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Schlichting!: Verborgene Muster im Eis

Wenn eine mit Wasser bedeckte Eisschicht schmilzt, entsteht auf ihr eine regelmäßige Struktur. Dabei spielt Wärmeübertragung durch Konvektion eine wichtige Rolle – und die besondere Dichteanomalie der Flüssigkeit.
Bei einem zugefrorenen Regenwasserbehälter ordnet sich von aufliegendem Schmelzwasser mitgeführter Schmutz in einem Punktmuster an.

Manche Phänomene prägen einem großen Gegenstand ein Muster auf und sind dennoch leicht zu übersehen. Dann kann ein Hilfsmittel sie visualisieren, so wie Eisenfeilspäne das Feld eines Magneten. In der Natur ist das oft ein anderer, etwas profanerer und allgegenwärtiger Farbstoff: Schmutz. Bei einem speziellen Zusammentreffen von Eis und Wasser lenkt er den Blick auf eine Struktur, die sonst eher unscheinbar bliebe.

Der Vorgang spielt sich auf einem über mehrere Zentimeter zugefrorenen Regenwasserbehälter ab. Wenn Tauwetter einsetzt, bedeckt ihn bald eine Wasserschicht aus schmelzenden Schnee- und Eisresten vom Dach eines Hauses. Schaut man sich die unter Wasser liegende Eisschicht genauer an, so fällt etwas Seltsames auf: Der mitgeführte Schmutz ordnet sich darauf in einem Punktmuster an. Dabei haben die Flecke durchweg einen etwa gleichen Abstand voneinander. Beim Abtasten mit den Fingern lassen sich unter den Partikelhäufchen jeweils Vertiefungen erfühlen. Das Eis scheint insgesamt durch ein Gitter von sonst unsichtbaren Mulden strukturiert zu sein – mit oder ohne Verunreinigungen.

Während der Entstehung des Musters bewegen sich einige Schmutzpartikel. Sie hüpfen auf der Stelle, als versuchten sie, ihre Kuhle zu verlassen. ...

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