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Naturschön

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Struktur mit Pareidolie

Das Besondere an dieser Struktur (siehe Foto) liegt in ihrer Natürlichkeit. Dennoch wirkt sie wie ein abstraktes Kunstwerk. Und es wird zu einem solchen, wenn die Ursprungsgeschichte abgeschnitten wird und man nur auf das Bild selbst zurückgreifen kann. Diese Feststellung könnte dazu führen, sich Gedanken darüber zu machen, was ein Natur“werk“ zu einem Kunstwerk qualifiziert.

Nadeldialog

Es scheint als würden die nadelförmig wachsenden Raureifkristalle die stachelige Form der realen Tannennadeln imitieren. Allerdings sind sie so frei, nur eine Seite des Zweigs zu besiedeln. Denn anders als ihre botanischen Vorbilder wachsen sie nicht der Sonne, sondern dem Wind entgegen, der reichlich Nahrung in Form von Wassermolekülen heranführt. Möglicherweise hat er bei Temperaturen von einigen Graden Celsius unter null auch noch winzige Nebeltröpfchen (unterkühlt) im Gepäck, um sich an den bereits vorhandenen Kristallen anzulagern. Da bei der Kristallisation Wärme abgeführt werden muss, sind die in die kalte Luft hineinreichenden äußeren Spitzen besonders prädestiniert.

Der Winter kann auch Botanik

Diese schöne an botanische Strukturen erinnernde Ansicht ist entstanden, als das Wasser einer Pfütze fast schon versickert war. Der nasse, schlickartige Rest wurde vom Frost der Nacht erfasst und in einen Garten von Eiskristallen verwandelt. Die Freiheit der Kristallbildung ist durch die starke „Verunreinigung“ des Wassers durch Erde weitgehend eingeschränkt. Das Ergebnis ist meines Erachtens aber dennoch naturschön. Die Struktur war so fest, dass man darüber gehen konnte, ohne Spuren zu hinterlassen.

Wasserscheue Wasserpflanzen

Manche Pflanzen lieben das Wasser, sie sind hydrophil, andere verabscheuen es, sie sind hydrophob. Wieder andere nehmen eine Position dazwischen ein. Darin unterscheiden sie sich kaum von den Menschen. Ein Freund von mir, Wilfried Suhr, hat eine Situation fotografiert, in der man die Hydrophobie der aus dem Wasser wachsenden Pflanzen deutlich erkennen kann (rechts: Ausschnitt). Sie stoßen das Wasser so deutlich ab, dass die Wasseroberfläche ein Stück weit eingedellt wird. Lediglich die das Wasserniveau ausgleichende Schwerkraft verhindert eine weitere Absenkung. Als Kompromiss ergibt sich eine Vertiefung rund um die aus dem Wasser herauswachsenden Pflanzen, ein sogenannter konvexer Meniskus, der die Wasserphobie eindrucksvoll zum Ausdruck bringt. Die auf der Wasseroberfläche gespiegelte Sonne (eine Lichtphobie?) sowie einige Wolken heben die Strukturen eindrucksvoll aus dem ansonsten ziemlich monochromen Hintergrund heraus.
Dies ist wieder ein kleines Phänomen, das leicht übersehen wird, aber – einmal bemerkt – zu Fragen Anlass gibt, die ansonsten wohl kaum in den eigenen Fragehorizont gelangt wären.

Ab heute bin ich wieder einmal in der netzfreien Zone und kann daher erst in etwa einer Woche wieder auf Kommentare eingehen. Ich habe allerdings einige neue Beiträge für den kommenden Tage erstellt.

Fenstergeheimnisse

Das Geheinmis liegt hier nicht nur hinter den Fenstern als vielmehr darin, welches Fenster ein wahrhaftiges Fenster ist und welches nur eine Spiegelung. Man muss sich schon ganz schön in die Situation hineinfuchsen, um ein in sich stimmiges inneres Bild von den äußeren Bildern zu gewinnen. Oft bin ich selbst vor der Situation mir nachträglich klarzumachen, was ich denn beim Fotografieren realiter vor mir hatte. In einigen – allerdings seltenen Fällen – bin ich später sogar zum Original zurückgegangen, um meine Vorstellung zu überprüfen.
Diese Erfahrung wirft ein bezeichnendes Licht auf die Selektivität und die damit verbundene Einschränkung der Wahrnehmung. Denn während des Fotografierens sind einem häufig noch nicht alle Aspekte präsent, die bei der späteren Betrachtung des Fotos interessant werden.

Eine Knospe als Landeplatz für Schneeflocken

Eine Knospe, in der bereits alles angelegt und vorbereitet ist für den Frühling, wird von vereinzelt fallenden Schneeflocken besucht. Sie verhaken sich ineinander und schmelzen an der Berührstelle zusammen.
Von der Statik her scheint die Situation etwas ungewöhnlich bzw. unvertraut. Denn unsere im Bereich der alltäglichen Größenordnungen geprägte Anschauung erscheinen derartige Konstrukte als äußerst fragil, wenn nicht gar unmöglich. Aber dank der Flächen-Volumenrelation handelt es sich gemessen an den in dieser Größenordnung auftretenden Kräften um eine äußerst stabile Konstruktion. Vorsichtiges Pusten auf die an den Lämmerschwänzchen anhaftenden Flocken, brachte die Schwänzchen zwar ins Schwanken, fügte aber der Schneestruktur keinen Schaden zu.

