SZRON. Lód czy minerał?

Zmora kierowców, szczególnie gdy w pośpiechu trzeba się rano udać do pracy samochodem. Bywa, że powoduje zmianę wyglądu krajobrazu, z jesiennego na zimowy, pokrywając wszystko wokół, gdy następuje wyraźne ochłodzenie. Szron. Piękny, choć mało lubiany. Zimową porą spotykamy go codziennie, ale pewnie mało kto patrzy na niego przez pryzmat…geologii.

Czym jest szron?

Zbiór drobnych kryształów lodu powstałych w wyniku bezpośredniej krystalizacji z pary wodnej nazywamy szronem. Podczas zetknięcia powietrza nasyconego parą wodną z przedmiotami ochłodzonymi do temperatury poniżej 0^oC, dochodzi do krystalizacji lodu. Jest to kondensacja do fazy stałej, czyli resublimacja – bezpośrednie przejście ze stanu gazowego do stałego. Tak powstały osad atmosferyczny tworzy kilkumilimetrowe kryształy w postaci igiełek, łusek, a także pierzastych skupień, powstałych w wyniku z ich połączenia.

Szron najintensywniej powstaje nocą, podczas bezwietrznej i bezchmurnej pogody. W takich warunkach podłoże ochładza się najszybciej (wypromieniowanie ciepła), osiągając temperaturę tzw. punktu rosy – osadzania się pary wodnej. W przypadku, gdy kondensacja zachodzi w temperaturze niższej niż 0^oC, formuje się osad stały o budowie krystalicznej, noszący nazwę szron (Sobik et al. 2009). Proces ten często można zaobserwować np. w zagłębieniach terenu, a także na szybach (szkle), w szczególności tych z wadliwym uszczelnieniem.

Innym osadem atmosferycznym, który bywa mylony ze szronem jest szadź. Ta powstaje podczas zamarzania kropel wody z mgły, przez co na powierzchni gruntu i przedmiotach tworzą się kryształy lodu. Często są one ze sobą połączone, posiadając wyraźną, nawet kilkumilimetrową grubość. Bywa, że wewnątrz takich kryształów zostają zamknięte drobne przedmioty czy rośliny (np. źdźbła traw czy gałązki) tworząc swego rodzaju krótkotrwałe inkluzje, których czas istnienia zależy od temperatury otoczenia.

Lód to minerał

Woda jest jedną z najbardziej rozpowszechnionych substancji w przyrodzie. W klasycznym ujęciu wyróżniamy trzy stany skupienia wody, z czego stan stały – lód wpisuje się w definicję minerału. Nie tylko spełnia wymogi stawiane minerałom, ale również badania nad nim przyczyniły się do rozwoju krystalografii.

Zgodnie z definicją minerału, lód nie tylko powstaje w wyniku naturalnych procesów, ale także posiada krystaliczną budowę – uporządkowaną budowę wewnętrzną. Tak jak inne minerały posiada płaszczyzny, osie symetrii, oraz środek symetrii, w tym wypadku tworząc kryształy w układzie heksagonalnym (jak np. beryl czy wanadynit). Można go również badać na podstawie takich samych cech fizycznych jak inne minerały, np. sprawdzając twardość (1,5 w skali Mohsa), łupliwość czy rysę. Zgodnie z tym wszystkim, jako minerał z gromady tlenków został formalnie zatwierdzony przez IMA (Międzynarodową Asocjację Mineralogiczną), a co za tym idzie posiada również własną stronę na mindat.

Lód jako minerał był już obecny od zarania nauk geologicznych. Słowo kryształ, z greckiego „krýstallos” (κρύσταλλος), pierwotnie oznaczało lód; dopiero później jego znaczenie rozszerzono na inne minerały, np. kwarc – kryształ górski. Podwaliny pod krystalografię położyła rozprawa astronoma Johannesa Keplera z 1611 roku, „O sześciokątnym śniegu”. Autor postawił w niej hipotezę, że płatki śniegu mogą być w istocie kryształami lodu, utworzonymi z gęsto ułożonych cząsteczek wody. Jego trafne intuicje, początkowo traktowane jako żart, stały się podstawą badań nad symetrią kryształów i ich geometrią (Blaszkowski 1987).

Piotr Zając
realgarblog.com

literatura:

• Błaszkowski K. 1987: O szlachetnych kryształach. Instytut Wydawniczy Nasza Księgarnia, Warszawa.
• Sobik M., et al. 2009: Wykorzystanie różnych form opadów i osadów atmosferycznych do oceny zanieczyszczenia środowiska w różnych regionach geograficznych Polski. Część III – szron i szadź. Ecological chemistry and engineering. Vol. 16, No 51, s. 82-104.