El copo asimétrico no sale en la foto

Fronteras

Fotografías de Bentley, circa 1902. Fuente: Wikimedia Commons

En enero de 1885, a la edad de 19 años, Wilson Bentley se convirtió en la primera persona en fotografiar un copo de nieve. Desde adolescente había explorado estos cristales con ayuda de un microscopio que le había regalado su madre y cada año esperaba a que el invierno cubriese de estrellas de hielo la granja donde se había criado. Hasta que un buen día decidió hacer imperecedero su objeto de fascinación y acopló una cámara fotográfica a sus lentes de ampliación. Años más tarde escribiría1:

“Bajo el microscopio, descubrí que los copos de nieve eran milagros de belleza y parecía una lástima que esta belleza no pudiese ser disfrutada por otros. Cada cristal era una obra maestra de diseño y ninguno se repetía. Cuando un copo se derretía, ese diseño se perdía para siempre. Toda su belleza desaparecía sin dejar rastro».

Durante los siguientes 45 inviernos (y hasta su muerte a causa de una neumonía, en 1931), Bentley se dedicó a capturar estos diseños efímeros en placas fotográficas. Con el tiempo depuró una técnica que le permitía recoger los copos en una bandeja cubierta de terciopelo y trasladarlos a un portaobjetos con ayuda de una pluma. Todo su equipo tenía que estar preenfriado y Bentley debía contener su respiración para evitar arruinar sus miniaturas de nieve. Con infinito cuidado y algo más de paciencia, este fotógrafo autodidacta consiguió retratar más de 5000 cristales a lo largo de toda su vida. La idea popular de que “no hay dos copos de nieve iguales” tiene su origen, con toda probabilidad, en su trabajo.

¿Pero es este mito cierto? O en cualquier caso, ¿de dónde proviene su enorme diversidad?

Hasta ahora hemos contado que las moléculas del agua dan lugar a la simetría hexagonal de los copos de nieve. Sin embargo, este relato deja fuera su elaborada complejidad. La explicación completa es algo más sutil y tiene que ver con el modo en que crecen estos cristales. Aunque el empaquetamiento de las moléculas favorece la simetría en seis direcciones, los lados largos de un hexágono no son la solución más estable desde un punto de vista energético2. Al alcanzar cierto tamaño crítico, aparecen pequeñas rupturas en sus laterales que, a su vez, pueden desdoblarse, dando lugar a la ramificación característica de estos cristales. En conjunto, este proceso se conoce como crecimiento dendrítico (del griego δενδρον, dendron, árbol) y es el que da a algunos cristales un sorprendente aspecto vegetal.

Dendritas de manganeso en un plano de piedra caliza. Fuente: Wikimedia Commons

La cuestión es que ese delicado punto de inflexión a partir del cual un hexágono de hielo perfecto empieza a romperse, doblarse y ramificarse depende críticamente de la temperatura y, muy especialmente, de la humedad del ambiente donde crece. Cuanta más humedad, más rápido crece y se desdobla. Puesto que el copo es diminuto, estas condiciones son casi* idénticas en sus seis brazos y su simetría se conserva a medida que crece. Pero en su viaje por el cielo, guiados por los arrebatos del viento, cada copo experimenta una trayectoria diferente (un historial de humedades y condiciones diferente), que podría considerarse casi* irrepetible. Por eso todos son tan diferentes entre sí. La forma precisa de un copo de nieve es su currículum vitae, la versión cristalográfica de las arrugas y las cicatrices, que dan carácter a su rostro a medida que crece.

Pero, antes de cerrar este artículo, volvamos a los casi*.

Hace algunos años, el profesor Kenneth G. Libbrecht consiguió producir copos de nieve idénticos. Los gemelos crecieron en la universidad de Caltech, bajo el sol de California, gracias a un ambiente de laboratorio cuidadosamente orquestado. Puesto que las condiciones de crecimiento eran idénticas, sus cristales terminaron siendo indistinguibles. Pero resultaron ser únicos además en otro sentido, quizás aún más insospechado: se trataba, probablemente, de los copos de nieve más perfectamente simétricos que la humanidad había visto jamás.

A pesar de lo que pueda parecer a primera vista, los copos de nieve de la naturaleza rara vez son exactamente iguales a lo largo de sus seis brazos. La mayoría tienen imperfecciones debidas a las pequeñas diferencias del ambiente donde crecieron, o a roturas ocasionadas por su viaje. Si uno mira con atención las fotografías de Bentley, puede observar pequeñas diferencias entre los lados opuestos de cada copo. Nuestro ojo tiende a omitirlas, cegado por su amor a simetría y a los patrones que le permiten interpretar el mundo. Es probable, incluso, que este mismo filtrado se dé en un paso previo: el propio fotógrafo y aquellos que divulgan su trabajo tenderán a compartir, de manera preferente, las imágenes más simétricas.

Fuera del laboratorio, no hay dos copos de nieve iguales, ni tampoco perfectos. Pero el origen de esas irregularidades es, probablemente, lo más bonito de su diseño.

Referencias:

1Wilson Bentley, 1925. Citado por Heidorn, Keith C. “The Snowflake Man of Vermont.” The Public Domain Review, 14 de febrero de 2011, https://publicdomainreview.org/essay/the-snowflake-man-of-vermont. Consultado el 24 de mayo de 2021.

2Stewart, Ian, and Javier García Sanz. El segundo secreto de la vida, cap.1. Crítica, 1999.

Sobre la autora: Almudena M. Castro es pianista, licenciada en bellas artes, graduada en física y divulgadora científica

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