Eisstalaktit
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Ein Eisstalaktit (auch Sole-Eiszapfen oder Eisfinger; englisch Brinicle, von englisch brine „Salzlösung“ und englisch icicle „Eiszapfen“) ist ein seltenes Naturphänomen, das sich unter Meereis in polaren Gewässern bildet. Es entsteht, wenn sehr kalte, stark salzhaltige Sole aus dem gefrierenden Eis austritt und in Kontakt mit weniger salzigem Meerwasser kommt; das umgebende Wasser gefriert sofort und formt eine nach unten wachsende, hohle Eisröhre.[1]
Entstehung
Wenn Meerwasser gefriert, werden die gelösten Salze weitgehend aus dem Eiskristallgitter ausgeschlossen. Die dabei entstehende hoch-konzentrierte Sole besitzt einen niedrigeren Gefrierpunkt und eine höhere Dichte als das sie umgebende Meerwasser; sie sammelt sich in feinen Kanälen des Meereises und kann als kalter, gebündelter Strom nach unten austreten. Trifft die Sole auf das weniger salzige Umgebungswasser, unterkühlt sie dieses lokal unter den Gefrierpunkt, sodass an der Grenzfläche sofort Eis ausfällt und eine dünnwandige, hohle Röhre um den Strom herum wächst.[2]
Umwelt und Auswirkungen
Eisstalaktiten bilden sich vor allem unter ruhigem, mehrjährigem Packeis in flachen, strömungsarmen Bereichen. Erreicht eine Eisröhre den Meeresboden, kann sich die kalte Sole bodennah ausbreiten und dort kleine Organismen (z. B. Seesterne oder Seeigel) einschließen und einfrieren. Eine entsprechende Sequenz wurde 2011 erstmals gefilmt und in der BBC-Dokumentation Eisige Welten (Frozen Planet) veröffentlicht.[3]
Forschungsgeschichte
Beobachtungen des Phänomens reichen bis in die 1960er-Jahre zurück; ein theoretisches Modell des Wachstums legte der Ozeanograph Seelye Martin 1974 vor. Neuere numerische und experimentelle Arbeiten präzisieren Wärme- und Stofftransport sowie die Stabilität der wachsenden Eisröhren.[2]
Bedeutung
In der Fachliteratur werden Eisstalaktiten als Beispiel „inverser chemischer Gärten“ diskutiert: Statt mineralischer Röhren in Lösung wächst hier eine Eishülle um einen kalten Solestrom. Solche Gradientensysteme sind auch als Analogien für Prozesse in möglichen unterirdischen Ozeanen von Eismonden (z. B. Europa, Enceladus) von Interesse.
Literatur
- Seelye Martin: Ice stalactites: comparison of a laminar flow theory with experiment. In: Journal of Fluid Mechanics. Band 63, Nr. 1, 1974, ISSN 0022-1120, S. 51–79, doi:10.1017/S0022112074001017 (englisch).
- J. H. E. Cartwright; O. Piro; C. S. Stevenson: Brinicles as a case of inverse chemical gardens. In: Langmuir. Band 29, Nr. 25, 2013, S. 7666–7670, doi:10.1021/la4009703 (englisch).
- Felipe Gómez-Lozada et al.: Modelling and simulation of brinicle formation. In: Royal Society Open Science. Band 10, Nr. 10, 25. Oktober 2023, ISSN 2054-5703, doi:10.1098/rsos.230268 (englisch).
Weblinks
- Filming the ‘finger of death’. In: BBC One. 2011 (englisch).