Radiale Bestrebungen

Dieses radiale Gebilde verbindet – obwohl äußerlich ganz starr – zwei Bewegungen eine konzentrierende nach innen und eine expandierende nach außen. Sie verbindet abstrakt betrachtet die beide Extreme der Null und der Unendlichkeit. Dennoch handelt es sich um ein individuelles Gebilde, das kein zweites Mal auf der Welt anzutreffen ist. Aus ihm müssen diese Bewegungen überhaupt erst abstrahiert werden. Oder mit Georg Christoph Lichtenberg zu sprechen: Die Natur schafft keine genera und species, sie schafft individua und unsere Kurzsichtigkeit muß sich Ähnlichkeiten aufsuchen um vieles auf einmal behalten zu können. Diese Begriffe werden immer unrichtiger je größer die Geschlechter sind, die wir uns machen.*


* Georg Christoph Lichtenberg. Schriften und Briefe I. München 1968, S.13 (A 17)

Galaktische Nebel in der Wasserpfütze

Was mag das sein, das hier wie ein galaktischer Nebel durch zahlreiche Sterne hindurch gesehen daherkommt? Ich war mir vollkommen sicher, dass ich den Blick nicht nach oben gerichtet und kein Riesenteleskop vor Augen hatte, sondern ohne Hilfsmittel nach unten in eine zugefrorene Wasserpfütze.
Schaut man genauer hin, so erkennt man durch die ansonsten ziemlich glatte Eisschicht hindurch verfaulende Blätter und andere Überbleibsel aus der vergangenen Vegetationszeit. In die Eisschicht integriert zeichnen sich in zarten vor allem Blautönen Strukturen ab, die an Spuren biologischer Aktivität erinnern. Ähnlich wie beim Gefrieren von Wasser die darin enthaltene Luft gewissermaßen ausgeschwitzt wird, sind es hier vermutlich proteinhaltige Bestandteile der verwesenden Biomasse, die sich an der Wasseroberfläche abgesetzt haben und einen äußerst dünnen Belag bilden. Dieser ist offenbar so dünn, dass es aufgrund der Überlagerung des an der vorderen und hinteren Grenzschicht reflektierten Lichts zu ähnlichen Strukturfarben wie bei einer Ölschicht auf einer nassen Straße. Die weißen „Sterne“ sind winzige im Eis eingefrorene Gasblasen, die von innen mit Reif belegt sind.
Wie dem auch sei, es ist auf jeden Fall ein naturschöner Anblick, der zumindest einen Teil seines Geheimnisses bewahrt hat – jedenfalls bis jetzt. Ich habe schon einige Male die Schönheit zugefrorener und zufrierender Pfützen gezeigt. Dort wurden die Strukturen vor allem durch das parallel zum Gefrieren versickernde Wasser hervorgerufen. In diesem Fall zeugt aber die glatte Eisfläche davon, dass der Wasserspiegel während des Gefrierens weitgehend gleich geblieben sein muss. Als Ursache käme eine Versiegelung des Pfützenbodens durch die Sedimentation feinstrukturierter Überreste der verwesenden Biomasse infrage. Meist sind solche Pfützen sehr langweilig und manchmal bei genügender Länge allenfalls zum Glitschen zu gebrauchen. Hier aber finden wir in der verhältnismäßig dicken Eisschicht andere beeindruckende Strukturen.
Das Schöne an der dicken Eisschicht ist außerdem, dass sie nicht so leicht zu zerstören ist. Viele Menschen, auch Erwachsene, genießen eher das akustische Phänomen der klirrend zerbrechenden Eisscheiben als die Wohltat für die Augen.

Die zweite Blüte der Waldrebe – irisierende Haarbüschel

Im Winter zeigt sich die ansonsten ziemlich rabiate Waldrebe im Zusammenspiel mit der niedrig stehenden Sonne von ihrer feinen Seite. Ihre filigranen, silberfarbenen Samenstände irisieren in allen Spektralfarben, sofern man sie gegen die Sonne betrachtet. Diese Strukturfarben kommen durch Beugung des Lichts an den sehr feinen Strukturen der Haarbüschel zustande. Stark vereinfacht kann man sich die Beugung folgendermaßen vorstellen: Wenn eine mit den feinen Härchen wechselwirkende Lichtwelle dadurch in einzelne Teilwellen zerlegt wird und diese sich im Auge des Betrachters oder auf dem Chip einer Kamera überlagern, kann es zu einer Verstärkung, Abschwächung oder einer vollständiger Auslöschung der Intensität einzelner Wellenlängen kommen. Denn da die Teilwellen geringfügig unterschiedliche Wege zurückgelegt und dadurch einen sogenannten Gangunterschied erfahren haben, sind die Wellenberge und Wellentäler gegeneinander verschoben. Bei einer Verschiebung von beispielsweise genau einer Wellenlänge (aus dem Spektrum des weißen Lichts) fallen Wellenberge auf Wellenberge und verstärken das Licht. Eine Verschiebung um eine halbe Wellenlänge führt zur Auslöschung der entsprechenden Wellenlänge und damit der Farbe im Spektrum. Durch diese Verstärkung und Abschwächung einzelner Wellenlängen des weißen Lichts bleiben entsprechende Farben zurück, die auf dem Foto zu erkennen sind.

