معظم الأشخاص يعرفون بأنه لا يوجد ندفتي ثلج متشابهتين تماماً، ولكن لمعرفة الكيفية التي تصبح فيها هذه الأشكال العجيبة فريدة عن بعضها لا بد لنا من الإستعانة بالمجهر.
قام صانع فيديو روسي يدعى (فياتشيسلاف ايفانوف) بتصوير تشكل بلورات الثلج السداسية، ومن خلال ذلك بيّن كيفية تشكل تلك الندف عندما تتجمد قطرات الماء حول حبة غبار في الهواء، وتشكل تلك البلورات الثلجية.
عندما تتجمع المزيد من جزيئات الماء على قطعة الثلج، ينشأ ذلك الشكل السداسي، وتمتد أطرافه الستة لتشكل أذرعاً طويلة.
تبعاً للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، فإن هذه البلورات الثلجية التي تشكل الثلج تكون متناظرة لأنها تعكس النظام الداخلي للجزيئات البلوراتية للماء، وذلك لأنها ترتب نفسها في مساحات محددة سلفاً لتشكل ندفة الثلج السداسية.
السبب الذي يجعل رقائق الثلج تمتلك ستة خطوط تناظر هو الروابط الهيدروجينية في بلورات الماء، فعندما يتجمد الماء، تميل جزيئاته للتبلور معاً في بنية سداسية وبذلك تكون كل نقطة على الشكل السداسي هي ذرة الأكسجين المرتبطة بذرة الهيدروجين على كل جانب.
مع استمرار عملية التجميد، وتراكم المزيد من جزيئات الماء على الهيكل المجهري، يزداد طول الأذرع على كل من الجوانب الستة، وتتحول البلورة إلى الشكل المألوف لندفة الثلج.
تعتمد طبيعة الشكل الذي يتكون على درجة الحرارة والرطوبة، فالبلورات التي تشبه الإبر الطويلة تتشكل في درجات الحرارة المنخفضة قليلاً، مثل-5 درجات مئوية، في حين أن الرقائق التي تتشكل في درجات الحرارة الأبرد، مثل -15 درجة مئوية، فهي عادة ما تكون أكثر تسطحاً ودائرية.
بهذه الطريقة، يتم تحديد شكل الذراع الواحد لندفة الثلج من خلال ظروف درجات الحرارة في الغلاف الجوي التي تختبرها البلورات الثلجية أثناء سقوطها على الأرض.
حتى وإن كانت أذرع ندفة الثلج قد بدأت بالتشكل في اتجاه معين، إلّا أن أي تغيير طفيف في درجة الحرارة أو الرطوبة خلال سقوطها على الأرض يمكن أن يجعلها تغير من تشكيلها بطريقة أو بأخرى.
إن هذه الحساسية للغلاف الجوي – وحقيقة أنه لا يوجد ندفتي ثلج يمكن أن تتبعا ذات المسار بالضبط – هو ما يجعل كل ندفة فريدة من نوعها وتختلف تماماً عن غيرها من الندف الثلجية.