Ledus kristālu zinātne: kāpēc katra sniegpārsliņa ir unikāla?

Author
Brigita Zutere, researchLatvia

3. janvāris, 2025. gads

dabaszinātnes zinātne

Sniegpārslas ir viens no dabas izsmalcinātākajiem mākslas darbiem – katra no tām ir unikāla, veidojusies sarežģītos un nepastāvīgos apstākļos. Kāpēc sniegpārslas vienmēr ir ar sešiem stariem? Kā tās iegūst tik sarežģītās un reizē simetriskas formas? Aplūkojot sniegpārslu no zinātniskā skatupunkta, tiek skaidrots, kā rodas ledus kristāli, kā veidojas to raksti un kas padara katru sniegpārsliņu tik neatkārtojamu.

Zinātnes būtība ir izprast, no kā lietas sastāv un kā tās darbojas. Sniegpārsliņa ir viens ledus kristāls, kurā visas ūdens molekulas ir sakārtotas precīzā sešstūra režģī vai masīvā.

Sniega kristāls veidojas, kad gaisā esošais ūdens tvaiks pārvēršas ledū, nesasniedzot šķidruma stāvokli.

Jo vairāk ūdens tvaiku kondensējas uz topošā sniega kristāla, jo tas aug lielāks un attīstās, un šajā procesā parādās tā greznie raksti. Jāņem vērā, ka sniega kristāli nav sasalušas lietus lāses, tādā gadījumā veidojas sasalstošs lietus.

Kāpēc tik sarežģītas, simetriskas formas?

Zvaigžņveida sniega kristāla veidošanās sākas no mazas sešstūra plāksnītes, no kuras, kristālam augot, izaug stari. Kristālam krītot cauri mākoņiem, tas saskaras ar nemitīgi mainīgu temperatūru un mitruma līmeni, kas katrā posmā veido starus mazliet atšķirīgi.

Sniegpārslas veidošanās process. Avots: snowcrystals.com
Sniegpārslas veidošanās process. Avots: snowcrystals.com

Precīzo kristāla formu nosaka tā konkrētais ceļš cauri mākoņiem. Visiem seši stariem vienlaikus noris vienādas izmaiņas, tādēļ tie aug sinhroni, veidojot sarežģītu, tomēr simetrisku formu. Tā kā neviens sniega kristāls, krītot cauri mākoņiem, neiziet tieši tādu pašu ceļu, nav divu identisku, pilnīgi vienādu sniegpārslu. Sniega kristāla seši stari aug neatkarīgi. Taču, tā kā tie aug vienādos, nejauši mainīgos apstākļos, visi seši stari iegūst līdzīgu formu. Lielākā daļa sniega kristālu visai simetriski.

Kāpēc seši stari?

Sešu staru simetrija sniega kristālā rodas no ūdens molekulu izvietojuma ledus kristāla režģī. Kad šis ledus kristāla modelis griežas ap savu asi, konstrukcijā var redzēt sešstūrus. Kristālam ir 3D struktūra, un arī sniegpārslas ir trīsdimensionālas. Zvaigžņveida plāksnītes ir plānas un plakanas, bet citas formas var atšķirties. Kad sniega kristāli sāk augt, tie izskatās kā sešstūra prizmas. Katram kristālam ir divas pamatnes un sešas prizmas šķautnes.

Ir arī neregulāras sniegpārslas, proti, daudzi sniega kristāli nav pilnīgi simetriski. Tie aug strauji, un tādējādi sānu stari parādās nejauši. Apvienojot šos procesus, daba reizēm rada gan sarežģītus, gan simetriskus un asimetriskus kristālus. Sniegpārslu veidošanās process ir sarežģīts, un tajā vēl ir daudz kā neatklāta.

Simetrisks ledus kristāls. Avots: snowcrystals.com
Simetrisks ledus kristāls. Avots: snowcrystals.com

Sniegpārslu simetriskās formas un nebeidzamā dažādība ir cieši saistīta ar mikroskopiskajiem procesiem, kas notiek ūdens molekulās, un to ceļu cauri mākoņiem.

Katras sniegpārslas veidošanās ir unikāls rezultāts, ko nosaka temperatūras, mitruma un atmosfēras kustību savstarpējā mijiedarbība.

Lai gan ar zinātnes palīdzību ir izskaidroti daudzi no šiem procesiem, joprojām ir daudz neskaidrību par šiem kristāliskajiem mākslas darbiem.

saistītie raksti

zinātne uzņēmējdarbība

Iespēja piedalīties ES projekta "Open Horizons" projektu uzsaukumā sieviešu vadītiem digitāliem un zinātņu ietilpīgiem jaunuzņēmumiem

Eiropas Savienības projekts Open Horizons izsludinājis iespēju pieteikties finansējumam 39 sieviešu vadītiem digitāliem un zinātņu ietilpīgiem jaunuzņēmumiem (pieteikšanās līdz 2025. gada 21. augustam). Eiropas Savienības projekts "Open Horizons" (2025-2027), kuru finansē ES p…

business.gov.lv

11. augusts, 2025. gads

dabaszinātnes

Saldējuma ķīmija – gardums ar zinātnes recepti

No pirmā acumirkļa saldējums šķiet vienkāršs gardums, taču tā pamatā ir rūpīgi sabalansēta ķīmijas formula. Zinātnes komunikācijas zīmols researchLatvia aicina ielūkoties saldējuma pasaulē ne tikai gardēža, bet arī pētnieka skatījumā. Aiz krēmīgās garšas un vilinošās krāsas slēpjas aizraujoša zināt…

Brigita Zutere, researchLatvia

11. augusts, 2025. gads

zinātne tehnoloģijas inovācija

Pirmā IT vadības sistēmas pieeja unikālai ierīcei izstrādāta Latvijā

Pirmā IT vadības sistēmas pieeja unikālai ierīcei Latvijā, kas nolasa smadzeņu zemās frekvences radioviļņus un spēj ar to vadīt iekārtu, liekot tai kustēties dažādos virzienos, tādējādi savienojot tehnoloģiju ar cilvēka prātu, ir izstrādāta tieši Biznesa augstskolas Turība Informācijas te…

Biznesa augstskola Turība

8. augusts, 2025. gads

zinātne uzņēmējdarbība

Mūsu nākotne ir atkarīga no zinātnes

Līdz šim daudz runāts par to, ka tipiskie investīciju fondi labprātāk iegulda programmatūras jaunuzņēmumos, nevis zinātniski ietilpīgos uzņēmumos. Taču Londonā bāzēta investīciju uzņēmuma "Wilbe" operacionālā vadītāja Anna Vildaus uzskata, ka veiksmīgi un tiešām ambiciozi zinātniski ietilpīgi jaunu…

Labs of Latvia, Anda Asere

8. augusts, 2025. gads