کد خبر : 3207 سه شنبه 12 اسفند 1393 - 09:31:29
هر-دانه-برف-شکل-منحصر-به-فرد-دارد

هر دانه برف شکل منحصر به فرد دارد

حتما برایتان پیش آمده که به سفر طولانی و مشقت‌بار دانه های برف فکر کنید. آن دانه‌های برف ظریف و زیبا فرسنگ‌ها راه را طی کرده‌اند تا در کنار تریلیون‌ها دانه برف مثل خودشان به زمین بنشینند.

خیلی ها می گویند با این که دانه های برف در دسته های بزرگی از آسمان به زمین سقوط می کنند، هیچ یک جفتی بینشان پیدا نمی شود که عینا مثل هم باشد. حالا واقعا دانه های برف تا این حد شکلشان متنوع است؟

بگذارید خلاصه بگویم: بله! دانه های برف واقعا با یکدیگر تفاوت دارد. شاید در اولین مراحل شکل گرفتن دانه های برف بتوانید تعدادی را پیدا کنید که کمابیش شبیه هم باشد، اما طی سفر دور و درازی که ظاهر نهایی دانه ها را شکل می دهد، شکی نیست که هر کدام حداقل تفاوتی با دانه های دیگر پیدا خواهد کرد.

درک این مساله که «دانه های برف چطور شکل خاص پیدا می کند» منوط به سر در آوردن از «چگونگی به وجود آمدنشان در وهله اول» است. همه چیز از سطح زمین شروع می شود. از آبی که از رودخانه، برکه، دریا و اقیانوس تبخیر شده، به جو سفر کرده و آنجا در قالب آب تبخیری گازی، یا همان چیزی که به آن ابر می گوییم به ما رخ می نماید.

تابستان ها این ابرها در آسمان سفر کرده، سایه بر سرمان انداخته و افق آبی آسمان را می شکند، اما در زمستان ماجرا فرق دارد. هوای سرد مولکول های آب تبخیری را به قطرات مایع ریزی تبدیل می کند که قادرند با هر ماده دیگری، مانند خاک یا گرده هم چگالی شود. این کریستال های کوچک یخ، نوزادهایی هستند که با رسیدن به بلوغ، به دانه های برف کامل تبدیل می شود.

کریستال ها آسمان را طی کرده و با مولکول های آب تبخیری برخورد می کنند. به محض برخورد بخار با کریستال، بخار آب حالت گازی خود را از دست داده و به کریستال جامد تبدیل شده و به هسته دانه برف می پیوندد. این فرآیند مدام تکرار شده و از آن کریستال تقریبا نامرئی ابتدایی، دانه ای بزرگ می سازد که تحت شرایط مناسب، به زمین نشسته و داد آنهایی را که کف کفش شان صاف است، درمی آورد.

با وجود این اطلاعات، باز هم باورش سخت است که در آسمانی به آن گستردگی، هیچ دو دانه برفی مثل هم نباشند. در ادامه به این می پردازیم که فرآیند ساخت دانه برفی چطور عمل می کند که در آسمانی با میلیاردها دانه برفی در حال بارش، هیچ یک جفتی از آنها با هم یکسان نمی شوند.

دانه برفی را چه می سازد؟

در روند پا گرفتن ابتدایی دانه های برف و گروه شدن آنها، ظاهر دانه ها گاهی غیرقابل تمییز است. علت اصلی آن تا حد زیادی شش گوش مشبک بودن دانه های برف است که آن هم از نحوه خاص پیوند اتم های هیدروژن با اکسیژن برای ساخت آب ناشی می شود.

بعضی لبه های خاص دانه ها دندانه دار است. این بخش های ناهموار و زبر، مولکول های آب بیشتری نسبت به دیگر قسمت های صاف تر شش گوش جذب می کند. هر شاخه کوچک به رشد خاص خود ادامه می دهد تا که یک دانه برف پیچیده و متحدا لشکل تشکیل شود.

اگر روند ساخت دانه های برف در همان مراحل اولیه متوقف می شد، تعداد دانه های مشابه سر به فلک می گذاشت، اما دانه ها باز هم به جذب کریستال ادامه می دهد و با الگوهای خاص و متمایز روی یکدیگر می نشیند.

