Was ist eigentlich Wasser?
Diese Frage Frage klingt trivial – ja, beinahe dumm. Was Wasser ist, weiß schließlich jeder, oder? ?
Nun, Wasser ist für uns Menschen und alle anderen Lebewesen dieses Planeten lebensnotwendig und ungeheuer hilfreich, daher haben wir viel praktische Erfahrung damit. Wir wissen genau, wie Wasser schmeckt und wie sich die Nässe auf unserer Haut und im Mund anfühlt. Wir trinken es täglich, waschen uns, betätigen die WC-Spülung und gießen die Blumen damit. Wenn es regnet, spannen wir den Schirm auf und wir haben gelernt, wie wir uns im Wasser bewegen müssen, um zu schwimmen. Wir nutzen Wasser zur Energiegewinnung und als Transportmittel, bauen riesige Schiffe aus Stahl, die trotz ihres immensen Gewichts nicht untergehen. Uns sind die verschiedenen Erscheinungsformen (Aggregatzustände) von Wasser vertraut: Im Winter bauen wir Schneemänner und salzen die Straßen, damit das Eis abtaut und wenn wir eine Suppe ohne Topfdeckel kochen, beschlagen sich die Fensterscheiben mit Wasserdampf.
Wasser ist anders
Wir kennen das Wasser also ziemlich gut aus unseren Lebenserfahrungen.
Außerdem wissen wir seine exakte chemische Zusammensetzung: H2O (2 Wasserstoffatome und 1 Sauerstoffatom bilden ein Wassermolekül), also ist alles klar, oder?
Interessanterweise verhält sich Wasser in verschiedenen Eigenschaften aber komplett anders als die meisten anderen Flüssigkeiten bzw. Stoffe generell. Man spricht von Anomalien.
Dichteanomalie – Wasser ist bei 4 °C am schwersten
Am bekanntesten ist wahrscheinlich die sogenannte Dichteanomalie des Wassers: Die Dichte der meisten Stoffe steigt mit sinkender Temperatur immer weiter an. Wasser hingegen hat bei 4 °C seine höchste Dichte. Das ermöglicht Fischen bei Minusgraden das Überleben unterhalb der Eisdecke, denn Wasser schichtet sich, wie alle Flüssigkeiten und Gase, gemäß seiner Dichte; das schwere 4 °C Wasser ist ganz unten und das leichte Eis schwimmt oben.
Würde sich Wasser wie die meisten anderen Stoffe verhalten und mit abnehmender Temperatur immer dichter werden, hätte das höhere Leben auf unserem Planeten womöglich die vergangenen Eiszeiten nicht überdauern können – und falls doch, hätte es sich wahrscheinlich anders entwickelt. Wir verdanken dieser Wasseranomalie also in gewisser Weise unsere Existenz.
Sogar Gebirge müssen der Macht des Wassers weichen
Ohne Dichteanomalie würde auch das Antlitz der Erde vollkommen anders aussehen; in Klimazonen mit winterlicher Jahreszeit und vielen Frostwechseln kommt es zu Frostverwitterung, die einen wesentlichen Anteil am Abbau von Gebirgen hat: Wasser dringt in Felsspalten und -ritzen ein und dehnt sich beim Gefrieren um 10 % aus (geringere Dichte). Dabei werden große Kräfte freigesetzt, die mit der Zeit – die Risse werden immer größer und tiefer – auch massiv erscheinende Felswände und -blöcke leicht sprengen können. Zusammen mit den feineren Formen von Verwitterung (Sand, Wasser, Wind, chemische Prozesse) und Erosion ändert sich mit der Zeit – unmerklich langsam aber sicher – das Aussehen der Erde.
Bild: Frostsprengung bei einem Gesteinsstück in Südisland (Till Niermann)
Die folgende blaue Box bietet vertiefende Informationen zur Dichteanomalie. Wem bereits der Kopf raucht, kann sie getrost überspringen 😉
Hier ist ein Diagramm, das die Dichteänderung von Wasser in Abhängigkeit von der Temperatur zeigt (bei Normaldruck von 1 bar). Der Bereich 0-10 °C ist zusätzlich vergrößert dargestellt, um das Maximum bei 4 °C sichtbar zu machen.
