Let it snow!

Il silenzio della neve che cade è molto rilassante e affascinante. 
I cristalli di neve racchiudono in sè tutta la bellezza e l'eleganza dei fenomeni che ci regala Madre Natura, un meraviglioso esempio di simmetria e geometria.

Oggi pomeriggio, da casa, al calduccio, mentre mi godevo lo spettacolo dei fiocchi candidi che scendevano morbidi appena fuori dalla mia finestra, mi sono fatta per l'ennesima volta le domande che mi pongo ogni volta che nevica, fin da quando ero bambina, alle quali stavolta mi solo decisa a cercare risposta.

Come si forma la neve?

Se almeno una volta nella vita vi siete posti anche voi la stessa domanda, allora questo post vi potrà interessare, altrimenti, se non vi interessa e avete un pò di tempo, uscite a fare un bel pupazzo!

Uno dei primi a studiare i cristalli di neve fu Keplero, conosciuto da tutti come astronomo e matematico austriaco, che nel 1611 pubblicò un trattato sui fiocchi di neve, nel quale cercava di fornire una spiegazione alla loro simmetria esagonale.
Egli suggerì che la forma dei cristalli potesse essere legata all'impacchettamento di piccole sfere di ghiaccio.
Non molti anni dopo, anche Cartesio studiò la natura dei fiocchi di neve, componendo una raccolta di disegni di come apparivano i cristalli ad occhio nudo.
Ma solo nella seconda metà del seicento, Robert Hooke realizzò una grande raccolta di disegni realizzati grazie all'osservazione al microscopio, raffiguranti i cristalli di neve e la loro intricata struttura.
Più avanti, all'inizio del novecento, nonostante si pensasse già che ogni cristallo fosse diverso da qualsiasi altro, il contadino americano Wilson Bentley, ha provato a verificare l'esistenza di cristalli di neve identici.

Così Bentley per tutta la vita fotografò migliaia di cristalli di neve, di cui circa duemila vennero pubblicati nel 1931 nella raccolta Snow Crystals, ancora oggi in stampa e visionabili sul sito web in una sintesi delle immagini più belle. 

 
Più o meno nello stesso periodo, il fisico nucleare giapponese Ukichiro Nakaya, condusse uno studio sistematico dei cristalli di neve, riuscendo a ricrearli in laboratorio in condizioni controllate. I metodi di Nakaya sono stati seguiti e messi a punto in seguito da molti ricercatori in tutto il mondo, che ancora oggi studiano il complesso processo di formazione dei cristalli di neve.


I fenomeni chimici e fisici responsabili dei cristalli di neve sono molto complessi e non ancora perfettamente chiari; quello che si sa è che sono il risultato di processi che agiscono su ingredienti del tutto comuni, come acqua e granelli di polvere.

I cristalli di neve inizia nelle nubi in alta quota, che in inverno possono contenere moltissime gocce d'acqua allo stato liquido, nonostante la temperatura possa raggiungere parecchi gradi sotto lo zero.
E' una condizione che i fisici chiamano sottoraffreddamento, nella quale una sostanza in condizioni particolari di purezza ed di equilibrio, può scendere sotto la propria temperatura di congelamento e restare liquida. 

Tuttavia la presenza di piccole particelle di pulviscolo atmosferico contribuisce a rompere questo equilibrio. 
Le minuscole gocce d'acqua congelano intorno ai granelli di polvere, creando così un nucleo cristallino, che man mano che si muove attraverso l'aria, ingloba altre goccioline d'acqua, che congelano lentamente facendo crescere il cristallo e dandogli la complessa struttura reticolare esagonale che lo caratterizza (sebbene esistano anche cristalli di forma allungata). 



La forma e la lunghezza dei rami dipendono dalla temperatura e dall'umidità dell'aria in cui si muove il cristallo di neve. 
A pochi gradi sottozero i cristalli hanno le forme più semplici, mentre scendendo a -5° C iniziano a formarsi strutture a forma di ago, a -15° C è possibile trovare forme piatte e a stella, e scendendo ancora si formano cristalli con complesse strutture a colonna. 

Gioca un ruolo importante nella crescita dei cristalli anche l'umidità, che più è bassa più il fiocco ha forme semplici. 
Crescendo sempre più questi cristalli si aggregano in fiocchi di neve che, diventando più pesanti, scendono fino a terra per azione della gravità.

I cristalli sono classificati in base alla forma e alla dimensione in sette classi distinte, grazie ad un sistema messo a punto da alcuni scienziati e pubblicato nel 1951 dalla Commissione Internazionale per la neve e il ghiaccio. 

I fiocchi di neve vengono da diversi decenni ricreati dall'uomo per diversi scopi, tra cui per produrre la neve artificiale, il risultato però è completamente diverso da quello naturale; la neve artificiale infatti non contiene cristalli, ma solo agglomerati di gocce congelate.
Per fortuna in questo caso il lavoro di Madre Natura è inimitabile!

Questo è uno degli scorci che mi godo dalle mie finestre dopo una bella nevicata!