divendres, de gener 26, 2007

Complexitat i simplicitat en un floc

Per fi ha arribat l’hivern, el fred, la pluja i la neu. Les muntanyes s’han cobert amb el mantell blanc que esperem veure per aquestes dates i l’ordre de les coses sembla retornar a la normalitat. Finalment els nens podran gaudir del plaer de jugar amb la neu, de deixar-se lliscar i de veure com cauen els flocs.

La neu és divertida per fer esport i pels nens, és útil com a reserva d’aigua i també resulta molt interessant com exemple de complexitat a partir de coses senzilles. Potser alguna vegada heu recollit flocs de neu amb la ma, i potser us els heu mirat abans que no es desfacin i, finalment, potser us heu fixat en la bellesa de les seves estructures cristal·lines. En realitat no hi ha dos cristalls iguals i això fa plantejar-se la pregunta de com es formen i perquè tenen aquestes formes tant espectaculars?

La resposta es troba, naturalment, en l’aigua. En concret en la seva estructura molecular. Tots sabem que la fórmula de l’aigua és H2O. Això vol dir que tenim units dos àtoms d’hidrogen i un d’oxigen. La clau és que no estan units de qualsevol manera sinó en una posició molt concreta. L’àtom d’oxigen al mig i els hidrògens enganxats als costats, però no en línia recta sinó fent un angle de poc més de 100 graus.

Quan als núvols la temperatura baixa per sota dels 0 graus, l’aigua comença a congelar-se. Però no ho fa de qualsevol manera. Primer cal que hi trobi petites partícules al voltant de les quals es formarà el cristall. Aquestes partícules són de pols o sals i s’anomenen nuclis de condensació.

El cas és que les molècules d’aigua en congelar-se el que fan és disposar-se d’una manera més estable possible, i això és en una estructura en la que sis molècules d’aigua s’organitzen donant lloc a una figura hexagonal. Si mireu atentament els cristalls de la neu, veureu que poden tenir moltes formes, però totes presenten una estructura bàsica hexagonal.

I a partir del petit cristall inicial, el que passarà desprès depèn bàsicament de la temperatura. Si estem entre 0°C i -4°C creixeran en forma d’hexàgons simples, però si la temperatura és de -6°C a -10°C obtindrem petites columnes, i si ens trobem entre -12°C i -16°C el que es formarà seran les estrelles de sis puntes amb dendrites.

Al final, depèn de quina manera es van afegint més molècules d’aigua al cristall. Si ho fan per les cares de l’hexàgon tindrem cristalls senzills, però si ho fan pels vèrtex, apareixen les estrelles. A les branques de les estrelles poden tornar a formar-se els hexàgons i, a sobre, el cristall pot desplaçar-se per diferents capes de l’atmosfera amb condicions de temperatura i humitat que van variant. Tot plegat fa que la complexitat augmenti infinitament i, amb ella, la bellesa de les formes que obtenim.

De manera que, quan observeu els cristalls de neu fonent-se a les mans, recordeu que la seva forma, particular i única, és el reflex de la seva vida.

Si fa no fa, com ens passa a les persones.

4 comentaris :

Carquinyol ha dit...

A vegades sembla mentida les coses que fa la natura, fins a la cosa més petita li posa la cura de tot un artista.

sants ha dit...

Certament és brutal la perfecció. Em recorda a unes diatomees que em van ensenyar en foto microscòpica de 25 micrómetres! i eren d'una perfecció i simetria al·lucinant.

Els canons de neu no són tan romàntics, la veritat.

èlsinor ha dit...

Estaria bé, doncs, ser-ne col·leccionista, de flocs de neu...

Dan ha dit...

Carquinyol, la natura vista de prop i amb atenció ens mostra autèntiques obres d'art

sants no, els canons de neu no son el mateix.

èlsinor, si que hi ha coleccionistes de fotos de cristalls. I llibres també!
http://vermontsnowflakes.com/books.htm