The science of snowflakes - Maruša Bradač

Tradutor: Margarida Ferreira

If you ever find yourself gazing at falling snow,

Se já se extasiaram perante a queda de neve,

why not catch a few snowflakes on your glove and examine their shapes?

porque é que não apanham uns flocos de neve

e examinam a forma deles?

You might notice that they look symmetrical,

Podem reparar que parecem ser simétricos

and if you look closely,

e, se olharem com atenção,

you'll see they have six sides.

verão que têm seis lados.

You could say a snowflake is simply frozen water,

Dirão que um floco de neve não passa de água congelada,

but compare one with an ice cube from the freezer,

mas comparem um floco com um cubo de gelo do congelador,

and you'll realize they're very different things.

e perceberão que são coisas diferentes.

Unlike ice cubes, formed when liquid freezes into a solid,

Ao contrário dos cubos de gelo, formados quando a água solidifica,

snowflakes form when water vapor turns straight into ice.

os flocos de neve formam-se quando o vapor de água passa a gelo.

But that still doesn't explain why snowflakes have six sides.

Porém, isso não explica porque é que os flocos de neve têm seis lados.

To understand that,

Para perceber isso,

we need to delve deeper into the physics of water.

precisamos de mergulhar mais fundo na física da água.

Water is made out of two hydrogen atoms and one oxygen atom.

A água é formada por dois átomos de hidrogénio e um átomo de oxigénio.

A single water molecule thus has ten protons and ten electrons,

Uma simples molécula de água tem, portanto, 10 protões e 10 eletrões,

eight from oxygen and one from each hydrogen atom.

oito do oxigénio e um de cada átomo de hidrogénio.

The two electrons from oxygen's outer shell

Os dois eletrões exteriores do oxigénio

are shared with two electrons from both hydrogens as they bond together,

emparelham com os dois eletrões do hidrogénio, quando se ligam.

and the remaining four outer shell electrons from oxygen

e os quatro eletrões externos do oxigénio

form two pairs.

formam dois pares.

We call the bonds between these atoms covalent bonds.

As ligações entre estes átomos chamam-se ligações covalentes.

The pairs of electrons are all negatively charged.

Os pares de eletrões têm carga negativa.

Similar charges repel,

Cargas semelhantes repelem-se,

so they tend to stay as far away from each other as possible.

por isso mantêm-se tão afastadas uma da outra quanto possível.

The pairs form four electron clouds,

Os pares formam quatro nuvens de eletrões,

two of which are where the hydrogen and oxygen share electrons.

e em duas delas o hidrogénio e o oxigénio partilham eletrões.

The repulsion between the unbonded pairs

A repulsão entre os pares sem ligação

is even stronger than repulsion between the shared pairs,

ainda é mais forte do que a repulsão entre os pares ligados

so the two hydrogens get pushed a little further

portanto, os dois hidrogénios são empurrados para mais longe,

to an angle of 104.5 degrees.

até formarem um ângulo de 104,5 graus.

The water molecule as a whole is electrically neutral,

A molécula da água, no seu todo, é eletricamente neutra,

but oxygen gets a larger share of electrons,

mas o oxigénio obtém uma quantidade maior de eletrões,

making it slightly negative and the hydrogens slightly positive.

tornando-o levemente negativo e os hidrogénios levemente positivos.

Due to its negative charge,

Devido à sua carga negativa,

the oxygen in one molecule

o oxigénio duma molécula,

is attracted to the positive charge of the hydrogen in another molecule.

é atraído para a carga positiva do hidrogénio, noutra molécula.

And so a weak bond between the two molecules,

Assim, forma-se uma ligação fraca entre as duas moléculas,

called a hydrogen bond, is formed.

chamada uma ligação de hidrogénio.

When water freezes, this bonding occurs on repeat,

Quando a água congela, esta ligação ocorre repetidamente,

ultimately forming a hexagonal structure

acabando por formar uma estrutura hexagonal,

due to the angle between hydrogens and oxygen within each molecule.

devido ao ângulo entre os hidrogénios e o oxigénio dentro de cada molécula.

This is the seed of a snowflake,

Isto é a semente dum floco de neve

and it retains a hexagonal shape as it grows.

e mantém a forma hexagonal à medida que aumenta.

As the snowflake moves through the air,

Quando o floco de neve se movimenta pelo ar,

water vapor molecules stick to the six sharp edges

as moléculas de vapor de água agarram-se aos seis lados pontiagudos

and expand the snowflake outwards, bit by bit.

e expandem o floco de neve para fora, pouco a pouco.

A snowflake's developing shape depends on atmospheric conditions,

A forma como se desenvolve o floco de neve depende das condições atmosféricas,

like humidity and temperature.

como a humidade e a temperatura.

As a snowflake falls,

Quando um floco de neve cai,

changes in weather conditions can affect how it grows,

as mudanças nas condições do tempo podem afetar a forma como ele cresce

and even small differences in the paths two snowflakes take

e até pequenas diferenças no caminho que dois flocos de neve tomam

will differentiate their shapes.

vão diferenciar as suas formas.

However, since conditions at the six sharp edges of one snowflake are similar,

Porém, como as condições nos seis lados dum floco de neve são semelhantes,

a symmetric snowflake can grow.

vai crescer um floco de neve simétrico.

Weather conditions affect snow on the ground, as well.

As condições do tempo afetam também os flocos de neve no terreno.

Warmer ground temperatures produce a wetter snow that is easier to pack

Temperaturas mais quentes no terreno

produzem uma neve mais húmida e mais compactável,

because liquid water molecules help snowflakes stick to each other.

porque as moléculas de água líquida

ajudam os flocos de neve a colar-se uns aos outros.

Melted snow also plays a critical role in another wintry activity, skiing.

A neve derretida desempenha um papel importante

noutra atividade de inverno, o esqui.

Completely dry snow is very difficult to ski on

É muito difícil esquiar numa neve totalmente seca

because there's too much friction between the jagged snowflakes and the ski surface.

porque há demasiada fricção

entre os flocos de neve pontiagudos e a superfície de esqui.

So what's happening is that as skis move,

Quando os esquis deslizam

they rub the surface of the snow and warm it up,

esfregam a superfície da neve e aquecem-na,

creating a thin layer of water, which helps them slide along.

criando uma delgada camada de água, que os ajuda a deslizar.

So technically, it's not really snow skiing,

Tecnicamente, não se trata de esquiar sobre a neve

but water skiing.

mas de esquiar sobre a água.

But it is true that no matter how hard you look,

Mas é verdade que, por mais que procurem,

you're almost definitely not going to find two identical snowflakes,

não vão conseguir encontrar dois flocos de neve idênticos.

and that's a mystery that scientists are still trying to solve,

Isso é um mistério que os cientistas ainda estão a tentar descobrir,

though we know that it has to do

embora saibamos que tem a ver

with the many possible branching points in snowflake formation,

com os inúmeros pontos de ramificações na formação dos flocos de neve

and the differences in temperature and humidity,

e com as diferenças na temperatura e na humidade.

and while we wait for the answer,

Enquanto esperamos pela resposta,

we can enjoy watching these tiny fractals falling from the sky.

podemos admirar estes pequenos fractais que caem do céu.