Deux flocons de neige peuvent en fait se ressembler

Le vieil adage selon lequel « deux flocons de neige ne se ressemblent pas » pourrait ne pas être vrai, du moins pour les cristaux plus petits, selon de nouvelles recherches.

Les flocons de neige sont créés lorsque les cristaux de neige collent ensemble. Certains contiennent plusieurs centaines de cristaux. Les scientifiques étudient comment les flocons de neige se forment en raison de l’influence possible qu’ils peuvent avoir sur le climat mondial. De plus, les chercheurs croient maintenant que les cristaux de glace dans l’atmosphère, qui sont généralement des cristaux de neige trop petits pour tomber au sol, jouent un rôle clé dans l’appauvrissement de la couche d’ozone, peut-être en agissant comme catalyseur pour décomposer l’ozone.

On pense également que les cristaux de glace dans l’atmosphère influencent la production de foudre, en aidant les charges électriques à s’accumuler dans les nuages.

Combien de flocons de neige?
Le nombre de pieds cubes de neige qui tombe sur la planète chaque année est d’environ 1 suivi de 15 zéros, soit un million de milliards, estime le physicien des nuages Jon Nelson de l’Université Ritsumeikan de Kyoto, au Japon, qui étudie les flocons de neige depuis 15 ans. De même, toute cette neige pèse environ un million de milliards de kilogrammes.

Un cristal de neige typique pèse environ un millionième de gramme. Cela signifie qu’un pied cube de neige peut contenir environ un milliard de cristaux. Une estimation approximative du nombre de cristaux de neige qui tombent sur Terre par an est « d’environ 1 suivi de 24 zéros », a déclaré Nelson à LiveScience. « Si un autre scientifique dit que je suis parti d’un ou deux zéros, alors je ne plaisanterai pas. »

La plupart des flocons de neige mesurent moins d’un demi-pouce de diamètre. Le plus petit peut ne mesurer qu’environ un dixième de millimètre de diamètre, ou quatre millièmes de pouce, a expliqué Nelson. Sous des températures proches du point de congélation, des vents légers et des conditions atmosphériques instables et tourbillonnantes, de gros flocons irréguliers de près de deux pouces de long peuvent se former, selon le Centre national de données sur la neige et la glace de Boulder, Colo.

Un cristal de neige commence comme un grain de poussière flottant dans un nuage. La vapeur d’eau dans l’air se condense sur le grain de poussière et la gouttelette résultante gèle en un cristal.

Une molécule d’eau est constituée de deux atomes d’hydrogène liés à un atome d’oxygène. Les angles auxquels les atomes d’hydrogène se lient à l’atome d’oxygène favorisent la formation de cristaux de neige sous forme de prismes hexagonaux ou à six faces. La glace se développe ensuite en branches de chaque côté du cristal de neige.

Les cristaux de neige croissent le plus rapidement près de 5 degrés Fahrenheit.

« Ainsi, une élévation de température peut provoquer une poussée de croissance si le cristal est inférieur à 5 degrés F, ou un ralentissement de la croissance si le cristal est supérieur à 5 degrés F », a expliqué Nelson. « Quant à savoir pourquoi 5 F est si spécial, personne ne le sait. Cependant, la théorie suggère que cela a à voir avec la façon dont les molécules d’eau se regroupent sur les surfaces de glace. »

Similitudes très probables
La forme exacte que prend chaque cristal de neige dépend fortement de minuscules changements de température et d’humidité qu’il rencontre au fur et à mesure de sa chute, ce qui entraîne une diversité extraordinaire.

« Il est probablement sûr de dire que le nombre possible de formes de cristaux de neige dépasse le nombre estimé d’atomes dans l’univers connu », a déclaré Nelson.

Cependant, alors que « il n’y a pas deux flocons de neige semblables » pourrait être vrai pour les flocons de neige plus gros, Nelson estime que cela pourrait sonner faux pour les cristaux plus petits qui tombent parfois avant qu’ils n’aient une chance de se développer pleinement.

« Quelle est la probabilité que deux flocons de neige se ressemblent ? Très probablement, si nous définissons de la même manière, nous aurions du mal à les distinguer au microscope et si nous incluons les cristaux qui ne se développent guère au—delà du stade du prisme – c’est-à-dire les plus petits cristaux de neige « , a déclaré Nelson.

« Bonne chance de les trouver cependant », a-t-il ajouté. « Même s’il n’y avait qu’un million de cristaux et que vous pouviez comparer chaque paire possible une fois par seconde — c’est—à-dire très rapidement – les comparer tous vous prendrait environ cent mille ans. »

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