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Physik im Alltag und Naturphänomene, Strukturbildung, Selbstorganisation & Chaos

Haareis – eine seltene Spezies gefrorenen Wassers

Wer sich nach einer feuchten Wetterperiode bei Temperaturen etwas unterhalb des Gefrierpunts vom Wege durch ein weitgehend naturbelassenes Waldstück abweicht, hat eine Chance, Haareis zu finden. Dass die Chance nicht allzu groß ist, sollte ich selbst erleben, der ich nun schon seit Jahren durch ein geeignetes Waldstück spaziere, von dem ich meine, dass in ihm bei den passenden meteorologischen Bedingungen Haareis zu finden sei. Inzwischen hatte ich mich so an meinen Wald gewöhnt, dass ich dort auch zu anderen Jahreszeiten meines Weges ging und andere spannende Phänomene vorfand, die teilweise auch Eingang in diesen Blog gefunden haben.
Daher verdanke ich die vor wenigen Tagen gemachten Entdeckungen auch eher dem Zufall als einer zielgerichteten, systematischen Suche. Diesmal kurz nach der Wintersonnenwende war die Sonne bereits hinter dem südlichen Berghang des Hüggeld (230 m) verschwunden, sodass mein Weg im Schatten lag. Um noch etwas von der Sonne zu erwischen beeilte ich mich daher aus dieser Gegend wegzukommen. Plötzlich schienen auf dem im Schatten liegenden Waldboden gleich mehrere Stellen wie aus sich heraus aufleuchten, was meine Neugier erweckte. Zunächst dachte ich an achtlos weggeworfene Tempotaschentücher, die durch ihre optischen Aufheller manchmal eine erstaunliche Leuchtkraft entwickeln. Merkwürdigerweise kam es mir überhaupt nicht in den Sinn, dass es sich um das Objekt meiner Wünsche handeln könnte, das einmal den Anlass gab, hier zu spazieren. Erst als ich die feinen Haarbüschel vor Augen hatte, die aus den am Boden liegenden, morschen Ästen herauswuchsen, fiel der Groschen. Soweit zur Vorgeschichte, die mir schön öfter in dieser Weise passiert ist, und nun etwas zur Physik.
Die feinen Eishaare, die hier büschelartig aus den feuchten, morschen am Boden liegenden Holzstücken (Reste von Buchenästen, aber auch einige andere Bäume sind geeignet) wucherten, hatten offenbar ideale Wachstumsbedingungen vorgefunden: durchnässtes morsches Holz bei Temperaturen leicht unter dem Gefrierpunkt. Wie kommt es zu diesem Phänomen?

Wissenschaftlich nachgewiesen ist, dass Haareis durch ein im Holz lebendes Pilzmyzel verursacht wird. Diese These ist schon sehr alt und geht auf Alfred Wegener (1880 – 1930) zurück, dessen Name vor allem mit der Kontinentalverschiebungstheorie verbunden ist. Ausgehend von Wegners Ergebnissen und der Fachliteratur über Haareis und ähnliche Phänomene haben neuere Untersuchungen experimentell und theoretisch die Pilzthese erhärtet. Dazu haben die Forscher zum einen zeigen können, dass auf Holzstücken, die natürlicherweise von Haareis befallen waren, dieses in geeigneten Frostnächten erneut sprießte, wenn man vorher die alten Haare beseitigt hatte. Sobald man allerdings dem vermuten Pilzmyzel mit Hitze (Kochen), Alkohol oder einem Fungizid zu Leibe rückte, blieb der anschließende Haareisbefall ganz oder zumindest teilweise aus.
Nach Auswertung und Analyse wissenschaftlichen Beobachtungen und Experimente, ergibt sich folgende Erklärung für das Zustandekommen von Haareis:
Urheber des zur Haareisbildung führenden Prozesses ist ein im Holzkörper, vor allem in den Holzstrahlen  lebendes Myzel eines winteraktiven Pilzes. Es konnten mehrere Arten von auf Laubholz spezialisierten Asko- und Basidiomyzeten identifiziert werden.
– Der Pilz baut die in den Holzstrahlen vorhandenen organischen Nährstoffe (Kohlenhydrate, Lipoide) durch einen aeroben Dissimilationsprozess (Zellatmung) ab. Oxydative Endprodukte sind CO2 und H2O.
– Der Druck des entstehenden CO2-Gases drängt mit dem Oxydationswasser auch im Holz gespeichertes Wasser durch die Holzstrahlkanäle an die Oberfläche.
– Im ausgestoßenen Wasser befinden sich als ‚Verunreinigung’ unvollständig abgebaute organische Substanzen. Dank der als Kristallisationskeime wirkenden organischen Moleküle gefriert das Wasser beim Austritt an die Luft schon knapp unterhalb von 0° C: Am Ausgang der Holzstrahlen entstehen Eishaare.
 – Die in den Eishaaren enthaltene organische Substanz kann winteraktive Insekten (Collembolen) anziehen.
– Beim Schmelzen der Eishaare wird die organische Substanz als dünner Faden sichtbar, an dem sich perlenartig Wassertröpfchen bilden.
*