Ein wenig Farbe ins trübe Grau

Eigentlich sollte dies ein physikalischer Beitrag zu den Farben der Spannungsdoppelbrechung werden. Dazu habe ich im schwach polarisierten Himmelslicht einen Kunststoffbehälter fotografiert. Die Farben fielen jedoch ziemlich flau aus. Ich wollte mit einem Bildbearbeitungsprogramm etwas nachhelfen, um den Effekt deutlicher zu machen und landete bei diesem Bild (siehe Foto), das ich aber ehrlicherweise nicht mehr als reinen physikalischen Effekt verkaufen kann, weil die Farben übertrieben bunt ausfallen. Da sie aber einen schönen Kontrast zum aushäusigen Grau abgeben, bringe ich es hier trotzdem. Auf die natürlichen Polarisationsfarben komme ich dann später zurück, wenn die blühenden Blumen ihre Zuständigkeit für schöne Farben übernommen haben.

Skurrile Eispodeste auf dem Baikalsee

VLADIMIRPB / GETTY IMAGES / ISTOCK

H. Joachim Schlichting. Spektrum der Wissenschaft 1 (2022), S. 60 – 61

Das Schöne ist eine Manifestation
geheimer Naturgesetze

Johann Wolfgang von Goethe (1749–1832)

Selbst bei lang anhaltenden tiefen Temperaturen kann die Eisdecke eines Sees allmählich schrumpfen. Das liegt an der Wärmestrahlung des Tageslichts. Aufliegende Steine schirmen diese unter sich ab, während das restliche Eis abgetragen wird. Sie finden sich daher schließlich auf einer Säule balancierend wieder.

In unseren Regionen trifft man auf einem zugefrorenen Gewässer zuweilen Steine, Blätter und Äste an, die sich in einer Mulde befinden, so als wären sie dort unter dem eigenen Gewicht eingesunken (siehe »Schmelzabdruck«). Der Eindruck trügt. Vielmehr absorbieren sie die direkte Sonnenstrahlung und erwärmen sich deswegen über den Gefrierpunkt hinaus. Bei nicht allzu tiefen Temperaturen entsteht zunächst Schmelzwasser und dann mit dessen Verdunstung eine passgenaue Mulde, die bei länger andauernder Sonneneinwirkung immer tiefer wird. Das Eis an sich ist weitgehend transparent und nimmt nur wenig Sonnenenergie auf. Es wird an unberührten Flächen in der Umgebung also kaum angegriffen.

Manchmal lässt sich aber eher das Umgekehrte beobachten, etwa bei lang anhaltenden tiefen Temperaturen auf schneefreien, zugefrorenen Seen wie dem Baikalsee in Sibirien. Dort sind Steine zwar auch von einer Mulde umgeben, aber statt darin zu liegen, scheinen sie vielmehr darüber zu schweben. Tatsächlich werden sie von einem schmalen Eispodest getragen, das aus der Vertiefung herausragt. Wegen der visuellen Ähnlichkeit zu meditativ genutzten Steintürmchen werden solche Fundstücke gelegentlich als Zen-Steine bezeichnet (siehe »Zen-Stein«).

Die Kontur der Zen-Steine erinnert an pilzartige Felsformationen, wie sie beispielsweise im türkischen Kappadokien zu bewundern sind (siehe »Feenkamine«). Solche »Feenkamine« entstehen, indem härteres Gestein, das auf weicherem liegt, an manchen Stellen die Erosion durch Wasser und Wind abschirmt und damit verzögert.

Es war bereits bekannt, dass die Erosion auch beim Entstehen der Zen-Steine eine wesentliche Rolle spielt. Bisher ließ sich allerdings nicht erklären, welcher Mechanismus bei derart tiefen Temperaturen das Eis so stark abträgt. Denn einerseits ist die direkte Sonneneinstrahlung jahreszeitlich bedingt sehr schwach, und zum anderen erfolgt die Strukturbildung der Zen-Steine unabhängig davon, ob und aus welcher Richtung die Sonne scheint.

Im Oktober 2021 haben die Physiker Nicolas Taberlet und Nicolas Plihon von der Universität Lyon das Problem gelöst. Sie konnten sowohl experimentell als auch anhand eines physikalischen Modells zeigen, dass die Erosion durch die Sublimation von Eis bewirkt wird. Beim Sublimieren einer Substanz geht diese direkt vom festen in den gasförmigen Zustand über. Das flüssige Stadium wird sozusagen übersprungen. Das ist kein ungewöhnlicher Vorgang – im Winter verschwindet Schnee selbst in unseren Breiten unter bestimmten Bedingungen, ohne zuvor flüssig geworden zu sein (siehe »Spektrum« 2/2020, S. 78). Ein solcher unmittelbarer Übergang geschieht außerdem beispielsweise beim festen Kohlenstoffdioxid, das umgangssprachlich bezeichnenderweise Trockeneis heißt und bei Umgebungstemperatur in einer stürmischen Reaktion gasförmig wird (siehe »Spektrum« 11/2009, S. 52).

Bei der Sublimation von Eis finden Schmelzen und Verdampfen gewissermaßen gleichzeitig statt. Daher muss die dazu nötige Wärme für beides auf einmal aufgebracht werden; obendrein ist beim Wasser jeweils relativ viel Energie dafür erforderlich. Woher stammt sie? Eis absorbiert Licht sichtbarer Wellenlängen kaum. Deswegen kommen fast ausschließlich die langwelligen Anteile des diffusen Tageslichts in Frage, das aus allen Richtungen einstrahlt.

Aus dessen Intensität lässt sich die Rate der Eiserosion durch Sublimation abschätzen. Dabei zeigt sich: Der Schwund geht sehr langsam vonstatten. Dabei schirmt ein auf dem Eis liegender Stein die unter ihm befindliche Fläche ab und schützt sie vor Verlusten. So senkt sich allmählich das Eisniveau außerhalb des Schattens, und der Stein bleibt auf einem Podest liegen. Dieses scheint aus der sinkenden Eisfläche herauszuwachsen und wird dabei der diffusen Strahlung des Tageslichts stärker ausgesetzt. Dadurch trifft die von überall kommende Wärme auch auf die zunehmend hohen Seiten der Eissäule, die zu einem immer schmaleren Stiel erodiert – der schließlich unter dem Gewicht des Steins bricht.

Taberlet und Plihon haben ihre Theorie durch Laborexperimente abgesichert. Sie führten sie in einer Vakuumkammer durch, wie sie zur Gefriertrocknung etwa von Lebensmitteln verwendet wird. Bei den dort herrschenden niedrigen Drücken und Temperaturen konnten die beiden Physiker die Sublimationsrate wesentlich erhöhen und damit die Erosionsdauer entsprechend verkürzen. Sie stellten die Geschehnisse auf dem Baikalsee gewissermaßen im Zeitraffer nach. Statt Steine verwendeten sie kleine Metallplatten. Diese wurden mit dem Schrumpfen der umliegenden Eisschicht in der Kammer schnell auf ein immer höheres und schmaleres Podest gehoben. Bei Versuchen mit Plättchen unterschiedlicher Art war der Effekt unabhängig vom Material. Insbesondere spielte die Wärmeleitfähigkeit des Stoffs keine Rolle.

Bei einem näheren Blick fällt auf: Ähnlich wie bei den eingangs genannten Blättern auf hiesigen zugefrorenen Flächen bildet sich unter den Zen-Steinen ebenfalls eine Mulde. Denn sie absorbieren – anders als Eis – auch Energie im sichtbaren Bereich des Tageslichts und geben diese als Wärmestrahlung an die Umgebung ab. Das erodiert die in unmittelbarer Nähe befindliche Eisfläche zusätzlich. Hier zu Lande bringt das die Unterlage üblicherweise zum Schmelzen, in Sibirien aber erhöht es wegen der sehr tiefen Temperaturen lediglich die Sublimationsrate.

Quelle

Taberlet, N. , Plihon, N.: Sublimation-driven morphogenesis of Zen stones on ice surfaces. PNAS 2021 Vol. 118 No. 40 e2109107118

Abschied von der Stechpalme

Wie bereits früher erwähnt ist die Stechpalme der Baum des nunmehr ausklingenden Jahres 2021. Hier noch einmal zum Abschied der Jahreszeit entsprechend eine Stechpalme von üppigen Eiskristallen eingerahmt.
Eine gewisse Symbolik kann man der schönen, immergrünen aber auch giftigen Pflanze nicht absprechen und daher freue ich mich, dass im nächsten Jahr die vertraute, alteingesessene Rotbuche den Stab der Jahresbäume übernimmt. Möge mit ihr ein Teil der in der letzten Zeit verloren gegangenen Vertrautheit und des Vertrauens wieder zurückkommen!

Wünschen ist doch wohl noch erlaubt.

Dämmerung – Zeit der großen Gedanken

Ja, die Dämmerung- der Augenblick des planetarischen Schattens – ist die Zeit, in der man großen Gedanken am wahrscheinlichsten begegnen kann. Wegen irgendeines Machtkampfs zwischen den Zapfen und Stäbchen der Netzhaut, der mit dem Nahen der Dunkelheit ausbricht, gibt es ungefähr eine Viertelstunde, in der die Farben, wenngleich weniger deutlich, ungeheuer pigmentiert erscheinen und die wichtigen Dinge, Gesichter und insbesondere die Zähne eines Lächelns, zu Quellen warmen Lichts werden; genau dann können große Gedanken am besten dabei beobachtet werden, wie sie über ihre düsteren Veranden schlendern und aus ihren Kodizes rezitieren.*

Außerdem kann man drei Tage vor dem Jahreswechsel durchaus schon mal anfangen, sich große Gedanken für das Neue Jahr zu machen, auch wenn man angesichts der Einschränkungen durch Corona meinen könnte, es lohne sich nicht, sich groß Gedanken zu machen.


* Nicholson Baker. U&I. Wie groß sind die Gedanken. Reinbek 1999, S.222

Grazile aber stabile Eisskulpturen

Diese Eisstruktur beobachtete ich auf einem Feld mit Wintergetreide. Hier lag ein wenig Schnee, der tagsüber bei Sonnenschein teilweise schmolz. Die Rückstände gefroren während der Nacht, sodass schließlich diese filigrane Eisskulptur entstand. Die gläserne „Ente“ (oder was auch immer) auf der linken Seite ist nur wenige Zentimeter hoch.
Obwohl das figürliche Ensemble sehr zerbrechlich aussieht (z.B. Hals der Ente), ist es relativ stabil. Entscheidend für diese Stabilität ist die sogenannte Flächen-Volumen-Relation, die ich früher bereits ausführlicher beschrieben habe (siehe z.B. hier). Als Beispiel denke man sich ein Insekt. Unter Beibehaltung seiner Proportionen auf die Größe eines Menschen vergrößert, würde es unter dem eigenen Körpergewicht zusammenbrechen.
Auffällig sind weiterhin die (schwachen) Farbeindrücke der an sich transparenten Eisskulpturen. Wie bereits in früheren Beispielen gezeigt (z.B. hier) sind sie auf die Wirkung des polarisierten Lichts des Himmels zurückzuführen. Da die Polarisationswirkung des Himmels im Vergleich zu einer Polaroid-Brille schwach ist, sind die Farben hier nur andeutungsweise zu erkennen. Auch frische Risse in einer Eisschicht können sich farblich bemerkbar machen.

Frohe Weihnachten 2021!

Da hier ebenso wie bei uns im Hause ausnahmsweise die klassischen Weihnachtbäume – ich meine die mit den richtigen – Nadeln in der Minderheit sind, leisten einige Laubbäume Amtshilfe. Da sie im Winter ohnehin nichts zu tun haben, weil sie im Herbst alle Blätter abgegeben haben, stellen sie sich bzw. ihre Äste und Zweige bereitwillig für die Aufnahme „echter“ Nadeln zur Verfügung. Es sind zwar keine botanischen Nadeln, sondern solche, die sich die Natur mit einigen ihrer zur Gebote stehenden Zutaten aus nichts als Wasser erschafft und den angebotenen nackten Ästen und Zweigen kunstvoll anheftet. Kunstvoll ist vielleicht nicht das richtige Wort, weil hier doch die Natur am Werke ist. Aber ihr wisst was gemeint ist: Naturschönheit. Jedenfalls sehen die Nadeln und damit die alternativen Weihnachtsbäume bis auf die Farbe ziemlich echt aus, wenngleich sich die Motive für derartige exzentrische Bewegungen unterscheiden: Während die grünen Nadeln dem Licht zustreben, suchen die weißen Nadeln die Kälte.
Die weiße Farbe hat sogar einen Vorteil – sie hellt den düsteren Wald an dieser Stelle stimmungsvoll auf und lenkt den Blick verheißungsvoll auf das Helle, dem wir in der nächsten Zeit entgegengehen. Für die Natur ist das zwangsläufig durch den Umlauf der Erde um die Sonne gegeben, für andere Entwicklungen kann nur die Hoffnung auf Aufhellung- und Aufklärung in Anspruch genommen werden.
Die Hoffnung wird nicht umsonst mit der Farbe Grün in Verbindung gebracht. Das „Grüne“ in dieser weißen Belaubungsaktion der Natur könnte man auch darin sehen, dass es hier kein Entsorgungsproblem gibt. Im Gegenteil, sobald es wieder wärmer wird, dienen die verflüssigten Nadeln einer ersten Wässerung für einen Wachstumsimpuls dem Frühling entgegen: Diese Weihnachtsbäume nadeln nicht, sie tropfen. Ich weiß, soweit sind wir noch nicht und wir feiern jetzt erst einmal Weihnachten!

In diesem Sinne wünsche ich euch/Ihnen Frohe Weihnachten. Bleibt gesund!

 

Eine echte Eiskristallgirlande zu Heiligabend

Ich kann mich noch gut erinnern, dass in meiner Kindheit unser Weihnachtsbaum u.A. mit Lamettagirlanden geschmückt wurde, die genauso aussahen wie die Eiskristallbänder, die ich in unserem winterlichen Gewächshaus vorfand (siehe Foto). Es war damals eine Art Alleinstellungsmerkmal, weil derartig geschmückte Weihnachtsbäume in der Nachbarschaft nicht vorkamen. Die Girlanden hatte – wenn ich mich recht erinnere – jemand aus Amerika mitgebracht. Ein Blick ins Internet zeigt, dass sie immer noch oder wieder erhältlich sind.
Obwohl sich die hier gezeigten echten Eiskristallbänder auf einer Glasscheibe befanden, zeigte sich, dass auch in diesem Fall auf den ersten Blick nicht zu sehende Bänder die gefrorenen Kristalle zusammenhalten. Dabei handelt es sich um ausgediente Spinnfäden, die sich noch auf der Scheibe befinden. Diese enthalten offenbar geeignete Keime, an denen die Wasserdampfmoleküle in der kalten Nacht vor der Aufnahme des Fotos angedockt und dann seitliche „Kristalltriebe“ ausgebildet haben. Die Tendenz sich radial vom initialen Spinnfaden zu entfernen ist dadurch bedingt, dass beim Übergang der Wassermoleküle vom dampfförmigen in den festen Zustand sowohl Kondensationswärme als auch Kristallisationswärme abgegeben werden muss. Das gelingt wie man sieht am besten, wenn sich die Kristalle vom Ursprung weg in den kalten Außenbereich orientieren. Schaut man sich das Foto genauer an, so kann man erkennen, dass sich die so entstehenden Seitentriebe einander „ausweichen“, wenn sie sich gegenseitig in die Quere kommen.

