كيمياء ندفات الثلوج

تتشكل ندفات الثلوج حول الجسيمات الضئيلة من الغبار وحبوب اللقاح المنتشرة في الغلاف الجوي؛ فحين يمر جسيم عبر السحب المؤلفة من جزيئات الماء فإنها تلتصق بسطحه لتكوِّن قطيرة. وعالياً في الغلاف الجوي عند درجات الحرارة المتجمدة، تشرع هذه القطيرة بالتجمد مكونة أسطحاً بلورية. وتشرع هذه الندف في تكوين شكل ندفات الثلوج.

ويكمن السبب وراء شكلها المتناظر في تركيب جزيئات الماء. وترتبط ذرات الهيدروجين والأكسجين معاً بزاوية قدرها 104.5 درجة، لتكون هيكلا على شكل الحرف V، ترتبط فيه ذرتان من الهيدروجين بذرة أكسجين واحدة في المنتصف. ومع ارتباط جزيئات المياه ببعضها البعض، تكوّن ستٌ من هذه البنى المثلثية الشكل شكلا سداسيا. وتستمر العملية وتبدأ البلورات بالتساقط مع انضمام المزيد من جزيئات الماء إلى مجموعة الجسيمات المتجمدة – والتي يبلغ متوسط عددها بليون بليون (1018) جزيء من الماء في الندفة المتوسطة!

وتزداد درجة الحرارة المحيطة بندفة الثلج المتساقطة كلما اقتربت من الأرض. ويقلل هذا من كمية الصقيع وعدد جزيئات المياه التي يمكنها الالتحام بها، مكونة هياكل ذات نتوءات متناظرة، على الرغم من وجود العديد من أشكالها المختلفة.

وكما يقول المثل القديم، فالتطابق مستحيل بين أي ندفتين ثلجيتين. ويؤثر في الشكل والحجم النهائي لندفة الثلج العديد من العوامل أثناء سقوطها؛ فالرطوبة والرياح ودرجة الحرارة وحتى نظائر ذرة الهيدروجين المختلفة تؤثر في تكوّن ندفات الثلوج.

وما لم يتعرض كل جزيء من الماء وكل بلورة قيد التشكّل للظروف نفسها بالضبط، فلن يتشكلا بالطريقة نفسها تماما؛ مما يفسر الاختلافات التي لا تحصى بين ندفات الثلوج.