ะรู้หรือไม่ว่า เกล็ดหิมะ มีรูปแบบที่ไม่ซ้ำกันเลย
หิมะเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติ คล้ายๆ กับฝนตก เกิดจากไอน้ำที่ระเหยขึ้นไปสู่ท้องฟ้า เมื่อไอน้ำสัมผัสกับความเย็นด้านบนจะทำให้ไอน้ำรวมตัวกันจนมีน้ำหนักมากขึ้น หากไอน้ำรวมตัวกันเป็นของเหลวและตกลงมาเราเรียกปรากฏการณ์นี้ว่าฝน แต่หากอุณหภูมิบริเวณที่ไอน้ำรวมตัวกันมีอุณหภูมิต่ำมาก จะทำให้ไอน้ำรวมตัวกันเป็นผลึกแข็งแทนที่จะเป็นหยดน้ำ เมื่อผลึกก่อตัวจนมีขนาดใหญ่ขึ้นจนกลายเป็นเกล็ดหิมะ และค่อยๆ ร่วงหล่นจากท้องฟ้าอย่างช้าๆ เนื่องจากเกล็ดหิมะมีแรงพยุงซึ่งเป็นผลจากรูปทรงของเกล็ดที่เป็นแผ่นบาง
เกล็ดหิมะเป็นผลงานศิลปะของธรรมชาติ มีรูปร่างคร่าวๆ เป็นหกแฉก แต่ละเกล็ดมีรูปร่างและลวดลายที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว ภายในเกล็ดหิมะแฝงไว้ด้วยลวดลายอันวิจิตรพิสดาร หากส่องดูภายใต้กล้องขยาย จะเห็นว่าเกล็ดหิมะนั้นประกอบขึ้นจากรูป 6 เหลี่ยม หลากหลายขนาด ลวดลายอันสวยงามที่เห็นนั้นเกิดจากรูป 6 เหลี่ยม เรียงตัวกันซ้ำไปซ้ำมาในตำแหน่งต่างๆ นั่นเอง

น่าแปลกที่หิมะมีรูปร่างเป็น 6 เหลี่ยม ทำไมหิมะจึงไม่มีรูปร่างเป็น 3 เหลี่ยม 4 เหลี่ยม หรือ 5 เหลี่ยมบ้าง? สาเหตุที่ทำให้ผลึกของหิมะเป็นรูป 6 เหลี่ยม คือ โครงสร้างโมเลกุลของน้ำที่มารวมตัวกันเป็นผลึกหิมะนั่นเอง น้ำ (H2O) ประกอบด้วย ออกซิเจน (O) อยู่ตรงกลาง เกาะกับไฮโดรเจน (H) 2 อะตอม มุมระหว่างพันธะทั้ง 2 กางประมาณ 104 องศา ตำแหน่งออกซิเจนมีประจุลบส่วนตำแหน่งไฮโดรเจนมีประจุบวก หากเปรียบเทียบโมเลกุลของน้ำเป็นตัวต่อ จะเป็นตัวต่อที่มีลักษณะเป็นมุมป้าน ถ้าลองนำตัวต่อหลายๆ ชิ้นมาต่อกัน โดยห้ามต่อปลายการที่มีประจุเหมือนกันเข้าด้วยกัน สุดท้ายจะได้รูปร่างที่มั่นคง แข็งแรง และเรียบง่ายที่สุดเป็นรูป 6 เหลี่ยม


รูป 6 เหลี่ยมจึงเป็นพื้นฐานของโครงสร้างเกล็ดหิมะ เกล็ดเริ่มก่อตัวขึ้นจากผลึกรูป 6 เหลี่ยมด้านเท่าที่เรียบง่าย แล้วพัฒนาไปเป็นรูปร่างที่สลับซับซ้อน ได้อย่างน่าอัศจรรย์ รูปแบบการเรียงตัวของรูป 6 เหลี่ยม หลากหลายรูปแบบ ทำให้เกิดลวดลายที่มีเอกลักษณ์และสวยงาม ทั้งศิลปินและนักวิทยาศาสตร์ต่างพิศวงในความวิจิตรพิสดารของลวดลายบนกล็ดหิมะ บางคนถึงกับหลงใหลในความงามของเกล็ดหิมะเลยทีเดียว

