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Alltagswissen Rätselhaftes in der Natur

Wie baut man die perfekte Sandburg? Was ist nasser als Wasser? Warum sollte man Pflanzen nicht bei Sonnenschein gießen? Fragen und Rätsel des Alltags rund um die Natur, auf die sich eine Antwort findet - in unserem Alltagswissen.

Stand: 15.06.2018

mehrere Blumentöpfe werden mit gegossen | Bild: picture-alliance/dpa

Niemals bei Sonnenschein gießen!

Eherne Gärtnerregel

Mann gießt bei Sonnenschein

Es ist eine eherne Regel, die sich unter den Gärtnern von Generation zu Generation fortpflanzt: Niemals in der prallen Mittagssonne Pflanzen gießen. Warum eigentlich nicht? Ist das Grünzeug nicht umso durstiger, je erbarmungsloser die Sonne vom Himmel brennt?

Unter die Lupe genommen

Sonnenstrahlen brechen durch Wassertropfen auf einem Blatt

Bestimmte Pflanzenarten tragen Verbrennungen davon, wenn man sie bei Sonne gießt. Wenn die Blätter Härchen haben, verfangen sich darin die Tropfen und wirken wie ein Brennglas. Befinden sich die Tropfen in einem bestimmten Abstand zum Blatt, liegt dieses direkt in der Brennweite der Linse aus Wasser.

Das Geheimnis der perfekten Sandburg

Sand rieselt, Wasser tropft, beides klebt

Solange sie getrennt sind, rinnen Sand und Wasser einfach zwischen unseren Fingern hindurch. Doch miteinander vermischt lassen sich daraus stabile, meterhohe Sandburgen bauen. Aber wie muss man Sand und Wasser mischen, um eine perfekte Sandburg zu errichten?

Kapillarbrücken als Bindemittel

Wenn man Wasser mit Sand vermengt, umhüllt die Flüssigkeit die einzelnen Sandkörner mit einem dünnen Film. Dazwischen bilden sich sogenannte Kapillarbrücken. Die dort aktive Oberflächenspannung hält das Gemisch zusammen. Wenn aber der Wasseranteil zu groß wird, schließen sich die einzelnen Kapillarbrücken zu größeren Gebilden zusammen. Die Oberflächenspannung nimmt wieder ab und die Sandburg fällt auseinander.

Die Ein-Prozent-Regel

Ein internationales Forscherteam von der Universität Amsterdam hat nun das opimale Mischungsverhältnis berechnet: Eine Sandburg gelingt danach am besten, wenn der Sand nur ein Prozent Wasser enthält. Dann ist die Haftwirkung zwischen den Sandkörnern am stärksten. Wie hoch die Türme einer Sandburg werden können, hängt aber noch von ein paar weiteren Faktoren ab.

Dichte und Elastizität

Die Forscher benutzten bei ihren Berechnungen eine Gleichung, die normalerweise von Ingenieuren angewandt wird, um die Stabilität von Gebäuden zu errechnen. In ihr wird neben der Schwerkraft, der Dichte des Materials, dem Radius der Grundfläche und einer Konstante auch das sogenannte Elastizitätsmodul berücksichtigt. Diese Größe beschreibt, wie ein Material auf Verformungen reagiert.

Säulen aus Sand gebaut

Das Ergebnis der Wissenschaftler lautete: Mit typischem Strandsand als Material kann eine Sandburg mit einem Radius von 20 Zentimetern bis zu zweieinhalb Meter hoch werden. Das überprüften sie auch mit einem Experiment: Die Forscher füllten Sand mit einem Prozent Wassergehalt in senkrecht stehende PVC-Rohre mit Radien von 0,5 bis 7,5 Zentimetern. In bestimmten zeitlichen Abständen klopften sie den Sand fest und entfernten dann die zuvor längs in zwei Hälften geteilten Stützrohre. Wenn die Sandsäule stabil stehen blieb, legten sie das Rohr wieder an und füllten mehr Sand ein - so lange, bis die Sandsäule schließlich umfiel.

Wie schaffen es Pflanzen, immer Richtung Licht zu wachsen?

Mit Schieflage gen Licht

Jetzt steht das kleine Geldbäumchen schon wieder ganz schief: total Richtung Fenster gebogen! Spätestens alle zwei Tage muss es gedreht werden, damit es einigermaßen gerade wächst. Doch immer wieder setzt es sich durch und schiebt sich in Richtung Fenster. Der Geldbaum will zum Licht. Warum - und wie schafft die Pflanze das?

