Eiskristalle – zarte Gebilde des Winters

 

Sie gehören mit zum Schönsten, das der Winter zu bieten hat: Eiskristalle. Wunderschöne, akkurat geformte Mini-Skulpturen, die man mit einem Atemhauch zerstören kann. Manche bilden sich an Pflanzen, andere wachsen auf Fensterscheiben. Und allesamt sind sie sehr vergänglich. Grund genug, sie mal genauer zu betrachten, wenn man ihnen begegnet.

Eiskristalle brauchen Luftfeuchtigkeit und Frost

Wissenschaftler sehen das Phänomen eher nüchtern: Wenn Wasser oder Wasserdampf friert, bilden sich Kristalle, meist in sechseckiger Struktur. Um bei der Wissenschaft zu bleiben: Wassermoleküle bestehen aus jeweils zwei leicht positiv geladenen Wasserstoffatomen und einem leicht negativ geladenen Sauerstoffatom. Die Wasserstoffatome lagern sich an das Sauerstoffatom an – und so entsteht der Kristall.

Sechseckige Gebilde

Und wenn man bedenkt, dass eine einzige Schneeflocke einige Milliarden Wassermoleküle enthält, dann kann man sich vorstellen, wie kompliziert die Kristalle werden können. Das Sechseck bleibt allerdings bestehen.

Staubpartikel sind nötig

Wie aber entstehen Eiskristalle? Wasser gefriert bei Temperaturen unter null Grad Celsius. Damit Kristalle entstehen, muss es aber noch mehr geben. Staubpartikel zum Beispiel, an denen sich die Wassermoleküle anlagern. Auch die Luftfeuchtigkeit spielt bei der Entstehung von Eis eine Rolle.

Wie Reif entsteht

Manchmal sieht man im Winter morgens eine weiße Reif-Schicht an Grashalmen und anderen Pflanzen. Die entsteht beim Zusammenspiel aus klarer Luft und Temperaturen um den Gefrierpunkt. Feste Gegenstände (Autoscheiben, Pflanzen, Zäune…) kühlen schneller aus als die Luft um sie herum, und wenn die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit auf die Gegenstände trifft, dann geht das Wasser aus der Luft direkt vom gasförmigen in den festen Zustand über und überspringt den flüssigen Zustand (Wissenschaftler nennen das Resublimation). Bei wärmeren Temperaturen würde sich Tau bilden, so aber entstehen die feinen Eiskristalle.

Raureif und Eisblumen

Es gibt auch noch Raureif, für den eine noch höhere Luftfeuchtigkeit (etwa durch Nebel oder feuchten Dunst) und Temperaturen unter minus acht Grad nötig sind. Eisblumen gehören in diese Kategorie. Und auch die zarten und teilweise sehr bizarren Gebilde, die zum Beispiel rund um Zweige wachsen, sind Raureif.

Wie Schneeflocken entstehen

Und Schneeflocken? Die entstehen, wenn die Temperatur auf Höhe der Wolken sehr unter dem Gefrierpunkt liegen. Auch hier sind Staubpartikel nötig, an denen die Kristalle gebildet werden. Und auch hier überspringt das Wasser den flüssigen Zustand und wechselt direkt von der gasförmigen in die feste Phase. Die einzelnen Kristalle verbinden sich durch Wassertropfen und werden zu Flocken. Die Kristalle der Schneeflocken sind äußerst unterschiedlich – je nach Temperatur und Luftfeuchtigkeit bilden sich kleine Plättchen oder Sterne.

Die perfekte Zutat für den Schneemann

Was am Boden ankommt, ist dann auch sehr unterschiedlich. Die wichtigsten Schneearten sind der trockene Pulverschnee und der Feuchtschnee, den man zum Schneemann-Bauen und Schneeball-Formen braucht. Bei Temperaturen dicht an der Frostgrenze wird der Schnee häufig zu nassem Schneeregen.

Eiskristalle sehen – und züchten

Wer Schnee- und Eiskristalle sehen möchte, der sollte sich auf frisch gefallenen Pulverschnee konzentrieren, weil der sehr locker ist. Mit einer Lupe kann man die Kristalle gut erkennen. Oder er guckt sich den Raureif auf der Autoscheibe an, der ebenfalls wunderschöne Eiskristalle zeigt. Übrigens kann man mit einfachen Mitteln auch selbst Eiskristalle züchten. Richtige – nicht die, die gerade an vielen Weihnachtsbäumen oder Fenstern als Schmuck hängen!

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