همايون اسلامي
”من، در زير ميكروسكوپ، دانه‌هاي برفي
(snowflakes)
را كشف كردم، كه زيبايي بي‌نظيري داشتند، و گويي، اين زيبايي، شرم داشت، از اينكه ديگران ببينندش و لذت ببرند. هر كدام از اين بلورها، شاهكار طراحي بود، و هيچ طرحي، تكرار نمي‌شد. هر دانه برفي كه آب مي‌شد، طرحي، براي هميشه نابود مي‌شد. يعني، مقداري زيبايي، ناپديد مي‌شد، بي‌آنكه هيچ اثري بجا بماند.“
اينها، سخنان ويلسون اي بنتلي
(Wilson A. Bentley 1865-1931)
هستند. كشاورز خودآموخته‌اي، از ايالت ورمانت آمريكا، كه با متصل كردن ميكروسكوپي به دوربين، و سالها آزمون و خطا، توانست در سال 1885، براي اولين بار در تاريخ، از بلورهاي منفرد برف، عكس بگيرد.
او كه 40 زمستان را، صرف گرفتن بيش از 5000 عكس، از دانه‌هاي برف كرد، به نتيجه‌اي رسيد، كه اكنون تقريبا، تبديل به ضرب‌المثل شده: ”هيچ دانه برفي مثل دانه‌هاي برف ديگر نيست“.
برف، زماني ايجاد مي‌شود، كه بخار آب مبدل به بلور مي‌شود. ملكولهاي آب، به هنگام بلورسازي، به شكل
V
درمي‌آيند. راس اين
V
را يك اتم اكسيژن مي‌سازد و بازوهاي آن را دو اتم هيدروژن، كه با زاويه 104 درجه نسبت به هم قرار مي‌گيرند، و به اتمهاي هيدروژن ملكولهاي ديگر آب، متصل مي‌شوند. با پيوستن ملكولهاي ديگر آب، شبكه‌اي از اين بخش‌هاي شش‌وجهي ساخته مي‌شود. در نهايت، بلوري ساخته مي‌شود، كه داراي تقارن شش‌وجهي
(hexagonal symmetry)
است. يعني، اگر آن را، به اندازه يك‌ششم دور كامل، بچرخانيم، به جهت ديگري مي‌رسيم، كه (علي‌رغم نقص‌هايي كوچك) همانند جهت اصلي است. براي همين است كه، اين بلورها، با وجود تنوع طرح‌ها، همواره داراي تقارني شش‌وجهي هستند. دكتر ديبرشت
(Dr. Libbrecht)
نويسنده كتاب ”دانه برف، يك اثر هنري گذراست“، مي‌گويد: ”بر طبق محاسبات ما، احتمال همساني دانه‌هاي برف، فوق‌العاده كم است“.
بلورها، اشكال گونگوني دارند: شش‌وجهي، ستوني، سوزني، بشقابي، ستاره‌اي، درختي، ... . اما چه عواملي شكل بلورها را تعيين مي‌كنند؟
دماي هوا
جريانهاي هوا (جهت حركت هوا)
ميزان رطوبت (مقدار بخار آب هوا)
مدت نزول بلور برف
سرعت باد
ميزان غبار، نمك و ذرات ديگر موجود در هوا
فشار وزني بلورهاي برف ديگر
تركيب بلورهاي برف با يكديگر
يك دانه برف، در طول عمر خود، مراحل مختلفي را مي‌گذراند، همانطور كه باد مي‌رقصاندش، از ابري به ابري، از محيطي خشكتر به مرطوبتر، يا گرمتر به سردتر مي‌رود، و همه اثرات آنها را، مي‌توان، در دانه برف نهايي ديد.
دكتر ديبرشت، در كتابش نوشته است كه، اگر دانه‌هاي برف آثار هنري باشند، هنرمندي كه آنها را خلق كرده، باد است.
ترجمه: همايون اسلامي
30 دسامبر 2003
منابع:
Falling Physics, When the Weather Outside Is Frightful
Snow Flakes
The Science of Snowflakes
