وقتی از آسمان ستاره می‌بارد

نویسنده: ماسون ناکایا

برف یکی از پدیده‌های زیبای طبیعت است که با سپیدی قشنگی آدم را به یاد پاکی و صداقت می‌اندازد. نگاه کردن به ریزش دانه‌های برف از پشت شیشه‌ی کنار بخاری گرم، خیلی لذت بخش است؛ ولی رفتن به بیرون و درست کردن آدم‌برفی و لیز خوردن هیجان دیگری دارد. راستی تا به حال فکر کرده‌اید برف چطوری تشکیل می‌شود و یا این‌که دانه‌های برف چه شکلی هستند؟ اگر شکل دانه‌های برف را ببینید، می‌فهمید که با باریدن این برکت زیبا، انبوهی از ستاره‌های زیبا بر سرمان می‌بارد.

ابرها از قطره‌های ریز آب، بخار آب و ذرات بسیار کوچک گرد‌و‌غبار درست شده‌اند که در هوا معلق هستند. اگر دمای ابر پایین بیاید، قطره‌های آب شروع به بلورینگی می‌کنند. بلورینگی یا کریستال شدن یعنی این‌که خودشان را با نظم خاص دور یک دانه گرد و غبار شکل می‌دهند و می‌چینند. یک کریستال برف، همان طور که از نامش پیداست، یک بلور یخ است. دانه‌ی برف یک نام عمومی است که به توده‌ی به هم چسبیده‌ی کریستال‌ها گفته می‌شود. یک بلور یا کریستال، ماده‌ای است که در آن همه‌ی مولکول‌ها به شکل خاصی که به آن شبکه بلوری منظم گفته می‌شود، قرار می‌گیرند. شبکه‌ای که مولکول‌های آب تشکیل می‌دهند، شبکه‌ای 6 پر است. همان طور که در تصویر می‌بینید، هر دایره‌ی قرمز علامت یک اتم اکسیژن است و خطوط خاکستری هیدروژن هستند.

انواع کریستال‌هایی که از آسمان می‌بارند چه شکلی‌اند؟

اگر شما از نزدیک به دانه‌های برف نگاه کنید می‌توانید اشکال مختلفی از بلور‌های زیبا را ببینید. دیدن این اشکال منظم واقعاً جالب و شگفت‌آور است.

منشورهای ساده

یک منشور شش وجهی، اساسی‌ترین پایه‌ی بلورهای برف است(برف اولیه). سطوح کوچک صاف اولیه به سرعت به هم می‌پیوندند، بزرگ می‌شوند و منشورهای شش‌گانه‌ی مختلف را پدید می‌آورند. منشورهای ساده معمولاً خیلی کوچک هستند و با دید طبیعی به سختی دیده می‌شوند.

ستاره‌ای ساده

این بلورها تخت و کم حجم هستند و دارای شش بازو و شکل یک ستاره را دارند. اغلب آن‌ها به‌طور شگفت‌آور قرینه هستند.

صفحات تقسیم شده

ساده‌ترین صفحه‌های تقسیم شده، بلورهای شش‌گانه‌اند که به شش قسمت مساوی تقسیم شده‌اند. مانند یک کیک هستند که به شش قسمت تقسیم شده‌اند. نمونه‌های پیچیده‌تر، شاخه‌هایی دارند که آن‌ها خود منقسم شده‌اند.

ستاره‌ای پیچیده

ستاره‌های پیچیده از 6 شاخه‌ی اصلی متقارن و چندین شاخه‌ی فرعی که از آن‌ها خارج شده‌اند تشکیل شده است. عرض این بلورها معمولاً 5 میلی‌متر یا بیش‌تر است، امًا قطر آن‌ها به کم‌تر از ۰/۱ میلی‌متر می‌رسد.

ستاره‌ای سرخسی

بعضی وقت‌ها شاخه‌های بلورهای ستاره‌ای تعداد بسیاری شاخه‌های فرعی دارند که خیلی شبیه به سرخس هستند. این‌ها بزرگ‌ترین بلورهای برفی هستند. اغلب وقتی به زمین می‌افتند ضخامتی حدود ۵ میلی‌متر یا بیش‌تر را دارند.

ستون‌های توخالی

این کریستال‌ها خیلی کوچک هستند و با بزرگ‌نمایی زیاد دیده می‌شوند. بلورهای ستونی شکل جزء اصلی بیش‌تر بارش‌های برفی را تشکیل می‌دهند. این ستون‌های توخالی، مانند مدادهایی چوبی هستند که در انتهایش بخش توخالی مخروطی شکل داشته باشند.