Mehr Licht, ergiebigere Fotosynthese

So wie es sich bei Topfpflanzen am Fenster beobachten lässt, wachsen alle gesunden Pflanzen immer in Richtung des einfallenden Lichts. Dann können sie mit ihren Blättern möglichst viel Sonnenlicht einfangen und ihren Energiebedarf durch Fotosynthese optimal decken. Diese besondere Bewegung der Pflanzen hat Charles Darwin 1880 erstmals ausführlich beschrieben. Was sie dabei antreibt, das haben Forscher der Technischen Universität München (TUM) zusammen mit Kollegen der Université de Lausanne (UNIL) in der Schweiz jetzt erforscht.

Angetrieben vom Pflanzenhormon Auxin

"Pflanzen krümmen sich in die Richtung des stärksten Lichteinfalls. Sie bewerkstelligen das, indem sich die Zellen des Stamms auf der dem Licht abgewandten Seite verstärkt strecken", erklärt Claus Schwechheimer vom Lehrstuhl für Systembiologie der Pflanzen an der TUM. Diese Form des lichtgerichteten Wachstums nennt man Fototropismus. Die treibende Kraft hinter dieser Zellstreckung ist das Pflanzenhormon Auxin, das konnte das Forscherteam eindeutig klären.

Schleuser bringen Hormon ans Ziel

Auxin wird an der Sprossspitze gebildet und von dort aus von Zelle zu Zelle weitergeleitet. Über viele Zwischenstationen gelangt es so zu seinem Bestimmungsort. Dem Auxinfluss weisen wiederum Proteine den Weg: "Export- und Importproteine schleusen das Auxin aus der Zelle heraus, dann vom Zellzwischenraum wieder in die nächste Zelle, und so weiter - bis es letztlich an seinem Ziel ankommt", erklärt Schwechheimer. Nämlich in den Zellen auf der lichtabgewandten Seite. Die bekommen dank des Hormons Auxin einen Schub, strecken sich - und die Pflanze richtet sich zum Lichtsignal hin aus.

Das Grünzeug macht das also nicht, um uns zu ärgern, sondern um mehr Chlorophyll abzubekommen. Und wenn wir schmackhaftes Essen wittern, bewegen wir uns doch auch gern ein Stück. Geldbäumchen, soll ich dich heute wieder ein bisschen drehen?

Was ist der Altweibersommer?

Milde Temperaturen

Wenn es im September und Oktober nochmal so richtig angenehm warm wird, dann ist er da: der schöne Altweibersommer. Aber warum heißt er eigentlich so? Ist älteren Damen die milde Herbstsonne so viel lieber als der heiße Sommer? Vielleicht. Aber mit Frauen hat der Altweibersommer dennoch nichts zu tun.

Elfenhaar

Das "weib" im Altweibersommer stammt vom althochdeutschen Verb "weiben", was so viel wie weben oder spinnen heißt. Und bezieht sich auf die vielen Spinnenfäden, die man zu dieser Zeit so oft im Gesicht spürt. Früher dachten die Menschen, dass diese Spinnenfäden Haare von Elfen oder Zwergen seien.

Schnelltransport

Es sind Flugfäden von frisch geschlüpften Jungspinnen. Millionen von ihnen hängen sich an sie an und segeln oft über hunderte Kilometer durch die Lüfte. Eine praktische Methode, um weite Strecken zu überwinden.

Wie kommt das Muster ins Fußballfeld?

Mustergültig

Muster auf dem Fußballfeld

Streifen, Karos oder Kreise - der Fantasie der Greenkeeper sind keine Grenzen gesetzt. Doch: Wie kommen eigentlich die Muster in den Rasen des Fußballfelds hinein?

Schneiden & Legen

Spielfeldrasenmäher haben zwei Walzen

Die Rasenmäher im Fußball-Stadion haben Walzen. Beim Mähen wird das Gras abgeschnitten und direkt danach von den Walzen platt gedrückt. Immer in die Richtung, in die der Rasenmäher fährt. Weil man beim Mähen immer hin und her fährt, werden die Halme auf einer Bahn in die eine und auf der nächsten Bahn in die andere Richtung gelegt.

Glanzseiten

Rasen

Blickt man jetzt gegen die Fahrtrichtung des Mähers, dann schaut man mehr in die Rasennarbe hinein - das ist der dunkle Streifen.

