Kar Taneleri Nasıl Oluşur? Neden Altıgen Şeklindedir? Şekilleri Neden Birbirinden Farklıdır?
hepimiz biliyoruz ki; kışı güzel yapan en güzel şey yadsınamaz bir şekilde kardır. sandığınız gibi kar aslında bir yağmur damlasının donmasıyla oluşmaz. aslında; doğru tabiriyle bir kar kristali, havadaki su buharının sıvı forma yani suya dönüşmeden doğrudan buza dönüşmesiyle ortaya çıkar. fakat bu kristallerin en büyük etkisi insanı çocuklar gibi eğlendirmesi değildir.
en büyük özelliği bu kristallere yakından bakıldığında görülmektedir:
işte bu muhteşem oluşumlar ilk defa wilson bentley adlı kişinin dikkatini oldukça çekmişti. bentley'nin bu merakı, onu farklı bir şey yapmaya itti ve bir kameraya takılı bir mikroskop aracılığıyla kar tanelerinin fotoğraflarını çekemeye başladı. çektiği 5.000'den fazla görüntüden oluşan görüntünün hiçbiri birbirine benzemiyordu. işte bu durum daha sonradan bir birçok kişininde merakını cezbedecekti.
bulaşıcı olan bu merak duygusu 1951'de, şu anda uluslararası kriyosferik bilimler birliği (iacs) olarak adlandırılan bir organizasyondan bilim insanlarını düşünmeye sevk etti. bilim insanları bu konuyu araştırdıklarında şu sonuca vardılar; kar tanelerini oluşurken 10 temel şekle göre oluşmaktaydı ve bu oluşumu bir şemaya dönüştürdüler. fakat bilim durur mu, daha sonra california teknoloji enstitüsü'nde fizik profesörü olan kenneth libbrecht, kar taneleri oluşumunu 35 tür kar kristali içeren bu tablo haline getirdi:
peki neden kar kristalleri bu kadar karmaşık ve simetrik oluyorlar?
temelde kar kristali, küçük bir altıgen plakanın oluşumuyla başlar ve oluşan bu temel yapı kristal büyüdükçe altı köşeden dallar çıkarır:
işte çeşitlilik tam bu aşamada başlamaktadır diyebiliriz
çünkü bulutların arasında yuvarlanırken, kristal sürekli olarak değişen sıcaklık ve neme maruz kalır:
sonuç olarak oluşan bu değişiklikler kristalin farklı şekillenmesini sağlar ve her değişim kolların biraz farklı şekilde büyümesine neden olur.
biraz daha detaya girecek olursak her kristalin altıgen olmasının temelinde su moleküllerinin donmaya yani donmanın başlamasındaki çekirdeklenmeye giderken ki moleküllerin şekillerinden kaynaklanmaktadır:
işte bu durum oluştuktan sonra oluşan şekiller bir plan dahilinde değilde tamamıyla doğanın ön görüsüne kalmış diyebiliriz. işte bu öngörü sınıflandıracak olursak:
the origin of natural facets
yani kar kristallerindeki çıkıntıların yönleri diyebiliriz. işte bu yönler kar kristalleri büyüdükçe ortaya çıkar diyebiliriz. çünkü havadaki su molekülleri kristalin yüzeyine çarpar ve yapışır, ancak bazıları diğerlerinden daha kolay yapışır ve bunun sebebine bakacak olursak su molekülleri, oluşan yüzeyde ne kadar çok sayıda kimyasal bağın bulunduğu pürüzlü yüzeyler varsa moleküller buralara daha kolay yapışmaktadır:
sonuç olarak, pürüzsüz yüzeyler pürüzlü yüzeylerden daha yavaş malzeme biriktirir. pürüzlü kısımlar kısa sürede dolar ve bizim gördüğümüz yıldız şekline doğru evrilir.
the origin of branching
yukarıda da dediğimiz gibi su molekülleri pürüzlü yüzeyleri daha çok sevdiğinden dolayı oluşan dallanma ve birikimde buralarda daha fazla oluşur. işte kar tanesinin düşerken ki değişen koşullardaki durumlar onun pürüzlü yüzeylerini de değiştirdiğinden aslında havada süzülürken bir doğaçlama görülür:
the sharpening instability
son olarak oluşan şeklin keskinleşmesine geldi. burasıda aslından başta anlatığım pürüzsüz yüzeylerle alakalı, yani dallanma devam ederken pürüzlü yüzeylerde daralmaya başlar ve su molekülleri de buralara yapışamazlar:
yani bir köşe büyüdüğünde dar yönlü teraslar üretir. dar bir teras geniş bir terastan daha hızlı büyür ve büyüme daha sonra eskisinden daha dar olan daha fazla teras ekler ve süreç bitene kadar böyle devam eder. sonuç olarak minnak bir kar tanesine sahip olduk diyebiliriz.
Sis Kuşağı Nasıl Oluşur?
