البلورات الثلجية (Snowflakes) وأشكالها المذهلة

طقس العرب - تأخذ البلورات الثلجية الصغيرة تشكيلات متعددة اعتماداً على الطريقة التي يترسب فيها بخار الماء عند تحوله مباشرة إلى بلورات ثلجية، أو إلى الظروف التي تتعرض لها البلورة الجليدية التي تتكون بعد تجمد قطرات الماء في السحب، وعادة ما تتحكم عوامل معينة بشكل البلورات الثلجية، مثل درجة الحرارة والرطوبة في البيئة المحيطة ببلورات الثلج أثناء تشكلها.

أشكال بلورات الثلج

 هناك العديد من الأشكال المختلفة التي تم تسجيلها للبلورات الثلجية، وهي 35 شكلاً أساسياً، وفيما يلي بعض الأشكال المذهلة التي يمكن أن تظهر فيها البلورات الثلجية:

1. المنشور البسيطة (Simple Prism)

يعتبر المنشور السداسي أبسط شكل لبلورات الثلج، يمكن أن تظهر موشورات بلورات الثلج على شكل ألواح سداسية رفيعة، أو أعمدة سداسية رفيعة، أو أي شيء بينهما، وذلك اعتمادًا على مدى سرعة نمو الجوانب المختلفة، وعادة ما تكون المناشير البسيطة صغيرة جدًا بحيث يصعب رؤيتها بالعين المجردة. ويتكون هذا الشكل لبلورات الثلج عند درجة حرارة تقارب -2 مئوية، وبوجود رطوبة منخفضة.

2. الرقاقات النجمية (Stellar Plates)

 وهي عبارة عن بلورات رقيقة تشبه الصفيحة ويمتد لها ستة أذرع عريضة تكون شكلًا يشبه النجم، وغالباً ما تكون مزينة بعلامات دقيقة ومتماثلة بشكل مدهش. وتتشكل بلورات الثلج الشبيهة بالنجم عندما تقترب درجة الحرارة من -2 درجة مئوية أو -15 درجة مئوية، وفقًا لمخطط مورفولوجيا بلورات الثلج.

3. التشعبات النجمية (Stellar Dendrites)

التشعبات النجمية عبارة عن بلورات ثلجية شبيهة بالصفائح لها فروع وأغصان جانبية، وتكون هذه البلورات كبيرة إلى حد ما، يبلغ قطرها عادة 2-4 مم، ويمكن رؤيتها بسهولة بالعين المجردة، أو باستخدام عدسة مكبرة بسيطة، لذلك تعد التشعبات النجمية أكثر أشكال البلورات الثلجية شيوعًا, ويتكون هذا الشكل من البلورات عند رطوبة مرتفعة ودرجة حرارة تقارب – 12 درجة مئوية.

4. التشعبات النجمية الشبيهة بالسرخس (Fernlike Stellar Dendrites)

تقد تحتوي أذرع البلورات النجمية على العديد من الفروع الجانبية التي تشبه إلى حد ما نبات السرخس، لذلك نطلق عليها التشعبات النجمية الشبيهة بالسرخس، هذه هي أكبر البلورات الثلجية، إذ غالبًا ما تسقط على الأرض بأقطار 5 مم أو أكثر، وتتميز التساقطات الثلجية التي لا تحتوي سوى التشعبات النجمية والتشعبات النجمية الشبيهة بالسرخس بمشهد رائع عندما تتجمع بأعداد كبيرة، وتكون هذه البلورات رقيقة وخفيفة للغاية، لذا فهي تشكل كتلة ثلجية منخفضة الكثافة، ويمكن الغوص فيها.

5. أعمدة جوفاء (Hollow Columns)

تتشكل الأعمدة السداسية من البلورات الثلجية غالباً مع مناطق مجوفة مخروطية الشكل بالقرب من الأطراف، وتسمى هذه الأشكال بالأعمدة المجوفة، وتتميز هذه البلورات بصغيرها، لذلك يلزم مكبر جيد حتى نتمكن من رؤية المناطق المجوفة، وتكون المنطقتين المجوفتين متماثلتان في كل عمود، وأحياناً تنمو عند النهايات زوجًا من الفقاعات (كما هو موضح في الصورة الأخيرة على اليمين)، وتتكون هذه الأشكال من البلورات الثلجية عند درجات برودة متوسطة ورطوبة منخفضة نسبياً.

6. الشكل الإبري (Needles)

 البلورات الثلجية الإبرية عبارة عن بلورات عمودية رفيعة تنمو عندما تكون درجة الحرارة حوالي -5 درجة مئوية، وتبدو بلورات الثلج الإبرية وكأنها أجزاء صغيرة من الشعر الأبيض، ومن الأمور المدهشة حول بلورات الثلج هو أن نموها يتغير من ألواح رقيقة ومسطحة إلى إبر طويلة ونحيلة عندما تتغير درجة الحرارة ببضع درجات فقط.