Blickt man in Fahrtrichtung, dann schaut man auf die Halme drauf - das ist der glänzende, helle Streifen.

Am Strick

Damit die Streifen auch exakt ausgerichtet sind, wird beim Mähen oft ein Seil gespannt. An dem richtet sich der Greenkeeper aus.

Für ein Schachbrettmuster wird der Rasen doppelt gemäht - längs und quer.

Das Kreismuster am Anstoßkreis entsteht durch einen Trick: Wie beim Zirkelschlag wird der Mäher an einer Leine um den Mittelpunkt im Kreis herum geführt. Insgesamt kann das Mähen und Bemustern eines Fußballfelds bis zu sechs Stunden dauern.

Wieso ist Wasser nass?

Flüssig, aber nicht nass

Kind im Schwimmbecken

Schon klar: Wasser - wenn es nicht gerade zu Eis gefroren oder zu Dampf erhitzt ist - ist flüssig. Aber ist es deshalb nass? Warum ist Quecksilber nicht nass, obwohl es auch eine Flüssigkeit ist?

Anziehendes Wasser

Wassertropfen

Flüssigkeiten bilden einen Film auf Oberflächen. Chemisch gesehen ist Wasser nass, weil es haftet. Seine molekulare Anziehung zu anderen Stoffen, die "Adhäsion", ist hoch: Wasser-Moleküle binden zu anderen Stoffen Wasserstoffbrücken. Quecksilber hingegen hat eine zu geringe Adhäsion, um nass zu sein.

Was ist nasser als Wasser?

Gar nicht mal so nass

Tautropfen

Also gut: Wasser ist nass, Quecksilber aber nicht. Aber im Vergleich mit anderen Flüssigkeiten ist Wasser gar nicht mal so nass. Aber was ist dann nasser als Wasser?

Zähes Wasser

Im flüssigen Aggregatszustand liegen die Moleküle eng beieinander, sind aber verschiebbar. Doch Wasser ist zähflüssiger, "viskoser", als andere Flüssigkeiten. Das liegt an den vielen Wasserstoffbrücken zwischen den H2O-Molekülen. Dadurch hat Wasser auch eine hohe Oberflächenspannung - und die wirkt wie eine straffe Haut.

Das Unbenetzbare

Damit eine Flüssigkeit eine feste Oberfläche benetzen kann, muss ihre Oberflächenspannung geringer sein als die des Untergrunds. Deshalb macht Wasser auch nicht alles nass, sondern perlt leicht ab. Es kommt immer auf beide Stoffe an, ob einer den anderen nass machen kann. Für Luft und Metall ist zum Beispiel nichts nass - auch Wasser nicht.

Warum ist Meerwasser salzig?

Viel Meer, viel Salz

Meeresküste

Zwei Drittel unseres Planeten sind von Ozeanen bedeckt. Wir lieben das Meer für seine kräftige Brandung, seine türkis-blaue Färbung lässt uns schmachten, bloß in den Mund will man es nicht kriegen. Aber warum ist das Meerwasser eigentlich salzig?

Versteckte Fracht

Regen und Schmelzwasser waschen permanent Mineralien und Salze aus den Gesteinsschichten des Festlandes. Tausende von Flüssen transportieren diese gelösten Salze als "versteckte Fracht" ins Meer und dort erhöht sich durch die Verdunstung des Wassers die Salzkonzentration.

Doch nie versalzen

Wenn die Flüsse ständig neue Salze liefern, dann müsste das Meer ja immer salziger werden? Stimmt, aber gleichzeitig lagert sich das Salz am Meeresboden ab. Der Salzgehalt bleibt so seit Jahrtausenden im Gleichgewicht - je nach Ozean zwischen drei und 28 Prozent.

Wie schützt man sich bei einem Gewitter?

Am Besten: Schutz suchen!

Sommer ist Gewitterzeit ... und so ein Gewitter kommt oft blitzschnell. Wenn man das erste Donnern hören kann, ist ein Gewitter in der Regel nur noch zehn Kilometer entfernt, dann sollte man schnell Schutz zu suchen, sagt der VDE (Verband der Elektrotechnik Elektronik und Informationstechnik). Wenn nur noch zehn Sekunden zwischen Blitz und Donner vergehen, ist es höchste Eisenbahn. Jederzeit kann auch dort, wo man selbst steht, ein Blitz einschlagen. Am wichtigsten also: Schutz suchen, zum Beispiel in einem Gebäude. Denn so ein Blitzschlag kann tödlich ausgehen. Was aber, wenn man es nicht mehr nach drinnen schafft?

Keine Angriffsfläche bieten!

Regel zwei: Dem Blitz keine Angriffsfläche bieten. Der bekannteste Tipp für die freie Fläche: In die Hocke gehen, am besten in einer natürlichen Bodensenke. Also kauern, die Füße nah zusammen und die Arme über die Knie. Die Füße müssen deshalb eng zusammen sein, weil die Energie des Blitzes sich nach dem Einschlag in den Boden in alle Richtungen ausbreitet. Zwischen den Füßen entsteht dabei eine Spannung - je weiter die außeinander sind, desto größer ist sie. Deswegen soll man auch andere Leute im Gewitter nicht anfassen, oder an der Hand halten, dabei entsteht dieselbe Spannung. Experten empfehlen im Gewitter einen Abstand von fünf Metern zu anderen Menschen.

Hände weg von Metall!

Gewitter gehen meistens mit einem mehr oder weniger starken Regenschauer einher. Fix den Regenschirm rausnehmen? Lieber nicht! Denn das Metall kann gefährlich sein, wenn ein Blitz einschlägt. Es zieht entgegen landläufiger Meinung zwar nicht den Blitz an. Aber er kann, falls er doch zufällig einschlägt, das Metall so stark erhitzen, dass es zu Verbrennungen kommen kann.

Autos schützen - dennoch aufpassen!

Wir alle haben es im Physik-Unterricht gelernt - im Auto ist man vor Blitzen sicher. Denn die Metallhülle wirkt als sogenannter Faradayscher Käfig. Im Inneren ist man geschützt: Der Blitzstrom läuft über die Außenhaut zur Erde ab. Doch Vorsicht beim Weiterfahren: Die Reifen könnten durch die Hitze des Blitzes beschädigt sein oder die Elektronik durch die elektromagnetische Strahlung. Ampeln an Kreuzungen oder Bahnübergängen funktionieren während oder nach einem Gewitter möglicherweise auch nicht. Rad- und Motorradfahren müssen bei einem Gewitter auf jeden Fall anhalten und sich in Sicherheit bringen.

Runter vom Berg!

Gewitter beim Bergwandern sind sehr gefährlich. Denn gerade auf felsigem Untergrund kann sich der Strom vom Blitz weit ausbreiten. Darum: Rechtzeitig in Sicherheit bringen! Sollte ein Blitz in der Nähe eingeschlagen sein: Die Felswand nicht berühren, ein Teil des Stroms kann in den Körper fließen und einen Wanderer mehrere Meter weit fortschleudern.

Raus aus dem Wasser!

Baden oder nur im Wasser stehen ist bei Gewitter lebensgefährlich. Der Strom aus Blitzen verbreitet sich im Wasser über sehr große Flächen. Noch in hundert Metern Entfernung kann ein Schwimmer einen Schock bekommen und Ertrinken. Schon wenn das Gewitter aufzieht, sollte man das Wasser verlassen und sich vom Ufer entfernen. Das gilt dann auch für Angler, sagt der VDE.

Woher weiß die Natur, dass es Frühling ist?

Kalender im Krautgarten?

Uns Menschen reicht ein Blick auf den Kalender und es ist klar: Mitte März ist Frühlingsanfang. Doch woher weiß die Natur, dass es so weit ist?

Kürzere Nächte bringen Pflanzen zum Blühen

Aufs Licht kommt es an - zumindest bei Pflanzen. Die können nämlich mit speziellen Rezeptoren messen, ob die Nächte kürzer werden. Und je länger das Tageslicht auf die Pflanzen scheint, desto mehr Botenstoffe und Hormone werden produziert, die dafür sorgen, dass Pflanzen blühen.

Dem Tode nahe

Siebenschläfer, Igel, Fledermaus und Murmeltier sind typische Winterschläfer. Das heißt, sie fahren im Winter ihren Organismus extrem herunter, ihre Körpertemperatur sinkt ab und auch die Atmung geht zurück. Dabei sparen sie enorm Energie. Im Winterschlaf sind die Tiere dem Tod näher als dem Leben - bewegungslos verbringen sie die Wintermonate, ausgekühlt und erstarrt in einer geschützten Schlafhöhle.

Rückkehr ins Leben

Woher die schlafenden Tiere wissen, dass es Zeit ist, aufzuwachen, gehört noch zu den ungelösten Geheimnissen. Vielleicht sammeln sich über den Winter Stoffwechselprodukte im Körper an oder die steigenden Temperaturen wecken die Tiere auf. Eine volle Blase ist aber sicher nicht der Grund. Das Aufwachen dauert auf jeden Fall mehrere Stunden: Zuerst wird im Körper Fettgewebe verfeuert. Ab einer Körpertemperatur von etwa 15 Grad kommt das Muskelzittern dazu, damit die Tiere möglichst schnell wieder auf Betriebstemperatur kommen.

Auf nach Norden!

Zugvögel haben eine innere Uhr - sie richten sich kaum nach Tageslänge oder Temperatur, wenn sie zurück in den Norden fliegen. Sie ergreift die sogenannte "Zugunruhe" - sogar Singvögel, die in Käfigen gehalten werden, werden von ihr ergriffen. Flugrichtung und Flugdauer sind bei Zugvögeln genetisch festgelegt. Darum kann auch der Klimawandel für die Vögel ein Problem werden, wenn die sich nur nach ihrer inneren Uhr richten - aber die Jahreszeiten durch die Erderwärmung durcheinanderkommen.

Wie riecht der Frühling?

"Italienischer Frühlingsmorgen kurz nach dem Regen"

"Ich habe einen Duft gefunden, der mich an einen italienischen Frühlingsmorgen kurz nach dem Regen erinnert", schrieb der Italiener Giovanni Maria Farina im Jahre 1708 aus Köln. Wichtigster Inhaltsstoff dieses Duftes war Bergamotte, eine durch Kreuzung entstandene Zitrusart. Farina kreierte damit das erste Markenparfüm der Geschichte und den erfolgreichsten Duft des 18. Jahrhunderts: das Eau de Cologne.

Zitrone, Bergnarzisse, Veilchen

Für Farina entsprach der Frühling dem Duft der blühenden Pflanzen seiner norditalienischen Heimat: Zitrone, Bergnarzisse, Veilchen. Seine Großmutter hatte ihn schon als Kind damit vertraut gemacht. Und so geht es im Grunde allen Menschen: Der Duft des Frühlings ist für sie das, was ihnen als Kind zu dieser Jahreszeit in die Nase gestiegen ist. Egal, was es war.

Gelernt, nicht geerbt

"Den Frühlingsduft haben die Menschen nicht in den Genen, sondern sie haben ihn erlernt, indem sie jedes Jahr, wenn's Frühling wird, einen bestimmten Duft wahrnehmen", erklärt der Duftforscher Hanns Hatt von der Ruhruniversität Bochum. "Dieser Duft wird verknüpft mit der Aussicht auf Frühling, auf Wärme. Das geschieht schon in der Kindheit."

Globalisierte Frühlingsgefühle

In Deutschland sind es oft bestimmte Blumen, die mit dem Frühling assoziiert werden, weil man sich zu dieser Zeit einen Strauß davon auf den Tisch stellt. "Dabei verbinden wir mit dem Frühling viele Pflanzen, die ursprünglich überhaupt nicht bei uns heimisch waren", erläutert die Biologin Gesche Hohlstein vom Botanischen Garten Berlin. So stammt die Hyazinthe aus Zentralasien - ebenso wie die wohl populärste Frühlingsblume, die Tulpe. Sie gelangte im 16. Jahrhundert über die Türkei nach Deutschland - und dann erst in die Niederlande.

Warme Sonnenstrahlen auf frostigem Boden

Der erste Frühlingsduft unmittelbar nach dem Ende des Winters im März stammt allerdings noch gar nicht von blühenden Veilchen, Narzissen oder Flieder. "Der erste Frühlingsduft beginnt viel früher", sagt Professor Hatt. "Wenn die ersten warmen Sonnenstrahlen den kalten, vielleicht noch gefrorenen Boden treffen, dann wird durch die Wärme Wasser freigesetzt, und die Moose und verrotteten Blätter und all diese Dinge geben aufgrund der höheren Temperatur ihre Duftstoffe in die Luft ab und werden mit dem Wasserdampf hochgerissen in unsere Nase."

