El universo es un vasto y complejo misterio que a menudo nos deja perplejos. Sin embargo, incluso en lo más pequeño y cotidiano, como un copo de nieve, la ciencia nos ofrece una ventana para comprender la maravilla que nos rodea.
Cuando hablamos de "copo de nieve", en realidad nos referimos a un cristal de nieve, un singular cristal de hielo con una simetría hexagonal precisa.
Pero, ¿cómo se forman estas obras maestras de la naturaleza? La respuesta nos lleva a un viaje asombroso.
A diferencia de las gotas de lluvia congeladas que dan origen al granizo, los cristales de nieve se forman cuando el vapor de agua en el aire se deposita directamente en hielo, sin pasar por el estado líquido. A medida que se acumula más vapor en un cristal incipiente, este crece y se desarrolla en un proceso de retroalimentación, dando lugar a sus intrincados patrones.
Alexey Kljatov | Dendrita hexagonal en formación. Aunque tan una estructura general simétrica, es asimétrica en los detalles
¿Por qué los copos de nieve tienen formas tan complejas y simétricas?
Un cristal de nieve típico comienza como una pequeña placa hexagonal, y a partir de sus seis esquinas, se desarrollan ramas. Mientras vagan por las nubes, experimentan cambios en temperatura y humedad que afectan su crecimiento. Sin embargo, lo que es sorprendente es que, aunque siguen caminos precisos y experimentan condiciones similares, cada cristal es único.
La simetría de seis puntas en un copo de nieve se origina en la disposición de las moléculas de agua en la red cristalina del hielo. A pesar de que algunos copos de nieve son placas delgadas y planas con forma de estrella, otros son estructuras tridimensionales, y su forma varía enormemente. Pero incluso los más simples ocultan una complejidad sorprendente.
La formación de un copo de nieve no sigue instrucciones predefinidas, sino que resulta de la interacción de múltiples procesos. El facetado crea superficies planas en el cristal, reflejando su simetría subyacente.
La ramificación da lugar a estructuras complejas, mientras que el afilado impulsa el crecimiento hacia placas delgadas o columnas huecas. Es la combinación perfecta de orden y caos lo que da lugar a los copos de nieve que conocemos.
Warren, Israel Perkins | Estructuras de algunos copos de nieve publicadas en el s. XIX.
La temperatura y la humedad en las nubes desempeñan un papel importante en la forma en que crecen los cristales de nieve.
Los copos de nieve más grandes y fotogénicos se forman en un rango estrecho de temperatura alrededor de -15 °C, mientras que las agujas y columnas se desarrollan a alrededor de -6 °C. Además, la humedad influye en su crecimiento, con prismas simples que se forman en condiciones más secas.
A pesar de todo lo que hemos descubierto sobre la formación de los copos de nieve, todavía hay mucho que desconocemos. La naturaleza intrincada de estos procesos hace que su caracterización sea un desafío.
Sin embargo, cada copo de nieve nos recuerda que la belleza y la complejidad no se limitan al cosmos y las partículas cuánticas, sino que también se encuentran en la ciencia cotidiana que nos rodea