Wintergrafik

Es ist als wollten Pfützen ihr schlechtes Image damit aufbessern, dass sie sich sehr oft als naturschöne Hervorbringungen von Zufall und Notwendigkeit präsentieren. Dabei spielen nicht nur die oft sehr individuelle Morphologie des Untergrunds und die Geschwindigkeit, mit der das Wasser unter dem Eis versickert eine wesentliche Rolle, sondern auch der Temperaturwechsel, die Bedeckung des Himmels und anders mehr. Jedenfalls lasse ich keine Gelegenheit aus, zugefrorene Pfützen aufzuspüren und wenn möglich wie Bilder in einem Kunstmuseum zu betrachten. In vielen Fällen gelingt es mir, wenigstens im Prinzip, die physikalischen Hintergründe ihrer Entstehung aufzudecken (siehe z.B. hier, hier, hier).

Das zweitletzte grüne Blatt des Korkenzieherhasels

Obwohl der Korkenzieherhasel wie es sich gehört seinen Blättern das Chlorophyll entzogen und als braun verschrumpeltes Herbstlaub abgeworfen hat, sind ihm zwei strahlend grüne Blätter geblieben. Warum diese beiden Blätter sich solange gehalten haben, konnte ich nicht in Erfahrung bringen. Vielleicht wollten sie nur die Regel bestätigen, dass es immer auch eine Ausnahme von der Regel gibt. Wie dem auch sei, nach der letzten sehr frostigen Nacht bieten sie nunmehr ein sehr trauriges Bild, jedenfalls gemessen am „Überlebenswillen“ den sie bislang bewiesen haben.
Die leuchtenden Eiskristalle und das vom durchscheinenden Licht der frühen Sonne entflammte Grün verleiht ihnen jedoch eine letzte Grazie, bevor auch sie für die nächste Blattgeneration Platz machen..

Lichtsicht in Bad Rothenfelde 2021/22

In diesem Jahr läuft wieder die Biennale Lichtsicht in Bad Rothenfelde, von der ich schon einmal vor einigen Jahren berichtet habe. Dabei handelt es sich um eine Projektionsshow bei der mit leistungsstarken Beamern künstlerische Filme zum einen auf den riesigen Flächen zweier Gradierwerke projiziert werden. Das Besondere besteht darin, dass die „Leinwand“ aus mehr als 1000 m langen und 11 m hohen, mit Schwarzdornzweigen drapierten Wänden besteht, über die normalerweise Salzwasser hinabrieselt und die dadurch mit einer rustikalen Kruste aus Kalk- und Eisenablagerungen belegt sind.

Zum anderen werden dem besonderen Medium angemessene Animationen in einen springbrunnenartig sprudelnden Raum fallender Tropfen projiziert. Die Zuschauer*Innen wohnen auf diese Weise einem dreidimensionalen fluiden Geschehen bei, in dem eigenartig bewegte Lichtskulpturen dem- oder derjenigen, die es wahrzunehmen verstehen, fantastische Geschichten erzählen. Dadurch dass das Spektakel über einem Gewässer stattfindet, wird es durch eine quasisymmetrische Spiegelung im Wasser komplettiert.
Leider geben die Fotos nur einen sehr unvollkommenen Eindruck der Show wieder. Man muss es schon live sehen.

Stufen ins Emsium*

In einem Hotel, in dem ich immer mal wieder übernachte, ist das ansonsten wenig spektakuläre Treppenhaus mit Fliesen aus Naturgestein ausgelegt, die zahlreiche Versteinerungen enthalten. Seitdem ich herausgefunden habe, dass das Treppenhaus so etwas wie ein erdgeschichtliches Museum ist, ziehe ich es dem Fahrstuhl vor. Das Foto zeigt eine Treppenstufe mit einem Schnitt durch einen halben Ammoniten. Der besondere Reiz besteht darin, dass die andere Hälfte gewissermaßen durch die Spiegelung auf der davor liegenden glatt polierten Deckelfliese ergänzt wird. Damit wird man zwar der Realität nicht gerecht, schön anzusehen ist es trotzdem. Der Glanz der Fliese vermittelt zudem den Eindruck als würde der Ammonit zur Hälfte ins Wasser getaucht sein.


* Das Emsium bezeichnet in der Erdgeschichte den Zeitraum von etwa 407,6 Millionen bis etwa 393,3 Millionen Jahren.

