Прогулка по зимней стране чудес может стать самым настоящим праздником для внутреннего мира человека, ведь в процессе вы вдыхаете свежий воздух, наблюдаете великолепный белоснежный пейзаж и слышите, как хрустит под ногами снег.
И хотя многое в науке о снеге хорошо задокументировано, например, как снежинки приобретают свою уникальную форму или почему снег белый, мало кто из учёных пытался ответить, почему эта пушистая масса издаёт такой приятный скрип, когда по ней ходят.
Чтобы полностью понять причину хруста, важно знать, как образуется снег. Чтобы выпал снег, воздух должен быть влажным, а температура атмосферы должна быть равна или ниже нуля — по сути, 32 градуса по Фаренгейту (0 градусов по Цельсию). Снег образуется, когда капли воды примерзают к частице, такой как пылинка или пыльца. По данным Национального центра данных по снегу и льду, снег начинает прилипать к земле, если температура земли составляет не менее 41 °F (5 °C), в противном случае снежинки начнут таять.
Когда земля покрывается достаточным количеством снега, происходит волшебство, в результате чего при каждом шаге раздаётся симфония скрипов.
Итак, что же вызывает этот звук?
«Существует множество вещей, которые в очень малых масштабах ломаются одновременно», — сказал Live Science У. Крейг Картер (W. Craig Carter), профессор обработки материалов Массачусетского технологического института.
Гипотеза Картера о скрипе сравнивает этот процесс с тем, когда человек проводит кончиком пальца по зубьям расчёски.
«Теперь представьте, что вы берёте предметы, которые намного меньше зубьев расчёски (например, снежинки), и представьте, что их, возможно, тысячи одновременно [ломаются]», — сказал Картер.
Сложная архитектура снега является ключевым фактором звука, который он издаёт, когда на него наступают.
«Необходимо, чтобы снежинки собрались вместе и соприкоснулись — это похоже на кубики льда в морозильной камере, — сказал он. — Если вы оставите их в миске со льдом, они начнут прилипать друг к другу, и это прилипание называется спеканием.»
Спекание происходит по мере того, как между кристаллами льда вырастают соединяющие их вместе ледяные «шейки», образуя наподобие массивного ожерелья.
«Я думаю, что происходит то, что эти частицы собираются вместе и немного спекаются — или приклеиваются друг к другу — и поэтому, когда вы наступаете на [снег], вы одновременно разрываете целую линию этих шеек между частицами», — добавил специалист.
Картер считает, что температура в этом случае тоже отыгрывает свою роль.
«Когда температура опускается ниже нуля, [кристаллы льда] покрываются чем-то вроде жидкости и легко скользят, — сказал он. — Вы вообще ничего не услышите, потому что [частицы] настолько скользкие, что ничего просто не сломается.»
Но по мере того, как условия становятся холоднее и происходит спекание, вероятность хруста возрастает.
Картер говорит, что снег – не единственное, что хрустит под ногами. Аналогичное событие происходит ещё и с мокрым песком.
«Там такой же скрипучий звук, — сказал Картер. — Песчинки также будут прилипать друг к другу таким же образом, и это потому, что диоксид кремния лишь немного растворим в воде, поэтому, когда две [крупинки] едва касаются друг друга, это очень хороший момент для образования таких адгезий (слипаний).»
