Snefnug - eller iskrystaller - er smukke, og kan optræde i mange forskellige former og nuancer. Disse unikke strukturer afhænger af nogle helt særlige forhold... Men hvilke? Og findes der egentlig to identiske snefnug? Vi giver dig svarene her.
Snefnug, snekrystaller, iskrystaller: Kært barn har mange navne… Og mange strukturer!
I 2013 blev iskrystallen klassificeret i hele 121 forskellige kategorier! Heldigvis kan de mange kategorier inddeles i tre overordnede kategorier: generelle, mellemprodukter og elementære.
Wilson “Snowflake” Bentley fotograferede som én af de første iskrystallernes mange strukturer omkring år 1900:
Et udsnit af snefnug Wilson “Snowflake” Bentley fotograferede i 1902
Hvordan dannes iskrystallernes smukke strukturer? Iskrystallens struktur dannes ud fra dens helt unikke rejse under dannelsen. Her spiller luftfugtigheden en stor rolle. Luftfugtigheden er et udtryk for, hvor mange vandpartikler der er i luften. Denne luftfugtighed er ofte proportional med temperaturen: ved meget kolde temperaturer er der typisk en lav luftfugtighed og omvendt, ved høje temperaturer er der ofte en højere luftfugtighed. Ved kolde temperaturer vokser iskrystallerne derfor langsommere, og får nogle helt særlige strukturer. Det gør de, fordi at iskrystallerne har svært ved at få fat i vandmolekylerne i luften.
Ved varme temperaturer er iskrystallerne derimod ofte mere detaljerede, da de har haft større tilgang til vandmolekyler i luften. Derfor er der blandt andet, ved temperaturer mellem minus 5 og minus 10 grader, slet ingen “arme” på krystallerne!
Men enhver lille påvirkning kan have indflydelse på iskrystallens struktur. Ethvert lille pust eller sving i luften. Og så er der ydermere også forskel på, hvor godt siderne, versus fladerne, binder sig til vandmolekylerne. Derfor kan iskrystallerne blive aflange ved kolde temperaturer.
Her er et diagram over, hvilke iskrystaller der dannes ved forskellige temperaturer:
Iskrystallerne dannes omkring en urenhed i luften. Herved dannes en sekskantet prisme, hvorpå små vandmolekyler sætter sig og danner strukturer. Men hvad er en urenhed?
En urenhed kan være en partikel, et lille sandkorn, en svampespore eller et støvkorn fra en stjerne i universet!
Og fra denne urenhed, begynder dannelsen af den smukke iskrystal. Ét af iskrystallernes kendetegn er også, at de er symmetriske hele vejen rundt. Dette skyldes, at iskrystaller er så små, at alle kanter hele tiden påvirkes af de samme forhold. Derfor dannes de samme mønstre ved alle sekskantens kanter!
Se vores YouTube video om iskrystaller for at få forklaret hvordan iskrystaller dannes:
Når iskrystaller dannes er det altid med 6 kanter, hvor hver kant har 60 grader. Når vandmolekylerne sætter sig herpå, kan de finde på at vandre rundt. De søger ofte henimod kanter og hjørner, da der her er mulighed for at have flere bindinger til krystallen. Dét er netop medvirkende til iskrystallens smukke struktur.
Kigger vi på en almindelig sekskant, kan det netop ses, at kanterne peger længere frem end fladerne. Derfor vil krystallerne netop hér vokse sig større og længere end resten, som tidligere forklaret. Det giver de flotte mønstre!
Det evige spørgsmål om de to identiske snefnug… Til dette spørgsmål findes der faktisk to fortolkinger og derfor to forskellige svar! For hvad vil “ens” egentlig sige?
I 1998 dokumenterede Nancy Knight et fund af to ens snefnug:
Snefnuggene var nemlig, visuelt, helt ens. Men: De er ikke identiske… For det ville kræve, at de to snefnug var sammensat på samme måde – selv helt ned på molekylært niveau. Hvad angår identiske snefnug er chancen for disse tæt på nul! Hvorfor? I hvert snefnug er der omkring 10^18 vandmolekyler… Det er riiimelig mange. Desuden besidder ét ud af 3,000 vandmolekyler brintisotopen deuterium, og ikke almindelig brint (også kaldet protium). Chancen for at vandmolekylerne med deuterium er arrangeret på samme måde i iskrystallens struktur, er altså uendelig lille.
I vores moderne tid har det dog været muligt at designe to snefnug til at være identiske! For at skabe to identiske snefnug gælder det om at udsætte krystallerne for de samme forhold. Det kan man gøre ved hjælp af moderne teknologi:
Billede: Kenneth G. Libbrecht / Caltech
På Experimentarium tager vi lejlighedsvis tøris frem, som vi puster bobler på! Tøris er -73,5 grader koldt, og boblerne fryser derfor hurtigt ved berøring. Spørg os på dit næste besøg, og vi vil vise dig, at man kan lave iskrystaller i bobler!
