氷鑑2

宙に結ばれる雪の美

暖炉のある部屋の窓からひらひらと雪の降るさまが見える。雪もま
た、オン･ザ･ロックの氷と同じように水の変化したものである。雪
の姿を顕微鏡で見てみると、美しい六角形をしている。その花模様
から、雪には｢六花(ろっか)｣という麗しい異名がある。

この花のような結晶について、こんな話がある。地球が惑星として
太陽の周りを回る法則を示したドイツの天文学者ケプラーは、六角
に凍る雪の姿について研究論文を書き、これを解明しようとした。

しかし彼は、その本の最後で、｢神の力による｣と結論づけざるを得
なかったという。結晶とは分子配列によって決まるものだというの
が現在の科学的な知見である。その知見はまだ新しい。だとすれば
16世紀のケプラーが、あの気貴き美しさを神の手に委ねるしかなか
ったのも、なるほどと肯ける話である。

氷雪という。どちらも水の分子からできている。しかし、そのでき
方が異なる。雪は、空気中の水蒸気がいきなり結晶化してできる。

科学的な定義によれば、何らかの粒子を核にして空中に浮かんだ状
態で水蒸気が氷に相転移(そうてんい)したものを雪という。雪は宙
で生まれるのだ。氷は水が相転移したものだ。そこに違いがある。

ところで相転移とは、物質の状態が変化することをいう。ここでは
気体である水蒸気が液体の水を経ずに固体の氷へ変化したことをさ
している。この変化を昇華凝結という。一般に昇華といえば､｢固体
から気体への変化｣がよく知られているが、その逆もまた同様に昇
華と呼ばれるのだ。

昇華凝結で生まれた雪は、やがて固体から気体へ昇華する。こちら
は同じ昇華でも昇華蒸発と呼ばれるものだ。

北国の零下の世界では、美しい雪の結晶が数日にしてその美を昇華
で失い、氷の粒に変化していってしまうという。もちろん、肉眼で
見える世界の話ではない。ドライアイスがいきなり炭酸ガスになる
のと同じ現象である。

ただ、この現象が起きるにはもう少し正確な条件を示さなければな
るまい。それは、昇華蒸発する雪結晶周囲の空気において水蒸気が
飽和状態になっていないということを。空中に欠落する水蒸気を満
たすように雪結晶は昇華蒸発して徐々に消えていくのである。

顕微鏡的な微小世界の中で、水蒸気は雪として見目よく結晶し、そ
して、昇華することで、その美を失う。

[3]へ続く