7. أعمدة مغلقة (Capped Columns)

تنمو هذه البلورات أولاً لتصبح أعمدة قصيرة، ثم تنتقل لمنطقة أخرى في الغيوم حيث يصبح النمو شبيهًا بالصفائح، والنتيجة هي بلورتان رفيعتان تشبهان الصفائح تنموان على طرفي العمود الثلجي، وتوضح الصورة الأول الموجود على اليمين ثلاث جهات لبلورة ثلجية على شكل عمود مغلق، الصورة الأول في الأعلى هي لشكل البلورة من الجانب حيث العمود المركزي وحافة الصفيحتين، والصورتين في الأسفل لنفس البلورة من الأطراف حيث توجد الصفيحتان.

8. البلورات مزدوجة الصفائح (Double Plates)

البورات مزدوجة الصفائح هي في الأساس عمود مغلق لكن يكون العمود المركزي قصير، وتكون الصفائح متقاربة للغاية بحيث تنمو إحداها بشكل أسرع وتحجب بخار الماء عن الصفيحة الأخرى، والنتيجة هي صفيحة واحدة كبيرة متصلة بصفيحة أصغر بكثير، وفي الحقيقة العديد من بلورات الثلج التي تبدو مثل الرقاقات النجمية العادية هي في الواقع ألواح مزدوجة إذا نظرت إليها عن كثب.

9. بلورات الثلج المكونة من 12 جانب (12-Sided Snowflakes)

 تتشكل هذه البلورات عندما تلتف بلورات الأعمدة المغلقة 30 درجة، إذ تتكون كلاً من الصفيحتين على أطراف العمود من بلورات ذات ست تشعبات، لكن أحد الصفيحتين يدور بمقدار 30 درجة بالنسبة للأخرى، ويعتبر هذا شكل من أشكال التوأمة البلورية، حيث تنمو بلورتان متصلتان في اتجاه معين، لذلك تعتبر هذه البلورات نادرة جدًا، لكن قد يظهر القليل منها في بعض التساقطات الثلجية. وتُظهر الصورة في أقصى اليمين بلورة مكونة من 12 جانب، حيث يفصل بين الصفيحتين على الأطراف بعض المسافة.

10. بلورات ثلجية تشبه الرصاصات تتجمع على شكل وردة (Bullet Rosettes)

ينتج عن نواة حبة الجليد أحيانًا بلورات متعددة تنمو جميعها معًا في اتجاهات عشوائية، وعندما تنمو البلورات المتعددة على شكل أعمد تكون النتيجة على شكل وردة من الرصاصات، وغالبًا ما تتفكك هذه البلورات المتعددة لتترك بلورات فردية على شكل رصاصة.

كيف يتم تصوير بلورات الثلج بهذه الدقة دون أن تذوب؟

بدأت فكرة تصوير بلورات الثلج تحت المجهر في القرن التاسع عشر بواسطة ويلسون بنتلي، الذي أصبح رائداً في هذا المجال، وبعد تصوير بلورات الثلج تبين أنه بالرغم من اننا نرى الثلج الأبيض متشابه في أي مكان، إلا أنه في الحقيقة كل بلورة ثلجية لها شكلها المميز، وبعد قرن من الزمن استمر التصوير الفوتوغرافي لبلورات الثلج في التطور بسرعة كبيرة، وهو ما انتج صور عالية الدقة الآن، وهو ليس بالأمر الهين، فبلورات الثلج صغيرة جدا وسريعة الذوبان والتفكك، حتى أنها قد تذوب تحت حرارة الضوء المستخدم للتصوير، لذلك تستخدم أضواء خاصة لفلاش الكاميرا تكون أسرع وتعطي حرارة أقل.

 وهناك مناطق قد يصعب تصوير بلورات الثلج فيها، إذ لا تكون باردة بدرجة كافية فتذوب البلورات أو تتسامى بسرعة كبيرة، وقد تكون المنطقة ذات هواء رطب مما يتسبب بالتصاق البلورات ببعضها البعض.

كما تواجه مصورو البلورات الثلجية مشكلة الاحتفاظ بالبلورات على الشريحة الزجاجية المستخدمة لتصوير البلورات تحت المجهر، فيجب أن تكون من مادة أقل موصلية للحرارة، مثل زجاج الياقوت الصناعي، ويتم وضع البلورات الثلجية التي تم اختيارها للتصوير على الشريحة والتقاط عدة صور سريعة يتم المفاضلة بينها فيما بعد لاختيار الصورة المثالية.