Výzkum sněhových vloček je složitější, než se zdá!

Sněhové krystaly pod drobnohledem.

Co nazýváme ledem? V obyčejném životě fikáme, že je to „zmrzlá voda“, a laik nestará se dále o to, jakým způsobem se tato přeměna stala.

Doplníme tuto definici ještě, řekneme-li, že tekutiny při změně v tuhou hmotu přizpůsobují své sestaveni molekulové stavu krystalinyckému, a tento tvar krystalinycký u vody odpovídá hranolům hexagoluálným.

Jako tak mnohé v přírodě, stejně i prvotní útvary krystalu ledového unikají zraku člověka. Každý sice dobře ví, že z těchto nepatrných, jenom pod drobnohledem viditelných, šestipaprskových hvězdiček tvoří se vločky sněhové, seskupuji se fantastické tvary „ledových květin“ na skle oken, a stejně tvoři se i masivní kra ledová.

Umělec chopí se tužky, aby napodobil přírodu. Ale trpělivost jeho záhy ochabuje, neboť poznává, že ani dva z oněch útvarů krystalových neshodují se úplně. Poněkud více trpělivosti osvědčili učenci.

První, kdo stopoval tyto zajímavé úkazy přírodní a znázornil v obrazci, byl učený biskup Claus Magnus kolem r. 1555. Později (1683) upozornil Rosetti na tento předmět. Znamenitý badatel polárních končin Scoresby sestavil již 96 různých tvarů, a konečně vyobrazení, která zanechal Glaisher, dlouho platila všeobecně za práci toho druhu nejdokonalejší.

Při plavbě balonem dne 5. záři 1862, při které dosáhl výše 8823 mt., zjistil, že vrstvy oblakové, které nalézají se ve výšinách ještě značnějších, sestávají z drobných krystalů ledových. Mračna tato známa jsou pod jménem „Cirrus“.

Té doby ovšem známe již mnoho set podobných tvarů krystalových a neustále přibývá nových. Zná jich každý již z knihy školní, ale právem vznikla domněnka, že tvary tyto někdy snad ani neodpovídají skutečnosti, proto že ruka kreslíce, ovládána obrazotvorností, vytvořila si tvary sama. Teprve přesné fotografii byl určen čestný úkol, jako tak v mnohém příkladu jiném, překonati nedůvěru a zjistiti nezvratnou skutečnost.

Čeho již tato kouzelnice — fotografie nedokázala!

Otevřela pro astrofysika nekonečný prostor všehomíra a objevila nové světy tam, kam ani oko lidské, ani dalekohled nemohl proniknouti. Fotografie naučila nás seznávati seskupení organických těles, o němž nebylo před tím určitých názorů ; objevila nám škůdce zdraví lidského — bakterie; — naučila nás seznávati pohyby těles rychlostí, které pouhému oku nebylo možno pojmouti, a téměř anatomickým rozčlánkováním zachytila fotografie jednotlivá období pohybu na desce světelné. Fotografie mžiková objevila nám pravou podobu blesku, let ptactva, ano i účinek vystřeleného projektilu na vzduchové vrstvy.

Nastává otázka, jakým způsobem jest možno, předmět tak subtilní, jakým jest krystal sněhový, znázorniti fotograficky. — Práce tato jest ovšem poněkud obtížnou a vyžaduje značné trpělivosti. V novější době zejména berlínský lékař dr. R. Neuhaus a štokholmský fysik G. Nordenskjöld zaměstnávali se mikrofotografií sněhových krystalů, a přinášíme zde některé zajímavé vzorky illustrované.

K provedení fotografie spoji se aparát mikroskopický s aparátem fotografickým tak, aby optická osa mikroskopu (drobnohledu) byla totožnou s osou kamery aparátu fotografického. Spojeni toto děje se ovšem (pomocí sukna) tak, aby část spojovací nepropouštěla světelných paprsků zevně. Aby docíleno bylo přesného obrazce, děje se exponováni při světle umělém. Již z řečeného jest viděti, že fotografování sněhových krystalů jest dosti obtížným.

Musíme totiž uvážiti, že práce děje se v prostoru nízké temperatury, aby vločky sněhové udržely tvar a neroztály okamžitě bud vlivem temperatury prostoru, anebo teplem lampy, použité k osvětleni. Také zachycení a rychlé, přesné umístěni vloček do drobnohledu vyžaduje zručnosti a trpělivosti. Vločky, pomoci jemného štětce vlasového umístěné na desce drobnohledu, vyžadují exponování (čas potřebný pro zachycení obrazu fotografického) asi 5 až 10 minut. Z toho již patrno, že práce možna jest toliko bud na balkonu, anebo v altanu za poměrů zcela určitých.

