Tuyết là gì mà cấu trúc của nó vẫn làm các nhà vật lý học phải đau đầu

Nhiều năm trước, nhiếp ảnh gia Don Komarechka đang ngồi bên bàn làm việc tại một công ty quảng cáo thì bên ngoài tuyết bắt đầu rơi. Tình cờ hôm đó ông mang theo một chiếc máy ảnh với ống kính chuyên chụp cận cảnh, và vì thế ông nảy ra ý định ra ngoài chụp tuyết.

Không lâu sau đó, mùa đông nào Komrechka cũng đi quanh vườn nhà để chụp ảnh những bông tuyết và cuối cùng ông trở thành nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp chuyên chụp phong cảnh và thiên nhiên.

Những bông tuyết mà Komarechka chụp có thể rơi ở bất kỳ đâu trên thế giới bởi vì hình dáng của chúng không cố định mà tùy vào nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ gió thay đổi ra sao, ngoại trừ tuyết ở các khu trượt tuyết nhân tạo.

Komarechka nói rằng tuyết ở những khu này không hề đẹp, chúng chỉ là những hạt băng ly ti. Một bông tuyết tự nhiên bắt đầu hình thành khi nước đông lạnh thành thể rắn xung quanh một hạt bụi. Bông tuyết này tiếp tục mọc thêm các tua phức tạp khi nó lấy thêm hơi nước trong quá trình rơi qua các đám mây.

Môi trường vi mô trong không khí tạo nên hình dạng cuối cùng của một bông tuyết theo cách mà các nhà vật lý học vẫn đang cố gắng tìm hiểu. Những bức ảnh của Komarechka đã giúp cho các nhà nghiên cứu có một cái nhìn rõ hơn về sự hình thành tuyết mà họ không thể tạo ra được dù là trong phòng thí nghiệm hiện đại.

Tinh thể dạng tấm đã phát triển thêm các đuôi gai, hay các nhánh giống như cành cây. Khi phần trung tâm của tấm tinh thể này lớn hơn, băng ở rìa tấm trở nên dày hơn, làm cho băng di chuyển hướng về trung tâm, tinh thể mất đi góc 60 độ và phần trung tâm biến thành hình tròn gần như hoàn hảo.

Bông tuyết hình sao có 6 cánh có đường kính khoảng 8 - 9 milimet. Cụm trông giống lưới ở góc trái thấp là một bông tuyết nhỏ hơn bị dính vào bề mặt của bông tuyết lớn. 

Tuyết hình cột. Hình dáng này được tạo nên khi một vảy tuyết dài và mảnh va phải những giọt sương đông lạnh. Trong trường hợp này, mỗi giọt sương lại là mấu để hình thành nên một tinh thể mới.

Tinh thể hình cột có chóp hình tấm. Góc nghiêng của tấm ảnh làm cho nó trông như một hình phẳng nhưng phần hình chữ X ở giữa là một tấm còn thanh nằm ngang lại là một tấm khác. 

Bông tuyết hình tấm bắt đầu phát triển các nhánh, hợp nhất các nhánh rồi sau đó lại tách ra một lần nữa. Qua đó chúng ta có thể thấy những cấu trúc ly ti này có thể thay đổi nhiều ra sao theo thời gian. Sáu hình tam giác nhỏ xung quanh chính là nơi các nhánh tụ lại.

Bông tuyết 12 nhánh này thực ra là 2 bông tuyết 6 nhánh bị mắc vào nhau. Rất tình cờ, trong quá trình phát triển, hai bông tuyết này va vào nhau ở một góc gần 30 độ. Khi các nhánh dài ra và mọc thêm nhánh con thì chúng quấn lấy nhau.

Bông tuyết hình tấm đã biến thành một đuôi gai hình sao. Mỗi đuôi ở sáu nhánh trông gần giống một chiếc lông vì bông tuyết đã bắt đầu chuyển từ thể rắn sang thể khí và mất đi một số góc sắc nét.

Bông tuyết nhỏ hình tấm 6 cạnh. Những khối hình trụ hoặc hình dấu chấm than hướng về phía trung tâm chính là những bong bóng. Chúng ta nên nhớ rằng các bông tuyết là những cấu trúc 3 chiều.

Bông tuyết đuôi gai hình sao. Hình dáng cuối cùng rất cân đối, gần như đối xứng. Khi những bông tuyết như thế này có đường kính 1 cm thì tức là độ ẩm và nhiệt độ có thể chênh lệch đủ để phá vỡ sự phát triển hài hòa của chúng.