Dlaczego śnieg skrzypi pod butami podczas silnego mrozu

Dźwięk kroków powstaje między ziarnami lodu. Temperatura i struktura śniegu wyjaśniają, dlaczego zimowe spacery nie zawsze brzmią tak samo.

Pierwszy krok pozostawia ślad i wywołuje suchy trzask. Drugi go powtarza, podczas gdy otaczający krajobraz wydaje się cichszy niż zwykle. Nie ma w tym sprzeczności: dźwięk wytwarzany przez but oraz sposób, w jaki śnieg pochłania hałas, zależą od różnych zjawisk. Aby je zrozumieć, trzeba wyobrazić sobie pokrywę śnieżną nie jako jednolity blok, lecz jako strukturę drobnych elementów lodu oddzielonych przestrzeniami wypełnionymi powietrzem.

Gdy przenosimy na nią ciężar ciała, ta struktura się zmienia. Ziarna przesuwają się, ocierają o siebie i są ściskane; część połączeń pęka. Właśnie te drobne pęknięcia, powtarzające się pod podeszwą, mogą wywoływać charakterystyczne skrzypienie podczas zimowego spaceru.

Mróz zmienia zachowanie kryształów

Szwajcarski Instytut Badań Śniegu i Lawin, SLF, opisuje śnieg jako materiał, którego zachowanie zależy od temperatury, struktury i szybkości przyłożenia obciążenia. W niskiej temperaturze, pod wpływem szybko działającej siły, kryształy i łączące je wiązania mogą pękać w sposób kruchy. Wiele drobnych pęknięć zachodzących jednocześnie wytwarza słyszalny dźwięk.

Bliżej temperatury topnienia odkształcenie może natomiast następować łatwiej, bez tego samego rodzaju pękania. National Snow and Ice Data Center zwraca też uwagę na rolę tarcia: gdy ziarna są ściskane w niższych temperaturach, ich wzajemny ruch napotyka większy opór. Bliżej topnienia ten wpływ maleje.

Nie istnieje zatem uniwersalna temperatura, przy której każda zaśnieżona powierzchnia zaczyna skrzypieć. Znaczenie ma również historia śniegu. Porównanie kroków na świeżo opadłym śniegu z krokami na przekształconej skorupie nie jest powtórzeniem tego samego doświadczenia, w którym zmieniono jedynie wskazanie termometru.

Dlaczego po opadach śniegu krajobraz wydaje się cichszy

Świeża, miękka warstwa śniegu może pochłaniać część fal dźwiękowych. Przestrzenie między kryształami pomagają tłumić odgłosy docierające z otoczenia. Jeśli powierzchnia topnieje, a następnie ponownie zamarza, stając się gładka i twarda, może za to silniej odbijać dźwięki.

Dlatego można wyraźnie słyszeć własne buty, a jednocześnie mieć wrażenie przebywania w wyciszonym otoczeniu. Krok wytwarza dźwięk zaledwie kilka centymetrów od osoby idącej, natomiast otaczający śnieg zmienia rozchodzenie się innych odgłosów.

Podczas spaceru wsłuchiwanie się w tę różnicę jest prostym sposobem zauważenia, jak bardzo zmienia się pokrywa śnieżna. Nie trzeba szukać odległego miejsca: wystarczy spokojny odcinek, po którym wolno chodzić, kilka kroków po śniegu i porównanie z pobliską powierzchnią. Ten dźwięk opowiada o zmieniającym się materiale, a nie tylko o temperaturze. Nie należy jednak interpretować go jako miary stabilności stoków ani bezpieczeństwa trasy.

Przeczytaj także: Jak przechowuje się śnieg przez lato.