Για να σχηματιστούν οι νιφάδες, χρειάζονται σχεδόν 100.000 σταγονίδια, μέσα σε 30 λεπτά. Πότε «φωτογραφήθηκαν» πρώτη φορά

Οι χιονονιφάδες με γυμνό μάτι θυμίζουν λευκές παγωμένες κουκίδες. Αν κάποιος τις δει με μικροσκόπιο, θα παρατηρήσει ότι έχουν εξαγωνικό σχεδόν συμμετρικό σχήμα και ότι η κάθε μια είναι διαφορετική. 

Ο αέρας αποτελείται από υδρατμούς, οι οποίοι μετακινούνται με τις αέριες μάζες και μεταβάλλονται ανάλογα με την πίεση που ασκείται και τη θερμοκρασία. Τα καιρικά φαινόμενα όπως τα σύννεφα, η βροχή, το χαλάζι και το χιόνι είναι αποτέλεσμα αυτών των μεταβολών.

Οι χιονονιφάδες αποτελούνται από κρυστάλλους πάγου και δημιουργούνται όταν σταγονίδια νερού παγώνουν στην ατμόσφαιρα, τη στιγμή που επικρατούν κάτω από το 0 βαθμοί Κελσίου.

Για να σχηματιστεί μια νιφάδα, χρειάζονται σχεδόν 100.000 σταγονίδια, μέσα σε περίπου 30 λεπτά.

Η χιονονιφάδες για πρώτη φορά κάτω από το μικροσκόπιο

O αμερικανός μετεωρολόγος και φωτογράφος Γουίλσον Μπέντλεϋ έγινε ο πρώτος γνωστός άνθρωπος που τράβηξε λεπτομερείς φωτογραφίες νιφάδων χιονιού και κατέγραψε τα χαρακτηριστικά τους.

Το 1880, στα 15α γενέθλιά του η μητέρα του του έκανε δώρο ένα μικροσκόπιο. Πέντε χρόνια αργότερα, εξοπλισμένος τόσο με το μικροσκόπιό του όσο και με μια φωτογραφική μηχανή, ο Μπέντλεϋ έβγαλε την πρώτη επιτυχημένη φωτογραφία νιφάδας χιονιού. Οι κρύσταλλοι χιονιού είναι δύσκολο να φωτογραφηθούν, επειδή λιώνουν γρήγορα.

Κάποιο χειμώνα, αποφάσισε να σταθεί στο κρύο για ώρες ενώ περίμενε υπομονετικά μέχρι να πέσουν οι νιφάδες. Όταν έπεσε η πρώτη, με ένα φτερό πολύ προσεκτικά τη μετακίνησε και την τοποθέτησε κάτω από το φακό. Μετά από την πρώτη φωτογραφία, ο Μπέντλεϋ φωτογράφισε πάνω από 5000 κρυστάλλους χιονιού, μέχρι τον θάνατό του, το 1931.

Το κύριο χαρακτηριστικό τους είναι η σχεδόν απόλυτη εξαγωνική τους συμμετρία. Αυτό συμβαίνει επειδή στον πάγο (δηλαδή όταν το νερό είναι σε στερεά, κρυσταλλική κατάσταση) τα μόρια του νερού οργανώνονται σε ένα εξαγωνικό μοτίβο.

Οι διάφορες κατηγορίες που έχουν προταθεί για το σχήμα τους κυμαίνονται από λίγες δεκάδες μέχρι πάνω από εκατό, αλλά γενικά διακρίνονται σε δύο κύριες κατηγορίες. Η πρώτη περιλαμβάνει τις χιονονιφάδες με επίπεδο σχήμα και σαφή εξαγωνική συμμετρία, ενώ η δεύτερη αφορά τις βελόνες ή εξαγωνικές στήλες, οι οποίες συχνά μοιάζουν με μικρά μολύβια.

Πέρα από τις δύο βασικές μορφές, συχνά συναντώνται και υβρίδια που συνδυάζουν τα χαρακτηριστικά τους.

Το ενδιαφέρον βρίσκεται στο πώς οι συνθήκες επηρεάζουν τη μορφολογία των χιονονιφάδων. Από τις μελέτες του Ukichiro Nakaya το 1930, διαπιστώθηκε ότι διαφορετικά επίπεδα υγρασίας και θερμοκρασίας οδηγούν στην ανάπτυξη κρυστάλλων είτε οριζόντια (επίπεδες νιφάδες με εξαγωνική συμμετρία) είτε κατακόρυφα (στήλες). Η φυσική αιτία αυτής της διαφοροποίησης δεν είναι πλήρως κατανοητή. Γύρω στους -2°C σχηματίζονται επίπεδες χιονονιφάδες, ενώ στους -5°C σχηματίζονται στήλες. Όταν η θερμοκρασία φτάσει τους -15°C, οι επίπεδες νιφάδες επανέρχονται, ενώ κάτω από -20°C εμφανίζονται και οι δύο τύποι.

Αν και κάθε χιονονιφάδα είναι μοναδική, ο Κένεθ Λίμπρεχτ, καθηγητή φυσικής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια, ανακάλυψε ότι όταν σχηματίζονται κοντά υπό τις ίδιες ακριβείς συνθήκες, μπορεί να είναι σχεδόν πανομοιότυπες. Ωστόσο, τονίζει ότι η σύγκριση πολύπλοκων αντικειμένων ή οργανισμών δεν έχει νόημα, καθώς η πολυπλοκότητα τους τα καθιστά μοναδικά.

Μέσω πειραμάτων, κατάφερε να αναπαράγει τα χαρακτηριστικά σχέδια των χιονονιφάδων που χρησιμοποιούμε για διακόσμηση, όπως τα κλασικά σχήματα των Χριστουγέννων. Ρυθμίζοντας τις συνθήκες υγρασίας και θερμοκρασίας, μπορεί να παράγει σε πραγματικό χρόνο διαφορετικά σχήματα χιονονιφάδων.

Αρχική εικόνα: Wikipedia