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Dr. Hans-Joachim Klemmt

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für Wald und Forstwirtschaft

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Artikel

Autor(en): Michael Streckfuß
Redaktion: LWF, Deutschland
Kommentare: Artikel hat 0 Kommentare
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Zuckerwatte im Wald

Wer an kalten, schneelosen Tagen im Spätherbst oder Winter durch den Wald spaziert, trifft zuweilen auf merkwürdige Gebilde am Waldboden. Manche denken an einen Pilz, andere vermuten verlorene Zuckerwatte. Leider ist die Vermutung mit der Zuckerwatte falsch, dafür ist aber die Wahrheit um so faszinierender!

Haareis an toten Ästen am Waldboden
Haareis an toten Ästen am Waldboden
Abb. 1: Haareis oder Eiswolle (Fotos: G. Müller, www.wetterzentrale.de)
Kammeis, Eisnadeln aus dem Boden; Photo and Copyright: Dennis E. Isbell
Abb. 2: Kammeis - Eisnadeln aus dem Boden (Foto: D. E. Isbell)

Für eine vergrößerte Ansicht bitte auf das jeweilige Bild klicken.

Wer an kalten, schneelosen Tagen im Spätherbst oder Winter durch den Wald wandert, hat gute Chancen auf ein oft wenig bekanntes Phänomen zu treffen. Vor allem, wenn es vorher viel geregnet hat und die Temperatur anschließend gerade so um den Gefrierpunkt liegt, finden sich mitten auf dem braunen Waldboden ab und zu einzelne Äste, an denen schneeweiße, dichte, wattebauschartige Büschel hängen. Mal sind sie eher faserig wie Haarbüschel, manchmal aber auch ganz fein wie verlorene Zuckerwatte.

Ein Pilz?

Oft wird vermutet, es könne sich um einen Pilz oder gar Schimmel handeln. Und tatsächlich, es gibt einen Pilz, der diesen Strukturen manchmal verblüffend ähnlich sieht, nämlich den Ästigen Stachelbart (vgl. Link "Naturobjekte 2006 – Schwarzpappel, Stachelbart und Kleiber"). Dennoch ist die Zuckerwatte kein Pilz, denn es handelt sich dabei um so genanntes Haareis oder Eiswolle.

Wie kommt es dazu?

Zwar scheint die Entstehung der Haareis-Strukturen noch nicht ganz geklärt zu sein, doch hat sie viel Ähnlichkeit mit dem so genannten Kammeis, welches man bei Frost oft an nassen, wassergesättigten Stellen mit vegetationslosem, lockeren Erdboden antreffen kann (siehe dazu auch Abb. 2). Dabei entstehen an oder unterhalb der Bodenoberfläche in den Bodenporen Eisnadeln, die dann senkrecht nach oben wachsen und dabei z. T. die aufliegende Erde mit hochheben.

Druck durch Ausdehnung

Das Wachstum der Eisnadeln entsteht dadurch, dass das Wasser zuerst oben gefriert und sich ausdehnt, dann zusätzliches Wasser von unten her nachrückt und jeweils bei Erreichen der Oberfläche ebenfalls gefriert und sich ausdehnt.
Zwei Effekte sorgen also für das Herausdrücken des Eises. Zum einen die größere Ausdehnung von Eis gegenüber Wasser. Zum anderen die Tatsache, dass sich Wasser bei zunehmender Abkühlung unterhalb von 4° C wieder ausdehnt, Stichwort "Anomalie des Wassers". Diese Ausdehnung findet den geringsten Widerstand an der Oberfläche, weshalb es vor allem nach oben drückt. Der Prozess hält so lange an, wie ausreichend Wasser vorhanden und noch nicht gefroren ist.

Gefäße im Holz

Und was die Poren im Boden sind, sind die verholzten Gefäße in den toten Ästen. Da diese extrem fein sind, sind auch die Eisfäden viel feiner als beim Kammeis. Wie bei einer Zahnpastatube die Zahnpasta, so wird beim Holz zunächst das Wasser herausgepresst. Nach dem Gefrieren an der Oberfläche wächst der Eisfaden immer weiter. Nur dass der Druck hier innen entsteht, nicht wie bei der Zahnpasta von außen kommt.

Nicht zu kalt, nicht zu trocken

Und dies erklärt auch, warum die Bildung der Eiswolle an sehr feuchte Luft und Temperaturen um 0° C gebunden ist, denn bei trockener Luft würde das Wasser zu schnell verdunsten und die Äste nicht mehr wassergesättigt sein. Bei zu tiefer oder schnell fallender Temperatur würden die Äste zu schnell komplett durchfrieren und die Ausdehnung des flüssigen Wassers und damit der "Tubeneffekt" vorzeitig stoppen.

Anomalie des Wassers und seine Folgen

Wasser zieht sich bei zunehmender Abkühlung wie die meisten anderen Stoffe auch zusammen, d.h. es verliert an Volumen. Allerdings hat Wasser eine Besonderheit: Erreicht es eine Temperatur von 4° C und kühlt es danach weiter ab, dehnt es sich wieder aus! D.h. Wasser hat seine geringste Ausdehnung bei 4° C. Wird es zu Eis, nimmt das Volumen sogar nochmals sprunghaft um weitere ca. 10 % zu. Da seine Dichte entsprechend abnimmt, entsteht Eis immer zuerst an der Gewässeroberfläche.

Diese Anomalität ist gleichzeitig eine für die Lebensräume in größeren Gewässern lebenswichtige Eigenschaft, da es nur so möglich ist, dass Tiere wie Fische und Amphibien am Grunde solcher Gewässer lebend überwintern können.

Denn im Herbst kühlt sich das Gewässer ab und sobald das Wasser eine Temperatur von 4° C erreicht, sammelt es sich wegen seiner großen Dichte am Grunde an, so dass die Temperatur dort nicht mehr weiter sinkt. Hält die Kälte im Winter an, geht dieser Prozess so lange, bis das gesamte Gewässer von oben bis unten eine Temperatur von 4° C hat. Zwar kühlt es im Winter an der Oberfläche immer weiter ab, doch dieses kältere Wasser bleibt dann wegen seiner nun wieder geringeren Dichte oberhalb des mit 4° C temperierten Wasserkörpers - das Gewässer kühlt also von oben her weiter ab.

Selbst wenn es noch kälter wird, passiert am Gewässergrund nichts, denn dann bildet sich an der Oberfläche Eis und sorgt bei weiterer Abkühlung für eine immer bessere Isolierung des Wassers darunter. Ist das Gewässer tief genug, kommt der Vereisungsprozess zum Erliegen, noch ehe die wachsende Eisschicht von oben her den Grund erreicht - die Pflanzen und Tiere können überleben

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