Удивительное рядом



Небесные посланницы

 Природа — мастерица удивлять, и одним из ее чудесных творений по праву можно назвать… снежинки. Красота их строения до сих пор представляется нам мистической. «Белый снег пушистый в воздухе кружится и на землю тихо падает, ложится». И кажется: нет ничего невесомее крохотных посланниц неба — приземлится на руку и не почувствуешь. Сколько же их? Сотни, миллионы, миллиарды… Огромные пространства оказываются под пушистым одеялом за несколько часов. В снегопад редко задумываешься о природе снега, еще реже − снежинок. Поскорее бы домой, в тепло! А ведь это сложная структура сцепленных друг с другом кристалликов льда. Вариантов «сборки» множество − так сложно отыскать два одинаковых...
Как же обычная вода, замерзая, образует такое количество кружевных форм? В тучах всегда есть пылинки – ледяные или инородные. Они-то и служат основой ядра снежинки. Хаотично перемещаясь, охлаждаясь и теряя скорость, молекулы водяного пара жаждут приземлиться. А тут на пути — пылинка! Обрастая, сооружая выпуклости-узоры из кристалликов льда, «гадкий утенок» превращается в красивого лебедя» — хрустальную снежинку. И каждая — по-своему уникальна! Еще в XVII веке французский философ и математик Р. Декарт писал, что эти создания похожи на розочки, лилии, колесики с шестью зубцами. Особенно его поражала в центре «крошечная белая точка, точно это был след ножки циркуля, которым пользовались, чтобы очертить ее окружность». Великий астроном И. Кеплер объяснял их форму волей Божьей… Но как бы ни было — разве это не чудо?! Настоящее волшебство!

Откуда такое многообразие? Оказывается, в одних условиях льдинки усиленно растут вдоль оси, вытягиваясь в столбики и иглы; в других — рождают пластинки или звездочки, разрастаясь перпендикулярно оси. Вроде бы все просто и понятно. И все же есть одна  тайна — строение снежинок. По законам физики, там, где царит строгий порядок, нет места хаосу. И наоборот! И только при их рождении порядок и хаос как-то сосуществуют. Известно, что твердое тело должно находиться либо в виде кристалла (атомы упорядочены), либо в аморфном состоянии (образуют случайную сетку). Снежинки же нарушают все законы: имеют решетку, где атомы кислорода выстроены строго по местам, как солдаты в строю, а атомы водорода — где придется! Но, создавая молекулы воды, водородные «бродяги» образуют ровные грани, и… рождаются правильные призмы. Юные снежинки никогда не бывают 5- или 7-угольными! Только с шестью гранями. Как математически точна природа, создавая свои шедевры! Ювелиры пусть отдыхают... Каждая грань-бугорок привлекает новые молекулы воды — на хрупкие «плечики» хрустальных созданий ложится тяжкий груз… и возникают неровности. Путешествуя в облаках, снежинки преображаются: из граней появляются лучики, из бугорков — ответвления…

Снежинки растут-растут… И им, многочисленным детям облаков, становится тесно в отчем доме. Со смелым любопытством они решают испытать судьбу — отправиться в полет до земли. Его лишь условно можно назвать падением. Потоки воздуха подхватывают пушинки, сносят в сторону, поднимают, кружат в вихре танца. И может показаться: все им нипочем! Но это не так. Порхающих снежинок подстерегают опасности. Попав в более теплые слои воздуха, они могут растаять, превратившись в дождинки, крупу. А еще враги их — ветер и низкая влажность воздуха. И чем мельче снежинка, тем быстрее тает: сглаживаются острые кончики, исчезают кружевные выпуклости… И чем дольше падение, тем более округляется. При безветрии снежинки сцепляются в хлопья — кружащиеся блюдца. А при морозах ниже 30°С кристаллики перемерзают. Бывает, сильный ветер безжалостно ломает их хрупкие лучики или они крошатся, сталкиваясь друг с другом, падая в виде «алмазной пыли» — пушистого снега из тоненьких ледяных иголочек. Лишь малая часть «принцесс воздушного бала» долетает до земли без приключений — целыми и невредимыми! Но и их подружки, изменившиеся до неузнаваемости, — тоже снежинки. А мнение, будто они должны быть симметричными, — ошибочно. Только что родившиеся, — да, а вот «умудренные опытом», познавшие тепло, ветер, воду, быстро теряют былую красоту. И формы их уже не столь изящны, правильны, но все равно разнообразны.
Трудно классифицировать явление, не имеющее повторений в природе. Но всегда находились люди, которых притягивали красота и многообразие снежинок… Долгое время ученые не могли сфотографировать снежинку под микроскопом. Впервые это умудрился сделать в 1885 году американец У. Бентли по прозвищу  Снежинка. За 46 лет он создал коллекцию из более 5 тысяч уникальных снимков, доказав, что не существует ни одной пары одинаковых снежинок. А в 1951-м Международная комиссия по снегу и льду приняла классификацию кристаллов льда. Выделяют семь основных типов снежинок и еще три вида обледенелых осадков: мелкая снежная и ледяная крупки, град.

