Come si forma un cristallo di neve?

Pubblicato il da Fallarino Elena

La neve è costituita da cristalli di neve. Questa è un delle cose più affascinanti che siano state prodotte dalla natura. La struttura di un cristallo di neve al microscopio risulta perfettamente regolare e geometrica. Come è possibile che l’acqua formata da molecole disordinate raggiunga un simile grado di ordine nel cristallo di ghiaccio? E come si forma una struttura di questo tipo?

Dal vapore al ghiaccio, nell'alta atmosfera

Le foto di nevicate in questo articolo possono rendere l’idea di quanto sia spettacolare questo fenomeno. Se desiderate veder nevicare potete soggiornare in uno chalet in montagna.

In una giornata nevosa la prima domanda che possiamo porci è come si forma la neve. La neve è formata da fiocchi di ghiaccio. I “flake” si originano nella parte alta dell’atmosfera. Nelle zone in cui la temperatura arriva a 0°C il vapore acqueo brina, mentre in altri casi formerebbe le nubi. Allo stato solido i cristalli di ghiaccio risultano più pesanti del vapore, quindi scendono verso la parte bassa dell’atmosfera in base al loro peso e alla loro grandezza. Se sul terreno la temperatura è inferiore a 2°C i cristalli di neve arrivano a terra senza fondersi e si posano. Se c’è bassa umidità il cristallo riesce a posarsi intatto anche quando il suolo ha temperature leggermente superiori a 2°C.

I diversi fiocchi di neve hanno geometria specifica che dipende dalle condizioni di umidità e temperatura nelle quali esso si è formato e dalla velocità di formazione. Possono avere struttura colonnare o piatta. L’alta umidità favorisce la comparsa di cavità e la formazione di strutture aghiformi; se la geometria è piatta si formano delle ramificazioni. Ci sono quindi diversi tipi di neve: il nevischio è formato da fiocchi di piccole dimensioni e radi. La neve a falde larghe è formata da fiocchi di dimensioni medie e grandi. La neve a falde piccole è formata da fiocchi piccoli e si osserva a temperature sotto 0°C e poca umidità.

Spiegazione della struttura esagonale del fiocco

Il cristallo di neve ha una struttura ordinata e cristallina, con geometria esagonale. In particolare, esso è leggerissimo. Il ghiaccio rappresenta lo stato solido dell’acqua. Quindi è evidente un comportamento anomalo dell’acqua: tutti gli elementi passando dallo stato liquido a quello solido diminuiscono il volume e aumentano la densità.

Il ghiaccio rispetto all’acqua liquida al contrario ha densità più bassa e volume maggiore. Le molecole di acqua sono infatti molecole polari che si uniscono tramite il legame a idrogeno, la particolare geometria del legame fa in modo che quando le molecole stabiliscono legami più forti tra loro per formare una struttura solida, aumentano anche le distanze reciproche in modo da formare tante cellette esagonali simili a quelle di un alveare.

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