Du nuage à la terre: Histoire de la cristallisation de la molécule d'eau

Nous avons pu profiter depuis quelques jours d'un blanc manteau qui possède une histoire complexe et dont il faut rechercher l'origine dans le ciel. En effet, les cristaux de neige se forment dans les nuages à partir de goutelettes d'eau en surfusion (vapeur). Entre -13°C et -18°C, apparaissent des "noyaux solides", dont les diamètres varient de 0,1 à 10 micromètres. Dans une seconde étape la vapeur d'eau entourant le "noyau" va se cristalliser elle aussi pour former un "squelette" autour de ce dernier. Le cristal (flocon) ainsi formé, grossit d'abord très rapidement (quelques micromètres par minute), puis plus lentement. Les conditions de température et de pression, vont permettre la création de formes différentes.
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Cependant, presque tous les cristaux de glace ont une structure hexagonale. Pour former cette structure, les molécules d'eau (H20) se rassemblent en hexagones empilés les uns sur les autres. Les étoiles (flocons) possèdent 6 axes de symétrie, et sont d'autant plus ramifiées que la présence de vapeur environnante est importante. La taille des flocons est très variable : entre 0,5 à 8 mm. Un cristal typique contient environ 10 exposant 16 molécules d'eau. Le nombre de façons d'arranger ces molécules d'eau est quasi infini : il est donc presque impossible de rencontrer deux flocons identiques. Dans les cristaux de neige fraîche, il y a 90% d'air. Au fur et à mesure du dégel, la quantité d'eau augmente, les cristaux se disloquent, et la neige se ramollit.
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Il est incroyable de penser que toutes ces étendues de neige recèlent une infinité de flocons aux formes différentes. Quelle incroyable vision que celle de ces cristaux éphémères vus au microscope. Encore une fois, contemplons la Nature qui opère et qui nous livre ce fabuleux spectacle.

Sources : snowcrystals.com