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Marginalia, Physik im Alltag und Naturphänomene

Dendriten im Schneematsch

Wasserpfützen können schön sein, obwohl es nicht so klingt. Entsprechendes gilt für Schneematsch auf einer Eisfläche. Davon kann man sich anhand der beiden Fotos überzeugen, von denen das obere einen Ausschnitt des unteren darstellt. Sie zeigen Schnee auf einem zugefrorenen flachen Gewässer der teilweise mit schönen Verästelungen verziert wird. Die Fotos stammen von Wolfgang Knappmann der sie mit Hilfe einer Drohne gemacht hat. Dadurch wurde das Szenario aus einer Perspektive zugänglich, die man vom Ufer aus nicht hätte einnehmen können.
Beeindruckend sind die fraktalen Verästelungen, die situationsbedingt nicht wie auf einer früheren Aufnahme quasi symmetrisch in alle Richtungen wachsen, sondern eine Richtung bevorzugen.
Bevor es zur Entstehung der Dendriten kam, war der Teich bereits zugefroren. In dieser Situation fiel Schnee und belastete die Eisdecke, sodass durch undichte Stellen oder noch nicht zugefrorene Löcher im Eis Wasser hochgedrückt wurde. Anders als im früher diskutierten Fall, in dem die Eisdecke bei der Absenkung weitgehend horizontal ausgerichtet blieb, haben wir es hier mit einer Neigung der Schnee bedeckten Eisflächen zu tun. Offenbar hat sich der Bereich in der Mitte, der noch mit trockenem, weißen Schnee bedeckt ist, überhaupt nicht gesenkt. Von hier ausgehend haben sich die Eisflächen dann zu den Seiten hin geneigt. Das aus den Öffnungen herausgequollene Wasser hat sich daher diesem Gefälle entsprechend ausgebreitet. Dabei kann man zwei Prozesse unterscheiden.
In dem einen Fall erfolgte eine langsame Durchnässung, indem die Feuchtigkeit gewissermaßen von Kristall zu Kristall weitergegeben wurde und zu einer „Verwässerung“ der weißen Farbe des Schnees führte. Dass feuchte Objekte, zum Beispiel ein durchnässtes Kleidungsstück oder eine Straße nach dem Regen dunkler aussehen als im Falle der Trockenheit dürfte bekannt sein. Das erklärt die unterschiedlich starke Verdunklung des Untergrunds.
Im anderen Fall, der durch die Dendriten geprägt ist, strömte das Wasser stärker gegen den Schnee an und durchdrang ihn in einem nicht genau zu beurteilenden Verhältnis von Verschieben und Schmelzen. Dass dies nicht in der vielleicht erwarteten Form erfolgte, in der das Wasser den Schnee großflächig durchdringt ist typisch für fraktale Strukturbildungsprozesse. Demnach breitet sich eine dickflüssige (stärker viskoses) Flüssigkeit in einer dünnflüssigeren (weniger viskosem) Flüssigkeit auf einer ebenen Fläche radial-kreisförmig aus. Im umgekehrten Fall ist die Grenzflächenfront zwischen den Flüssigkeiten instabil und es kommt wie früher bereits beschrieben zu den astförmigen Durchbrüchen, die dann ihrerseits instabil sind und Seitentriebe entwickeln, die sich dann weiter verästeln usw. Wegen der leichten Abschüssigkeit der Eisflächen entwickeln sich im vorliegenden Fall die Dendriten einseitig in Richtung der Neigung.
Die zu den Rändern hin dunkleren Bereiche sind wie gesagt zum einen der zunehmenden Durchtränkung des Schnees mit Wasser geschuldet. Zum anderen ist das sich in den Dendriten ausbreitenden Wasser vermutlich verschmutzt, was auf ein flaches Gewässer schließen lässt. Jedenfalls macht sich eine deutliche Braunfärbung bemerkbar.

Diskussionen

16 Gedanken zu “Dendriten im Schneematsch

  1. Wieder einmal finde ich nicht nur deine Erläuterung von Alltagsphänomenen interessant, ich werde auch – durch Bild, Text oder ihre Kombination – zu anderen Erscheinungen geführt, die mir begegnen: hier erinnern mich die Fotos stark an den Effekt von Aquarellfarben bei der Nass-in-Nass-Technik. Wenn eine Farbe in einen noch feuchten Bereich gesetzt wird, breitet sie sich in ähnlich zirkulärer Energie, manchmal fast explosionsartig, aus, abhängig vom Verhalten ihrer Pigmente und deren Trägermaterial und dem des umgebenden Bereichs.

    Verfasst von Ule Rolff | 14. Februar 2021, 09:14
  2. Am linken unteren ende der Vergrösserung ist etwas, was auf dem Originalbild nicht zu finden ist.
    Des weiteren fallen mir in diesem Ausschnitt „Perlenschnüre“ auf.

    ZU den Dendriten:
    „…die dann ihrerseits instabil sind und Seitentriebe entwickeln“.
    Das entspricht ja fast der sonstigen menschlichen Erfahrung, dass Schieben irgendwann nicht mehr geht und man zur Seite ausweicht.

    Verfasst von kopfundgestalt | 14. Februar 2021, 09:20
    • Ja das stimmt. Der Ausschnitt ist im Vergleich zum Überblicksfoto verdreht worden. Das habe ich gerade korrigiert. Bei den Perlenschnüren handelt es sich um Spuren von Tieren.
      Deine Analogie zum Schieben ist sehr treffend. So kann man sich anschaulich vorstellen, wie es zur Instabilität kommt. Ich bin begeistert wie du und auch bereits Ule aus dem Blick der fachlichen Unvoreingenommenheit kreative Ergänzungen liefern und neue Perspektiven eröfffnen. 🙂

      Verfasst von Joachim Schlichting | 14. Februar 2021, 11:22
    • Das gelbe unten links ist trockenes Schilf an der Grenze zur Böschung des Beckens, s. unten im kleinen Bild.
      Die Perlenschnüre sind die Spuren der Vögel oder anderer Tiere.

      Verfasst von Wolfgang Knappmann | 15. Februar 2021, 10:17
  3. Tatsächlich handelt es sich um ein großflächiges Hochwasserrückhaltebecken mit normalerweise sehr niedrigem Wasserstand von ca. 10 cm. Hier laufen größere Vögel auch ohne Eis durch das Wasser.

    Verfasst von Wolfgang Knappmann | 15. Februar 2021, 10:13
  4. Mein erster Eindruck waren Gehirnscheiben….. 🤔

    Verfasst von Johanna | 18. Februar 2021, 22:51
  5. Habe Dir gerade Ähnliche Bilder geschickt, aber hier erklärst Du es ja. Vielen Dank dafür!

    Verfasst von ch | 21. Februar 2021, 12:21

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  1. Pingback: das Zwickelbüro am Sonntag | BUCHALOVS BLOG •••••••• - 15. Februar 2021

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