Copitos de Nieve, no tan copitos

Aprovechando estas temperaturas tan "apacibles" y viendo que medio país se encuentra bajo un manto blanco, hoy vamos a hablar de Los COPOS DE NIEVE.
Y aunque la caída de este elemento a gusta mas que a otros, seguro que estas imágenes no os dejan indiferentes.

El caso es que los cristales de nieve siempre crecen formando figuras hexagonales. Las formas son infinitas, cada cristal es único, pero la simetría de todos ellos es la misma.




El naturalista americano Wilson A. Bentley (1865-1931) , un granjero autodidacta de un pequeño pueblo de Vermont, dedicó 40 inviernos de su vida al estudio de los minúsculos cristales que se aglomeran para formar los copos de nieve. Llegó a examinar y fotografiar más de 5000 gracias a su propio montaje de microscopio y cámara fotográfica de las de entonces. Un verdadero pionero de la fotomicrografía.
Impresionado por la belleza de esas frágiles formaciones se dedicó a examinarlas con detalle. Nunca llegó a encontrar dos exactamente iguales.

Hoy en día los científicos usan microscopios electrónicos que nos permiten observar cosas tan pequeñas como los cristales de nieve con un detalle impresionante.

Los cristales de nieve más grande (unos 5 mm) y hacen la mejor nieve polvo. Las dendritas estelares más simples (de hasta 4 mm) se ven como las ramas, y los adornos del árbol de Navidad se basan a menudo en ésta forma.

Las formas tan complicadas de muchos de los critales de nieve se deben a sus procesos de crecimiento. Bajo ciertas condiciones atmosféricas el agua se congela y los cristales de hielo crecen rápidamente formando abundantes ramificaciones como las del cristal de la derecha (dendritas). En condiciones de crecimiento más lento los cristales de nieve podrían dar lugar a formas más simples como la del cristal de la izquierda.







Las fotografías que se muestran a continuación son imágenes de verdaderos cristales de nieve tomadas por los científicos de la Unidad de Microscopía Electrónica del Beltsville Agricultural Research Center, en Beltsville, MD, USA.
Pero por qué hexagonal?, Como es que todos los cristales de nieve están abocados a tener esa simetría?

La respuesta se encuentra en lo más profundo de los cristales. Para encontrarla tendremos que mirar los átomos y moléculas que los forman. Y lo cierto es que a ese nivel no existe microscopio alguno que nos permita simplemente echar un vistazo y comprender la respuesta.
Pero no pasa nada. Los científicos han desarrollado métodos para "mirar" a los átomos, no con microscopios sino con la magia de la física y las matemáticas. Podemos por ejemplo obtener imágenes de la forma en que se ordenan los átomos en los cristales midiendo cómo se refleja un haz de rayos X en distintas direcciones sobre el cristal y aplicando un tratamiento matemático a los datos medidos. Esta técnica se conoce entre los científicos con el sofisticado nombre de "cristalografía de rayos X". Aquí la llamaremos "visión por rayos X" y nos permitirá "ver" cómo se enlazan los átomos de oxígeno e hidrógeno para formar moleculas de agua y como se ordenan estas moléculas unas con otras en el hielo sólido y en los cristales de nieve.

Esta es una imagen de visión por rayos X de un cristal de hielo a unos x100000000 aumentos, casi nada!!



Y como verás ! también tiene la simetría hexagonal.
En esta imagen los átomos de Oxígeno se representan como bolas rojas y los átomos de Hidrógeno como bolas azules más pequeñas.

Todos los enlaces entre estos átomos se han dibujado como barras blancas para resaltar la red hexagonal en forma de colmena que forma el conjunto de las moléculas de H2O.

En el agua líquida también hay moléculas de H2O, pero en ese caso se encuentran más calientes que en el hielo. Eso significa que se mueven más libremente y de hecho esa es la razón de que el agua sea un líquido sin forma propia. Pero cuando el agua se congela las fuerzas de interacción entre moléculas de H2O ganan a las fuerzas derivadas del movimiento térmico y forman un conjunto rígido que presenta su estado más estable (de menor energía) cuando se ordenan... precisamente con simetría HEXAGONAL.

Por eso los cristales de nieve son siempre hexagonales. La estructura de los cristales a nivel atómico determina su forma final. Y éste no es un ejemplo aislado !. La composición y la estructura a nivel atómico y molecular es la clave que determina la estructura, dureza y propiedades en general de todos los materiales que nos rodean.

Estas otras sorprendentes imágenes fueron tomadas con un microscopio especial, por el profesor Kenneth Libbrecht, físico del Instituto de Tecnología de California, que ha pasado los últimos 11 años en una búsqueda personal para registrar el hermoso mundo de los copos de nieve.
Pincha en las imágenes si las quieres ver mas grandes






Fuentes: Daily Mail online y Cienciateca

2 comentarios:

  1. Felicidades por el estreno! muy ameno tu blog...

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  2. muy bueno!!!
    y muy interesante!!

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