Про снежинки

Nature развернула подписную кампанию со «снежным» логотипом
и лозунгом “…for anyone who loves science” (для тех, кто любит науку).

Зануды потешаются, дескать, неправильные в Nature пчелы снежинки. Те, кто любит науку знают, что правильные снежинки…

имеют гексагональную сингонию, то есть шесть, а не восемь лучей.

(Отвлекаясь в сторону: вы не находите, что дизайнерам вообще плохо дается изображение молекулы воды? Зато им хорошо даются другие молекулы! Всем смотреть и спасибо gutta-honey).

Так вот, определяется такая симметрия структурой молекулы воды. Цитирую отсюда: В центре — атом кислорода, в двух вершинах — по атому водорода, вернее, это ядра водорода, протоны, электроны которых задействованы в образовании ковалентной связи с кислородом. Две оставшиеся вершины занимают пары валентных электронов кислорода, которые не участвуют в образовании внутримолекулярных связей, отчего их называют неподеленными. При взаимодействии протона одной молекулы с парой неподеленных электронов кислорода другой молекулы возникает водородная связь, менее прочная, чем внутримолекулярная связь, но тем не менее достаточно мощная для удержания соседних молекул под строго определенными углами… Поверхность растущего кристалла — это полужидкий слой, к которому молекулы воды могут как присоединяться, так и снова отделяться от него. С большей вероятностью эти молекулы занимают места на вогнутых участках кристаллической формы, и льдинки размером всего в десятую долю миллиметра уже обладают гексагональной решеткой.

Изучение снежинок имеет славную историю.
Основным вехам изучения снежинок посвящена отдельная статья в англоязычной википедии. Там утверждается, что первыми присмотрелись к снежинкам китайцы где-то в 150 году до н.э. Впрочем, впервые обстоятельно гексагональную структуру снежинки описал Иоганн Кеплер в труде Strenaseu De Nive Sexangula в 1611 году. Буквально двумя десятилетиями позже Рене Декарт увлекся снежинками и начал изучать условия и особенности кристаллизации. После этого кто только не занимался таким важным и волнующим вопросом: и в космосе кристаллизовали, и под микроскопами разными смотрели, и вот уже на компьютере моделируют и успешно делают снежинки с помощью машин, пишут толстые книжки, конечно же с картинками.

Думаете что ищут? Правильно! Две одинаковые снежинки. Уже с ног сбились, а найти не могут. Условия, значит, изучили. Процесс роста снежинки изучили. Только научились фотографировать, как сразу давай все снежинки документировать. Первым был Уилсон Бентли еще в 1885 году. Нафотографировал около 5000 снежинок. Фактически уже этого было достаточно, чтобы классифицировать типы снежинок, но две одинаковые там не находятся.

В общем проблема в том, что форма снежинки зависит от условий. Сначала этот кристаллик махонький и валится на землю. Вокруг него и влажность разная, и температура, и другие молекулы воды, готовые примерзнуть. Причем каждый лучик кристаллизуется отдельно. И вот, внимание, одна готовая снежинка состоит из 10,000,000,000,000,000,000 молекул воды. И эти молекулы воды цепляются друг к дружке в зависимости от условий. Поэтому получается множество вариантов. Множесто это значит, что если упадет 1024 снежинок, то вероятность, что две будут одинаковые, не отличима от нуля. Красивая обучающая статья про снежинки на английском тут.

Несколько любопытных фактов.
-Снег не белый, а прозрачный. Белый, потому что снежинки диффузно отражают весь спектр белого, приблизительно так же, если взять глыбу прозрачного льда, покрошить и он станет белым.
Самая большая снежинка зафиксирована в 1887 году и была 38 см в диаметре.
-Есть мнение, что в языке эскимосов сущестует около 100 слов, обозначающих снег. Это миф.

Не утаились снежинки от пристального внимания мракобесов.
Масару Эмото играл воде музыку и кристаллизовал в снежинки. По форме снежинок утверждал, дескать вода все помнит! Но Эмоту разоблачили.

Снежинки и (кашляет в кулачек) ГМО. А как же? Вы думали тут без ГМО обойдется?

Ирина Ермакова пишет: «Есть еще один важный факт. В свое время я написала статью, где привела информацию о модификации льдообразующих бактерий. Они участвуют в образовании снежинок (являются центром их кристаллизации) при небольших минусовых температурах: от – 2 оС до – 8 оС. Американцы обнаружили эти бактерии на листьях растений. И, борясь с заморозками, удалили у них гены, отвечающие за образование т.н. липогликопротеинового комплекса. А без него бактерии перестали быть льдообразующими! Зато оказались более конкурентоспособными. И, выпущенные в природу, стали подавлять природные атмосферные бактерии. Может быть, поэтому на улице минусовая температура, а снега нет?»

Ну не знаю, как у вас, а у нас тут в колено. Но давайте разберемся с бактериями. Есть такие бактерии, один из вариантов Pseudomonas syringae, геном которых даже просеквенирован. Но они не столько снег делают, сколько способствуют образованию изморози на листьях. Урожай там портится, то да се. Подкрутили там у бактерий кое-что в геноме (вырезали один ген) и поэкспериментировали с ним еще в далеком 1987 году. Не то, чтобы в природе не существовало и до этого ice-minus штаммов. Они и так существуют в баллансе. Но было мнение, что есть такая вероятность, которую никто не посчитал, что нарушится этот балланс. Короче, эксперименты закончились на клубничных полях в том же году, никакого балланса не нарушилось, зато есть о чем поговорить. Истории сто лет в обед, но ученым обидно, вот они и пишут:

Ice-Minus strawberries, Flavr Savr tomatoes, and science literacy: the disconnect between science and the public
Anticipating the reaction: public concern about sample return missions.

В заключение, все, что вы хотели знать о снежинках тут.

Реклама

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s

%d такие блоггеры, как: