雪の結晶はなぜ六角形?でき方・種類・親子で楽しむ観察方法

冬になると、服や雑貨でよく見かける雪の結晶の模様。よく見ると枝が6方向に伸びていて、「どうして六角形なの?」と不思議になりますよね。

実は、あの形にはきちんと科学的な理由があります。雪が降った日に親子で観察してみたい方に向けて、でき方・形の違い・見つけ方をわかりやすくまとめました。

木の表面に積もった六方向に枝を伸ばす雪の結晶
目次

雪の結晶はどうやってできるの?

雲の中には、目には見えない水蒸気が含まれています。気温などの条件がそろうと、空気中の小さな粒などを核にして氷の結晶が生まれます。さらに周囲の水蒸気が氷として付着し、結晶が少しずつ成長していきます。

ここで大切なのは、雪の結晶は、雨粒がそのまま凍ってできるだけのものではないということ。雲の中で小さな氷の結晶が育ち、地上まで落ちてくるものなのです。

降ってくる途中で別の結晶とくっついたり、形が崩れたりすることもあります。身近な雪ですが、空の上ではいろいろなことが起きているんですね。

雪の結晶が六角形になるのはなぜ?

その秘密は、氷の中で水の分子が規則正しく並ぶ構造にあります。一般的な雪の結晶のもとになる氷には、六角形の対称性があり、それが結晶の成長する方向に反映されます。

ただし「水分子一つひとつが六角形」という意味ではありません。水分子が集まってできた氷の結晶構造に理由がある、というのが正確です。

最初は小さな六角柱のような形でも、角や縁から枝が伸びていくと、おなじみの星のような形になることがあります。あの繊細な模様にも、自然のルールがあるんですね。

星型だけじゃない!雪の結晶にはどんな形がある?

雪の結晶といえば、六つの枝が広がった星型を思い浮かべがち。でも、実際には板のように平たいもの、柱のようなもの、細い針のようなものなど、さまざまな形があります。

見た目の例特徴
六角板状平たい六角形の板のような形
樹枝状・星状枝が伸び、雪の結晶らしい華やかな形
角柱状細長い柱のような形
針状針のように細長い形

形の違いに大きく関わるのは、結晶が成長する場所の気温や水蒸気の量です。しかも、空から落ちる途中で環境が変わるため、複雑な模様になります。

「同じ雪が降っているのに、どうして形が違うんだろう?」と思ったら、その疑問がもう立派な科学の入り口かもしれません。

雪のマークといえば星型だけど、実物は板や柱にもなるんですね。自然のデザイン、なかなか奥が深い!

五角形や八角形に見えることもある?

雪の結晶の基本は六角形の対称性ですが、見た目が三角形に近かったり、結晶同士が重なったり、欠けたりして、きれいな六角形に見えないこともあります。

ですから、「雪の粒は必ず六本の枝を持っている」と考えるのは少し違います。 形を数えるときは、もともとの結晶と、いくつかがくっついた雪片を分けて考えると理解しやすくなります。

雪の結晶は肉眼で見える?

条件がよければ、雪の結晶は肉眼でも形の違いがわかることがあります。とはいえ細かい模様まで見るなら、ルーペ(虫眼鏡)があるとぐっと観察しやすくなります。

雪の結晶は小さく、手のひらに乗せるとすぐ溶けてしまいがち。「見えるはずなのに、すぐ消えた!」となることも。観察するときは、受け止める道具も冷やしておくのがポイントです。

親子でできる雪の結晶の観察方法

特別な実験器具は必要ありません。雪が降る日に、次のような準備をしてみてください。

  • 黒や濃い青の布:白い結晶を見つけやすくするため
  • 布を張る板や厚紙:雪を受け止める台として
  • ルーペ:結晶の輪郭や枝を観察するため
  • 必要ならスマートフォン:接写できる場合は写真の記録にも

観察の流れ

  • ① 布を板に張り、外でしばらく冷やしておく。
  • ② 降ってくる雪を布の上でそっと受ける。
  • ③ できるだけ息を吹きかけず、ルーペで形を見てみる。
  • ④ 気に入った結晶が見つかったら、形を絵に描いたり写真で残したりする。

積もってから時間がたった雪は、結晶の形が崩れていることもあります。降っている雪をその場で受け取るほうが、形を見つけやすいでしょう。

寒い日は無理をせず、観察は短時間に。足元が滑りやすいときや風雪が強いときは、屋内から眺めるだけでも十分です。

雪があまり降らない地域なら?

雪が降る日を待つばかりでなく、写真絵本や図鑑で結晶を拡大して眺める方法もあります。気に入った形を紙に描いたり、折り紙を切って六方向の模様をつくったりするのも楽しそうです。

「同じ形にしなきゃ」ではなく、子どもが気になった模様から始めるくらいがちょうどいいと思います。

実物の雪を見られない日には、写真を眺めるだけでも発見があります。雪の結晶をじっくり楽しめる写真集や本を探したい方は、関連記事「美しい雪の結晶を堪能したいあなたに!写真集・本・情報サイトなどおすすめをご紹介」も参考にしてみてください。

雪は「天から送られた手紙」

雪の研究で知られる中谷宇吉郎は、「雪は天から送られた手紙である」という言葉を残しました。雪の結晶の形には、雲の中の温度や水蒸気の状態が反映されている、という意味です。

ただきれいな模様だと思っていた雪も、そう聞くと少し見方が変わりますね。冬の空から届いた小さな手紙、どんな形で届くのか見てみたくなります。

まとめ|雪の結晶を見つけたら、ちょっと立ち止まってみよう

雪の結晶の形には、氷の構造と、空の上の温度・水蒸気の量が関わっています。星型だけでなくいろいろな形があり、見比べるだけでも発見があります。

雪が降ったら、黒い布とルーペで小さな結晶探しを。降らない地域でも、写真や本から楽しめます。親子で「これ、どうして?」が生まれたら、それだけでもう十分おもしろい学びの時間です。

参考にした資料

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