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 pārvērst inovāciju par produktu – atvērta pieteikšanās bezmaksas apmācību programmai

Latvijai stiprinot savu zinātnes un inovāciju ekosistēmu, Venture Catalysts piedāvā unikālu iespēju pētniekiem un uzņēmējiem apgūt prasmes, zināšanas un saņemt atbalstu, kas nepieciešams, lai idejas pārvērstu tirgū realizējamos produktos un pakalpojumos. Programma ir izstrādāta uzņēmumu dibi…

Latvijas Investīciju un attīstības aģentūra

27. jūnijs, 2025. gads

dabaszinātnes

LBTU pētīs klimatam noturīgu apstādījumu izveidi pilsētvidē un izstrādā apmācību programmas

Latviju un Lietuvu vieno kopīgi izaicinājumi saistībā ar Eiropas Savienības (ES) vides politikas īstenošanu, kurā īpaša nozīme ir pilsētvides zaļās infrastruktūras attīstībai un klimatam pielāgotu, noturīgu apstādījumu ieviešanai. Taču praktiskajā līmenī pašvaldībām un nozares speciālistiem bieži t…

Latvijas Biozinātņu un tehnoloģiju universitāte

26. jūnijs, 2025. gads

zinātne uzņēmējdarbība

Latvijā radītā "STEM UP!" galda spēle attīsta STEM prasmes

Izglītojošā viktorīnas spēle "STEM Up!" radīta, lai rosinātu zinātkāri un attīstītu prasmes zinātnes, tehnoloģiju, inženierijas un matemātikas jomās (STEM). "Mūsu mērķis bija radīt produktu, kas palīdzētu jauniešiem mācīties caur spēli. "STEM Up!" iedvesmo ne tikai uzzināt vairāk, bet arī …

Labs of Latvia

20. jūnijs, 2025. gads

pētījumi zinātne

Nākotnes zāles – ar dziļu cieņu pret dabu

Zinātnieki arvien biežāk aicina ārstniecībā atgriezties pie tā, ar ko viss reiz sākās – pie dabas. Dabas vielas kļūst par būtisku atspēriena punktu jaunu zāļu izstrādē, jo to savienojumi izraisa mazāk blakusparādību nekā sintētiski medikamenti, pie kādiem esam pieraduši. Mūsdienu ķīmijas iespējas ļ…

Latvijas Organiskās sintēzes institūts

20. jūnijs, 2025. gads