Každá sněhová vločka je jiná. Tvarů může být sextilionkrát více, než kdy nasněžilo

Každá sněhová vločka váží jen miliontinu gramu. Na zem jich během geologického vývoje planety spadlo odhadem 1035. Pod tímto číslem – jedničkou následovanou 35 nulami – se skrývá množství sněhu těžší než celá zeměkoule. A přitom každá je originál a spatřit dvě identické prakticky není možné. To je jen jedno z tajemství, které sněhové vločky mají, popisuje meteoroložka ČT Alena Zárybnická.

Zájem budily sněhové vločky už dávno. „Nejvíce mne udivilo, když jsem si mezi vločkami, jež padaly ke konci, povšiml několika takových, jež měly po obvodu šest zoubků, jako by to bylo kolečko vyrobené hodinářem… Nazítří ráno jsem spatřil malé ledové šupinky, velmi tenké, vyhlazené, průsvitné, a přitom vytvarované do dokonalého šestiúhelníka; žádný člověk by nedokázal odvést tak přesnou práci… Nakonec následovaly křišťálové hranolky ozdobené na obou koncích šestilistými růžicemi, jen o málo většími, než byla podstava hranolku,“ napsal v roce 1635 v Amsterdamu René Descartes.

Při pozorování měl velké štěstí, zahlédl i velmi vzácné hranolky zakončené šestilistými růžicemi. I zkušení pozorovatelé takový tvar vidí jen jednou či dvakrát za život. O sněhových vločkách psal ovšem už v roce 1611 německý matematik a astronom Johannes Kepler ve svém svazku De nive sextangula. 

První obrázky sněhových vloček, které publikoval Ukičiro Nakaya v roce 1954. Vlevo je umělá sněhová vločka narůstající na králičím chlupu.
Zdroj: Caltech

Ve 30. letech 20. století se už vědci na studium sněhových vloček přímo specializovali. Například Japonec Ukičiro Nakaya. I jeho k tomu ale dovedla náhoda, totiž nedostatek prostředků pro vybavení katedry jaderné fyziky. Jeho poznatky jsou dodnes považovány za to nejcennější, co moderní fyzika o vločkách ví.

Jako plástev

Dvě zcela identické vločky neexistují, každá je originál. Zní to při obrovském množství, které se každoročně snáší na naši planetu, jako nesmysl? Není, stačí se podrobněji podívat na způsob, jakým vločky vznikají, a na to, kolik jich vlastně je.

Zmrzne-li voda, zafixují se molekuly v pevných pozicích a v krystalcích ledu se s železnou pravidelností opakuje obraz šestiúhelníku. Masa krystalků tak připomíná obří plástev. Ostatně, to věděl už i Kepler, když přirovnával strukturu uspořádání ledových krystalků k buňkám v plástvi či semínkům v granátovém jablku. Proč, to ale nevěděl.

Klíčem k tajemství je onen šestiúhelníkový vzor. Princip je vcelku jednoduchý, výsledek neopakovatelný. Na krystal ledu se nabalují další molekuly vody a přitom si stále zachovávají šestiúhelníkovou strukturu. V okamžiku, kdy je tak velká, že je rozeznatelná pouhým okem, máme před sebou malou sněhovou vločku, která pokračují-li vhodné podmínky, může dále narůstat.

Podoba sněhových vloček závisí na teplotě a vlhkosti vzduchu
Zdroj: caltech.edu

Role teploty a vlhkosti

O konkrétní podobě sněhové vločky rozhoduje teplota a vlhkost v jednotlivých hladinách atmosféry, kterými vločka prochází. Jak se mění tyto veličiny, tak se mění i způsob narůstání ledových krystalků – tedy tvar vločky. Čím vyšší je vlhkost vzduchu, tím víc molekul soupeří o volná místa, na která by se mohla připojit. Čím nižší je teplota, tím snáze se utvářejí pevné vazby, které udržují molekuly vody ve vločce.

Například vločky vznikající v poměrně suchém vzduchu při teplotách kolem minus 15 stupňů Celsia mívají tvar placky, při teplotách kolem minus 25 stupňů Celsia se vytváří robustní hranolek. Pro vznik nadýchaných šesticípých vloček jako „z učebnice“ je třeba, aby ve vzduchu bylo hodně vlhkosti, ideální je pro ně teplota kolem minus 14 stupňů Celsia. A tak bychom mohli pokračovat dál.

A teď k té neopakovatelnosti. Každá vločka obsahuje asi 1018 molekul vody. A ty mohou být uspořádány jakkoli. Než totiž dopadne vločka na zem, zopakuje se asi milionkrát situace, v níž si nová molekula může vybrat z většího množství pozic, které obsadí.

Spektrum možností narůstá do neuvěřitelných cifer, počet možných tvarů může být sextilionkrát větší, než kolik kdy nasněžilo (sextilion odpovídá trilionu triolionů, respektive cifře 1036). Je tak třeba se smířit s tím, že dvě stejné nenajdeme.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

V Londýně nalezli mrtvého akademika Ardaye, který byl obviněn z plagiátorství

V Londýně v pátek nalezli tělo 41letého Jasona Ardaye, který minulý týden opustil profesorský post na Cambridgeské univerzitě kvůli obvinění z plagiátorství částí své disertace. S odvoláním na britská média to napsala agentura AFP. Někdejší nejmladší černošský profesor na této prestižní univerzitě byl nalezen v bezvědomí na adrese v londýnské čtvrti Battersea a prohlášen za mrtvého, upřesnil web Sky News.
včeraAktualizovánopřed 23 mminutami

Nižší počet případů tuberkulózy vede Estonsko k přehodnocení plošného očkování

Klesající výskyt tuberkulózy v Estonsku přiměl tamní ministerstvo sociálních věcí k přípravě změny, která by nahradila plošné očkování novorozenců cílenou vakcinací dětí z rizikových skupin.
před 12 hhodinami

Evropu sevřela už pátá letošní vlna veder. Opět za ni může tepelná kupole

Na západě a na jihu Evropy pokračuje vlna veder, teploty nad 35 stupňů Celsia ve čtvrtek pocítilo hlavně ve Francii, Itálii, Španělsku a Británii více než 135 milionů lidí. Přibližně u 340 milionů obyvatel Evropy s výjimkou Turecka a Ruska pak ve čtvrtek teploty překonaly třicet stupňů.
před 20 hhodinami

V Řecku stoupá počet případů nákazy západonilskou horečkou, devět lidí zemřelo

Počet případů nákazy virem západonilské horečky v několika řeckých regionech, zejména v Athénách, výrazně stoupá, uvedl řecký Národní zdravotnický úřad (EODY). Během uplynulého týdne bylo hlášeno 45 nových případů, čímž se celkový počet infekcí tímto virem od začátku letošní sezony zvýšil na 110. Devět lidí starších 65 let od té doby zemřelo.
před 21 hhodinami

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.