سوزنی‌ها

کریستال‌های ستونی می‌توانند تا حدی باریک و بلند رشد کنند که مانند سوزن به نظر برسند. گاهی این سوزن‌ها بخش‌هایی تو خالی دارند و گاهی انتهای آن‌ها به شاخه‌های فرعی تقسیم شده‌اند. این کریستال‌های برفی در دمای منهای ۵ درجه تشکیل می‌شوند. این برف‌ها روی آستین‌تان به شکل قطعات کوچک سفید دیده می‌شود.

ستون‌های کلاه‌دار

این بلورها در ابتدا به شکل ستون رشد کرده، امّا ناگهان به شکل بلور مسطح به رشد خود ادامه داده است. دلیل این امر حرکت کریستال از محله اوّلیه‌اش به منطقه‌ای است که از دمای متفاوتی برخوردار است.

صفحات دوبل

یک صفحه‌ی دوبل اساساً یک ستون کلاه‌دار با یک ستون کوتاه در وسط است. این بلور نتیجه‌ی اتصال یک صفحه‌ی بزرگ به یک صفحه‌ی خیلی کوچک‌تر است.

سطوح دوتکه

این بلورها شکل صفحه‌های دوبل هستند، با تفاوت که یک صفحه به صفحه‌ی دیگری در یک مقطع متصل شده‌اند.

کریستال‌های سه گوش

این بلورها سه گوش یا مضربی از سه هستند. این بلورها در دمای منهای ۲ درجه شکل می‌گیرند. این بلورها نسبتاً کمیاب هستند. هیچ کس نمی‌داند بلورهای برفی چرا به این اشکال قرینه‌ی سه گوش رشد یافته‌اند.

کریستال‌های ۱۲ بازو

این بلورها دارای ۱۲ شعاع هستند و کاملاً کمیاب هستند؛‌ امّا بعضی وقت‌ها یک ریزش برف تعداد زیادی از این بلورها را با خود می‌آورد.

گل‌های فشنگی

بعضی وقت‌ها هسته‌ی مرکزی یک دانه بلور یخ رشد می‌کند و اجازه نمی‌دهد چند بلوری شود. قطعات متفاوت وقتی که به ستون‌ها می‌چسبند، در نتیجه یک گل فشنگی تشکیل می‌شود. گاهی این فشنگ‌ها کلاه‌دار هم می‌شوند.

ستاره‌های سه‌بعدی

تمام بلورهای برف به شکل صفحه‌های مسطح نازک یا ستون‌های باریک نیستند. ستاره‌های سه بعدی از تعدادی کریستال‌های مستقل که به یک‌دیگر چسبیده‌اند ساخته شده‌اند. هر شاخه مانند یک بازوی بلورهای ستاره‌ای است؛ امّا هر کدام از این شاخه‌ها از یک نقطه‌ی مجزا خارج شده و به این کریستال حالتی سه بعدی داده است.

کریستال‌های سرما ریزه

دانه‌های برف در ابرها ساخته می‌شوند و ابرها از قطرک‌های ریز آب تشکیل شده‌اند. این قطرک‌ها برفک یا سرماریزه نامیده‌ می‌شوند. زمانی که این برفک‌ها به بلور برف بچسبند یا داخل آن قرار بگیرند به کریستال‌های برفک‌ دار مبدل می‌شوند. میزان برفکی که یک کریستال می‌تواند با خود حمل کند متفاوت است. گاهی یک دانه برف درواقع کپه‌ای از برف است که در این حالت گلوله‌ی برف نامیده می‌شود.

برف مصنوعی

دستگاه برف ساز ترکیبی از آب و هوای فشرده را با فشار به بیرون پرتاب می‌کند. آب مثل قطره‌های کوچک عمل می‌کند و هوای فشرده آن را خنک می‌کند و قطره‌ها را منجمد می‌کند. برای پرتاب، یک پنکه وجود دارد که این ترکیب را به بیرون فوت می‌کند.

با توجّه به شکل برف مصنوعی در می‌یابیم که این بلورهای نامنظم به هیچ یک از بلورهای برف واقعی با ساختمان پیچیده و منظم، شبیه نیست.

از چیزهای شگفت‌آور درباره‌ی بلورهای برفی این است که هیچ کدام از دو بلور مثل هم نیستند و هر کدام ترکیبی خاص دارند، و دیگر این‌که رشد آن‌ها باتغییر چند درجه تغییر دما، از ستاره‌های صاف و باریک تا سوزن‌های باریک تغییر می‌کند. این یکی از معماهای شگفت‌انگیز علم است که نشانی از خالقی عاشق، زیبا و توانا دارد.