Снежинки радуют своими невероятными формами детей и привлекают внимание крупных ученых, занимающихся химией льда. Трэвис Кнепп из Университета Пердью, специализирующийся на аналитической химии, даже построил специальную камеру, в которой он выращивает из воды эти кристаллические структуры и проводит над ними опыты.
Контейнер, в котором можно задавать любую влажность и температуру от +45 до -45 градусов Цельсия, позволяет Кнеппу круглый год создавать подопытных для своих экспериментов. Американский химик уверен, что на поверхности льда протекают интереснейшие процессы, достойные научного внимания.
"Поверхность любого льда всегда покрыта водой, - говорит Трэвис Кнепп. - Даже при минимальной влажности и очень низкой температуре на льду остается микроскопический слой жидкости. Именно это делает лед скользким - вы скользите не по льду, а по покрывающей его воде".
Этот тонкий квази-жидкий слой покрывает и все поверхности снежинок. Именно он в зависимости от влажности и мороза задает их форму - куда и как будут расти иголки. Например, при температуре от -3 до 0 градусов Цельсия снежинка в большей степени растет по краям, что придает ей вид диска. А при более низкой температуре от -10 до -3 градусов Цельсия кристаллы вырастают длинными - в форме призм или иголок. При этом, чем выше влажность воздуха, тем более ветвистой становится структура снежинки.
Эксперименты показали, что толщина жидкого слоя на льду задает температуру, на которой происходят те или иные изменения формы льда. Так что, управляя одним параметром, можно взять под управление весь процесс кристаллизации снежинок.
Кнепп и его коллеги уверены, что исследования в этом направлении позволят не только ответить на многовековую загадку - почему не бывает одинаковых снежинок, но и помочь в решении более важных и прагматичных задач.
"Многие слышали о том, что над Северным и Южным полюсами идет разрушение озонового слоя, - говорит Кнепп. - Это происходит в стратосфере на высоте около 15 километров. Но мало кто догадывается, что в поверхностных слоях атмосферы также наблюдается снижение концентрации озона".
Околоземный слой озона очень важен для природы. Именно он наделяет воздух способностью к самоочищению. С другой стороны, в высокой концентрации он очень токсичен и опасен для здоровья людей и растений.
Американские химики обнаружили, что сложные реакции, происходящие над снежной поверхностью, порождают ряд компонентов, сокращающих содержание озона в воздухе. Причем эти реакции берут начало на границе кристаллической структуры льда и тонкого слоя воды на его поверхности.
Более разветвленные снежинки обладают большей площадью поверхности, и химические реакции на них проистекают интенсивнее. Регулируя влажность воздуха, а следовательно, и форму получающихся ледяных кристаллов, можно замедлять или ускорять падение уровня озона в атмосфере.
По мнению ученых, не вовлеченных в исследования, но наблюдающих за ними со стороны, открытие Трэвиса Кнеппа позволит окончательно подтвердить или опровергнуть связь между разрушением озонового слоя и хозяйственной деятельностью человека. Ведь, не смотря на многочисленные высказывания об этой проблеме, наука не располагает какими-либо конкретными доказательствами.
О возможности контролировать содержание озона в атмосфере "Правда.Ру" побеседовала с кандидатом геологических наук, сотрудником Института глобального климата и экологии Росгидромет и РАН Сергеем Овчинниковым.
"Наличие теории еще не означает, что на ее основе можно создать пригодную для применения технологию. Представить себе ситуацию, когда влажность в определенном регионе можно было бы контролировать, пока очень сложно. Вместе с тем, если идея о взаимосвязи между снежным покровом и разрушением озонового слоя будет доказана практически, ряд определенных изменений в жизни человека произойдет.
Конечно, в первую очередь, речь идет о модификации производственных процессов, связанных с выбросом газов, а следовательно, и повышении влажности. Это относится также и к автомобильным выхлопам. На основании научного базиса можно будет ужесточить экологические требования к промышленности и транспорту, а в самих этих направлениях произвести технологическую реформу.
Однако, повторюсь, для этого, кроме лабораторных исследований, необходимы практические замеры и наблюдения, которые еще предстоит провести".
