Tidak Ada Kristal Salju yang Kembar

Salju adalah air yang jatuh dari awan yang telah membeku menjadi padat dan seperti hujan. Salju terdiri atas partikel uap air yang kemudian mendingin di udara atas jatuh ke bumi sebagai kepingan empuk, putih, dan seperti kristal. Secara sederhana, kepingan salju (snowflake) terbentuk dari 2-200 pecahan kristal salju. Kristal salju ini akan terbentuk ketika es menempel pada serbuk pasir atau tanah yang bertebaran di dalam udara. Kristal-kristal ini kemudian akan bergabung dan membentuk kepingan salju. Bentuk kepingan salju itu ada bermacam-macam jenisnya, tergantung dari suhu udara di sekitarnya saat terbentuk.

Proses terjadinya salju berawal dari uap air yang berkumpul di atmosfer Bumi. kumpulan uap air mendingin sampai pada titik kondensasi (yaitu temperatur di mana gas berubah bentuk menjadi cair atau padat), kemudian menggumpal membentuk awan. Pada saat awal pembentukan awan, massanya jauh lebih kecil daripada massa udara sehingga awan tersebut mengapung di udara – persis seperti kayu balok yang mengapung di atas permukaan air. Namun, setelah kumpulan uap terus bertambah dan bergabung ke dalam awan tersebut, massanya juga bertambah, sehingga pada suatu ketika udara tidak sanggup lagi menahannya. Awan tersebut pecah dan partikel air pun jatuh ke Bumi.

Partikel air yang jatuh itu adalah air murni (belum terkotori oleh partikel lain). Air murni tidak langsung membeku pada temperatur 0 derajat Celcius, karena pada suhu tersebut terjadi perubahan fase dari cair ke padat. Untuk membuat air murni beku dibutuhkan temperatur lebih rendah daripada 0 derajat Celcius. Ini juga terjadi saat kita menjerang air, air menguap kalau temperaturnya di atas 100 derajat Celcius karena pada 100 derajat Celcius adalah perubahan fase dari cair ke uap. Untuk mempercepat perubahan fase sebuah zat, biasanya ditambahkan zat-zat khusus, misalnya garam dipakai untuk mempercepat fase pencairan es ke air.

Biasanya temperatur udara tepat di bawah awan adalah di bawah 0 derajat Celcius (temperatur udara tergantung pada ketinggiannya di atas permukaan air laut). Tapi, temperatur yang rendah saja belum cukup untuk menciptakan salju. Saat partikel-partikel air murni tersebut bersentuhan dengan udara, maka air murni tersebut terkotori oleh partikel-partikel lain. Ada partikel-partikel tertentu yang berfungsi mempercepat fase pembekuan, sehingga air murni dengan cepat menjadi kristal-kristal es. Partikel-partikel pengotor yang terlibat dalam proses ini disebut nukleator, selain berfungsi sebagai pemercepat fase pembekuan, juga perekat antaruap air. Sehingga partikel air (yang tidak murni lagi) bergabung bersama dengan partikel air lainnya membentuk kristal lebih besar.  Jika temperatur udara tidak sampai melelehkan kristal es tersebut, kristal-kristal es jatuh ke tanah. Dan inilah salju! Jika tidak, kristal es tersebut meleleh dan sampai ke tanah dalam bentuk hujan air.

Pada banyak kasus di dunia ini, proses turunnya hujan selalu dimulai dengan salju beberapa saat dia jatuh dari awan, tapi kemudian mencair saat melintasi udara yang panas. Kadang kala, jika temperatur sangat rendah, kristal-kristal es itu bisa membentuk bola-bola es kecil dan terjadilah hujan es. Kota Bandung termasuk yang relatif sering mengalami hujan es. Jadi, ini sebabnya kenapa salju sangat susah turun secara alami di daerah tropik yang memiliki temperatur udara relatif tinggi dibanding wilayah yang sedang mengalami musim dingin.

