Luonto on huikea yhdistelmä elävää ja elotonta kauneutta. Talven näyttävimpiä elementtejä ovat kuura ja huurre.

Kuurankukkia Saimaan jäällä 

Vaikka syksy oli synkkä ja talvi tuntui taas viivästyvän, saimme sittenkin valkean joulun ja ainakin näytteen oikeasta vanhan ajan talvesta. Järvet jämähtivät jäähän kunnon pakkasilla ja kannen päälle on leijaillut taivaalta kevyttä lunta. Kyllä nyt kelpaa körmötellä joulunpyhät tupasalla ja käpsehtiä ulkosalla valkeassa ihmemaassa.

Viime viikon pakkasiin liittyi erityisen näyttävä kuuranmuodostus lumettomille jäille. Ohueen jäähän repeytyi yhtenään railoja, joista vapautui ilmaan suuret määrät vesihöyryä. Tuulettomassa pakkasilmassa höyry kiteytyi suoraan kiinteään olomuotoon, jolloin railojen ympäristöön alkoi muodostua kuurankukkia. Koska olosuhteet säilyivät lähes muuttumattomina aina viikonvaihteeseen asti, kasvoivat kuurakiteet ja niistä muodostuvat sykeröt ennätyskokoisiksi.

Kookas kuurankukka aamuauringossa.
Jäälle muodostuvan kuurakidesykerön läpimitta voi olla yli 10 cm.

Koska päivätyöt häiritsivät vakavasti huikean luonnonilmiön etenemisen seuraamista, pääsin jäälle oikeaan kellonaikaan vasta lauantaina. Kärsimätön odotukseni palkittiin, kun räpsimme kuopuksen kanssa jäällä satoja kuvia auringon vähitellen hilautuessa horisontin yläpuolelle.
Jos joku olisi silloin nähnyt meidät rähmällään Saimaan jäällä, hulluiksi olisi luullut – tai vähintään mahapilkkijöiksi!

Lumihiutaleet ja jääkiteet syntyvät vesimolekyylien järjestyessä härmistymisessä kuusikulmaiseen muotoon. Kiteen rakenne riippuu voimakkaasti muun muassa vallitsevasta lämpötilasta ja tuulen nopeudesta, mutta myös sattumasta. Sattumaa sanelee se, että vesimolekyylin (H2O) vety- ja happiatomit voivat olla tietyllä todennäköisyydellä mitä tahansa kyseisen alkuaineen isotooppeja.

Väite, että ei ole olemassa kahta samanlaista lumihiutaletta, on suurella todennäköisyydellä tosi. Mikroskooppisen pienet, vain muutamasta kymmenestä tai sadasta molekyylistä muodostuvat kiteet voivat olla identtisiäkin.

Sen sijaan olettamus lumihiutaleiden täydellisestä symmetrisyydestä ei pidä paikkaansa. Viimeistään mikroskooppinen tarkastelu paljastaa pieniä eroja esimerkiksi tähtimäisen hiutaleen sakaroissa. Kaikesta huolimatta on suuri ihme, miten kiteen sakarat voivat kasvaa ilman geneettistä ohjausta niinkin samanlaisiksi – ja kuinka viereinen kide voikin muodostua samoissa olosuhteissa täysin erinäköiseksi!

Maahan leijaileva pakkaslumi ei ole syntynyt vesipisaroista jäätymällä, vaan jo pilvissä härmistymällä eli vesihöyry muuttuu suoraan kiinteään olomuotoon käymättä välillä nesteenä. Sen sijaan hiihtokeskusten tekolumen ”hiutaleet” ovat suureksi osaksi jäätyneitä vesimöykkyjä vailla oikean lumen kaunista kidemuotoa. Myös jakorättejä muistuttava räntä voi syntyä vesipisaroista jäätymällä.

Huurretta puiden oksilla
Puiden oksille kertyy huurretta, jos kosteus on pakkasella 100 %.

Auton tuulilasiin itsepintaisesti takertunut jää ei ole kuuraa vaan huurretta. Sitä syntyy, kun ilman suhteellinen kosteus on 100 % ja ilmassa olevat pienet alijäähtyneet pisarat takertuvat kylmiin pintoihin kiteytyen välittömästi. Etenkin Lapissa huurre kertyy puihin tykkynä, joka voi aiheuttaa pahimmillaan suurta tuhoa.

Korjattakoon tässä vielä yleinen väärinkäsitys ”huurteisesta” juomasta. Jääkaapista otetun oluttölkin pintaan tiivistyy huoneilmassa olevasta vesihöyrystä vain kastetta, ei huurretta. Jos tölkkiä olisi pidetty pakastimessa, sen pintaan härmistyisi esille ottamisen jälkeen kuuraa. ”Huurteista” voi siemailla vain, jos säilyttää juomansa ulkona pakkasessa.

Jään kiderakenteesta johtuu se, että veden kiinteä olomuoto on keveämpää kuin nestemäinen. Sen ansiosta jää kelluu veden pinnalla ja elämä voi säilyä järvessä kovanakin pakkastalvena, kun järvi ei jäädy pohjaa myöten. Jää ja sen päälle saatava kuohkea lumi toimivat hyvänä lämmöneristeenä.

Veden ihmeellisiin ominaisuuksiin kuuluu myös se, että sillä on nestemäisenäkin jossain määrin jäljellä ”kiderakennetta”. Niinpä vesi ei monista muista ainesta poiketen laajene, kun sen lämpötila kasvaa nollasta neljään asteeseen, vaan päinvastoin vetäytyy pienempään tilaan. Lämpenevän veden tilavuus alkaa kasvaa vasta plus neljän asteen yläpuolella. Ominaisuudesta seuraa muun muassa se, että syvien järvien syvänteiden vesi on neljäasteista niin kesällä kuin talvellakin. Seikalla on ratkaiseva merkitys järven elämän kannalta.

Vesi on elämän eliksiiri, joka on kuin tehty elämää varten. Vaihtoehtoisesti voimme ajatella, että elämä on kehittynyt sellaiseksi kuin se on nimenomaan veden ansiosta.

Lisätietoa lumihiutaleista löytyy muun muassa amerikkalaisen tutkijan ja valokuvaajan Kenneth G. Libbrechtin nettisivuilta.

Hyvää ja rauhaisaa Joulua kaikille lukijoille!