Geruch von Moder und Scheuermittel

Das Ergebnis: fauliger Modergeruch! Eigentlich alles andere als angenehm, wie Hatt einräumen muss: "Dieser erste Frühlingsgeruch, wenn man so merkt: 'Ah, jetzt liegt der Frühling in der Luft!', der ist eigentlich gar nicht so toll." Weil das Gehirn die Information aus der Nase aber sofort mit einer angenehmen Erinnerung verknüpft, wird es doch als etwas Positives empfunden. Das kann auch für alle möglichen anderen Gerüche gelten. Wenn Mutter früher bei den ersten Sonnenstrahlen immer den großen Frühjahrsputz gemacht hat, dann kann der Geruch scharfer Scheuermittel ein Leben lang romantische Frühlingsgefühle wecken.

Manchen stinkt der Frühling

Umgekehrt gilt das allerdings auch: Wer die schöne Jahreszeit fürchtet, weil er zum Beispiel Pollenallergiker ist - mit anderen Worten: Wer den Frühling nicht riechen kann - für den duftet er nicht. Er stinkt. Und zwar durchgängig.

Warum fallen im Herbst die Blätter von den Bäumen?

Wie wirft eine Pflanze ein welkes Blatt ab?

Verwelkte Blumenpracht

Jeder kennt es, kaum ist Geburtstag oder Valentinstag vorbei, welken schon die Blumensträuße, und die Blütenblätter segeln eines nach dem anderen auf den Tisch. Doch nicht nur Blütenblätter werden abgeworfen, sondern auch Herbstlaub oder Früchte. Wie steuert das die Pflanze?

Großer Spalt zwischen Stängel und Pflanze

Am Stiel eines Blattes oder der Unterkante eines Blüteblatts ist eine spezielle Zellschicht - ein Trenngewebe. Oben besteht das Gewebe aus Zellen mit schwachen Wänden, unten sind Zellen, die sich zum Beispiel im Herbst ausdehnen. Sie zerstören auf diese Weise die schwachen Wände der oberen Zellen, so entsteht eine saubere Spalte. Sobald die groß genug ist, kann die Pflanze das Blatt oder die Blütenblätter abwerfen. Im Herbst spielt wahrscheinlich auch der Rückgang des grünen Farbstoffs Chlorophyll eine wichtige Rolle für diesen Prozess.

Obst und Gemüse fallen genauso reibungslos

Auch Obst, zum Beispiel Äpfel oder Birnen, wird auf diese Weise von der Pflanze abgetrennt. Es gibt übrigens ein Pflanzenhormon, dass das Abtrennen verhindert. Gärtner verwenden es häufig, damit das Obst nicht zu früh vom Baum abfällt. Derselbe Mechanismus ist es auch, der beim Austrocknen von Blumen in einer Vase dazu führt, dass Blütenblätter abfallen, oder Blüten am Strauch verblühen.

Mechanismus auf molekularer Ebene

Forscher der Universität Missouri in den USA haben nun herausgefunden, wie dieser Abtrennungsprozess genau geregelt wird. Mithilfe von fluoreszierenden Eiweißen in den Blüten haben sie festgestellt, dass dabei zwei spezielle Gene eine große Rolle spielen, die sich gegenseitig verstärken. Je aktiver sie sind, desto schneller wird die Zellschicht am Fuß des Stängels getrennt. Das kann man dann auch sehen - je aktiver die Gene, desto stärker leuchteten dort die Eiweiße. Das ist auch für Landwirte und Blumenzüchter interessant. Denn könnte man diese Genaktivität regeln, wäre das eine weitere Möglichkeit, um zu verhindern, dass Äpfel zu früh abfallen oder der Strauß Blumen nach ein paar Tagen schon wieder alle Blütenblätter verloren hat.

Was macht die Zuckerwatte im Wald?

Zuckerwatte, Wolle, Pilz?

Neulich beim Winterspaziergang im Wald:
Es ist kalt, gibt keinen Schnee - aber ein schneeweißes, wattebauschartiges Büschel am Boden. Das feine Gebilde erinnert an Zuckerwatte, Wolle oder einen Pilz. Was ist das?

Haareis

Ein zartes Kunstwerk aus Eis, das durch ein biophysikalisches Phänomen entsteht und Haareis genannt wird. Ein unscheinbarer Pilz ist aber dennoch eine wichtige Voraussetzung dafür, dass es überhaupt entstehen kann, erklären Experten der Bayerischen Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (LWF). Das Phänomen entsteht nur auf abgestorbenen, feuchten Ästen von Laubbäumen, die von den Pilzfäden der "Rosagetönten Gallertkruste" (Exidiopsis effuso) durchwachsen sind.