Самые красивые снежинки — тоненькие (всего 0,1 мм толщиной) звездчатые кристаллы, или дендриты. Их ажурное, древовидное тело (диаметр 5 мм и больше) состоит из шести симметричных основных веток и множества ответвлений. Снежинки-пластинки тоже плоские и тонкие, но ребра делят лопасти их тела на сектора, что не столь изящно. Самые многочисленные — столбики (колонны). Это шестигранники, карандаши с шапками-колпаками... Залетая в вихре танца в зону с другой температурой, могут изменять «ориентацию», превращаясь в пластинки. И уже зовутся столбиками (столбцами) с наконечниками. А отдельных акселератов, длинных, тонких, величают иглами. Иногда внутри них сохраняются полости, а порой концы их расщепляются на веточки. Некоторые из плоско-столбчатой родни образуют объемные структуры — пространственные дендриты. Но, срастаясь вместе, кристаллики сохраняют индивидуальность — каждая веточка в своей плоскости. А те снежинки, на долю которых выпадает немало бед, называются кристаллами неправильной формы. Обычно таких «калек» много в сыром снеге.
То, что снег не чисто-белый, а с голубизной, известно давно. Возле края ямки он будет отливать желтизной, глубже − желтовато-зеленым, голубовато-зеленоватым и, наконец, яркой синевой. Отсвет неба здесь ни при чем. И в пасмурную погоду ничего не меняется. Отчего же возникает синева? Снежинки прозрачны, и солнечный свет, отражаясь и рассеиваясь на их многочисленных гранях, теряя красные и желтые лучи, сохраняет лишь голубовато-зеленые, голубые или ярко-синие — в зависимости от толщины кристалликов. Но когда снежинок много, создается впечатление белой массы. В разных районах снег своей, особой формы и цвета.
Свежему снегу в морозный день всегда сопутствует веселый хруст под ногами. Увы, это ломаются снежинки. Мы не можем воспринять звук одного покалеченного кристаллика, но мириады их, раздавленных, явственно скрипят. А если вы попробуете поймать эту хрупкую небесную красавицу на варежку и рассмотреть как следует — то увидите волшебство, настоящее чудо! И поразитесь ее великолепием!

Цифры и факты:

* Более половины населения земного шара никогда не видело настоящего снега.
* В 1 м3 снега находится 350 млн снежинок, а во всем мире — 10 в 24 степени. К концу зимы масса снежного покрова на планете достигает 13 500 млрд тонн. Вес же пушинки составляет всего около 1 мг, редко — 2-3. Однако, объединившись, миллиарды почти невесомых снежинок могут даже влиять на скорость вращения Земли.
* Немецкие метеорологи подсчитали: ежегодно на Германию падает несколько септильонов (число с 24 нулями) снежинок, и среди них нет даже двух одинаковых.
* Диаметр большинства снежинок — около 5 мм. Хотя бывают и исключения — 30 апреля 1944 г. в Москве падал снег размером с ладонь, напоминая перья страуса. Официально зарегистрированная «рекордсменка» имела окружность 12 см.
* Белый цвет снегу придает… воздух! Рыхлый и пушистый, снег насыщен пузырьками (95%): от их стенок свет отражается, не успев поглотиться. Оттого плотность снежинок и снега очень низкая и скорость их падения медленная (0,9 км/ч).
* Японский ученый Н. Укитиро называл снег «письмом с небес, написанным тайными иероглифами». Он первым создал классификацию снежинок. Его именем назван единственный в мире музей снежинок на острове Хоккайдо.

Татьяна МОИСЕЕВА, биолог, писатель