Erklärung des Rätselfotos des Monats Januar 2025

Wir wollten wissen, wie es zu den Strukturen im Eiszapfen kommt.
Lufteinschlüsse im Eiszapfen
© H. J. Schlichting

Antwort: Die Strukturen im Innern des Eiszapfens bestehen aus Lufteinschlüssen. In Wasser ist unter normalen Bedingungen und das heißt u.a. bei Kontakt mit der Atmosphäre stets mehr oder weniger viel Luft gelöst. Die Löslichkeit nimmt mit abnehmender Temperatur zu.
Doch wenn es so kalt wird, dass das Wasser gefriert, nimmt die Löslichkeit plötzlich drastisch ab und die überschüssige Luft wird während der Erstarrung des Wassers abgegeben. Die Eiszapfen frieren von außen nach innen zu, weil sie die bei der Kristallisation freiwerdende Wärme umso besser abgeben können, je näher sie der kalten Außenwelt sind.
Wenn die Temperatur sehr niedrig ist und der Kristallisationsvorgang sehr schnell abläuft, kann die beim Erstarren zurückbleibende gelöste Luft nicht schnell genug nach außen abgegeben werden und sie bleibt daher in der Mitte des Zapfens als eine Art Luftblasenlabyrinth zurück. Beim Übergang des Lichts zwischen Eis und Luftblasen sorgen Brechung und Reflexion dafür, dass das Luftsystem trotz der Transparenz von Eis und Luft deutlich sichtbar wird.

H. J. Schlichting