Se o gelo é transparente, então por que a neve é branca?

Uma curiosidade que muitas pessoas têm é: se tanto o gelo quanto a neve são constituídos do mesmo elemento — isto é, de água no estado sólido —, por que, então, o gelo é transparente e a neve é branca?

Bom, de maneira bem simplificada, isso é explicado em parte pela óptica, ou seja, pela luz visível (aquela que nossos olhos têm capacidade de enxergar) que incide nesses materiais, e se essa luz é refletida, ou não. No entanto, a maneira como a luz vai ser refletida depende de como as moléculas congeladas de água se organizam. Tanto o gelo quanto a neve são formados por cristais de gelo, mas o meio pelo qual estes cristais se formam é que vai definir a estrutura deles e, consequentemente, a maneira como interagem com a luz.

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Segundo a óptica, a transparência é a propriedade de ser transparente, ou seja, que permite a passagem da luz. Enquanto o bloco de gelo permite que uma maior quantidade de luz passe por ele, a neve reflete a luz e, por isso, a percebemos como branca. A diferença essencial entre os dois é que o gelo em bloco é composto por cristais maiores ou, se preferir, diretamente conectados entre eles, como se fosse uma espécie de rede, sem espaços entre estes cristais, funcionando como um grande cristal de gelo e que permite a passagem da luz.

Já a neve é um amontoado de pequenos cristais de gelo e, uma vez que a luz incide sobre eles, ela é refletida de cristal para cristal por meio do espaço que há entre eles. Como nenhum comprimento de onda em específico é absorvido, a luz volta para o ambiente e, então, enxergamos o branco (que é a combinação de todas as cores visíveis). Agora, vamos entender um pouco mais sobre as condições pelas quais cada um deles se forma e como isso vai influenciar a reflexão.

Como o gelo se forma?

O gelo se forma através da mudança de estado da água provocada pela queda de temperatura. Quando a água líquida atinge uma temperatura igual ou inferior a 0 °C, a uma pressão atmosférica de 1 atm (ou seja, ao nível do mar), ela passa para o estado sólido.

Cristais de gelo maiores, como os que compõem a rede de cristais de um bloco de gelo, possuem menos faces para refletir a luz, já que não há espaço entre eles — e é justamente por isso que esta rede de cristais do bloco de gelo permite que mais luz passe através dele.

Como a neve se forma?

Flocos de neve não são gotas de chuva congeladas — isto é o que chamamos de granizo. Eles são um amontoado de cristais de gelo que se formam quando o vapor de água presente no ar se converte diretamente para o estado sólido, pulando o estado líquido da água.

Marcos Aurélio Francisco, divulgador científico e químico pela UFRJ, explica que a neve é nada mais do que um aglomerado de cristais de gelo bem pequeninos. “Assim sendo, a luz que incide sobre esses cristais fica sendo refletida de um para outro, num fenômeno de espelhamento”, acrescenta Francisco.

No fim, é tudo óptica

Dessa maneira, podemos dizer que tanto a transparência do bloco de gelo quanto a “brancura” da neve não passa de uma questão de óptica. Mas é o tamanho e a "arrumação" dos cristais que determinam a interação entre a luz e tais cristais. O químico ressalta que, na neve, a luz é refletida por entre os pequenos cristais de gelo, tornando a neve opaca (que não permite a passagem da luz), já que os raios voltam para o ambiente. “Nos cristais maiores e bem formados de gelo, a reflexão se torna menos importante, e a luz é transmitida por ele, o que faz com que ele pareça translúcido”, aponta Marcos Aurélio Francisco.

E este fenômeno não ocorre apenas com a água. Um belo exemplo disso, segundo o divulgador científico, é o sal: o grosso é transparente, e o refinado é branco. Outra maneira de visualizar isto é através da espuma de sabão: uma única bolha permite a passagem da luz, de modo que ela é transparente, mas quando são várias juntas, a espuma se torna branca, pois a luz reflete de uma bolha para a outra — assim como a neve, que é um amontoado de cristais, lembra?

Talvez você esteja se perguntando: “mas e o gelo azul das geleiras?”. Acontece que, em geleiras, os grandes cristais de gelo são maiores, de modo que a luz consegue penetrar mais fundo o gelo. Então estes cristais absorvem as ondas de algumas cores da luz, como o vermelho. Já as ondas mais próximas do violeta e azul são refletidas para o ambiente — e assim nossos olhos enxergam a cor azul ali.

Fonte: HowStuffWorks, SnowCrystals