¿Por qué dos copos de nieve nunca pueden ser idénticos?
Los cristales de hielo son únicos. Si bien se pueden observar ciertas similitudes (por ejemplo, columnas, placas o estrellas de seis puntas), no hay dos exactamente iguales. Los expertos en copos de nieve explican por qué.
No hay dos copos de nieve iguales; los científicos lo confirman. Esto se debe a las condiciones únicas en las que se forman estos diminutos cristales de hielo en su viaje a la Tierra. Numerosas variables, como la temperatura y las fluctuaciones de la humedad, influyen. Por lo tanto, las repeticiones exactas son extremadamente improbables en la naturaleza.
La simetría hexagonal de los cristales de hielo surge de la estructura molecular del agua. Dependiendo de las condiciones ambientales, se desarrollan diferentes tipos de cristales: columnas hexagonales, placas delgadas, agujas largas o delicadas estructuras estrelladas con seis brazos, conocidas como dendritas. A pesar de compartir su estructura básica, los copos de nieve se desarrollan de forma muy individual.
La forma está determinada en última instancia por la temperatura y la humedad durante el crecimiento, e incluso fluctuaciones mínimas en las diferentes capas atmosféricas alteran el crecimiento de los cristales, afirma el reconocido investigador de copos de nieve y exprofesor de Caltech, Kenneth Libbrecht, quien ha publicado extensamente sobre la formación de cristales de hielo.
Dado que un copo de nieve se encuentra constantemente con nuevas condiciones en su camino hacia la Tierra, surgen patrones geométricos complejos.
¿Cuándo se forman las formas?
Las condiciones ambientales que favorecen la formación de cada forma de cristal se ilustran sistemáticamente en el llamado diagrama de Nakaya, llamado así por el físico japonés Ukichirö Nakaya, quien lo desarrolló en la década de 1930 tras ser el primero en cultivar cristales de nieve artificiales en el laboratorio. El diagrama muestra a qué temperaturas y niveles de humedad se forman ciertos tipos de cristales.
Por ejemplo, las placas delgadas tienden a formarse alrededor de -2 °C, mientras que los cristales con forma de aguja predominan alrededor de -5 °C. A temperaturas muy bajas, alrededor de -15 °C, suelen formarse copos de nieve muy ramificados y con forma de estrella. Sin embargo, esto solo se aplica a condiciones constantes.
Las condiciones estables son prácticamente inexistentes en la atmósfera terrestre, explica Libbrecht, experto en copos de nieve. Cada copo de nieve sigue su propia trayectoria a través de capas de aire turbulentas, lo que resulta en patrones de crecimiento individuales. Incluso dos cristales que se forman cerca experimentan perfiles de temperatura y humedad ligeramente diferentes.
Duplicados de Laboratorio
Sin embargo, en condiciones de laboratorio, la situación es diferente, afirma Libbrecht. Los científicos ahora pueden producir copos de nieve casi idénticos. En cámaras de vidrio especiales con temperatura y humedad controladas de forma estable, el aire húmedo se dirige hacia una superficie fría donde se forman los cristales de hielo.
Mediante el control técnico de las condiciones, los cristales crecen en patrones muy similares, casi idénticos. Sin embargo, estos copos de nieve de diseño representan excepciones artificiales y de ninguna manera corresponden a la naturaleza, admite Libbrecht.
Por lo tanto, la afirmación de que no hay dos copos de nieve iguales sigue siendo válida en el entorno natural. Señala la enorme complejidad de fenómenos naturales aparentemente simples y la sensibilidad con la que los procesos físicos reaccionan a los cambios más pequeños.
Referencia de la noticia
Snow Crystals. A Case Study in Spontaneous Structure Formation, Princeton University Press, Libbrecht, K. (2022)
Snow Crystals, Princeton University Press Preprint, Libbrecht, K. (2021):