Ein Zickzackmuster der Natur

Noch fährt der Winter zumindest bei uns einen ausgesprochenen Zickzackkurs und visualisiert ihn auch gleich in zugleich symbolischer wie naturschöner Weise auf einem Stechpalmenblatt. Da sich diese Pflanze ohnehin weigert im Winter ihr Grün abzulegen, ist dies eine schöne Möglichkeit des Winters sich auf ihr bemerkbar zu machen. Sie hat in einigen Ländern eine länger Tradition als typische Weihnachtspflanze als der Weihnachtsbaum, was neben dem Immergrün auch durch die knallroten Früchte gut zu verstehen ist. In diesem Zusammenhang spricht man auch von Christdorn.
Übrigens ist die Stechpalme der (Ilex aquifolium) „Baum des Jahres 2021“. Sie ist neben dem Efeu, Buchsbaum und Eibe eine der wenigen heimischen immergrünen verholzten Blattpflanzen.
Einen schönen Beitrag zum Baum des Jahres 2021 findet man zum Beispiel hier.

Der Winter kündigt sich mit feinen Kristallen an

Jetzt beginnt die Zeit, in der die Herbstfarben allmählich in den Hintergrund treten, auch wenn sie noch keck durch die Kristalle hindurchschimmern, mit denen der aus Schwarzweiß ausgerichtete Winter das Bunte zu überkrusten versucht. Die Eiskristalle haben sich in der klaren kalten Nacht gebildet. Sie streben alle in nachbarschaftlicher Konkurrenz dem Himmel zu, weil es in der Nähe der Blattoberfläche noch zu warm ist, um die Kristallisationswärme loszuwerden. Denn das ist der energetische Preis für den Übergang vom Gas zum Festkörper.
Jeder Kristall startet auf einem Härchen oder einer kleinen Erhöhung auf dem Blatt und wartet auf Wasserdampfmoleküle, die sich den bereits kristallisierten und damit fixierten zugesellen.
Wir sehen hier nicht mehr die Schönheit des Herbstes, sondern des Übergangs zum Winter, der demnächst auch offiziell beginnt. Inoffiziell hält er ja bereits als meteorologischen Winterbeginn seit Monatsanfang in unseren Breiten seinen noch schüchternen Einzug.

Vorsicht Pfütze – da sitzt einer.

Um sich nach dem Regen keine nassen Füße zu holen, heftet man oft den Blick auf die Straße, um den Pfützen ausweichen zu können. Dabei überlistet man sich manchmal Interessantes zu sehen. Im vorliegenden Fall sah es aus einiger Entfernung so aus, als würde dort jemand ganz in dunklem Himmelblau getönt liegend sitzen.
Neben dieser Pareidolie ist die Pfütze insofern physikalisch interessant, als das Wasser in ihr nicht nur den blauen Himmel spiegelnd reflektiert, sondern zusätzlich Sonnenlicht von einem mehr oder weniger breiten feuchten Rand ausgeht. Wie kommt es dazu?
Licht wird nur dann von einer spiegelnden Fläche ins Auge gelenkt, wenn der Einfallswinkel gleich dem Reflexionswinkel ist. Für irgend einen Ausschnitt des Himmels ist diese Bedingung so gut wie immer erfüllt, sofern er aus (fast) allen Richtungen zu sehen ist. Für die Sonne wäre das hier nur dann der Fall, wenn sie schräg von vorne schiene. Dass sie dennoch den Randbereich um die Wasserfläche herum erhellt, liegt daran, dass die Fläche aus unregelmäßig orientierten Elementen besteht, von denen das eine oder andere die Reflexionsbedingung erfüllt und man daher wenigstens viele kleine Sonnenreflexe zu sehen bekommt. Ihre Helligkeit ist so groß, dass die Zwischenräume überstrahlt werden und es so erscheint, als würde ein kontinuierlicher Randstreifen im reflektierten Sonnenlicht leuchten.

Das Universum zum 1. Advent

Sterne über Sterne, das Universum der Weihnachtszeit.

Naturschöner Baumstamm

Das Foto zeigt ´den abgestorbenen Stamm eines Baumes, der seine Rinde bereits verloren hat. Seine früheren Astabzweigungen treten in einer Form hervor, die zumindest bei mir die Assoziation hervorruft, als wären die Äste vom Stamm gesäugt worden. Ich finde die Formen naturschön.
Weiß jemand, um welchen Baum/Busch es sich handelt?

Himmelblaue Dünen

Dies liefert uns die Erklärung für ein sehr eigenartiges Phänomen, dem die Maler viel Aufmerksamkeit gewidmet haben, und daß Anlaß einer Denkschrift von Herrn de Buffon gewesen ist, dessen physikalische Ursache jedoch meines Wissens noch niemand angegeben hat; die Schatten nehmen dies Morgens und des Abends eine intensiv blaue Färbung an, und wenn eine Kerze an die Stelle der Sonne tritt und diese noch nicht aufgegangen ist, aber kurz davorsteht, entsteht fast dieselbe Wirkung. Dieses Phänomen wird von der Luftfarbe der Atmosphäre, welche diese Schatten beleuchtet und in der die blauen Strahlen vorherrschen, verursacht: die blauen Strahlen prallen in großen Mengen schräg zurück, während die roten, die sich weiter weg in gerader Linie verlieren, den Schatten nicht modifizieren können, weil sie sich nicht oder weit weniger reflektieren.*

Die eigenartige Wirkung, die von diesem Bild ausgeht, liegt vermutlich darin begründet, dass Dünen und Schatten ziemlich genau in Komplementärfarben erstrahlen. Die Aufnahme erfolgte am frühen Morgen kurz nach Sonnenaufgang.


