Schneeflocken-Forschung Völlig einzigartig? Wie verschieden Eiskristalle wirklich sind

Vermutlich gleicht kein Schneekristall dem anderen. Aber bis heute sind zumindest 121 Grundformen bekannt
Schneekristalle

Sechsarmige Schönheiten: Unter dem Mikroskop zeigen Schneekristalle ihr filigranes Wesen

Wenn wir von Schnee sprechen, meinen wir meist fluffige Schneeflocken, die langsam aus dem Himmel zur Erde schweben. Was kaum jemandem bewusst ist: Schneeflocken sind große, mehr oder weniger chaotische Klumpen, die aus einzelnen Schneekristallen bestehen – dem Stoff also, aus dem der ganze Winterzauber ist.

Einzelne Schneekristalle sind aber alles andere als chaotisch. Sie entstehen zwar meist aus einem sechseckigen Prisma. Doch je nach Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Reiseweg durch die Luftschichten nehmen die kleinen gefrorenen Rohlinge phantastische Formen an. Unter sehr kalten Bedingungen bilden sich komplizierte sechsarmige Sterne. Dabei sind wegen der Molekülstruktur des gefrorenen Wassers nur Winkel von 60 oder 120 Grad möglich.

Erste Fotos offenbaren das Wesen der eisigen Schönheiten

Nachdem der Deutsche Johann Heinrich Ludwig Flögel 1879 erstmals ein Schneekristall fotografiert hatte, veröffentlichte der Amerikaner und Autodidakt Wilson Bentley 1931 in seinem Buch „Snow Crystals“ mehr als 2400 Fotografien von Schneekristallen. Und löste damit eine Welle der Begeisterung für die filigranen Schönheiten aus, die bis nach Japan schwappte.

Dort widmete sich ab 1933 der Physiker Ukichiro Nakaya der eisigen Materie. Er schoss rund 3000 Fotos von natürlichen Eiskristallen, und nach drei Jahren Forschung gelang es ihm auch erstmals, künstliche Eiskristalle wachsen zu lassen – an Kaninchenhaaren.

Nakaya unterschied sieben Haupt- und weitere Nebentypen – insgesamt 41 verschiedene „morphologische Grundformen“. Bis in die 60er-Jahre entdeckten seine Nachfolger noch einmal so viele.

Am Kitami Institute of Technology in Hokkaido haben Kristallografen dieses System nun weiter verfeinert. Dazu analysierten sie den atomaren Aufbau der Kristalle mit Röntgenstrahlung. Nach dem heutigen Stand der Forschung gibt es acht Kategorien fester Niederschläge, darunter Säulen-, Graupel- und Eiskeimkristalle. Innerhalb dieser Kategorien unterscheiden die Forscher noch einmal 35 Typen, zum Beispiel skelettartiger oder speerspitzenartiger Kristall - und insgesamt 121 Untertypen.

Richtig bleibt allerdings, dass die Vielfalt der individuellen Formen wohl fast unendlich ist. Vermutlich sind niemals zwei vollkommen gleiche Eiskristalle vom Himmel gefallen.