A impressionante diversidade de flocos de neve dá origem à ideia de que cada um é único. Enquanto "não há dois flocos iguais" pode ser uma metáfora atraente, não é inteiramente verdade. No entanto, isso não nos impede de olhar para as intricadas estruturas de cristal presas em nossas luvas. Também não impede os pesquisadores de catalogar meticulosamente todo e qualquer tipo de cristal que possa se formar.
Graças ao seu trabalho, o professor de química Andy Brunning, que mantém os gráficos e o blog de química Compound Interest, criou um gráfico fascinante que mostra 39 tipos de precipitação sólida, incluindo 35 que são cristais de neve ou flocos. As outras formas de precipitação representadas incluem granizo, gelo, granizo e uma partícula hidrometeorosa congelada.
Juros Compostos (CC BY 4.0) Brunning escreve:
Você pode se perguntar o que as formas de flocos de neve têm a ver com química. Na verdade, o estudo das estruturas cristalinas dos sólidos tem sua própria disciplina, a cristalografia, que nos permite determinar o arranjo dos átomos nesses sólidos. A cristalografia funciona através da passagem de raios-X através da amostra, que são então difratados à medida que passam pelos átomos nele contidos. A análise do padrão de difração permite discernir a estrutura do sólido; Essa técnica foi usada por Rosalind Franklin para fotografar o arranjo de dupla hélice do DNA antes da confirmação da estrutura por Watson & Crick.
Esforços anteriores surgiram com alguns números diferentes para as categorias totais de precipitação sólida. O novo gráfico é baseado no trabalho de pesquisadores do Japão. As 39 categorias podem ser subdivididas em 121 subtipos, relata Susannah Locke para o Vox. E todos eles podem ser agrupados em oito grupos mais amplos:
- Cristais de coluna
- Cristais planos
- Combinação de cristais de coluna e plano
- Agregação de cristais de neve
- Cristais de neve com borda
- Germes de cristais de gelo
- Partículas de neve irregulares
- Outras precipitações sólidas
Kenneth Libbrecht, um físico do Caltech, escreve sobre a formação de cristais de neve em seu site:
A história começa em uma nuvem, quando uma gotícula de nuvem minúscula se congela em uma minúscula partícula de gelo. Como o vapor de água começa a condensar em sua superfície, a partícula de gelo rapidamente desenvolve facetas, tornando-se um pequeno prisma hexagonal. Por um tempo, mantém essa forma facetada simples à medida que cresce.
À medida que o cristal se torna maior, no entanto, os ramos começam a brotar dos seis cantos do hexágono (este é o terceiro estágio no diagrama à direita). Como as condições atmosféricas (por exemplo, temperatura e umidade) são quase constantes em todo o pequeno cristal, os seis braços que brotam crescem aproximadamente na mesma proporção.
Enquanto cresce, o cristal é soprado para lá e para cá dentro das nuvens, então a temperatura que ele vê muda aleatoriamente com o tempo.
Essas mudanças de temperatura transformam os braços em formas diferentes e nos dão os flocos de neve e cristais diversos que vemos. Como todos os braços suportam as mesmas flutuações, eles podem crescer simetricamente. Na realidade, a maioria dos cristais de neve é irregular, ele escreve.
Por que gastar todo esse tempo classificando flocos de neve? Como Libbrecht explica, este é realmente o estudo de como os cristais se formam. E esse conhecimento pode ser aplicado para fazer cristais para uma série de outras aplicações - silício e outros semicondutores em computadores e eletrônicos são feitos de cristais, por exemplo.
Além disso, eles são impressionantes.
