Ihme ja kumma: Tällainen on lumihiutale mikroskoopissa

Myös Suomen eteläiseen ja lounaiseen kolkkaan saatiin jälleen lunta. Millaista on oikeasti se valkoinen aine, mitä saatiin taas lapioida sivuun teiltä ja tantereilta?

Se, että lumihiutaleet ovat kuusisakaraisia, ei liene yllätys kenellekään. Mutta tämän näkeminen mikroskoopilla on silti yllättävää: vesi on oikeasti jäätynyt tähän omalaatuiseen muotoon ja sakaroissa on kiinni pieniä jäälevyjä.

Itse asiassa kuvan kaltaiset kauniit kuusisakaraiset lumihiutaleet ovat varsin harvinaisia, sillä varsin usein ne ovat levymäisiä tai naulasia, tai enemmän tai vähemmän epätäydellisiä tähtiä. Kiteiden muoto riippuu lämpötilasta ja kosteudesta, sekä tietysti siitä, kuinka pitkän matkan ilmassa ne ovat leijailleet alas ja millaiset olosuhteet olivat matkan varrella.

Kuusisakarainen tai -kulmainen muoto on kuitenkin aina näkyvissä, koska veden molekyylirakenteessa on jokaista happiatomia kohti kaksi vetyatomia ja niiden välisistä sidoksista johtuen jääkiteissä toistuu aina 120°:n kulmia tuottava kiderakenne.

 

Olennaisin vaikuttava tekijä lumihiutaleen muodolle on lämpötila: lähellä nollaa syntyy tyypillisesti levyjä ja pikkupakkasessa pilareita. Noin 10 – 20°C:n välillä syntyy jälleen levyjä ja sen kylmemmällä puolella jälleen pilareita.

Monihaaraiset, tähtimäiset kuviot syntyvät yleensä ilman kosteuden ollessa suuri, ja kuivassa syntyy yksinkertaisempia kiteitä. 

Maan pinnalla lumihiutaleita katsellessa kannattaa myös muistaa, että ne tarttuvat helposti toisiinsa ja saattavat jopa sulaa sekä jäätyä kiinni naapureihinsa, jolloin tuloksena saattaa olla isojakin klönttejä, jotka eivät enää ole sinällään kuusikulmaisia.

Yleensä sade alkaa kaikkialla aina jääkiteinä. Tyypillisesti sadepilven yläosassa on pakkasta, joten siellä kasvaa pieniä jääkiteitä ja alijäähtyneitä vesipisaroita. Kun pilvessä oleva ilman noste enää kannattele niitä paikallaan, alkavat ne pudota alaspäin. Sateessa nämä sulavat nopeasti, mutta kun ilma on kylmää, ne kestävät alas pinnalle saakka – sekä kehittyvät vielä siinä matkalla edelleen.

Lumi on ihana asia – erittäin konkreettinen osoitus luonnon toiminnasta sekä luonnonlaeista!

Kuva: Wikimedia / Jacopo Werther