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05/12/2016 04:58 CET | Aktualisiert 05/12/2017 06:12 CET

Naturwissenschaft: Das verrückt gewordene Wasser

• Wasser läuft nach unten - das weiß jedes Kind

• Doch ein Experiment zeigt: Wasser läuft auch nach oben.

Da staunt der Laie, und der Fachmann wundert sich.

Wenn Sie den Wasserhahn auftreten, so läuft das Wasser nach unten. Wenn es regnet, dann fällt der Regen nach unten. Wasserbäche fließen den Berg hinunter und nicht hinauf. Ist das wirklich immer so?

Ich dachte es auch - bis mir durch eine Beobachtung im Alltag das Gegenteil gelehrt wurde.

Wasser ist der wichtigste Stoff im Leben, in uns und außer uns, in der Umgebung und Nahrung. Wasser ist unser Lebensmittel, Reinigungsmittel, Transportmittel, Erholungsmittel, Gesundheitsmittel und Schönheitsmittel u.a. Und es bedeckt den größten Teil der Erdoberfläche.

Da ist es schon wichtig, einen solchen lebenswichtigen Stoff gut zu kennen.

Ein seltsames Erlebnis

Es war bitter kalter Winter, Frost unter -10 °C. Da fiel mir meine Wassertonne im Garten ein, vollgefüllt mit Regenwasser. Wird der Frost meine Regentonne zum Platzen bringen? Ich begab mich daher schleunigst zu den Tonnen. Und da sah ich Unglaubliches: Das Eis hatte nicht die Kunststofftonne gesprengt, sondern es hatte sich über den Rand nach oben ausgebreitet - wie Grießbrei. Etwa 10 cm über dem Pfannenrand schwebte jetzt der Tonnendeckel. Wasser in seinem Aggregatzustand Eis war nach oben gestiegen!

Ich traute meinen Augen nicht, befühlte zweifelnd das Eis und darüber den schwebenden Tonnendeckel.

Da staunt der Laie, und der Fachmann wundert sich.

Ganz natürliche Ursachen

Dieses verrückte Phänomen hatte eine ganz natürliche Ursache. Gefrorenes Wasser, Eis, dehnt sich mit zunehmender Kälte aus und braucht dann mehr Platz. Ist es eingesperrt, hier in der Plastiktonne, versucht es sich Platz zu verschaffen und sprengt möglicherweise die Tonne. Doch die Tonne gab nicht so schnell nach, sie drückte ihrerseits heftig gegen das Eis. Unter hohem Druck verliert gefrorenes Wasser seine Kristallstruktur, es wird amorph, fängt an zu fließen wie ein dicker Grießbrei oder wie ein Gletscher.

Dem gefrorenen Wasser war es in der Tonne zu eng geworden, unter dem Druck der Tonnenwand wurde es plastisch und beweglich und hatte die Tonne einfach gemütlich nach oben verlassen.

(Gefrorenes) Wasser floss nach oben! Alles klar?

Eine praktische Anwendung und Vorhersage

Diese Beobachtungen führen zu zwei ungewöhnlichen Nutzanwendungen:

1. Wenn Ihre Wasserleitung bei strengem Frost eingefroren ist, damit Gefahr droht, dass das Rohr platzt, kann in extremen Einzelfällen ein einfaches Öffnen des Wasserhahns - wenn es überhaupt noch geht - diesen Schaden verhindern. Damit geben Sie dem Eispfropfen im Rohr Platz, sich auszudehnen und nicht das Wasserrohr zu sprengen.

2. In Frostregionen und auf hohen Bergen kann es passieren, dass sich Eis zwischen Felsen - wie in einem Trog -sammelt. Und wenn es viel kälter wird, steigt das Eis über den Trog hinaus - wie in meiner Wassertonne. Aus der Ferne sieht das dann so aus, dass der vereiste Berggipfel mit zunehmender Kälte nach oben steigt, der Berg wird ein wenig höher. Bei abnehmender Kälte sinkt der Gipfel wieder etwas. Wenn man genauer beobachtet, ist die Höhe des Eisberggipfels ein Thermometer für die Umgebungstemperatur (Genaueres wissen die Glaziologen, die Wissenschaftler von Eis und Schnee).

Da staunt der Laie, und der Fachmann wundert sich nicht...