Wissen : Wann Wasser wirklich gefriert

Wären Seen und Flüsse mit absolut reinem Wasser gefüllt, würden sie in unseren Breiten niemals zufrieren. Denn der wahre Gefrierpunkt von Wasser liegt nicht bei null Grad Celsius, sondern weit tiefer: bei minus 48 Grad. Diesen Wert ermittelten nun amerikanische Physikerinnen mit aufwendigen Computersimulationen. Wie sie in der Zeitschrift „Nature“ berichten, ordnen sich die Wassermoleküle bei dieser Temperatur abrupt zu kleinen Verbünden zusammen. Ausgehend von diesen kann die unterkühlte Flüssigkeit dann komplett erstarren.

„Wir lösen damit das sehr alte Rätsel von den Prozessen im tief unterkühlten Wasser“, sagt Valeria Molinero von der Universität von Utah in Salt Lake City. Zusammen mit ihrer Kollegin Emily Moore simulierte sie das Verhalten von zehntausenden Wassermolekülen im Computer.

Gefüttert mit allen wichtigen physikalischen Eigenschaften von Wasser zeigten ihre Modelle detailliert das Bindungsverhalten der Wassermoleküle. So bilden sich bei minus 48 Grad Tetraeder-Strukturen, in denen sich ein Wassermolekül über relativ schwache Bindungen mit vier weiteren Molekülen verknüpft. Ausgehend von dieser Zusammenballung erstarrt dann reines Wasser zu Eiskristallen. wsa

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