Lumehelveste hämmastav mitmekesisus tekitab idee, et igaüks neist on ainulaadne. Ehkki "pole kaht helvetit" võib olla ahvatlev metafoor, pole see päris tõsi. Kuid see ei takista meid silmitsi meie labakindadele püütud keerukate kristallstruktuuridega. Samuti ei takista see uurijaid hoolikalt koostamast kõiki kristalle, mis võivad moodustada.
Tänu nende tööle on keemiaõpetaja Andy Brunning, kes peab graafika ja keemia ajaveebi Compound Interest, loonud põneva graafika, mis näitab 39 tüüpi tahkeid sademeid, sealhulgas 35 liiki, mis on lumikristallid või helbed. Muud pildil olevad sademete vormid hõlmavad saju, jää, rahekihti ja külmunud hüdrometeori osakesi.
Liitintressid (CC BY 4.0) Brunning kirjutab:
Võib küsida, mis lumehelveste kuju on keemiaga seotud. Tegelikult on tahkete ainete kristallstruktuuride uurimisel oma distsipliin, kristallograafia, mis võimaldab meil kindlaks teha aatomite paigutust neis kuivaines. Kristallograafia toimib läbi proovi röntgenkiirte, mis seejärel difrakteeruvad, kui nad läbivad selles sisalduvaid aatomeid. Difraktsioonimustri analüüs võimaldab kindlaks teha tahke aine struktuuri; seda meetodit kasutas Rosalind Franklin DNA topeltheeliksi paigutuse fotografeerimiseks enne Watson & Cricki kinnitust selle struktuurile.
Varasemad jõupingutused on tahke sademete kogukategooriates välja toonud paar erinevat arvu. Uus graafika põhineb Jaapanis asuvate teadlaste töödel. 39 kategooriat saab veelgi jagada 121 alamtüübiks, teatas Susannah Locke Voxi jaoks. Ja neid kõiki saab jagada kaheksaks laiemaks rühmaks:
- Kolonnikristallid
- Lennukristallid
- Kolonni ja tasapinna kristallide kombinatsioon
- Lumikristallide agregatsioon
- Rimed lumikristallid
- Jääkristallide mikroobe
- Ebakorrapärased lumeosakesed
- Muud tahked sademed.
Caltechi füüsik Kenneth Libbrecht kirjutab lumekristallide moodustumisest oma veebisaidil:
Lugu saab alguse pilves, kui minutiline pilvetilk külmub kõigepealt pisikesse jääosakestesse. Kui veeaur hakkab selle pinnal kondenseeruma, tekivad jääosakesed kiiresti tahkudes, muutudes seega väikeseks kuusnurkseks prismaks. Mõnda aega hoiab see kasvades seda lihtsat lihvitud kuju.
Kristalli suurenedes hakkavad oksad aga tärkama kuusnurga kuuest nurgast (see on parempoolse diagrammi kolmas aste). Kuna atmosfääritingimused (nt temperatuur ja õhuniiskus) on väikeses kristallis peaaegu püsivad, kasvavad kuus lootustandvat haru enam-vähem ühesuguse kiirusega.
Selle kasvu ajal puhutakse kristall pilvedes edasi ja tagasi, nii et temperatuur, mida ta näeb, muutub aja jooksul juhuslikult.
Need temperatuurimuutused muudavad relvad erineva kujuga ja annavad meile mitmekesised lumehelbed ja kristallid, mida näeme. Kuna kõik relvad kannatavad ühesuguseid kõikumisi, võivad need kasvada sümmeetriliselt. Tegelikult kirjutab ta, et enamik lumekristalle on ebaregulaarsed.
Miks veeta kogu see aeg lumehelveste klassifitseerimisel? Nagu Libbrecht selgitab, on see tõesti kristallide moodustumise uurimine. Ja neid teadmisi saab kasutada kristallide valmistamisel paljudes muudes rakendustes - näiteks ränidioksiidid ja muud arvutites ja elektroonikas kasutatavad pooljuhid on ehitatud kristallidest.
Lisaks on nad uimastatavad.