So bildet sich Haareis

Der Pilz ist winteraktiv und atmet. Wenn nach einer Regenphase die Lufttemperatur um den Gefrierpunkt liegt, drängen die Gase seines Stoffwechsels das leicht unterkühlte Wasser aus dem Totholz durch die Holzporen an die Oberfläche. Dort gefriert es zu Eis und wird - wie Zahnpasta aus der Tube - durch das nachdrängende, gefrierende Wasser weitergeschoben. Feine Härchen aus Eis entstehen.

Haare aus Eis

Sie sind mit etwa 0,02 Millimetern so dünn wie Menschenhaar und können in einer Stunde fünf bis zehn Millimeter wachsen. Über Nacht kann also leicht ein größeres, filigranes Eiskunstwerk entstehen. Mit den Eishaaren beschäftigte sich 1918 bereits der berühmte Polarforscher Alfred Wegener. Aber erst 2008 gelang es Forschern aus Bern und Jülich, ihr Geheimnis zu entschlüsseln.

Frostschutz und Heizung

Warum der Pilz die Haare aus Eis produziert, ist immer noch unklar. Vielleicht dient ihm der Vorgang als Frostschutzmittel und Heizung: Dann gefriert das Wasser nicht im Ast, sondern außerhalb seines Lebensraums. Und durch die Energie, die beim Gefrieren frei wird, wird der Ast etwas wärmer als seine Umgebung.

Warum ist Schnee weiß?

Durchsichtige Schneekristalle

Schnee besteht aus Schneekristallen. Einzelne Schneekristalle sind durchsichtig, aber wenn sie sich zu einer Schneeflocke verhaken, wird diese weiß. Wie kommt das?

Reflektierende Oberflächen

Wenn sich viele Kristalle zusammen ballen, entstehen auf kleinem Raum viele Oberflächen, die das Licht in alle Richtungen reflektieren. Das ist wie bei einem Haufen Spiegelscherben. Darüber hinaus wird das Licht an der Grenze zwischen Eis und Luft in den Hohlräumen abgelenkt und gestreut. Beides sorgt dafür, dass eine Schneeflocke weiß aussieht, obwohl die Schneekristalle selbst durchsichtig sind.

Gestreutes Licht in Streusalz

Dasselbe Phänomen lässt sich übrigens auch bei Salzkristallen beobachten. Das Pulver ist weiß und große, einzelne Salzkristalle sind durchsichtig.

Wieso ist Eis mal weiß, mal klar?

Eis bleibt Eis

Eiswürfel

Eigentlich ist es doch immer das Gleiche: gefrorenes Wasser. Aber warum sind Eisberge schneeweiß, die Eiswürfel aus dem Kühlschrank aber durchsichtig wie Glas? Welche Farbe hat denn Eis eigentlich?

Hohler Grund

Eisscholle mit Eiszapfen

Im Prinzip ist Eis durchsichtig, wie Wasser. Friert Wasser langsam, wird das Eis durchsichtig wie bei einem Eiszapfen. Aber wenn zwischen den Kristallen Luft eingeschlossen ist, erscheint das Eis weiß. Genauso beim Schnee - und übrigens auch den Schaum von bunter Seife! Und wieso macht die Luft Eis weiß?

Eigentlich bunt

Eiszapfen an einem Ast

Licht wird am Übergang vom festen Aggregatzustand des Eises zum gasförmigen der Luft wie von einem Prisma in die Spektralfarben gebrochen. Folgen viele solcher Phasengrenzen aufeinander - Eis, Luft, Eis, Luft usw. - überlagern sich diese Spektren so oft, dass alle Farben addiert werden und weißes Licht ergeben.

Warum hilft Salz bei Glatteis?

Streu gut Streugut

Streusalz

Ein kalter Wintermorgen, draußen ist es spiegelglatt. Damit der Weg zur Arbeit nicht zur gefährlichen Rutschpartie wird, muss Salz gestreut werden. Aber wie schaffen es die weißen Körnchen, das Eis wegzuschmelzen?

Eisschmelze

Tauwetter in Berlin

Selbst auf Glatteis haftet ein dünner Wasserfilm. In dem löst sich das Salz, die Natrium- und Chlorid-Ionen werden freigesetzt und umgeben sich mit den Wassermolekülen. Zur Bildung von Eis stehen weniger Wassermoleküle zur Verfügung, das Wasser gefriert langsamer. Der Gefrierpunkt sinkt und das Eis schmilzt.

Wo war das Chlorophyll den Winter über?

