Valóban minden hópehely különböző alakú?

[link]

"Kérdés

Igaz-e, hogy nincs két egyforma hókristály?

Válasz

A tudományos konszenzus szerint annak a valószínűsége, hogy két nagy hókristály egyforma, nulla.

Annak a valószínűsége, hogy két hókristály (egyetlen jégkristály) vagy pehely (egy hókristály vagy több hókristály egymáshoz tapadva) pontosan egyforma legyen a molekuláris szerkezetét és a megjelenését tekintve, nagyon kicsi. Az ellenkezőjét pedig nem lenne könnyű bebizonyítani. Minden télen körülbelül 1 szeptillió (1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 azaz trillió trillió) hókristály hullik le az égből!

A minden télen keletkező összes hókristályt átnézni ijesztő feladat lenne. Ezért a felhőfizikusokra, kristálykutatókra és meteorológusokra hagyatkozunk, akik tanulmányozzák a hókristályokat, és elmagyarázzák nekünk, miért nincs két egyforma hókristály.

Először is meg kell értenünk, hogy nem minden vízmolekula pontosan egyforma. Általánosságban elmondható, hogy a vízmolekulák két hidrogénmolekulából és egy O(16) atomból állnak. Azonban nem minden vízmolekula rendelkezik ezzel az elrendezéssel. Néhány vízmolekulában az egyik hidrogénatom helyén egy deutériumatom van, és néhány vízmolekulában egy O(18) atom is van. Mivel a hókristályok molekuláris felépítése nagymértékben eltér egymástól, ebből következik, hogy minden egyes hókristály kissé eltérő lesz.

Továbbá a hókristályok egyedi és összetett tulajdonságait nagymértékben befolyásolják az instabil légköri viszonyok. A hókristályok érzékenyek a hőmérsékletre, és megváltozik az alakjuk és a kialakításuk, ahogy a felhőből leesnek, és ki vannak téve a hőmérséklet-ingadozásnak. Gyakorlatilag lehetetlen, hogy két hókristály vagy hópehely ugyanolyan fejlődési előzményekkel rendelkezzen.

2007-ben újabb történetek láttak napvilágot arról, hogy a régi mondás, miszerint "Nincs két egyforma hópehely", talán nem is igaz. Ezek a történetek arra világítottak rá, hogy az egyszerűbb formájú kisebb kristályok (pl. hatszögletű prizmák) hasonlóan nézhetnek ki. A történetek arról is beszámoltak, hogy lehetséges, hogy a kis számú (pl. 10) vízmolekulát tartalmazó hókristályok is hasonlóak (egy tipikus hókristály 1018 vízmolekulát tartalmaz !). Mint látható, attól függően, hogy hogyan definiáljuk az egyforma vagy a hókristály fogalmát, találhatunk két olyan hókristályt, amelyik egyforma. A tudományos konszenzus azonban még mindig úgy véli, hogy nagyon valószínűtlen, hogy két nagyobb összetett hókristály azonos legyen molekulaszerkezetben és megjelenésben."

Published: 11/19/2019. Author: Science Reference Section, Library of Congress

[link]

Egy hókristályon belül miért azonos alakúak a különböző ágak? Az alak már a kristályosodás legelején ilyen pontosan eldől?

A víz molekulaszerkezete és a a szilárduláskor a kapcsolódás bizonyos szögeket fixál, innen származnak a hasonlóságok.

Az eltérések meg kismillió, a kristályosodást befolyásoló paraméter eredményei.

Ha a hókristály egy gócból egyenletesen nő sugárirányban, az adott sugáron lévő részek minden ágban körülbelül egyszerre keletkeznek, tehát azonos körülmények közt is, de ami időben előtte vagy utána, az már eltérhet.

Szóval a sugaras szimmetria és pár alapvető növekedési szög azonos, de az átmérő mentén középtől kifelé egy kupac módosulás van.