Warna putih pada salju merupakan hal yang menarik untuk diamati. Konsentrasi listrik dalam kristal es lebih tinggi daripada air atau udara. Oleh karena butiran salju berbentuk seperti prisma yang memantulkan semua warna ke semua arah dalam jumlah yang sama, maka muncullah warna putih. Di dunia, salju biasa terjadi pada negeri beriklim subtropis dan sedang. Namun, ada juga daerah tropis yang bersalju, yakni di Pegunungan Jayawijaya di Papua, Indonesia.

Misteri tentang serpihan salju masih merupakan teka-teki bagi para ilmuwan. Sampai sekarang, belum ada yang tahu bagaimana cara menciptakan tiap-tiap kristal salju yang telah terbentuk secara sempurna dengan 6 sisi atau 6 titik. Para ilmuwan masih penasaran dengan bentuk kristal salju yang rata atau datar, tidak bulat seperti hujan batu es atau titik air. Waktu proses pembentukan kristal saljupun hingga saat ini belum bisa diketahui. Kristal salju memiliki bentuk unik. Tidak ada kristal salju yang memiliki bentuk yang sama di dunia. Kristal salju yang turun ke bumi dalam jumlah besar memiliki bentuk kristal yang berbeda satu sama lain.

Bentuk butiran salju dipengaruhi oleh suhu dan kelembaban atmosfer. Hujan salju terbentuk di atmosfer ketika tetesan air dingin membeku menjadi partikel debu. Tergantung pada suhu dan kelembaban udara di mana hujan salju yang terbentuk, kristal es yang dihasilkan akan tumbuh menjadi berbagai bentuk berbeda.

Wilson Bentley (1865 - 1931) dari Jericho, Vermont adalah orang pertama yang mengambil foto dari butiran salju melalui penggunaan mikroskop yang melekat pada kameranya. Dengan koleksi 5.000 gambar butiran salju,dia memperkenalkan pada banyak orang tentang keragaman luar biasa dari kristal salju. Pada tahun 1951, ilmuwan dari organisasi yang sekarang disebut International Association of Cyrospheric Sciences (IACS) merancang sistem klasifikasi yang mengkarakterisasikan butiran salju menjadi sepuluh bentuk dasar. Bentuk ini termasuk bentuk bintang yang sudah umum orang tahu dan bentuk aneh seperti kolom yang dibatasi.Sistim klasifikasi IACS ini masih digunakan sampai sekarang meskipun ada sistem klasifikasi yang lebih kompleks lainnya.

Kenneth Libbrecht, Profesor Fisika di Institut Teknologi California, telah membuat pengamatan yang luas tentang bagaimana molekul air bisa dimasukkan ke dalam kristal salju. Dalam penelitiannya, ia telah mengamati bahwa pola butiran salju paling rumit bisa terbentuk ketika ada kelembaban di udara.Butiran salju yang terbentuk dalam kondisi kering cenderung memiliki bentuk sederhana. Menurut penelitian Libbrecht,suhu juga memiliki dampak yang besar terhadap pembentukan butiran salju.Butiran salju yang memiliki bentuk piring kristal sederhana dan kolom terbentuk pada suhu di bawah - 22 derajat Celcius (- 7,6 derajat Fahrenheit) sedangkan butiran salju dengan pola percabangan yang luas terbentuk dalam suhu hangat.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2011. 17 Macam Bentuk Salju. [Edisi Online] http://hermawayne.blogspot.com diakses 14 Desember 2014 pukul 01.24 PM

Prihatin, Sigit. 2014. Bagaimana Salju Mendapatkan Bentuk Uniknya?. [Edisi Online] http://astronesia.blogspot.com diakses 14 Desember 2014 pukul 01.31 PM

Rusydi, Febdian. 2007. Salju, Fenomena Alam yang Menakjubkan : Cintaku Sehangat Salju. [Edisi Online] http://www.fisikanet.lipi.go.id diakses 14 Desember 2014 pukul 01.15 PM

Sephia, Dian. 2012. Proses Terjadinya Hujan Salju. [Edisi Online] http://dianmniz.blogspot.com diakses 14 Desember 2014 pukul 01.02 PM