Co dokáže mráz

Každá sněhová vločka, která padá z nebe, je jedinečná a její vznik je výsledkem složité interakce mezi molekulami vody, atmosférickými podmínkami a mikroskopickými nerovnostmi. Neexistují dvě stejné sněhové vločky!! Je to dokonalý příklad toho, jak z jednoduchých přírodních procesů vznikají úchvatné, složité tvary. Ať už se na sněhovou vločku podíváte z jakéhokoliv úhlu, vždy bude příkladem krásy a složitosti přírody, která nás obklopuje.

Základní princip: Šestičetná symetrie

Když se podíváme na sněhovou vločku pod mikroskopem, jedna věc je okamžitě jasná: všechny vločky mají šestiúhelníkový (hexagonální) tvar. Tento tvar není náhodný. Je výsledkem uspořádání molekul vody v krystalické mřížce, kde molekuly vody (H₂O) tvoří stabilní vzory právě s šestiúhelníkovou symetrií.

Tato symetrie je základem pro růst sněhových krystalů. Při jejich vytváření, kdy se voda z plynné fáze (v podobě vodních par) kondenzuje na pevných částicích (například zrníčkách prachu), začíná růst krystalu, který se postupně rozvětvuje. Všechny vločky mají tuto šestiúhelníkovou "kostru", ale každý krystal má nakonec unikátní podobu.

Růst krystalu: Pomalé a rychlé plošky

Krystal sněhové vločky roste tak, že některé jeho plochy se zvětšují rychleji než jiné. Jak to funguje? Na molekulární úrovni se voda usazuje na hladších plochách pomaleji. Představte si to tak, že když je plocha krystalu na mikroskopické úrovni "hladká", molekuly vody se na ni špatně uchycují. Naopak na nerovných, drsných plochách se molekuly zachytí snadněji a plocha tak roste rychleji.

Tento proces způsobuje, že sněhové vločky mohou mít různé tvary: sloupcovité, destičkovité, nebo dokonce ve tvaru dlouhých ramen. Jak rychle krystal roste, závisí na tom, jestli se "roztahuje" do výšky (sloupec), nebo do šířky (destička).

Difúze: Jak se molekuly vody dostávají k vločkám

Další klíčový proces při vzniku sněhových vloček je difúze. To je proces, kdy se molekuly vody pohybují a usazují se na povrchu krystalu. Pokud se na povrchu krystalu objeví nějaká nepravidelnost – například malý hrbolek – molekuly vody se začnou na tomto místě hromadit. To způsobí, že hrbolek roste a krystal se začne větvit.

Pokud si tedy představíte, že na povrchu krystalu vzniká drobná nerovnost, začne se tento bod větvit a krystal tak nabývá složitější tvary. Tento efekt se spolu s rychlým růstem některých částí krystalu podílí na vzniku krásných, symetrických vloček, jak je známe.

Větvení: Jak vznikají různé tvary vloček

Větvení sněhových vloček závisí na několika faktorech, které ovlivňují jejich růst. Patří sem teplota, vlhkost vzduchu a tlak. Zajímavé je, že vědci ještě zcela nepochopili, jak přesně tyto faktory spolu interagují, ale víme, že například nižší tlak snižuje vliv difúze, což vede k méně větveným vločkám.

Různé kombinace těchto podmínek vedou k různým typům krystalků. Můžeme pozorovat:

• Jehlicové krystaly – při nízké vlhkosti nebo pomalém růstu.
• Dendritické krystaly – stromovité tvary, které vznikají při vyšší vlhkosti.
• Dendrity s čepičkami – ještě složitější formy s drobnými "čepičkami" na konec větví.
• Klasické vločky – symetrické a krásné šestiboké tvary.
• Nepravidelné krystalky – například ty, které často vidíme jako vzory na oknech během mrazivých dní.