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Eisige Kunstwerke: Schnee, Schneekristalle und Wilson Bentley

21. Januar 2010 | 08:00 Gelesen: 43779 · heute: 10 · zuletzt: 1. March 2017 5 Reaktionen

Schneekristall wie aus dem Bilderbuch, hier eine Elektronenmikroskop-AufnahmeIm Grunde sind es wunderbare Kunstwerke, die bei Minustemperaturen durch die Luft schweben. Schneekristalle faszinieren mit ihrer Formenvielfalt und sind selbstverständlich auch wissenschaftlicher Forschungsgegenstand. Und eines ist natürlich ganz wesentlich: Schneekristalle haben immer eine sechseckige Struktur. Immer!

Schnee fasziniert die Menschen seit Urzeiten. Und bereits im 2. Jahrhundert v. Chr. stellten chinesische Gelehrte fest, dass Schneekristalle immer symmetrisch und sechseckig sind. Umso peinlicher, daß Nature zur Weihnachtszeit mit winterlichen Bannern um neue Abonnenten warb, auf denen Schneeflocken mit fünf, sieben oder acht Ecken abgebildet waren. Das ist natürlich für jeden Wissenschaftler, der sich mit Kristallographie oder eben ganz konkret mit Schnee beschäftigt eine Ohrfeige.

Schnee ist nicht einfach nur „gefrorenes Wasser“

Und man tut den Fachleuten natürlich ebenso unrecht, wenn man glaubt, Schnee sei einfach gefrorenes Wasser. Das kann man von Hagel oder mit Abstrichen von Graupel sagen, aber Schnee ist dann doch was anderes. Und faszinierender. Wobei man hier dann eben unterscheiden muß: es gibt einerseits die einzelnen Schneekristalle, andererseits die Schneeflocken, die sich durch Zusammenballung von Kristallen bilden.1

Jedes Schneekristall ist einzigartig. Und ist meist aus unterschiedlichsten (Kristall-)Formen zusammengesetzt…

Wenn die Temperatur in einer Wolke unter den Gefrierpunkt sinkt, dann beginnt Luftfeuchtigkeit sich an winzige Staub- oder Rußpartikel anzulagern und auszukristallisieren. Es sind also drei Faktoren notwendig: die Temperatur, die Feuchtigkeit und die Kondensationskerne. Die Schneekristalle „wachsen“ dabei immer in sechseckiger Form. Das liegt an den Wassermolekülen, die eben nur im Winkel von 60° bzw. 120° aneinander andocken.

Und obwohl es also ganz klare „Regeln“ für die Kristallbildung gibt, ist eigentlich jedes ein Unikat. (Fast) kein Schneekristall gleicht dem anderen. Denn jedes Schneekristall hat seine eigene Geschichte: das beginnt eben mit der Anlagerung von Luftfeuchtigkeit am jeweiligen Kondensationskern. Je nach Temperatur nehmen die Kristalle dabei unterschiedliche Formen an:2

  • von 0 bis -3°C dünne Plättchen, teilw. Sterne (Dendrite)
  • -5 bis -8°C Prismen
  • -12 bis -16°C Schneesterne
  • unter -25°C hohle Prismen

Und wenn das Schneekristall dann der Schwerkraft folgend nach unten segelt, dann durchquert es Luftschichten, die ganz unterschiedliche Temperaturen haben können. Entsprechend lagern sich weitere Kristalle an, die Prismen-, Nadel- oder Sternform haben können und so verändert sich die Form immer weiter.

Hier ein Schaubild, die die Kristallbildung in Abhängigkeit von der Temperatur zeigt:

Kristallbildung

Kristallbildung, Quelle: http://www.its.caltech.edu/~atomic/snowcrystals/

Wilson Bentley: Jede Schneeflocke ist einzigartig

Als Pionier der Schneekristallforschung der Neuzeit gilt übrigens Wilson Bentley, ein Farmer aus Vermont/USA. Ihm gelang am 15. Januar 1885 das erste Photo eines Schneekristalls durch ein Mikroskop. Von da an ließ Bentley die Faszination Schnee nicht mehr los. Er machte über 5000 Photos von Schneekristallen und stellte fest, daß alle unterschiedlich waren. Sein Leben widmete er der Erforschung und Dokumentation der Schneeflocken – das Leben des angeblich etwas kauzigen Junggesellen endete tragisch: am 23.12.1931 starb er an einer Lungenentzündung.

Es bleiben seine Photographien. Und wenn man bedenkt, daß diese Aufnahmen vor mehr als 100 Jahren entstanden sind, dann ist man heute noch beeindruckt. Diese Photos stammen aus dem Jahr 1902:

Schneekristalle, fotografiert von Wilson Bentley

  1. Und das umso stärker, je näher die Temeperatur am Gefrierpunkt liegt. Das liegt daran, daß winzige Wassertropfen quasi als „Klebstoff“ zwischen den Kristallen dienen. Und je kälter es ist, desto weniger Wasser=Klebstoff ist vorhanden. Und deshalb gibt es tolle, große Schneeflocken nie bei ganz eisigen Temperaturen. []
  2. Diese Tabelle stammt aus dem sehr informativen PDF: http://www.exploria.ch/content/scientia/pdf/s394.pdf []
Marc Scheloske
Marc Scheloske
Ich bin Sozialwissenschaftler und freier Journalist. Ich schreibe (Fach-)Artikel, blogge und führe Workshops und Schulungen zum Thema 'Wissenschaftskommunikation und Social Media' durch. → weitere Infos
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Kommentare

5 Reaktionen »

  • sobann :

    Wunderschoen!

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  • ronald graf :

    Welcher Variantenreichtum! Und immer sechseckig! Das kann doch kein Zufall sein. Da ist es mir doch hundertmal leichter an den Osterhasen zu glauben, als an den blinden Zufall, der das alles so eingerichtet haben soll. Also, liebe Wissenschaftler, nehmt es mir nicht übel, aber ich lasse mir diesen Bären nicht aufbinden. Schliesslich haben wir in der Schule gelernt, den gesunden Verstand zu gebrauchen. Jedes Gemälde, jede Skulptur, hat einen Künstler, der es schuf, plante, ausführte. Lauter Zufallstreffer würden drei-, vier, fünf-, sechs-, sieben- oder elfeckige Kristalle, alles durcheinanderschaffen. Oder glaubt jemand, dass die Kugel im Roulletspiel 5ooo mal hintereinander immer auf der gleichen Zahl stehenbleiben könnte?? Beispielsweise immer auf der 6? Das ist völlig unmöglich!! Hört also bitte auf, intelligente Menschen für dumm zu verkaufen! – Danke!

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  • jack :

    koch-kurve!!

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  • Klaus Krebs :

    Die Bilder kannte ich bereits, aber die Wissenschaft dahinter war mir unbekannt. Das sieht ja so aus, als könnte man die ERgebnisse der Eiskristalle in etwa vohersagen.
    Das ist zwar nicht ganz so faszinierend, wie die Bilder aber trotzdem interessant.

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  • Wolfgang :

    Wow! Die Bilder der Kristalle sind wirklich wunderschön. Da freut man sich richtig auf den ersten Schneefall.

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