Gesundheit: Warum winden sich Flüsse?

Albert Einstein war ein leidenschaftlicher Segler und mäanderte wie kaum ein anderer durch die Welt der Forschung. Er wunderte sich immer wieder über einfache Dinge. Und was mit alltäglichen Erfahrungen begann, mündete nach intensiven Studien manchmal in neue wissenschaftliche Theorien ein. Ein Beispiel dafür soll auch in dieser Rubrik aufgegriffen werden, ehe das Einstein-Jahr zu Ende geht.

Wie es heißt, wollte die Ehefrau seines Kollegen Erwin Schrödinger wissen, warum sich in einer Tasse die Teeblätter immer in der Mitte des Bodens sammeln, wenn man den Tee mit einem Löffel umrührt. Schrödinger selbst fiel dazu nichts Rechtes ein. Einstein dachte eine Weile nach und kam zu folgendem Ergebnis:

Der umgerührte Tee dreht sich in der Mitte der Tasse am schnellsten. Denn an den Wänden und am Boden „wird die Flüssigkeit durch die Reibung zurückgehalten“. Die Drehbewegung des Löffels und die dadurch hervorgerufene Zentrifugalkraft drücken den Tee gleichzeitig nach außen. Insgesamt ergibt sich daraus eine kreisförmige Strömung: Die Flüssigkeit fließt aus der Mitte zum Tassenrand, an den Wänden nach unten und über den Boden zurück zur Mitte, wo sie wieder aufsteigt. „Die Teeblättchen werden durch die Zirkulationsbewegung nach der Mitte der Tasse mitgenommen“, schrieb Einstein. Wegen ihres Gewichts bleiben sie in der Mitte der Tasse am Boden liegen.

Für den Segler Einstein war der gedankliche Sprung von der Teetasse zum Flussbett nicht weit. Auch in einem Fluss ist wegen der Reibung die Fließgeschwindigkeit am Boden geringer. Läuft das Wasser gegen die Außenseite einer Biegung taucht es dort ab und fließt über den Boden zur Innenseite zurück. Auch hier entsteht also eine zirkulierende Strömung.

Das äußere Ufer wird dabei regelrecht weggefressen, sein Material fortgespült. Es entsteht ein steiler Prallhang, das Wasser fließt dort immer schneller. Auf der Innenseite des Knies lagern sich hingegen mehr und mehr Sedimente ab, der Fluss wird dort noch langsamer. Auf diese Weise verstärken sich kleine Schlingen von selbst, sobald sich die Strömungsrichtung – etwa durch Widerstände wie Steine im Flussbett – einmal geändert hat. Jeder natürliche Fluss oder Bach mäandert dahin. Und sucht sich immer neue Wege.