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

starptautiskā sadarbība zinātne

Eiropas iniciatīva #ChooseEurope: pētniecības iespējas arī Latvijā

Eiropas Komisija (EK) 2025. gadā uzsākusi starptautisku iniciatīvu #ChooseEurope, kuras mērķis ir stiprināt Eiropas kā pievilcīgas pētniecības telpas atpazīstamību un veicināt pētnieku profesionālo mobilitāti. Iniciatīvu atbalsta arī Izglītības un zinātnes ministrija, akcentējot Latvijas iesaisti s…

researchLatvia | Latvijas Zinātnes padome

12. decembris, 2025. gads

dabaszinātnes tehnoloģijas

LU pētnieki uzsākuši unikālu pētījumu par kūdras ieguves nākotni Latvijā

Latvija ir kūdras substrātu eksporta līdere, un ir aprēķināts, ka mūsu valstij kūdras eksports pietiek vēl tūkstoš gadiem. Ņemot vērā Eiropas zaļo kursu, pastāv iespēja, ka kūdras ieguve Latvijā var tikt ierobežota. Tāpēc, lai uzzinātu patiesās emisijas, kas rodas purvos, novembrī uzsākts unikāls s…

Latvijas Universitātes fonds

10. decembris, 2025. gads

dabaszinātnes

LVKĶI uzsāk dalību projektā par raibās tauriņpiepes audzēšanu laboratorijā

Kas notiek, ja mežā augošu, gadsimtiem pazīstamu ārstniecības sēni mēģina “pierunāt” augt laboratorijā? Vai iespējams atkārtot dabā notiekošu, lēnu un sarežģītu procesu kontrolētos apstākļos, un no tā iegūt vielas ar augstu bioloģisko vērtību? Šiem jautājumiem Latvijas Valsts koksnes ķīmijas instit…

Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūts

9. decembris, 2025. gads

zinātne pētījumi sabiedrības veselība

Organiskās sintēzes institūta pētnieki meklē jaunus risinājumus dzīvībai bīstamu sēnīšu infekciju ārstēšanai

Organiskās sintēzes institūta pētnieki meklē jaunus risinājumus dzīvībai bīstamu sēnīšu infekciju ārstēšanai. Ja cilvēka imunitāte ir ļoti novājināta, patogēnās sēnes spēj no gļotādām nonākt asinīs un izraisīt sistēmisku infekciju jeb kandidēmiju, kas var skart sirdi, nieres, aknas vai smadzenes. P…

Sintija Ambote | Latvijas Radio Ziņu dienests

8. decembris, 2025. gads