остывают до температуры ниже О °С, но не
замерзают. Лишь витающие в воздухе пылинки способствуют их превращению в снег.
Как только капельки воды сталкиваются с этими «центрами кристаллизации», они
тут же «взрываются», застывая шестиконечными кристалликами.
По мере приближения к Земле,
они притягивают к себе все новые капли, постепенно увеличиваясь в размерах.
Японский физик Укихиро Накая еще в 1930-е годы выяснил, что форма снежинок
зависит от температуры окружающего их воздуха. Так, если на пути снежинки
встретится поток очень холодного воздуха, кристаллик начинает расти в высоту,
вытягиваясь словно небольшой столбик. Более теплые слои воздуха формируют
симметричные многогранные пластинки. Если температура воздуха оказывается выше
точки замерзания, снежинка тает, вновь превращаясь в дождевую каплю.
Все это выглядит слишком
схематично: если тепло — в воздухе носятся миллионы пластинок, если холодно — с
неба сыплются одинаково удлиненные кристаллики. А вот этого — единообразия —
как раз нет! На самом деле снежные хлопья минуют не один температурный слой, а
множество. Постоянное чередование температуры превращает кристаллики снега в
уникальное творение. Четыре года назад американские ученые, обследовав около 12
000 снежинок, выявили у них самые разнообразные дефекты, нарушавшие симметрию.
Под электронным микроскопом были видны многочисленные точечные и нитевидные
«довески», портившие безупречную форму снежинок. Немецкие метеорологи
подсчитали, что каждый год на Германию падает несколько септильонов (число с 24
нулями) снежинок. Но среди них не найти двух одинаковых!
Снежный покров, устилающий
землю в зимние месяцы, жизненно важен для растений. Он спасает их от
вымерзания. Рыхлый снег содержит большое количество воздуха. Порой «снежная
перина» на 90 процентов состоит из воздушной начинки, а та, как известно,
является превосходным изолятором. Недаром окна в наших домах двойные, с
прослойкой воздуха между стеклами, который защищает жилище от холода. Тот же
эффект используют эскимосы, строя свои зимние хижины из снега. Внутри иглу
тепло (температура доходит до +10 °С), и, как мы выяснили, потолок никогда не
осыпается.