* Pierre Bouguer. Traité d’optique sur la gradation de la lumiére (1760) zit. in: Michael Baxandal.Löcher im Licht; München 1998; S. 126-127

Sonne, Blüten, Meer…

Kaum zu glauben, dass ich vor zwei Wochen noch diesen Anblick genießen durfte. Inzwischen gewinne ich den Farben unserer Herbsten ähnlich positive Gefühle ab….

Gebrochene Symmetrie

Symmetrien spielen in der Physik und in der Kunst eine wichtige Rolle. Doch noch wichtiger und schöner als die perfekte Symmetrie ist die Abweichung davon, der Symmetriebruch.

In diesem Fall ist vom Eindruck der Symmetrie nur noch die grobe Ausrichtung der Maserungen geblieben.

Wo ist die Grenze, dass man keine Symmetrie mehr wahrnimmt?

Kinetische Farben auf einer Seifenblase

Wenn man das obige Foto sieht, denkt man wohl eher an ein abstraktes Kunstwerk als an einen natürlichen Vorgang. Es handelt sich dabei um einen kontrastverstärkten Ausschnitt aus einem turbulenten Geschehen auf einer Seifenblase, die hier gemeinsam mit einer Schwesterblase etwas genauer in den Blick genommen wird (unteres Foto, rechte Blase). Die Doppelblase ist auf einem Weinblatt hängen geblieben und zeigt auf ihrer Oberfläche das, was im oberen Foto ausschnittsweise wiedergegeben wird. Angefacht durch Luftbewegungen und Degenerationsprozesse in der Seifenhaut ist allerlei los auf den Blasen.

Naturschöne Steinplatten

Dieses Naturgemälde entdeckte ich auf einem mit Natursteinplatten gepflasterten Platz einer Stadt. Fast jede Platte war ein Unikat und könnte wie dieses fotografisch aus dem Kontext befreit als künstlerische Grafik durchgehen. Als ich das Foto machte, musste ich zwei Zigarrettenkippen beseitigen, die ich als äußerst störend empfand. Während dieser Aktion war ich dem skeptischen Blick einiger Passanten ausgesetzt. Das konnte ich gut verstehen, war ihnen doch dieses schöne Bild nicht aufgefallen.

Blaustich

Kooperation zwischen Kunst und Physik

Diese Sandstruktur ist am Strand enstanden, indem ich die Gezeiten zu Gestaltbildung ausgenutzt habe. Konkret habe ich im Gezeitenbereich aus dem schwarzweißen Sandgemisch eine Figur modelliert und sie dann der Flut überlassen. Stunden später kam dieses „Kunstwerk“ dabei heraus. Physikalische Vorgänge durch Zufall und Notwendigkeit waren hier in einer für mich nur im Prinzip durchschaubaren Weise am Werk.

Schmuck im Gespinst

Spinnennetze sind jetzt im Herbst wieder reichlich zu sehen. Vor allem deshalb weil die dünnen normalerweise meist übersehenen Fäden mit winzigen Tautropfen benetzt sind, die das Sonnenlicht reflektieren. Das im Foto abgebildete Gespinst fiel mir aber durch einen blauen Einschluss auf, der wie ein Schmuckstück aussieht. Ich habe leider nicht herausfinden können, worum es sich dabei handelt. Beute kann es kaum sein. Es fehlen die Details, die z.B. auf ein Insekt schließen lassen.

Baumbruch – spiegelbildlich

Im Foto sehen wir einen Ausschnitt eines abgebrochenen Stammes eines aus zwei Stämmen bestehenden Baums. Erstaunlich an der Bruchebene ist die fast spiegelsymmetrische Struktur des Bauminnern, die dem Anblick eine Art Naturschönheit bescheinigt. Dabei ist nicht nur die Symmetrie von Bedeutung, sondern auch die Abweichung davon.

Die Schönheit im Innern einer Baumwurzel

Viele Dinge werden erst dann so richtig sie selbst, wenn sie aus einem nivellierenden Kontext herausgenommen werden. So auch in diesem Foto. Wer würde schon darauf kommen, dass es sich um einen Ausschnitt aus einer Baumwurzel handelt, die auf einem Wanderweg von den vielen Fußtritten ans Tageslicht gefördert und glatt getreten wurde. Von weitem ist es halt eine hölzerne Wurzel von Nahem ein naturschönes Muster.
Natürlich hat der Baum es mit seinen Wurzeln nicht darauf angelegt, ein Kunstwerk hervorzubringen – das entsteht ohnehin erst im Auge (oder sonstwo) des Betrachters – aber die durch die vitalen Vorgänge im Baum entstandenen und durch mechanische Einwirkung freigelegten Holzstrukturen üben losgelöst von diesen (ehemaligen) Funktionen einen ästhetischen Reiz auf den Betrachter aus.

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