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Como se formam os padrões geométricos dos flocos de neve?

Por| Editado por Patricia Gnipper | 24 de Setembro de 2022 às 22h00

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Aaron Burden/Unplash
Aaron Burden/Unplash

O formato dos flocos de neve é famoso pela sua beleza, empregando a geometria fractal presente na natureza e formando padrões intrincados dos mais complexos — mas também podendo apresentar formas simples, como agulhas, pratos e colunas. Mas como esses padrões se formam, exatamente?

As principais variáveis envolvidas na formação dos flocos de neve são temperatura e umidade do ar. Quando uma gota de água incrivelmente fria congela ao redor de uma partícula de pólen ou de poeira, o gelo acaba formando um pequeno cristal. Enquanto vai caindo, o vapor de água congela em torno do primeiro cristal e forma vários outros, geralmente em 6 ramos diferentes. Como o caminho de cada floco até o chão é diferente, eles também serão sempre diferentes um do outro.

Padrões mais complexos surgem quando há mais umidade no ar, sendo que os flocos formados em condições mais secas são mais simples. Quanto mais quente, mais extensas são as ramificações: abaixo de -22 °C, os flocos se tornam placas e colunas de cristal. O prisma hexagonal regular, forma mais famosa, se forma em decorrência da estrutura das moléculas de água, em formato fractal.

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O que são fractais?

Fractais são formas geométricas que se repetem infinitamente, mesmo em espaços finitos: a palavra vem do latim “fractus”, significando “quebrado” ou “irregular”. Em um fractal, cada pequena parte imita o todo, sendo cada braço um pequeno clone do outro, em infinita sucessão. Complexo? Uma imagem de exemplo pode ajudar a entender:

Geometria dos fractais

Os fractais são estruturas geométricas curiosas, já que não obedecem à geometria euclidiana, ou seja à geometria clássica. Alguns fenômenos do universo só podem ser explicados fora dela, como os que ocorrem na natureza. É o caso dos fractais: eles estão ligados à Teoria do Caos e aos Sistemas Dinâmicos, já que, apesar de parecerem aleatórios, obedecem a algumas regras, com a da repetição do todo pelas partes e vice-versa.

Fractais na natureza

A geometria fractal é encontrada na natureza por todos os lados, e o motivo é muito simples — é mais fácil replicar as mesmas formas repetidamente, economizando informação genética e energia. Ela pode ser observada na formação de rochas e cristais, e até mesmo no nosso corpo, na formação de neurônios e estruturas pulmonares. Plantas como samambaias e romanescos também apresentam estruturas fractais, assim como, é claro, os flocos de neve.

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Fonte: NOAA, BBC