Почему зимой скрипит снег под ногами? И почему он замолкает в оттепель? Если вы живете там, где настоящая зима не красивая картинка из фильма, а обычный сезон, то вы точно знаете этот звук.
Мы почти не замечаем его, пока не вспомним зиму из детства. Когда утром выходишь во двор, воздух обжигает щеки, а под ногами звучит тот самый хрустящий «крик мороза». В детстве это был словно небольшой ритуал. Шагнуть в первый сугроб, услышать этот звонкий хруст и понять, что зима действительно пришла. Уже тогда мы ощущали, что в этом звуке есть что-то особенное.
А потом вдруг температура поднимается, и снег перестает отзываться. Он становится мягким, тяжелым и совершенно бесшумным.
Почему так? Что заставляет снег «петь» в морозы и полностью замолкать, едва потеплеет? Оказывается, это явление связано с довольно красивой физикой и тонкой структурой снега.
В сухом морозе снег превращается в хрупкий «минерал»
Свежевыпавший снег напоминает легкое облако из пушинок. Но пушинки эти, не вата и не пена, а полноценные ледяные кристаллы. Каждый кристалл имеет свою форму, размеры, углы. У них маленькая шестигранная архитектура, созданная температурой и влажностью воздуха.
Когда температура опускается примерно до -10 °C и ниже, с кристаллами происходят изменения. Они теряют остаточную влагу, становятся жестче, их края «остреют», а структура уплотняется.
То есть снег становится твердым и хрупким, почти как стекло. В этот момент он действительно может трескаться под нагрузкой.
Ученые, которые исследовали снег с помощью акустических датчиков, заметили, что при сильном морозе шаг человека создает множество крошечных звуков. Это ломаются связи между ледяными частицами. Наш слух складывает их в один общий скрип.
Получается, что мы слышим буквально звук разрушения снежной структуры.
Откуда берется сам хруст и что именно ломается?
Представьте кучу маленьких, твердых, острых кристалликов. Когда вы давите на них ногой, то часть кристаллов трескается. Другие скользят и трутся друг о друга. Между ними рушатся тонкие перемычки льда, которые образуют плотный наст, а воздух между частицами резко сжимается.
Каждый такой микропроцесс производит звук. Он короткий, резкий, но их так много, что они сливаются в характерный снежный хруст.
Причем чем суше и холоднее воздух, тем более жесткими становятся кристаллы, и тем громче «хор» под ногами.
Не зря люди, которые живут на севере, шутят, что по хрусту снега можно определить температуру без термометра.
Почему при оттепели снег становится тихим?
Когда температура приближается к нулю, вокруг снежных кристаллов появляется очень тонкая водяная пленка. Ее не видно, она крошечная, но этого хватает, чтобы изменить все. Снег становится мягким и вязким, трение резко снижается, кристаллы больше не ломаются, а просто сдвигаются. Воздух выходит плавно и бесшумно.
Вместо «стеклянного дождя» под ногами образуется мягкая каша. Хрустеть в таких условиях нечему, и снег замолкает.
Представьте, что сначала вы наступаете на сухой крекер, а затем на кусок печенья, который пролежал пару минут в воде.
Важно понимать, что дело не только в температуре воздуха и влажности. Очень многое зависит от того, как долго он лежит. Были ли оттепели. Как он уплотнился под людьми или машинами.
Иногда при -7 °C снег может скрипеть сильно, а при -15 °C почти нет. Если снег недавно выпал и еще рыхлый, он будет мягким.
Если его приморозило после небольшой оттепели, то хруст усилится.
То есть скрипучесть зависит от сложного сочетания влажности, структуры и температуры.
Почему снег может скрипеть даже там, где зима редкость
Иногда снег выпадает в местах, где его почти не бывает. И людям кажется странным, что он может хрустеть так же, как в Сибири. Но это нормально. Как мы уже выяснили, скрип зависит не от страны, а от того сколько влаги в снегу, успел ли он промерзнуть и других факторов.
Если в условной Турции неожиданно ударит мороз, снег там тоже заскрипит. Физика одинакова везде.
И все-таки в скрипе снега есть что-то особенное.
Это звук, который может появиться только в мороз, только при определенной погоде, только когда природа «переключает режим». Мы привыкли считать его обыденностью, но на самом деле это один из тех редких случаев, когда мы буквально слышим физику. Как ведут себя кристаллы льда под нашими шагами.
В следующий раз, услышав этот хруст, можно вспомнить, что это не просто звук зимы. Это маленький знак того, насколько удивителен обычный снег, который мы каждый день видим под ногами.
Но это все физика, закономерности, процессы, температурные пороги… А если чуть отвлечься от объяснений и вспомнить по-человечески, почему этот звук так въелся в память, все становится проще.
Скрип снега ведь не только про кристаллы и хрупкость. Это про чувство, которое остается с нами с детства. Про двор, где утренний мороз щиплет щеки, про первый шаг в сугроб, когда хруст звучит особенно громко.
И, может быть, именно поэтому этот звук так цепляет нас даже во взрослом возрасте. Он возвращает в то время, когда зима казалась волшебной, когда любой сугроб был приключением, а морозный хруст под сапогами самым простым, но невероятно радостным звуком. Иногда достаточно одного шага по насту, чтобы почувствовать себя тем самым ребенком снова.