Ana sayfa Bilim Gündemi Görsellerle bilim: Kar tanelerinin şekli fizikçileri büyülemeye devam ediyor

Görsellerle bilim: Kar tanelerinin şekli fizikçileri büyülemeye devam ediyor

564
Üçgen kar tanesi. Sıcaklık, donma sıcaklığının hemen altındayken gözlemlenebilen bu geometrik şekil nispeten nadirdir, özellikle ortadaki üçgenden burada görüldüğü gibi dallar çıkıyorsa. (Fotoğraf: Don Komarechka)

Bir kar tanesinin son şeklini sıcaklığa, neme ve rüzgar hızına bağlı birçok değişken belirliyor.

Kar yağmaya başladığında Don Komarechka, reklam ajansındaki sıradan işleriyle uğraşıyordu. O gün, şansına, yeni aldığı yakın çekim merceği de yanındaydı, ekipmanını denemeye dışarı çıktı. Kısa bir süre sonra Komarechka kendini her kış arka bahçesinde kar tanesi fotoğrafları çekerken buldu ve tam zamanlı olarak doğa fotoğrafçılığı yapmaya başladı.

Komarechka’nın objektifine yansıyan kar taneleri dünyanın her yerine konabilse de bir kar yağışında en çok hangi motifteki kar tanelerinin bulunacağını sıcaklık, nem ve rüzgar hızı gibi etmenler belirliyor. Komarechka bu noktada tek istisnanın kayak merkezlerinde kullanılan suni kar olduğunu söylüyor ve “Hiç güzel değil, sadece buz parçacıkları…” diye de ekliyor.

Doğal bir kar tanesinin oluşumu, suyun bir toz zerresinin etrafında kristal şeklinde donmasıyla başlar. Bulutların arasında su buharı toplayarak dolaştıkça bu kristalin üstüne ince teller işlenir. Kar tanesinin son şeklini de havadaki farklı mikro çevreler belirler. Fizikçiler bu son şeklin tam olarak nasıl belirlendiğini anlamaya çalışıyor. Komarechka’nın fotoğrafları, araştırmacıların yüksek teknoloji ürünü kar tanesi üretim laboratuvarlarında üretemedikleri bazı formları görmelerini sağladı.

Çok değerli bir iş yapıyor olmasına rağmen Komarechka, süreci ve kullandığı yöntemleri tüm detaylarıyla anlatmaktan, başka fotoğrafçıların yakaladığı değişik şekilleri görmekten zevk duyuyor ve “Eğer ben bunu arka bahçemde bulabiliyorsam, herkes bunu kendi arka bahçesinde bulabilir” diyor.

Kar tanesinin nihai şekli hangi faktörlerin etkisindedir?

1) Etrafında dendritler, ya da ağaç dallarına benzer yapılar, oluşmuş levha biçimli bir kristal. Orta levha büyüdükçe kenarlardaki buz çok kalınlaşıp maddenin içeriye doğru ilerlemesine, dolayısıyla da 60 derecelik açıların kaybolmasına yol açmış. Sonuç olarak ortada neredeyse mükemmel bir çember oluşmuş.

Görsel 1. (Kaynak: Don Komarechka)

2) Yıldız biçimli, altı kollu bir kar tanesi. Sekiz ila dokuz milimetre genişliğinde. Sol alt köşesindeki ağ benzeri yığın aslında yıldızın yüzeyine yapışmış başka bir kar tanesi. Bu küçük kar tanesi, bir üstteki ile aynı boyda.

Görsel 2. Kaynak: Don Komarechka

3) Sütun kar tanesi. Kırağı adı verilen donmuş su tanelerinin uzun ince bir kar tanesine çarpmasıyla bu şekil oluşmuş. Her kırağı tanesi yeni bir kristalin oluşmasına yol açmış.

Görsel 3. Kaynak: Don Komarechka

4) Sütun kristal levhalarla kaplanmış. Fotoğrafın çekim açısı bu şekli yassı gösterse de aslında merkezdeki “X” ve üzerinde eklemeler olan yatay çubuk iki ayrı levha. Ortadan geçen sütun kristal, birer ucunda bu iki levhayı oluşturmuş.

Görsel 4. Kaynak: Don Komarechka

5) Dallar oluşturmaya başlamış, kolları eriyip kaynaşmış, daha sonra tekrar dallanmış bir levha kar tanesi. Burada küçük yapıların zaman içinde ne kadar hızlı değiştiklerini görüyoruz. Çevredeki altı küçük üçgen, kolların tam olarak nerelerde kaynaşmış olduğunu gösteriyor.

Görsel 5. Kaynak: Don Komarechka

6) Bu 12 dallı kar tanesi aslında birbirine yapışmış iki tane altı dallı kar tanesinden oluşuyor. Kar taneleri oluşumlarının henüz başındayken tesadüfen neredeyse 30 derecelik bir rotasyonla çarpışmışlar. Kollar oluşup dallandıkça şekiller iç içe geçmiş.

Görsel 6. Kaynak: Don Komarechka

7) Yıldız biçimli dendrite dönüşmüş bir levha kar tanesi. Kar tanesi süblimleşmeye, katı halden gaz hale geçmeye, başladığı ve bazı keskin hatlarını kaybettiği için altı kolun her bir dalı adeta birer tüy gibi gözüküyor.

Görsel 7. Kaynak: Don Komarechka

8) Küçük altıgen levha kar tanesi. Ortaya doğru uzanan sarkıt ve ünlem işareti biçimli yapılar aslında kabarcıklar. Kar tanelerinin üç boyutlu şekiller olduğuna ve bu şekillerin derinliklerini algılamanın her zaman çok da kolay olmadığına dair güzel bir hatırlatma.

Görsel 8. Kaynak: Don Komarechka

9) Yıldız biçimli dendrit kar tanesi. Kar tanesinin aldığı son şekil o kadar dengeli ki neredeyse simetrik gözüküyor. Bu gibi kar tanelerinin genişliği bir santimetre civarı olduğunda bir uçtan bir uca sıcaklık ve nem farkı, kar tanesinin büyümesindeki ahengi bozacak kadar yüksek olabiliyor.

Görsel 9. Kaynak: Don Komarechka

Kaynak: https://www.scientificamerican.com/article/snowflake-structure-still-mystifies-physicists/