Faszinierende Fraktale: Die Entstehung von Eisblumen stellt Meterologen bis heute vor Rätsel

Epoch Times22. Januar 2020 Aktualisiert: 22. Januar 2020 15:37
Vor der Zeit wärmegedämmter Fensterscheiben sah man die vergängliche Glaskunst häufiger bei Frost: Eisblumen. Die Eiskristalle in Anmutung von Federn, Farnblättern, Bäumen oder Blumen werden heute zuweilen heute noch an Autoscheiben oder Flachdachfenstern entdeckt. Doch ihre Entstehung gibt weiterhin Rätsel auf.

Damit sich Eisblumen bilden, bedarf es verschiedener Faktoren. Grundlegend sind die Temperatur und der Feuchtigkeitsgehalt der Luft, die zur sogenannten Resublimation führen. Eisblumen entstehen an der Innenseite ungedämmter dünner Fensterscheiben, wenn die Außentemperatur unter 0° C sinkt.

Die Luft kann umso weniger Wasser aufnehmen, je kälter sie wird. „Wenn im Winter die Heizung in Räumen abgesenkt wird, um zum Beispiel Energie zu sparen und oder um einfach besser zu schlafen, sinkt die Temperatur im Zimmer und die Luft übersättigt sich mit Wasser“, erklärt Matthias Habel, Diplom-Geograf von WetterOnline.

Weiter sagte er: „Dieses Wasser setzt sich an den Fensterscheiben ab, so wie man es zum Beispiel nach dem Duschen im Bad beobachten kann. Liegt aber die Temperatur der Fensterscheibe unter 0° C, kann das gasförmige Wasser auf dem Glas unmittelbar gefrieren. Das Wasser setzt sich dabei also nicht in flüssiger Form auf der Scheibe ab, sondern direkt im festen Zustand als Eis.“ Physikalisch betrachtet, überspringt das Wasser den Vorgang des Kondensierens.

Wachstum der Eisblume

Die Bildung einer Eisblume beginnt immer an einem Kristallisationskern. Auf einer Fensterscheibe können dies feine Schmutzpartikel, die Oberflächenbeschichtung oder Kratzer sein. An diesen lagert sich das gefrorene Wasser aus der Luft als Erstes an. Diese Partikel bilden nun den Ausgangspunkt für die weiteren Verzweigungen und Verästelungen der Eisblume. Mehr und mehr Wassermoleküle lagern sich an, die Eisblume wächst.

Die Gebilde aus Eis wachsen zusammen, verzweigen sich schließlich weiter und lassen so die besonderen Muster der Eisblumen entstehen. Manchmal kann man in den floralen Formen die Wischmuster vom Fensterputzen oder einer Scheibenwischerbewegung wiedererkennen. Oft scheinen die Gebilde aber auch rein zufällig zu entstehen.

Welche Gestalt die Eisblume annehmen wird, lässt sich nach heutigen Erkenntnissen nicht vorhersagen. Eisblumen sind ebene Kristalle des Wassers. Ihre Formen beruhen wie bei einer Schneeflocke auf einer hexagonalen Symmetrie.

Interessant ist, dass bei den Eisblumen die Gestalt eines kleinen Teiles so ist wie die des großen, es besteht als eine sogenannte Selbstähnlichkeit. Da ihr Gebilde demnach auch nie fertig sein kann und deshalb unvollkommen ist, beschreibt man sie in der Mathematik auch als Fraktal. (ts)

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