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

Sākts pētījums par olu čaumalu un membrānu izmantošanu kalcija un kolagēna ražošanai

Olu čaumalas un membrānas parasti tiek uztvertas kā atkritumi, taču tajās slēpjas vērtīgas vielas, kuras iespējams pārvērst augstvērtīgos produktos. Lai to īstenotu, Latvijā uzsākts projekts "Olu čaumalas un olu membrānu morfoloģijas izpēte un izmantošana rūpnieciskā mērogā kalcija un kolagēna ražo…

Latvijas Biozinātņu un tehnoloģiju universitāte

10. septembris, 2025. gads

zinātnes politika zinātne zinātnes komunikācija

Apstiprināta valsts pētījumu programma “Letonika latviskas un eiropeiskas sabiedrības attīstībai”

Ministru kabinets (MK) šodien, 9. septembrī, apstiprināja Izglītības un zinātnes ministrijas (IZM) izstrādāto valsts pētījumu programmu (VPP) “Letonika latviskas un eiropeiskas sabiedrības attīstībai”. Šīs VPP mērķis ir stiprināt latviešu valodu, kultūru un latvisko identitāti un  veicināt &nb…

Izglītības un zinātnes ministrija

9. septembris, 2025. gads

zinātne

LU Cietvielu fizikas institūtā noslēdzies CAMART² projekts

Ar Eiropas Komisijas apstiprinājumu noslēdzies CAMART² projekts, kas astoņu gadu garumā tika īstenots programmas Horizon 2020 Teaming ietvaros. Projekta kopējais finansējums bija 30 miljoni eiro (15M EUR no ES un 15M EUR no nacionālajiem avotiem), un tā mērķis bija modernizēt Latvijas Universitātes…

Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts

9. septembris, 2025. gads

zinātne

LU pētnieki apspriež Latvijas ilgtermiņa attīstības scenārijus

Izstrādājot Latvijas attīstības stratēģijas “Latvija 2050” ietvaru, Latvijas Universitātes (LU) pētnieki ir uzsākuši konsultācijas ar sociālajiem partneriem un ekspertiem par Latvijas ilgtermiņa attīstības scenārijiem. Pirmās konsultācijas ir notikušas š. g. 29. augustā ikgadējā “Ekonomistu apvienī…

Latvijas Universitāte

9. septembris, 2025. gads