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 inovācija sabiedrības veselība

Rīgas Tehniskās universitātes studenti ir izstrādājuši risinājumu sirds mazspējas agrīnai diagnostikai

Divi Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) studenti Klara Kuzņecova un Ņikita Iznovs izstrādājuši inovatīvu, praktisku un mērogojamu tehnoloģisku risinājumu sirds mazspējas agrīnai diagnostikai, piedaloties Vita-Salute San Raffaele universitātes (UniSR) Itālijā un RTU kopīgi rīkotajā zinātn…

Rīgas Tehniskā universitāte

28. jūlijs, 2025. gads

kosmoss zinātne

Latvijas izrāviens kosmosā: pieci gadi Eiropas Kosmosa aģentūrā

2020. gada 27. jūlijā, Latvija kļuva par Eiropas Kosmosa aģentūras (EKA) asociēto dalībvalsti. Piecu gadu laikā šis statuss ir kļuvis par nozīmīgu pamatu Latvijas kosmosa nozares attīstībai, paverot durvis gan starptautiskai sadarbībai un zinātniskai izaugsmei, gan tehnoloģiskām inovācijām un cilvē…

researchLatvia

25. jūlijs, 2025. gads

zinātne uzņēmējdarbība

Atvērta pieteikšanās "Confluence" pirmsakcelerācijas programmai

Līdz 18. augustam zinātniski ietilpīgi jaunuzņēmumi aicināti pieteikties otrajai Latvijas Investīciju un attīstības aģentūras (LIAA) atbalstītajai pirmsakcelerācijas programmai "Confluence", ko īsteno inovāciju vadības uzņēmums "Helve". Confluence programma sniedz iespēju zinātniskās in…

Latvijas Investīciju un attīstības aģentūra

23. jūlijs, 2025. gads

zinātne inovācija

Rīgas Tehniskā universitāte piedalās globālā robotikas un bezpilota tehnoloģiju jomas projektā

Rīgas Tehniskā universitāte (RTU) piedalās starptautiskā projektā, lai izstrādātu modernas bezpilota transportlīdzekļu (UxV) tehnoloģijas civilās drošības, kritiskās infrastruktūras aizsardzības un ārkārtas situāciju pārvaldības vajadzībām. RTU zinātnieki projektā veido īpašu, radara dato…

Rīgas Tehniskā universitāte

23. jūlijs, 2025. gads