Come si formano i fiocchi di neve?

Nelle comunità del nord, la neve stagionale è protagonista della vita quotidiana.

Per alcuni, una nevicata significa un giorno di vacanza da scuola. Per altri, è il segnale che la stagione dello sci è finalmente arrivata. Per altri ancora, è solo l’inizio di un viaggio più lungo e faticoso per raggiungere il lavoro. È incredibile come qualche miliardo di piccoli cristalli di ghiaccio possa evocare così tanti ricordi ed emozioni.

Vediamo la neve come una coperta che avvolge il paesaggio o come cumuli che ostruiscono i vialetti. Ma quand’è stata l’ultima volta che ti sei fermato a osservarla da vicino, e intendo davvero da vicino?

Molti scrittori hanno descritto i fiocchi di neve come piccole opere d’arte della natura. Oggi, però, diamo uno sguardo scientifico alla straordinaria bellezza e complessità dei fiocchi di neve e della neve stessa.

Come si formano i fiocchi di neve?

Esistono diversi cataloghi che classificano i fiocchi di neve in sette, otto o addirittura 35 tipi diversi. Tuttavia, la forma più iconica e riconoscibile è quella del dendrite a sei bracci, con rami intricati e quasi perfettamente simmetrici. Quella, per intenderci, che tutti abbiamo provato a ritagliare da un foglio di carta.

La forma dei dendriti è un affascinante esempio di chimica dell’acqua. Quando il ghiaccio si forma a livello molecolare, l’angolo tra gli atomi di idrogeno e ossigeno è sempre di 120 gradi. Unendo tre di queste molecole, si ottiene un anello esagonale, la struttura di base del fiocco di neve. Ogni volta che una nuova molecola d’acqua si attacca a questo anello, lo fa sempre con lo stesso angolo, mantenendo la simmetria.

Man mano che il fiocco cresce, l’aggiunta di nuove molecole dipende dalla temperatura e dall’umidità dell’aria. Poiché queste condizioni rimangono relativamente costanti rispetto alle dimensioni del fiocco, i rami crescono in modo uniforme, dando vita alla caratteristica forma a stella.

Quando il fiocco diventa abbastanza pesante, inizia a cadere, attraversando strati dell’atmosfera con temperature e umidità diverse. Questo porta alla formazione di nuove strutture di ghiaccio, sempre rispettando l’angolo di 120 gradi.

Esistono davvero due fiocchi di neve uguali?

Un singolo dendrite è composto da circa un quintilione di molecole d’acqua (un numero seguito da 18 zeri!). Considerando le infinite variazioni di temperatura, umidità e le innumerevoli possibilità di combinazione delle molecole, le strutture che ne risultano sono incredibilmente diverse e complesse.

Proprio per questo, è quasi impossibile che due fiocchi di neve siano identici. In laboratorio, è stato possibile creare fiocchi “gemelli” controllando rigorosamente temperatura e umidità, ma in natura ogni fiocco è unico.

Perché alcune nevicate sono leggere e altre pesanti?

La vita di un fiocco di neve non finisce quando raggiunge il suolo. Una volta accumulata, la neve inizia a trasformarsi.

Appena caduta, la neve è leggera e soffice perché i fiocchi occupano molto spazio, lasciando ampio posto all’aria tra di essi e al loro interno. Con il passare del tempo, però, i fiocchi si rompono, si compattano e la densità della neve aumenta.

Questo processo, chiamato sinterizzazione, è utile per costruire rifugi come igloo o quinzees. Tuttavia, i cambiamenti più sorprendenti avvengono alla base del manto nevoso, dove il calore del terreno e il freddo dell’aria interagiscono.

Attraverso un processo di sublimazione (in cui le molecole d’acqua passano direttamente dallo stato solido a quello di vapore, senza diventare liquide) e successivo ricongelamento, si formano cristalli a forma di coppa, noti come depth hoar. Sebbene affascinanti da osservare, questi cristalli hanno una bassa densità e, su pendii ripidi, possono contribuire al distacco di valanghe.

Un’opera d’arte effimera

La prossima volta che ti trovi immerso in una nevicata, anche se stai brontolando perché devi spalare il vialetto per l’ennesima volta, prenditi un momento per osservare un fiocco di neve sul tuo guanto. Quello che stai guardando è una piccola meraviglia della natura, una formazione che nessuno ha mai visto prima e che non si ripeterà mai più.