Śnieg tak naprawdę nie jest biały. Dzieje się z nim coś dziwnego

Kolory nie są właściwościami rzeczy i nie istnieją obiektywnie. Są one wrażeniami powstającymi w mózgu i nie istnieją poza umysłem obserwatora. Poprzez powiedzenia, takie jak "śnieżnobiały" jako określenie koloru lub porównanie "biały jak śnieg", możemy ulec wrażeniu, że biel jest inherentną właściwością śniegu. Odkrycia naukowe pokazują jednak, że po pierwsze, jest to złudzeniem, a po drugie - nie jest to regułą. Aby jednak to pojąć, musimy wyzbyć się przekonań narzucanych nam przez język i pozorne obserwacje.

Aby pojąć fenomen białego śniegu, najlepiej zacząć od wyjaśnienia, czym jest śnieg i jak on powstaje. Składa się on wszak z małych kryształków lodu, a ten - tak samo jak woda w stanie ciekłym - jest przezroczysty. Co ciekawe, każdy deszcz zaczyna się od śniegu. Ten jednak ulega stopieniu w cieplejszych warstwach powietrza. Śnieg natomiast musi pozostać zamarznięty na całej drodze od chmur do powierzchni ziemi.

Dlaczego śnieg jest biały? Odpowiada za to jego struktura krystaliczna. Aby stworzył się płatek śniegu, zamarzająca kropla wody, spadając, przyczepia się do drobnych cząstek kurzu, sadzy i pyłków, które latają w powietrzu. Podczas opadania tej kropli lodu coraz więcej cząstek pary wodnej zamarza w jej środku. Te cząsteczki łączą się w specyficzny sposób, tworząc sześciokątny kształt nazywany płatkiem śniegu.

To właśnie ta niezwykła budowa płatka śniegu sprawia, że odbija on światło w specyficzny sposób, który u odbiorcy wywołuje wrażenie koloru białego. Intensywność tego efektu określa współczynnik o nazwie albedo. Wskazuje on na zdolność danej powierzchni do odbijania promieniowania słonecznego. Albedo świeżego śniegu jest jednym z najwyższych na Ziemi.

Świeży, czysty śnieg ma wartość albedo na poziomie nawet 0,80-0,95, co oznacza, że odbija do 95% energii słonecznej. Jest on zatem bardzo odblaskowy, co widać szczególnie w słoneczne dni. Ekspozycja na promieniowanie UV odbite od śniegu grozi oparzeniem rogówki i spojówek, czyli tzw. ślepotą śnieżną. Brudny śnieg z zawartością sadzy i pyłu może mieć zaś niskie albedo, schodzące do 0,20.

Śnieg odbija światło słoneczne, które emitowane jest w całym spektrum widma światła widzialnego. Chodzi o zakres promieniowania elektromagnetycznego rejestrowany przez ludzkie oko (od ok. 380 do 780 nm), obejmujący barwy od fioletu, poprzez niebieski, zielony, żółty i pomarańczowy, aż do czerwieni. Białe światło jest z kolei mieszaniną wszystkich barw widma. Nazywane jest to addytwnym mieszaniem światła i coś takiego dzieje się właśnie w płatkach śniegu.

Gdy wszystkie kolory światła widzialnego (nazywane też wszystkimi kolorami tęczy) padają na śnieg, ten zachowuje się jak miniaturowy pryzmat i je rozprasza. Ponieważ wszystkie te kolory odbijają się jednakowo we wszystkich kierunkach, tworzą one wrażenie koloru białego u obserwatora. Obiektywnie rzecz biorąc, są to więc raczej połączone wszystkie kolory (wszystkie zakresy promieniowania elektromagnetycznego rejestrowane przez ludzkie oko) niż pojedynczy kolor - choć ten jest wynikiem tego procesu rozpraszania.

Skoro śnieg jawi nam się jako biały, to dlaczego lód jest przezroczysty? W końcu składają się z tego samego - zamarzniętej wody. Różnica ta wynika ze struktury. Światło przechodzi przez bezkształtny lód czy np. kostki lodu w inny sposób niż przez krystaliczne płatki śniegu. Nie ma tam zbyt wiele krawędzi do odbijania się światła, więc może ono przejść przez taką strukturę prosto. A w przypadku lodu odbije się od jego ostrych krawędzi, tworząc jak gdyby efekt rozbitego lustra.

Śnieg wcale nie musi jawić się nam jako biały. Choć w większości przypadków tak go postrzegamy, to może też przybierać inne kolory. Brudny od zanieczyszczeń powietrza czy spalin samochodowych śnieg będzie szary lub nawet czarny. Żółty śnieg po wizycie czworonogów także nie jest rzadkim widokiem. Gracze w Wiedźmina pewnie pamiętają wiedźmińską przepowiednię: "Gdy nadejdzie czas Białego Zimna, nie jedz żółtego śniegu". Zwykłego śniegu też lepiej nie jeść. Jest w nim pełno zanieczyszczeń.

A gdy "biały puch" zmiesza się z piaskiem, który ma zapobiegać poślizgnięciom, może on przybrać złocistobrązowy odcień. Z kolei przy kontakcie z rdzą, bakteriami lub algami może nabrać odcienia czerwonego.

Czasem pod wpływem różnych oddziaływań powstaje różowy śnieg. Może to być wynikiem działania zawłotni śnieżnej (Chlamydomonas nivalis), glonu rozwijającego się w zamarzniętej wodzie. Wytwarza on jaskrawoczerwony pigment działający niczym filtr przeciwsłoneczny, chroniący zielone algi przed promieniowaniem UV. Zjawisko to można zaobserwować we francuskich i włoskich Alpach, a także w górach Sierra Nevada i Himalajach. Śnieg na różowo może też barwić guano pingwinów na Antarktydzie. Kolor ten pochodzi z krylu antarktycznego - skorupiaka, którym żywią się te ptaki.