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Physik im Alltag und Naturphänomene, Strukturbildung, Selbstorganisation & Chaos

Schattensäulen im Eis

Was hier wie eine feine Grafik daherkommt, ist in Wirklichkeit ein Naturphänomen. Wir blicken auf eine Eisschicht eines zugefrorenen Teichs. Die Dicke der Eisschicht lässt sich an der Länge der dunklen weitgehend senkrechten Striche abschätzen. Diese perspektivisch auf ein fiktives gemeinsames Zentrum (auch Fluchtpunkt genannt) weisenden Striche sind Schattensäulen. Sie werden hervorgerufen durch Gasblasen, die im Eis des zufrierenden Teiches steckengeblieben sind.
Das Gas entsteht durch biologische Aktivität irgendwelcher Pflanzen auf dem Grund des Teichs. Es sammelt sich zunächst an bestimmten Stellen der Pflanzen, bis die Auftriebskraft die Adhäsionskraft übersteigt und eine Blase aufsteigt. Da der Teich dabei ist zuzufrieren, bleibt sie unterhalb der Eisschicht sitzen und wird durch das tiefer in den Teich hineinwachsende Eis eingeschlossen. Je nach dem Zeitpunkt, in dem die Blasen aufstiegen, befinden sie sich in unterschiedlicher Höhe in der Eisschicht.
Die ältesten Blasen befinden sich unmittelbar unter der Oberfläche, die jüngsten an der unteren Fläche der Eisschicht. Sie sind dadurch zu erkennen, dass sie keinen Schatten haben. Denn das klare Wasser darunter streut das Licht nicht. Die Blasen haben einen Durchmesser von einigen Millimeter, sie sind als weiße Flecken zu erkennen. Das Weiß rührt daher, dass sie auf ihrer Innenseite eine Reifschicht aufweisen, die das Licht streuen.
Während des Fotografierens schien die Sonne. Die weitgehend opaken Blasen werfen Schatten. Die Eisschicht ist nicht völlig transparent, weil an Verunreinigungen (winzige Lufteinschlüsse) das Sonnenlicht diffus reflektiert wird und ihr ein leicht milchiges Aussehen gibt. In den Schattenbereichen findet hingegen keine Lichtstreuung statt, weil dorthin überhaupt kein direktes Sonnenlicht gelangt. Daher erscheinen sie in der aufgehellten Eisschicht wie dunkle Säulen.
Die Schattensäulen scheinen auf einen fiktiven gemeinsamen Punkt in der Tiefe zuzulaufen, den Fluchtpunkt.

Diskussionen

9 Gedanken zu “Schattensäulen im Eis

  1. Du bist in letzer Zeit ein Eissäulenliebhaber.😀
    Muss ich morgen nochmal nachlesen. 😀

    Verfasst von kopfundgestalt | 20. Januar 2022, 00:26
    • War ich eigentlich schon immer. Inzwischen rückt allerdings das Ästhetische dieses Phänomens für mich in den Vordergrund….

      Verfasst von Joachim Schlichting | 20. Januar 2022, 10:03
      • Oft lese ich deinen Artikel direkt nach Mitternacht, auf dem Phone. Was schade ist, denn a) sehe ich das Titelbild nie zur Gänze und b) nehme ich auch den Text meist nicht mehr adäquat auf.
        Jetzt habe ich das nachgeholt, wenn auch links und rechts der Tag drängt.
        Sehr schön erklärt.
        Wie schnell fiert denn so eine Eisschicht weiter? Nun, die Blase hat keine Chance, als zu warten, bis sie eingeschlossen wird. Aber eine Säule dürfte doch nur entstehen, wenn andere Blasen an ihr andocken?!

        Der stiftige „Schlagschatten“ ist wunderhübsch. Man könnte das sogar grafisch umsetzen, per Hand. Es gibt ja Künstler, die solche Miniaturarbeiten sogar anstreben, die machen quasi einen Ultramarathon daraus. Von einem solchen Lupenkünstler haben wir vor etwa 12 Jahren einen Druck gekauft.

        Verfasst von kopfundgestalt | 20. Januar 2022, 11:33
      • Tut mir leid, diese Antwort kommt wirklich etwas spät. Die Wachstumsgeschwindigkeit der Blasen hängt von der Intensität der biologischen Aktivität ab, die des Eises von der Außentemperatur. Fast immer entstehen a) einzelne Blasen (eine der Aktivitäten kommt zum Erliegen) b) senkrechte Blasenketten.
        Ja, der Schatten ist wirklich eine schöne Ergänzung, ohne die das Phänomen sehr langweilig wäre.

        Verfasst von Joachim Schlichting | 27. Januar 2022, 19:07
  2. Klasse! Es erinnert michan die Nagellbider von Günther Ücker. https://gerdakazakou.com/2018/06/05/lange-schatten-fotografie/

    Verfasst von gkazakou | 20. Januar 2022, 00:53
  3. Großartig beobachtetes Phänomen! Wollte man penibel sein, gäbe es eventuell noch Unterschiede durch die verschiedenen, am Teichgrund verrottenden Pflanzen, also Farn macht andere Schattensäulen wie Eichenblätter…

    Verfasst von wildgans | 20. Januar 2022, 08:45
  4. Genial!!!

    Verfasst von Claudia Hinz | 28. Januar 2022, 21:02

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