Зимой каждый шаг звучит громко: сапоги вонзаются в снег — и будто тысячи маленьких колокольчиков откликаются хрустом. Летом мы идём по траве почти бесшумно. Откуда берётся эта разница?
Что внутри снега, если он такой мягкий?
Снег обманывает нас. Пальцами он кажется пушистым, но под микроскопом открывается иная картина: до 90% его объёма занимает воздух, а остальное — крошечные кристаллы льда. Каждый из них похож на шестиугольный замок с хрупкими мостиками.
Когда мы наступаем, эти мостики ломаются. И то, что в руке ощущается как лёгкий пух, под ногами превращается в хруст тысяч раскалывающихся кристаллов.
Почему иногда снег не скрипит, а «мягко хрустит»?
У свежевыпавшего снега совсем другое поведение. Он ещё рыхлый: кристаллы острые, но слабые, и ломаются почти бесшумно — слышен лишь приглушённый хруст, как у сахара-песка.
Через несколько морозных дней снег меняется. Кристаллы подтаивают, потом снова смерзаются и становятся прочнее. Теперь каждый шаг вызывает целую сеть микротрещин — отсюда громкий скрип.
Свежий снег звучит шёпотом. Старый и промёрзший — словно оркестр под ногами. И громкость этой музыки зависит не только от «возраста», но и от температуры.
Какая температура делает снег самым громким?
Вы, наверное, замечали: иногда снег под ногами звенит так, что его слышно за десятки метров, а в другие дни — почти молчит. Секрет в температуре.
Учёные выяснили: наиболее громко снег скрипит при −10 °C и ниже. В сильный мороз кристаллы становятся очень хрупкими, и каждый шаг ломает их с резким звуком.
При температуре около −2 °C всё иначе: в кристаллах появляется тонкая плёнка воды. Она действует как смазка — трещины образуются мягче, и снег звучит тише.
То есть мороз делает снег «музыкальным». Чем холоднее — тем громче его концерт.
Почему снег скрипит только на обуви, а не на лыжах?
Если выйти в лес, легко заметить: пешеход идёт со скрипом, а лыжник скользит почти бесшумно. Причина проста — в распределении давления.
Обувь давит на снег всей тяжестью в маленькой точке, и кристаллы ломаются громко. Лыжи же растягивают вес на большую площадь. Давление снижается, и снег под ними не ломается, а лишь слегка подтаивает и скользит.
Можно сказать так: ботинки идут по снегу, как тяжёлая поступь, а лыжи ступают тихо, «по-кошачьи».
А если снег скрипит — значит, он чистый?
Вот неожиданность: громкий скрип может быть признаком чистоты. В загрязнённом снеге кристаллы повреждены пылью и сажей, их структура нарушена. Такие кристаллы не ломаются звонко, а скорее осыпаются.
Поэтому снег в городе звучит тише, чем в лесу или поле. Там, где чище воздух, скрип под ногами будет ярче и звонче. Получается, что уши зимой могут быть маленьким «датчиком чистоты».
Можно ли сделать снег, который будет петь?
Хочется проверить это на практике? Маленький эксперимент доступен каждому.
Наберите свежий снег в банку и поставьте её в морозилку. Через пару часов достаньте и наступите на снег прямо в комнате (лучше постелить пакет или поддон).
Звук изменится: в морозильной камере кристаллы становятся прочнее, и снег начинает «петь» заметно громче. Конечно, это не совсем уличный мороз, но разница слышна.
Попробуйте сравнить банку из морозилки и горсть снега прямо с улицы — вы услышите две разные «партии» одной и той же зимней музыки.
Зимняя музыка под ногами
Теперь вы знаете: скрип снега — это не случайный звук, а результат целого концерта кристаллов. Он зависит от того, сколько воздуха в снегу, насколько крепко сцепились кристаллы, какая стоит температура и даже насколько чиста сама снежинка.
Летом наши шаги тише, но зимой каждый шаг звучит, как маленькая симфония. Так что, идя по морозной улице и слыша этот звонкий хруст, можно вспомнить: под вашими ногами ломаются миллионы ледяных миниатюрных замков — и именно они делают зиму такой особенной.