Во время снегопада мы редко задумываемся, что обыкновенные снежинки могут продемонстрировать удивительную сложность строения, правильность и многообразие форм. Это хорошо заметно даже невооруженным глазом, однако если рассматривать снежинки в микроскоп, нам откроются новые и весьма удивительные детали.

Снежинка - сложная симметричная структура, состоящая из кристалликов льда. Вариантов "сборки" снежинок множество - до сих пор не удалось найти двух одинаковых. Снежинки могут быть очень похожи, но все равно найдутся хотя бы небольшие отличия - даже в случае относительно простых структур.

Исследованием снежинок активно занимается профессор Кеннет Либбрехт (Kenneth Libbrecht) из Калифорнийского технологического института. В лаборатории профессора Либбрехта снежинки выращиваются искусственно. "Я пытаюсь выяснить динамику формирования кристаллов на молекулярном уровне, - комментирует профессор. - Это непростая задача, и ледяные кристаллы скрывают множество секретов".

Для изучения характеристик снежинок профессор Либбрехт с 2001 года начал делать фотографии снежинок и проводить их сравнительную классификацию. Структура и внешний вид снежинок, как выяснилось, зависят от того, где именно их наблюдали. По мнению Либбрехта, самые красивые и сложные по структуре снежинки выпадают там, где климат суровее - к примеру, на Аляске, а вот в Нью-Йорке, где климат мягче, формы снежных кристалликов гораздо проще.

Для того чтобы структура снежинки была хорошо видна на фотографии (а это очень важно для изучения ее строения), образец подсвечивают специальным образом, и сама снежинка работает как сложная линза. Либбрехт разработал специальную камеру с встроенным микроскопом для "полевых" исследований. Фотографировать снежинки надо очень быстро - когда снежинка спустилась с неба, ее кристаллики перестают расти и почти сразу же начинают терять четкость граней.

Даже рассматривая снежинки невооруженным глазом, можно заметить, что ни одна из них не повторяет другую. Предполагается, что в одном кубическом метре снега находится 350 миллионов снежинок, каждая из которых уникальна. Несмотря на все разнообразие, форма снежинок не может быть произвольной, например, не бывает пятиугольных или семиугольных снежинок (хотя советских художников заставляли рисовать на плакатах пятиконечные снежинки).

Полные идеальной гармонии конструкции снежных кристаллов уже на протяжении многих лет вызывают интерес людей. Еще в 1635 году французский философ и математик Рене Декарт, писал, что снежинки похожи на розочки, лилии и колесики с шестью зубцами. Особенно математика поразила найденная им в середине снежинки "крошечная белая точка, точно это был след ножки циркуля, которым пользовались, чтобы очертить ее окружность". Великий астроном Иоганн Кеплер в своем трактате "Новогодний дар. О шестиугольных снежинках" объяснил форму кристаллов волей Божьей. Японский ученый Накая Укитиро называл снег "письмом с небес, написанным тайными иероглифами". Он первым создал классификацию снежинок. Именем Накая назван единственный в мире музей снежинок, расположенный на острове Хоккайдо.

Порхающую в воздухе снежинку подстерегают две опасности. Во-первых, она может растаять, оказавшись в более теплых слоях воздуха. Во-вторых, во время полета происходит постепенно испарение снежинки, усиливающееся в ветреную погоду и при уменьшении относительной влажности воздуха.

То, что одна снежинка практически невесома, прекрасно знает любой из нас: достаточно подставить ладошку под падающий снежок. Обычная снежинка весит около миллиграмма (очень редко 2-3 миллиграмма). Однако бывают и исключения - например, очень крупные снежинки выпали 30 апреля 1944 года в Москве. Пойманные на ладонь, они закрывали ее почти всю целиком и напоминали страусиные перья. В Сибири наблюдались снежные хлопья диаметром до 30 сантиметров. Они походили на медленно падающие с неба шапки из белого пушистого меха. Высокие, рыхлые сугробы росли просто на глазах.

Источники: http://chemistry-chemists.com/N4_2011/S1/ChemistryAndChemists_4_2011-S1.html, http://www.its.caltech.edu/~atomic/snowcrystals/photos/photos.htm