Explosion in Zartgrün

Kaum sind die frostfreien Nächte vorbei, treiben die Bäume wieder aus: Erst beginnt die Apfel- und Kirschblüte und dann wagen sich die ersten zartgrünen Blätter hinaus ans Licht. Stellt sich die Frage: Wo war das Grün den Winter über?

Baum ohne Chlorophyll

Bis vor einigen Jahren wusste das keiner. Nur eines war klar: Im Herbst verschwinden weltweit jedes Jahr mehr als eine Milliarde Tonnen Chlorophyll aus der Natur. In den abgeworfenen Blättern ist es nicht, aber auch nicht im Stamm oder den Ästen. Es verschwindet scheinbar spurlos.

Schutz vor dem Zelltod

Doch wohin verschwindet es? Wenn die Blätter altern und sich im Herbst gelb und rot verfärben, dann werden die Eiweißstrukturen abgebaut, in denen das Chlorophyll eingebaut ist. Das Problem dabei: Freies Chlorophyll kann immer noch mit dem Sonnenlicht reagieren und dabei aggressiven Sauerstoff produzieren, der die Zellen zerstört.

Gefahrgut-Recycling

Die Lösung: Das Chlorophyll wird ebenfalls in seine Bestandteile zerlegt und in den dicken Stamm und die Äste transportiert. Dort lagert es dann bis zum Frühling.

Wiederaufbau im Frühjahr

Im Frühling transportieren die Bäume die Chlorphyll- und die Eiweißbestandteile zurück in die Blätter und bauen die Komplexe wieder zusammen. Die Fotosynthese kann wieder losgehen, in Zartgrün.

Warum schwimmt Eis immer oben?

Gigantische Eismassen treiben auf dem Wasser

Eisschole in der Hudson Bay

Nach einem eiskalten Winter taut es. Auf den Seen und Flüssen schwimmen Eisschollen und über die Polarmeere ziehen riesige Eisberge. Es sind gigantische Kolosse, die eine ungeheure Masse haben - aber sie sinken nicht. Warum?

Die Dichte entscheidet

Eis schwimmt immer auf dem Wasser. Das liegt daran, weil sich Wasser - im Gegensatz zu anderen Flüssigkeiten - in der Nähe des Gefrierpunktes ausdehnt. Das nennt man die Anomalie des Wassers. Sie besteht darin, dass Wasser bei einer Temperatur von 4 Grad Celsius sein kleinstes Volumen und damit die größte Dichte aufweist.

Eis hat eine geringere Dichte als Wasser

Bei 4 Grad Celsius hat Wasser also die größte Dichte. Kühlt es weiter ab, wechselt es seinen Aggregatszustand von flüssig (Wasser) zu fest (Eis). Das Volumen nimmt wieder zu und die Dichte ab. Das erklärt das Geheimnis des Wassers: Eis hat eine geringere Dichte als Wasser, deshalb schwimmt es.

Was ist eigentlich ein Nachtschatten?

Tomaten im Schatten?

Kartoffeln auf dem Sortierband

Tomaten, Kartoffeln, Paprika, Chili und Auberginen sind Nachtschattengewächse. Gut. Aber warum heißen sie so? Wachsen sie gerne im Schatten - oder gar im Nachtschatten?

Alles Hexerei

Chilischoten

Als Nachtschattengewächse werden die "Solanaceae" bezeichnet, zu denen viele giftige Arten wie die Tollkirsche gehören. Sie enthalten Gifte, die Halluzinationen hervorrufen, und waren angeblich bei Hexen beliebt. Vermutlich verdankt das magische Kraut diesem "Nachtschaden" seinen Namen.

Wie kommt das Wasser auf den Berg?

Die Quelle am Berg

Wanderin trinkt aus einer Bergquelle

Regen und Schnee bilden oft reißende Gebirgsströme - das ist klar. Doch was ist mit Bergquellen, die ganz oben aus einem Berg heraussprudeln? Woher kommt ihr Wasser?

Natur-Siphon

Manchmal höhlt versickerndes Wasser das Gestein U-förmig aus - wie einen Siphon. Der Wasserspiegel in solch einem Siphon steigt an beiden Enden gleich hoch an. Ist also ein Bergsee auf 3.000 Metern Höhe mit solch einem Siphon verbunden, kann kilometerweit entfernt auf ebenfalls 3.000 Metern das Wasser wieder austreten - als Bergquell in Gipfelnähe.


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