Von Eisbergen und Gletschern

Kinderuni: Wenn Wasser zu Eis wird

von Kai Hirschmann - 15.05.2006

Vor 500.000 Jahren war halb Europa von einem meterdicken Eispanzer bedeckt. Heute sind die letzten Reste dieser Gletscher aus der Eiszeit am Nordpol zu finden. Professor Johannes Preuss ist ihnen auf der Spur. In der Kinderuni Mainz hat er viele Geheimnisse um das kalte Element gelüftet.

Ohne Eis wird es für diese beiden Bären eng. Eis ist wichtig für das Leben auf der Erde. (Quelle: Professor Johannes Preuss, Universität Mainz)

Johannes Preuss ist ein großer Eis-Fan. Erst wenn das Thermometer unter null Grad Celsius gesunken ist, fühlt er sich so richtig wohl. Dann ist nämlich der Gefrierpunkt erreicht und es bildet sich Eis. Da es in Deutschland die meiste Zeit des Jahres zu warm für seine Forschungen ist, reist Professor Preuss viel. Mit seinen Studenten zieht es den Geologen immer wieder dem ewigen Eis entgegen: nach Kanada, Norwegen und Grönland. Dort wandert er auf Gletschern und nimmt Bodenproben. Mit Hilfe von Hunde- oder Motorschlitten stoßen die Forscher mitten in der Eiswüste immer wieder auf riesige, leuchtend blaue Eishöhlen, die oft viele tausend Jahre alt sind.

Andere Zeugen aus der lange zurückliegenden Eiszeit können die Forscher nicht auf dem Landweg erreichen. Um riesige Eisberge zu erforschen, die im Meer treiben, muss sich Johannes Preuss ins Kanu setzen und zwischen Eisschollen hindurch im rauen, kalten Meer paddeln.

Warum schwimmen Eisschollen auf dem Wasser?

Gefrorenes Wasser braucht mehr Platz als geschmolzenes Wasser. Daher kann Eis schwimmen. (Quelle: Johannes Preuss, Uni Mainz)

An dieser Stelle stellt sich die Frage, warum Eis überhaupt auf Wasser schwimmt. Schließlich ist beides doch chemisch gesehen gleich: H2O. Assistent Tobias Bausinger hat für die jungen Studenten ein Experiment vorbereitet. Er füllt klein gehacktes Eis bis zum oberen Rand in ein Reagenzglas. In dem warmen Hörsaal schmilzt es anschließend ziemlich schnell zusammen. Das geschmolzene Wasser braucht viel weniger Platz in dem Reagenzglas, sodass der Pegel gesunken ist.

Das liegt zum einen daran, dass zwischen den Eisstückchen immer noch etwas Luft eingeschlossen ist. Zum anderen braucht die gleiche Menge Wasser im gefrorenen Zustand tatsächlich mehr Raum. Eis ist also etwas leichter als Wasser - und kann daher im Meer schwimmen.

Die Spitze des Eisbergs...

Professor Johannes Preuss setzte einen großen Eisblock ins Wasserbecken. (Quelle: Kai Hirschmann (Helles Köpfchen))

Der Gewichtsunterschied zwischen flüssigem und erstarrtem Wasser ist nicht besonders groß. Aus diesem Grund tauchen Eisblöcke sehr tief ein, wenn sie im Wasser schwimmen. Jeder Eisberg ist etwa zehn Mal länger als der Teil, der aus dem Meer herausragt. Wenn man von einem schwimmenden Berg also zehn Meter sehen kann, dann ist er insgesamt etwa 100 Meter hoch.

Das zeigte Professor Preuss, indem er einen Eisklumpen in eine durchsichtige Wanne legte. Tatsächlich versank der größte Teil des Blocks unter Wasser und nur die Spitze sah oben heraus. Im Laufe der Vorlesung schmolz die Eisscholle immer weiter, bis schließlich nichts mehr von ihm übrig blieb.

Wenn die Temperaturen auf der Erde weiterhin so steigen wie bisher, dann passiert das bald auch mit dem arktischen Eis. In den vergangenen Jahren ist immer mehr Eis von den riesigen Gletschern und Eisbergen abgebrochen. Die Stücke treiben in wärmere Gewässer und schmelzen. Nach und nach verschwindet ein einzigartiger Lebensraum. Deshalb wurde der Eisbär vor wenigen Wochen zur vom Aussterben bedrohten Tierart erklärt. Durch das Schmelzwasser hebt sich außerdem der Meeresspiegel. Für einige Inseln bedeutet das den sicheren Untergang.

3.000 Meter dickes Eis

Eis kann Pflanzen und Landschaften eine verzaubernde Schönheit verleihen. (Quelle: Hilary Quinn (Stock-Xchng))

Das meiste Eis treibt aber nicht auf dem Meer, sondern liegt auf dem Land. Die Gletscher in Grönland und Norwegen haben einen Durchmesser von zum Teil über 3.000 Metern. In der Eiszeit war die Schicht, die das Land bedeckte, sogar noch dicker. Die arktischen Gletscher zogen sich damals nicht wie heute bis nach Norwegen, sondern bis in die Mitte Deutschlands.

Am Ende der Vorlesung hat Johannes Preuss noch gezeigt, dass Eis sehr viele unterschiedliche Gesichter und Farben haben kann. In Eishöhlen zum Beispiel leuchten die glatten Wände strahlend blau. Packeis und Eisberge, die auf dem Meer treiben, sind im Winter strahlend weiß. Das gilt auch für Gletscher, auf die immer wieder Neuschnee fällt. Wenn es dagegen wärmer wird, vermischt sich das Eis mit Schmutz und wird grau. Flusseis ist immer grau-braun, weil eine große Menge Erde und Sand mit eingefroren sind.

Das ganze Jahr über Frost

Permafrosteis reicht tief in den arktischen Boden hinein. Darüber wächst im Sommer Gras. (Quelle: Johannes Preuss, Uni Mainz)

In der Arktis gibt es schließlich noch eine besondere Eis-Art: das Permafrosteis. Bei einer durchschnittlichen Temperatur von minus zehn Grad Celsius taut der Boden niemals richtig auf. Wenn im Sommer die Sonne scheint, zieht sich das Eis aus der obersten Bodenschicht zurück.

Von Juni bis August wachsen dort zahlreiche Gräser und Büsche, sodass die Landschaft ergrünt. Tiefer unten bleibt der Boden aber das ganze Jahr über hart gefroren.

letzte Aktualisierung: 09.01.2010

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