A depender da temperatura e da umidade do ar de onde estão se formando os flocos de neve, estes minúsculos cristais de gelo podem adquirir uma vasta gama de formas fractais diferentes, formando os mais belos padrões. Mas, por que isso acontece?
Primeiramente vamos entender como se formam os flocos de neve. Tudo se inicia com uma pequena gota de água extremamente fria que se transforma em uma pequena partícula que cai do céu, isto cria um cristal de gelo. A medida em que o minúsculo cristal se dirige em direção ao solo, o vapor de água vai se condensando e formando seis novos ramos de cristais naquela pequena partícula.
Mas como os flocos de gelo adquirem suas formas?
A temperatura e o nível de umidade do ar onde se forma um floco de gelo é fundamental para definir sua forma. Como cada floco de neve faz um percurso diferente até o solo e encontra condições físicas distinta pelo caminho, é natural que cada um deles tenha uma forma única.
Kenneth Libbrecht, professor de física do California Institute of Technology, fez extensas observações sobre como as moléculas de água são incorporadas aos cristais de neve. Em sua pesquisa, ele observou que os padrões mais intrincados de floco de neve são formados quando há umidade no ar. Flocos de neve produzidos em condições mais secas tendem a ter formas mais simples.
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Segundo a pesquisa de Libbrecht, a temperatura também tem um grande efeito na formação dos flocos de neve. Flocos de neve formados em temperaturas abaixo de -7,6 graus Fahrenheit (-22 graus C) consistem principalmente de placas e colunas de cristal simples. Enquanto isso, flocos de neve com padrões extensos de ramificação são formados em temperaturas mais quentes.
Por que os flocos de neve têm seis ramos?
Os cristais vêm em uma ampla variedade de formas e tamanhos. O mais comum é o prisma hexagonal regular, com seis lados retangulares e uma parte superior e outra inferior que são hexágonos planos. A bela simetria sêxtupla dos flocos de gelo surge do arranjo das moléculas de água na estrutura do cristal de gelo.
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Os flocos de neve são simétricos porque refletem a ordem interna das moléculas de água à medida que se organizam no estado sólido, que é o processo de cristalização. As moléculas de água no estado sólido, como no gelo e na neve, formam ligações fracas que são chamadas ligações de hidrogênio umas com as outras. Esses arranjos ordenados resultam na forma hexagonal simétrica básica do floco de neve.
Com informações de NOAA, Earthsky e Snowflake Sciences.