Fotografie překonává nejen tyto obtíže, ale odvažuje se i dále. Také kompaktní kry ledové možno proniknouti a určití jich podstatu. K tomu účeli béře se led umělý, čistého zrna. Na první pohled zdá se led úplně kompaktním, a přece jeho složení ukazuje tvar odchýlný. Vnitřní část kry ledové jeví se nejasnou, mlhovitou. Pohlédneme-li na tuto část ze strany, objeví se neprůhledná, bílá vrstva.

Tento neprůhledný závoj povstal seskupením četných bublin vzduchových, které se pokračováním procesu zmrznutí ustálily v určité vrstvě. Krystalů ovšem nevidíme. Použije-li se však zrcadla, které vrhá paprsky sluneční do kry ledové, a sice pomocí čočky tak, aby její ohnisko spadalo do vnitra ledu, shledáme pomocí silně zvětšujícího skla následující : Na místech, kde vstupují paprsky slunečné, ukazují se jemné, květinaté, šestilisté hvězdičky v těsném seskupeni. Dále uvnitř mění se obraz.

Lze zcela dobře rozeznávati, jak se každá z hvězdiček krystalových tvoři. Nejprve povstane světlý bod, pak objeví se kolem něho několik lístků, tyto se rozšiřují a okraje vykazuji tvary kapradin. Toto vysvětluje se prostě takto: Paprsky sluneční zahřívají led. První vrstvy absorbují část tepelných paprsků, a čím dále tyto pronikají, tím více jsou oslabeny. V určité hloubi ledu přestává účinek zcela.

Každý z oněch bodů světelných znamená počátek tání ledu na onom místě a pokračováním tvoří se pak hvězdičky. Utvořenou takto vodu uvnitř ledu vidíme, jelikož reflektuje světlo. Zmíněný bod světelný jest ale bublina vzduchová. Tato povstane tím, že utvořená (táním) voda jest hutnější ledu, a tudíž zabere méně místa než-li led, ze kterého právě povstala.

Jiným způsobem lze opět nabýti obrazů zrakových, neméně zajímavých. Ponechme účinkovati na kru ledovou paprsky slunečné kolmo tak, aby v zadu paprsky zachyceny byly čočkou. Je-li prostor temný, ukáže se na plátně, v optické ose umístěném množství hvězdiček a jiných tvarů, které podobají se krystalům vloček sněhových, aniž by však jevily stejnou rozmanitost. Větve hlavního tvaru hexagonálního jsou téměř vždy listovité, s vroubkovanými okraji.

Posunováním plátěné stěny do větší blízkosti k ohnisku čočky možno pokusným způsobem určití výhodné stanovisko pro fotografické znázorněni těchto obrazců fotografie ledových ker, vysazených po určitou dobu paprskům slunečným, ukazovaly zajímavé změny vnitřní struktury (seskupeni). Jednoho však ani fotografie neukazuje, totiž tajemných oněch pochodů přírodních, které změny tyto určují. Také zde stává se teplo pramenem životním.

Kra ledová pod účinkem paprsku slunečního jeví obraz zajímavý. Za neustálé změny světelných úkazů mizí krystal za krystalem, bublinky vzduchové se množí, povstávají prostory duté, které spojuji se v kanály. S úžasem pozorujeme probouzející se život. Tkanivo jasně osvětlených linií, záblesk nesčetných ploch zářících, nervosní přímo neklid uvnitř kry ledové — to vše působí způsobem zvláštním. Každým okamžikem čekáme, jakoby tento světelkující, chvějící se, po vybavení z pout zápasící život útroby kry ledové rozvalití měl rázem.

A hle : Znenáhla tvoří se v ledu celý systém jemných, četně rozvětvených žilek, naplněných vzduchem a vodou. A nyní učiníme zajímavý pokus. Na povrch ledu vlejeme červenou tekutinu a znenáhla objeví se kra ledová protkána nesčetnými žilkami, červenými, nutkajíc k porovnání s živoucím, organickým tělesem !

Známe vlastnost vody, že zmrznutím její objem se zvětšuje a tudíž led na vodě plove. Víme také, že mrznutím voda vylučuje jisté množství anorganických látek dle toho, jak rychle zmrznutí nastává. Toto poslední zavdává příčinu k mínění, že mrznutím stává se voda zdravotně čistou. Toto jest však nesprávným, neboť vylučování toto netýká se látek organických. Při pozorování bakteriologickém ukázalo se, že v jediném centimetru krychlovém čistého ledu umělého nalézá se 528 až 1610 nadějných bytostí organických, které při uvolnění svém mohou započítí ihned zhoubnou svou práci.

Ani kra ledová není tedy prosta života. Ale život může míti v zárodku i smrt pro organismy člověka. Nikdy nebyl by člověk tušil, kolik neviditelných škůdců ohrožuje jeho zdraví. Teprve mikroskopie a fotografie objevily lidstvu tajemné záhady přírody.