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Marginalia, Physik im Alltag und Naturphänomene

Gestrickte Eisblumen

Organische-FlechtstrukturenWenn ich von gestrickten Eisblumen spreche, möchte ich damit drei Gedanken zum Ausdruck bringen, die beim Betrachten der Eismuster auf den Fensterscheiben kommen können (siehe Foto) . Erstens ist klar, dass es sich um Eiskristalle, also tote Materie handelt. Zweitens drängt sich die Ähnlichkeit der Muster mit Pflanzen geradezu auf. Mit ihren langen, organisch geschwungenen, Ästen und Zweigen scheinen die Eisgirlanden an der Scheibe hochzuranken. Und drittens bleibt dem genauen Beobachter nicht verborgen, dass hier auch noch etwas Künstliches, wenn nicht gar Künstlerisches im Spiel ist: Die Äste haben etwas Zopfartiges an sich und erinnern an geflochtene oder gestrickte Muster.
Diese Bänder weisen eine große Regelmäßigkeit auf und lassen auf eine – mir allerdings verborgene – einheitliche Ursache bei der Entstehung der Kristallstrukturen schließen. Neben den typischen fraktalen Mustern, die man auch von anderen Eisblumenarten an Fenstern kennt, kommt die Regelmäßigkeit hier insbesondere durch die aneinandergereihten Löcher in den Ästen zum Ausdruck.
Die Löcher kommen vermutlich folgendermaßen zustande: Beim Gefrieren der Wassermoleküle, die in der feuchten Nacht an Kristallisationskeimen auf der Fensterscheibe andocken, wird verhältnismäßig viel Energie durch Wärme abgegeben. Diese Wärme behindert ein weiteres Kristallwachstum, wenn sie nicht schnell genug an die Umgebung abgegeben wird. Nach außen ist die Wärmeabgabe zunächst kein Problem. Nach innen kommt es jedoch zum Wärmestau und damit zu einem eingeschränkten Wachstum, was sich durch verdünnten „Bewuchs“, also durch Löcher in der Kristalldichte bemerkbar macht.
Interessant ist die Beobachtung, dass sich dieselbe zwischenzeitlich abgetaute Scheibe vor einigen Tagen mit völlig andersartigen Blumenmustern geschmückt war.
Bei den farbigen Flecken handelt es sich übrigens um reale Pflanzen, die durch die Scheibe hindurch zu sehen sind. Sie befinden sich allerdings in einem schlechteren Zustand, als es die nur unscharf zu sehenden Farbtupfer nahelegen. Denn der Frost hat ihnen bereits stark zugesetzt.

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