همچنان که خوشه های کریستال به جشن دانه برفی می آید، مهمان های دیگری نیز به جمع می پیوندند. این مهمان کسی نیست جز عناصر زیست محیطی، مانند رطوبت و دما. هر دو نقش پررنگی در رشد فزاینده یا محو شدن دانه برف دارد.

تصور اهمیت دما در ساخت و پرداخت کریستال یخ اصلا سخت نیست. بین -8.2 تا صفر درجه سانتی گراد کریستال ظاهری بشقاب مانند یا بلوری به خود می گیرد. اینها نمونه های اولیه ی شش شاخه دانه برف است که از نظر بصری چیز خاصی برای عرضه ندارد. اگر دما را چند درجه کم کنیم، سازه های سوزن مانندی را می بینیم. در دمای کمتر ستون های پوکی تشکیل خواهد شد و در سرمای استخوان سوز پرهای سرخس مانند از شاخه هایش بیرون خواهد زد.

رطوبت پایین تر به تولید دانه های مسطح تری منجر می شود. رطوبت بالاتر هم ساخت کریستال بیشتر در لبه ها و گوشه ها را رقم می زند.

با کمی نم بیشتر در آن سرمای استخوان سوز، دانه های برف به طرز خیره کننده ای زیبا می شوند؛ آنها به شاهکارهای زیبای خلقت تبدیل می شود که در هنگام نشستن بر زمین چند شاخه و فضا ی تودرتو دارد.

سرنوشت این شاهکارها شاید شبیه به پاشیدن شکر بر سطح زمین باشد و کل وجودشان از چند دقیقه حضور بر سطح زمین فراتر نرود. شاید هم عمرشان بلندتر باشد و آن قدر روی هم انباشته شود تا سازه ای فوق العاده تشکیل دهد؛ مانند برف رکوردشکنی که زمستان سال 1386 در رشت بارید!

بخت آزمایی دانه برفی ها

شرایط فیزیکی و آب و هوایی شکل و اندازه دانه برف را تعیین می کند و طبق محاسبات می توان خاص بودنشان را ثابت کرد.

تصور کنید که هر دانه برف از حجم عظیمی از مولکول های آب تشکیل شده است. طبق یک تخمین، محتمل است که هر دانه برف از یک کویینتیلیون مولکول (1.000000000000000000 مولکول) تشکیل شده است.

از آنجایی که ممکن است روی هر شاخه کوچک دانه برف، چند شاخه دیگر درست شود، چند راه برای الحاق دیگر کریستال ها وجود دارد. راه های ترکیب این کریستال ها آنچنان گسترده و متنوع است که برخی دانشمندان باور دارند تعداد ترکیب های احتمالی کریستالی، دو برابر تعداد تمام اتم های جهان است!

اینچنین ارقامی آن قدر بزرگ است که از درکشان عاجزیم، اما اگر این نظریه صحیح باشد، کاملا بعید است که تا امروز یک جفت دانه برف درست مثل هم باریده باشد و در آینده هم ناممکن خواهد بود.

علاوه بر آن، چند عنصر مختلف در شکل دادن دانه برفی نقش بازی می کند. حتی کوچک ترین نوسان در دما و رطوبت قادر است چگونگی ساخت کریستال را تغییر بدهد. حتی ناخالصی های لحظه ای مانند گرد و خاک هم کریستال ها را تغییر می دهد. زاویه ای که مولکول های آب طبق آن به کریستال های موجود می چسبد هم از اهمیت خاصی برخوردار است.

در جو متلاطمی که کیلومترها بالای سطح زمین است. تمام این عوامل بی وقفه در حال تغییر است. شرایطی که در یک فضای کوچک اندکی با چند سانت کناری خود در جهات مختلف فرق دارد و تمام اینها دست در دست هم کریستال ها و دانه های برفی را که در نهایت ساخته می شود شکل می دهد.

دانه های برف در حال فرود با یکدیگر برخورد می کند. بر اثر این برخورد شاخه هایشان می شکند و جایش شاخه ای دیگر درست می شود و خاص بودن دانه ی برف را تشدید می کند.

حالا می توانیم بگوییم دانه های برف در استثنایی بودن بی نظیر است. آنها دلایل کوچک، اما محکمی است بر تغییرات غریب و پیوسته جهان اطراف ما.

منبع:جام جم آنلاین

کلید واژه ها: برف کریستال
نظرات شما

[کد امنیتی جدید]