Gesundheit : Ein Ohr für Schnee

Flockige Forschung: Schneekristalle machen Geräusche, wenn sie als Nadeln, Plättchen und Sterne auf eine Wasseroberfläche treffen – und Delfine können sie hören

Thomas de Padova

Leise rieselt er, dem Volksmund nach. Doch stimmt das wirklich? Macht nicht selbst der federleichte Schnee Geräusche?

Fragen wir jemanden mit einem besonderen Gehör. Zum Beispiel einen Delfin. Er kann den Schnee womöglich fallen hören. Denn beim Auftreffen auf eine Wasseroberfläche erzeugen die luftigen Schneeflocken kurze Ultraschallgeräusche.

Lawrence Crum von der University of Washington in Seattle hat sich in einen Delfin verwandelt und das Rieseln einzelner Schneeflocken mit Hilfe von Hydrophonen aus dem Geblubber der Seen herausgehört. Nicht jede, aber etwa jede zehnte Schneeflocke verursachte ein Signal mit einer Frequenz von einigen Dutzend bis 100 Kilohertz. Ein solches Signal oszilliert, während es langsam verhallt, ähnlich dem Klang eines kleinen Glöckchens. Hunderte Schneeflocken könnten in den Ohren der Delfine also wie ein fernes weihnachtliches Glockengeläut klingen.

Wie die Schneeflocken, die sich sanft und ohne jeden Blopp auf die Wasseroberfläche legen, diese Wassermusik anregen, ist bis heute ungeklärt. Vielleicht hat dies etwas mit ihrer fragilen Gestalt zu tun: Die Flocken enthalten viel Luft. Und es könnten diese Luftblasen sein, die die akustischen Schwingungen letztlich hervorrufen.

Den Vorgang im einzelnen zu rekonstruieren, ist nicht leicht. Denn Schneeflocke ist nicht gleich Schneeflocke. „Keine Schneeflocke fällt in ihrer Form zweimal vom Himmel", sagt Werner Schmitz vom Institut für Mineralogie, Kristallographie und Materialwissenschaft der Universität Leipzig.

Molekularstruktur des Wassers

Die Schneekristalle bilden sich aus dem Wasserdampf der Wolken. Wassermoleküle heften sich zunächst bevorzugt in Reihen und Schichten an einen bereits bestehenden Frostkeim an. Aufgrund der molekularen Struktur des Wassers entstehen dabei sechseckige Kristalle.

Aber die Varianten, in denen sich die unterkühlten Wolkentröpfchen an ihren Gefrierkernen anlagerten, seien äußerst vielfältig, sagt Schmitz. Denn das Wachstum der Eiskristalle ist je nach Temperatur und Höhe der Wolken unterschiedlich. Wissenschaftler am California Institute of Technology in Pasadena haben diese Prozesse in den vergangenen Jahren genauestens studiert. Sie haben Schneekristalle gezüchtet und ihr Wachstum mit Hilfe von elektrischen Spannungen gezielt beeinflusst.

Die Experimente haben gezeigt, dass Wassermoleküle oft vorzugsweise an den Eckpunkten der schon existierenden, sechseckigen Kristalle haften bleiben, da diese Enden etwas weiter in die mit Wasserdampf übersättigte Umgebung hineinreichen. An allen sechs Ecken entstehen dann lange Nadeln. Bei Wolkentemperaturen von etwa minus 12 bis minus 16 Grad wachsen so sternförmige Schneekristalle heran.

Wandert die Schneeflocke innerhalb der Wolke weiter und gelangt in andere Temperaturzonen mit veränderter Luftfeuchtigkeit, so können wieder neue sechseckige Plättchen, Stäbchen oder Röhrchen entstehen. Die Form der Schneeflocke spiegelt daher ihre Umweltbedingungen, ihre individuelle Geschichte und Wanderbewegung wider.

Irgendwann sind die Eiskristalle groß genug, fallen herunter und wachsen auf ihrem Weg durch die feuchte Luft weiter. Die Schneeflocken können unter Umständen mehr als eine Stunde unterwegs sein, ehe sie den Erd- oder Meeresboden erreichen.

Dann verzaubern sie die Welt binnen kurzer Zeit. Und obwohl wir unseren Schneewalzer – im Gegensatz zu den Delfinen – selbst komponieren müssen, gehört der Schnee auch für uns zu den schönsten Naturerscheinungen.

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