วิลสัน เบนท์ลีย์ (Wilson Bentley) คือชายผู้หลงใหลในความงามตั้งแต่ยังเป็นวัยรุ่น เบนท์ลีย์พยายามวาดเกล็ดหิมะโดยมองผ่านกล้องจุลทรรศน์ เขาพบว่าหิมะมีรายละเอียดมากเกินกว่าจะวาดได้ทันก่อนที่จะละลาย จึงได้ทดลองถ่ายภาพของของเกล็ดหิมะแทน หลังจากลองผิดลองถูกอยู่หลายครั้ง เบนท์ลีย์ก็สามารถพัฒนาเทคนิคในการถ่ายภาพเกล็ดหิมะได้สำเร็จ และผันตัวเองเป็นนักถ่ายรูปเกล็ดหิมะตั้งแต่นั้น เบนท์ลีย์เสียชีวิตด้วยโรคปอดบวมหลังจากเดินฝ่าหิมะเป็นระยะทาง 6 ไมล์ ตลอดชีวิต เบนท์ลีย์ได้ถ่ายภาพหิมะไว้มากกว่า 5,000 ภาพ!

ที่อุณหภูมิ -12 ถึง -18 องศาเซลเซียส หิมะมักจะก่อตัวเป็นรูปกิ่งก้าน หากอุณหภูมิสูง หรือต่ำกว่านี้ เกล็ดหิมะมีแนวโน้มที่จะก่อตัวเป็นแผ่น 6 เหลี่ยมมากกว่า ยิ่งเมื่อลองปรับเปลี่ยนความชื้นยิ่งทำให้เกิดรูปแบบของผลึก 6 เหลี่ยมลักษณะอื่นๆ เช่น รูปเข็ม เป็นต้น ซึ่งสามารถสรุปเป็นกราฟระหว่างอุณหภูมิและความชื้น ต่อรูปร่างของเกล็ดหิมะได้

หิมะ 1 เกล็ด ก่อตัวขึ้นในก้อนเมฆ ท่ามกลางสภาพแวดล้อมแบบหนึ่ง เมื่อร่วงหล่นลงสู่เบื้องล่าง ตลอดระยะทางสู่พื้นดิน เกล็ดหิมะผ่านสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย ทั้งอุณหภูมิ ความชื้น กระแสลม ซึ่งล้วนแล้วแต่ส่งผลต่อการก่อตัวของผลึกทั้งสิ้น เริ่มต้นหิมะอาจก่อตัวเป็นแผ่นก่อน เมื่อเจอกับสภาพแวดล้อมใหม่อาจทำให้เกิดกิ่งยื่นออกจากแผ่นเดิม ลวดลายอันสวยงามของเกล็ดหิมะนั้นเกิดจากผลึกหลายๆ แบบก่อตัวต่อจากผลึกที่ก่อตัวในตอนแรก สภาพแวดล้อมอันหลากหลายที่หิมะเคลื่อนผ่านระหว่างที่ร่วงลงสู่พื้นคือปัจจัยกำหนดรูปร่างของผลึกที่ก่อตัวขึ้น หิมะแต่ละเกล็ดจึงมีลวดลายเป็นเอกลักษณ์เนื่องจากแต่ละเกล็ดมีเส้นทางจากเมฆสู่พื้นดินต่างกัน

แม้จะเป็นที่รู้กันดีว่าเกล็ดหิมะมีรูปร่างเป็น 6 เหลี่ยม แต่นานๆ ครั้ง จะมีผู้พบเกล็ดหิมะที่มีรูปร่างแปลกๆ เช่นเกล็ดหิมะ 3 เหลี่ยม และเกล็ดหิมะ 12 แฉก เกล็ดหิมะแปลกๆ สร้างความฉงนให้กับนักวิทยาศาสตร์มาหลายร้อยปี จนเมื่อปลายปี 2552 นักวิทยาศาสตร์ได้ทดลองสร้างหิมะในสภาพที่มีฝุ่นละอองจำนวนมากปะปนในอากาศ แล้วพบว่ามีสัดส่วนของหิมะที่เป็นรูป 3 เหลี่ยมเพิ่มขึ้น ซึ่งอธิบายได้ว่าฝุ่นละอองในอากาศที่ปะปนเข้าไปในผลึกหิมะขณะก่อตัวอาจขัดขวางการสร้างพันธะระหว่างโมเลกุลของน้ำทำให้ด้านของ 6 เหลี่ยมบางด้านขยายตัวได้น้อยกว่า เมื่อผลึกเกาะกันมากขึ้น จึงทำให้ด้านที่แคบกว่าของ 6 เหลี่ยม ดูเหมือนมุมของ 3 เหลี่ยมในที่สุด ส่วนหิมะ 12 แฉกนั้นนักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถอธิบายกลไกการเกิดได้