Tutkittuaan jääkiteiden kasvun alkuvaiheita pilviä vastaavissa olosuhteissa, tutkijat ovat tulleet siihen tulokseen, että tämä ilmiö ei etene useimpien teorioiden ehdottamalla tavalla. Kävi ilmi, että pienimpien kiteiden muoto ei ole kuusikulmainen, vaan ne ovat sekoitus kuutiometriä ja kuusikulmaisia hilat. Työn tulokset esitellään Nature-lehdessä.
Normaaleissa olosuhteissa jään kuusikulmainen rakenne on vakain. Suurimmassa osassa pilvien muodostamista pilveissä tutkijat olettivat, että atomien järjestelyn symmetria jääkiteissä on täsmälleen sama, mutta uuden tutkimuksen tulokset osoittavat, että kyseessä on ylimääräinen yksinkertaistaminen. Realistisemmissa laskelmissa jääkiteiden alkuperäinen kasvunopeus osoittautuu kolmella kertaluokalla korkeampi kuin tavanomaisessa teoriassa.
Jopa lämpimässä ilmastossa pilvien vesi jäätyy yleensä. Prosessin aivan alussa nestepisara kasvaa tiettyyn kokoon, sitten siihen muodostuu kiteytymiskeskuksia, jotka tietyissä olosuhteissa johtavat pisaran täydelliseen jäätymiseen. Tämä tila määritetään ns. Vapaalla energiaesteellä, joka asettaa kiteen kriittisen koon, joka antaa sen mahdollisuuden kasvaa edelleen ja lopulta jäädyttää kaiken pisarassa olevan veden.
”Työn tavoitteena oli selvittää, mikä on kiteiden rakenne tämän esteen yläosassa ja miten se vaikuttaa niiden kasvuun”, kertoo yksi tutkimuksen kirjoittajista Valeria Molinero. Kävi ilmi, että vastoin tavanomaista ajatusta kuusikulmaisen symmetrian hallitsemisesta, heksagonaalisen ja kuutiosymmetrisen kerroksen epäjärjestysrakenne samoin kuin molekyylit, joita ei voida sisällyttää mihinkään niistä, on edullisempi pienille kiteille.
-33 ° C: ssa sekoitettujen symmetrioiden kanssa olevien kiteiden kasvunopeus oli 2000 kertaa suurempi kuin vain kuusikulmaisen rakenteen omaavien kiteiden kasvunopeus, johtuen vapaan energiaesteen korkeuserosta. Havainnot koskevat vain hyvin pieniä kiteitä, joissa on enintään 100 000 molekyyliä. Suuremmille muodostelmille, kuten silmälle näkyville lumihiutaleille, kuusikulmainen symmetria on hyödyllisempi. Uuden teoksen kirjoittajat toivovat, että niiden tulokset vaikuttavat ilmastomalleihin ja mahdollistavat sää- ja ilmastomuutoksen tarkempia ennusteita.