KAR TANESİ

Bu sayımızda, ayın fotoğrafı köşemizde, donmuş su kristallerinin inanılmaz geometrisine bir bakış atıyoruz: Kar Tanesi. 

Fotoğraf: Cüneyt Özdaş
Makine: Canon 7D
Lens: Canon MP-E 65mm lens,
Yardımcı Ekipman: Canon MT-24EX flaş, Ev yapımı flaş difüzörü
Yer ve Tarih: 25 Aralık 2012, Tahoe Gölü 

Yüksek çözünürlük için tıklayın.

Kar, her ne kadar soğuk ve trafik kaosunu beraberinde getirse de, gene de görünce hemen hepimizin kalbini ısıtan bir atmosferik olay. Çoğumuz, eğer uygun iklimli bir yerde yaşıyorsak, yılın ilk karını heyecanla bekleriz, hatta sabah perdeyi aralarken için için kar görmeyi umarız. Şehrin kaosunu gizleyen bu beyaz örtünün, yakından görüşü de ayrı bir güzelliğe sahip. Kar kristalleri, suyun fiziksel özellikleri sayesinde birbirinden farklı şekillerde gökten yere iniyorlar. Her biri eşsiz güzellikte olan bu minik kristalleri biraz uğraşarak fotoğraf karesine hapsetmek mümkün.

Su, donarken buz kristalleri haline gelir. Bu kristaller, suyun kimyasal formülü (H2O) gereği altıgen şeklindedirler. Kar tanelerinin de altıgenlere dayalı yapısı buzun bu kristal yapısından köken alır.  En basit kar kristalleri bu nedenle altıgen prizma şeklindedirler. Bu yapı, kristal tabakaların üzerinde yavaş yavaş üstüste birikmesiyle oluşur.  Bir altıgen prizmada, taban ve tavanlar altıgenlerden oluşurken, prizmanın yan yüzeyleri dikdörtgen şeklindedir.  Çoğu kar kristali, hayatına bu çok küçük altıgenler prizmaları olarak başlar. Daha sonra, ısı ve atmosferdeki nem gibi çevre koşullarının etkisiyle kristalleşme reaksiyonu başlar.

Gelin, bundan sonrasını bu güzel fotoğrafı çeken Cüneyt Özdaş‘ın kaleminden okuyalım:

Kar taneleri 0°C’den soğuk atmosferde “süper soğuk” halde bulunan minik (yaklaşık 10 mikrometre çapında) sıvı su damlacıklarının donmaya başlaması ile oluşur.

 

Normalde su 0°C’den daha düşük bir sıcaklığa soğutulursa katı faza geçerek buza dönüşür. Ancak eğer ortamda su kristallerin etrafında oluşmaya başlayacağı bir çekirdek yoksa, su sıfır derencenin altında da sıvı halde kalabilir, ki buna “süper soğuma” denir.

 

Eğer ortamda kristalleşmeyi sağlayacak, çekirdek görevi görecek bir parçacık yoksa suyun -35°C’ye kadar sıvı halde kalabildiği deneylerde görülmüştür. Ortamda bulunan toz parçacıkları 0°C ile -35°C arasındaki süper soğumuş suyun kristalleşmesini başlatabilir.

 

Kristal bir kere oluşmaya başlayınca etraftaki su damlacıklanın yapışarak donmasını sağlayacak çekirdek görevi yaptığı için zincirleme bir donma reaksiyonu başlatır, böylece yakındaki sıvı suyu kullanan kristal gittikçe büyür. Oluşan kristalin şekli havadaki süper soğuk su miktarına ve sıcaklığa bağlıdır, her kar tanesi değişik bir yoldan geçtiği için, haliye zaman içerisinde değişik sıcaklık ve su derişimi ile karşılaşır, böylece şekli diğerlerinden farklı olur.

 

Ben bu fotoğrafı, oldukça soğuk bir günde araba üzerine yeni yağmış karda çektim. Metal yüzeyler iyi soğudukları ve soğuk kaldıkları için, kar taneleri erimeden fotoğraflarını çekmek için ideal yüzeyler.

Meraklısına notlar:

Çevre koşulları ile oluşan kristallerin şekillerinin arasındaki bağlantıyı ekteki grafikten görebilirsiniz:

Aşağıdaki filmde, Caltech üniversitesi laboratuvatında suni olarak yaratılmış kar kristalerinin oluşmasını izleyebilirsiniz:

Süper soğumuş suya atılan bir parça kar kristalinin, ani kristalleşmeye neden olmasını ekteki video çok çarpıcı bir şekilde gösteriyor.