Quelle: Wikipedia, https://de.wikipedia.org/wiki/Dichteanomalie
Die Dichte des Wassers steigt mit sinkender Temperatur (wie das bei den meisten Stoffen der Fall ist). Bei 4 °C ist allerdings das Maximum erreicht und die Dichte sinkt dann bis zu 0 °C leicht ab (siehe vergrößerter Ausschnitt). Bei 0 °C (Gefrierpunkt) fällt die Dichte rapide ab, das Wasser dehnt sich also beim Gefrieren stark aus (um ca. 10 %). Mit weiter sinkender Temperatur steigt die Dichte des Eises wieder kontinuierlich an, wird aber niemals so hoch wie in flüssigem Zustand.
Im folgenden Youtube-Video wird die Dichteanomalie ebenfalls gut erklärt:
Wasser hat viele Anomalien
Die Dichteanomalie ist aber bei weitem nicht die einzige Besonderheit des Wassers. Kein anderer Stoff hat so viele bekannte Anomalien. Martin Chaplin, emeritierter Professor der London South Bank University, listet auf seiner Homepage 74 (!) Anomalien des Wassers auf. Wenn wir derart viele seiner Eigenschaften als anomal bezeichnen, also als anders als erwartet und abweichend von den Eigenschaften anderer Stoffe – haben wir dann überhaupt verstanden, was Wasser genau ist und wie es funktioniert?
Meiner Einschätzung nach – nein! Wir haben noch vieles nicht verstanden.
Zum Glück gab und gibt es immer wieder Forscherinnen und Forscher, die out-of-the-box denken, mit ihren Ideen die Wissenschaft herausfordern und zum Widerspruch reizen, sie letztlich aber voranbringen. Vor allem 2 Männer möchte ich kurz erwähnen:
Viktor Schauberger – die Natur kapieren und kopieren
Der Förster und Naturforscher Viktor Schauberger hat bereits vor 100 Jahren genau beobachtet, wie sich Wasser in verschiedenen Umgebungen natürlicherweise verhält und daraus seine Schlüsse gezogen. Beispielsweise ist ihm aufgefallen, dass Wasser immer Wirbel ausbildet und sich auch in größeren Strukturen (Bach, Fluss) niemals geradlinig fortbewegt. Er hat die seinerzeit vielfach durchgeführten Flussbegradigungen stark kritisiert und sich mit der damaligen Wissenschaftselite angelegt. Viele seiner Ideen und Ansätze, v.a. im Flussbau, sind mittlerweile wissenschaftlicher Standard. In anderen Bereichen (Verwirbelung) kann man heute noch viel von ihm lernen. Als Forstmann hat er die Notwendigkeit einer nachhaltigen Lebens- und Wirtschaftsweise verstanden. Schauberger war ein Pionier der Bionik. Sein Credo war: „die Natur zuerst kapieren und sie dann kopieren“
Über Schauberger und seine Forschungen gibt es viel zu sagen, daher werde ich ihm beizeiten einen eigenen Beitrag widmen.
Dr. Gerald H. Pollack – der 4. Aggregatzustand des Wassers
Dr. Pollack erforscht seit 20 Jahren einen 4. Aggregatzustand des Wassers, der sich an „hydrophilen“ Oberflächen bildet (das sind alle Oberflächen, an denen Wasser nicht abperlt, sondern wirkt, als würde es sich mit der Oberfläche verbinden). In diesem Aggregatzustand ist das Wasser stark strukturiert (hexagonal) und negativ geladen und zeigt verschiedene, ungewöhnliche Eigenschaften. Hydrophile Materialien gibt es aber überall in der Natur! Konsequent weitergedacht kann dies der Schlüssel zur Erklärung vieler natürlicher Phänomene sein, die bisher nur unzureichend (und bei näherer Betrachtung unhaltbar) erklärt werden. Letztlich könnte damit auch die Wirksamkeit von Homöopathie erklärt werden (Wasserstrukturen könnten Informationen aufnehmen und dauerhaft speichern).
Ich werde Dr. Pollacks Thesen demnächst in einem separaten Beitrag ausführlicher betrachten.
