Klejnoty Natury

 W Muzeum Ziemi PAN do 24.06.16 można oglądać wystawę fotografii śnieżynek z kolekcji Antoniego B. Dobrowolskiego.

Najpiękniejsze klejnoty natury to tytuł wystawy czasowej z cyklu Natura Sztuka. Na wystawie prezentowane są wybrane fotografie śnieżynek z liczącego około 2000 zdjęć zbioru Antoniego Bolesława Dobrowolskiego. Znajdują się tam m.in. mikrofotografie śnieżynek wybitnych fotografów końca XIX i początków XX w.: W.A. Bentley'a z USA, G. Nordenskjölda i F. Hallberga ze Szwecji, A. Sigsona z Rosji, R. Neuhaussa z Niemiec oraz Szlávika z Austrii.

Fotografie śnieżynek robione były na otwartym powietrzu z zastosowaniem wyziębionego mikroskopu z nasadzonym na jego okular aparatem fotograficznym i szkiełkiem podstawowym. Praca wymagała niezwykłej sprawności, cierpliwości i samozaparcia. Należało bowiem bardzo szybko chwycić na szkiełko nietrwałe śnieżynki i błyskawicznie je sfotografować.

Antoni B. Dobrowolski w ramach badań lodu i zjawisk lodowych interesował się kryształkami śniegu, tzn. składnikami chmur lodowych, powstającymi w wolnej przestrzeni powietrznej w wyniku krzepnięcia bezpośredniego pary wodnej. Dla tego typu studiów bardzo ważnym materiałem były właśnie mikrofotografie kryształków, których niepowtarzalne piękno A.B. Dobrowolski wyraził słowami: „Są to najpiękniejsze kryształy lodu i najpiękniejsze kryształy w ogóle...kryształki śniegu to najpiękniejsze klejnoty natury”.

Ekspozycja poświęcona jest blaszkowym kryształom śniegu. Ilustracją procesu narastania śnieżynek jest prezentowany film „Snowtime” autorstwa Vyacheslava Ivanova.

Jak powstają kryształki śniegu

Kryształy śniegu są jednoosiowe, należą do układu heksagonalnego. Ich postać zewnętrzna znana jest we wszystkich stadiach wzrostu − od początku przez wszystkie fazy rozwoju do kryształów dorosłych.
Wśród kryształów lodu wyróżniamy trzy naturalne typy wzrostu: blaszki, igiełki i słupeczki – formy pośrednie. Są one wyraźnie odgraniczone, w określonych warunkach powstaje tylko jeden pokrój kryształu z wyłączeniem wszystkich form pośrednich.
Jeśli kryształ będzie się słabo rozwijał w kierunku osi krystalizacji, a szybko w kierunku prostopadłym do niej, powstanie mocno spłaszczona blaszka. Gdy będzie się rozwijał najszybciej w kierunku tej osi – powstanie kryształ o pokroju igiełkowym, a jeśli będzie rosnąć mniej więcej równomiernie – słupkowym.        

Pokrój blaszkowy kryształów jest typowy i powszechny. Blaszki lodowe występują we wszystkich środowiskach, we wszystkich wodach i na ich dnie (lód denny), w chmurach, mgłach lodowych, w świeżym, nieprzeobrażonym śniegu i w zamrozie obrastającym powierzchnię gruntów i przedmiotów. Stanowią one ponad 85% wszystkich kryształów lodu. Grubość blaszek wynosi przeciętnie 0,08 milimetra, a często znacznie mniej. Rzadko przekracza 0,1 milimetra; zaś szerokość przeciętnie wynosi 0,3 milimetra.

Ich tworzywem jest para wodna. Zamarzając cząsteczki pary wodnej tworzą zawsze sześciokątny zalążek – kryształek. Gdy dyfuzja pary wodnej z zewnątrz do rosnącego kryształka odbywa się miarowo i nieprzerwanie, blaszka lodu rośnie równomiernie. Powstaje wtedy kryształ „zupełny”, bez luk czyli blaszka sześcioboczna. Gdy blaszki rodzą się pośpiesznie i rosną „chciwie” wchłaniając parę wodną, wtedy ten pokarm szybko się wyczerpuje i dokoła zarodka blaszki powstaje strefa rozcieńczonej pary wodnej, tworząc jakby aureolę. Powoduje to nierównomierny wzrost zarodka kryształka, szybszy na rogach blaszki niż na bokach, co prowadzi do powstania sześciopromiennej blaszki gwiazdkowej.

Bezpośrednim więc powodem tworzenia się blaszek „niepełnych” – gwiazdek śniegu – jest utrudnienie dyfuzji pary wodnej do całości rosnącego zarodka. Spowodowane jest to przez pośpieszne zlodowacenie pary wodnej, która ma słabą zdolność dyfuzyjną.

     
Wygląd śnieżynek zależy od zmiany miejsca i warunków wzrostu (temperatura, wilgotność powietrza, ciśnienie) w czasie opadania. Czynniki powodujące różnorodność wszystkich kryształów śniegu i lodu są wszędzie takie same. Nigdzie jednak nie występują tak powszechnie i wszystkie razem, jak w blaszkach śniegu, których podłożem jest środowisko atmosferyczne, nieskończenie zmienne w czasie. Niesłychanie wrażliwe na najmniejsze zmiany warunków śnieżynki reagują natychmiast zmianą w sposobie rośnięcia. Stąd niewyczerpana różnorodność śnieżynek z ich nieskończonym bogactwem form zewnętrznych i jeszcze większą rozmaitością wewnętrznej struktury.