* Gerhart Wagner und Christian Mätzler. Haareis auf morschem Laubholz als biophysikalisches Phänomen. Hair Ice on Rotten Wood of Broadleaf Trees – a Biophysical Phenomenon. Forschungsbericht Nr. 2008-05-MW 2008

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Diskussionen

24 Gedanken zu “Haareis – eine seltene Spezies gefrorenen Wassers

  1. Der Bart des Weihnachtsmanns! Hab noch nie so etwas gesehen und bin schwer beeindruckt..

    Verfasst von gkazakou | 29. Dezember 2021, 00:43
  2. Faszinierend, Liebe Grüße!

    Verfasst von juergenkuester | 29. Dezember 2021, 08:25
  3. Dass Kanäle dahinter stehen gefällt mir.
    Und das fallen des Namen Wegeners auch – hatte ich doch kürzlich ein Essay über ihn von Wuketits gelesen…und gleich vomselben Autor ein weiteres Büchlein verschnabuliert:Animal irrationale. 😀

    Verfasst von kopfundgestalt | 29. Dezember 2021, 11:00
  4. Erinnert mich an Andy Goldsworthy mit seinen Naturbildern. Eine wunderbare Er+/Klärung von Dir. Vielen Dank dafür

    Verfasst von ꜼƢAMAɠYÑIC🌐 | 29. Dezember 2021, 11:02
  5. Hatte das auch schon mal recherchiert und bin zu ähnlichen Ergebnissen gekommen. Dass es nicht nur einfach Eis ist, meinte ich auch daraus zu ersehen, dass es langsamer zu `schmelzen´ schien.

    Verfasst von rolfnoe | 29. Dezember 2021, 11:25
  6. Oh- wie schön! Hab ich auch noch nie gesehen. Was für ein Motiv für ein Macro!

    Verfasst von ele21 | 29. Dezember 2021, 11:38
  7. Das sehe ich nun zum ersten Mal und ich bin ja schon ein Waldläufer…sehr schön!

    Verfasst von paulpeterheinz | 29. Dezember 2021, 13:28
  8. Wie interessant! Wie viele Leben bräuchte ich, all diesen Erscheinungen genauer nachgehen zu können!

    Verfasst von Ule Rolff | 29. Dezember 2021, 15:27
    • Das kann man wohl sagen. Ich habe auch sehr lange gebraucht, muss aber zugeben erst spät danach Ausschau zu halten. Dieses Gewächs zeigt sich eben nicht alle Tage. Und wenn ich es nicht schon aus der Literatur gekannt hätte, wär es mir auch diesmal entgangen…

      Verfasst von Joachim Schlichting | 29. Dezember 2021, 16:18

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