Spielen und Lernen mit dem Super Glazi

Eis ist ein Material, das wegen seiner natürlichen kristallinen Struktur (hexagonales Kristallsystem) mit einer definierten chemischen Zusammensetzung zu den Mineralen zählt. Wir kennen Eis als Wasser in gefrorenem Zustand, das sich im Allgemeinen bei null Grad Celsius bildet. In der Natur finden wir es in verschiedener Gestalt, von kleinen Größen wie der Schneeflocke bis zu den riesigen Gletschern. Wegen seiner geringen Dichte von 0,918 g/cm³ schwimmt Eis auf der Wasseroberfläche und bildet dort Eisdecken, Eisschollen und Eisberge.
Foto:Sogenannten Eisblumen ,Antarktis, Foto: Sepp Kipfstuhl

Frisch gefallener Schnee besteht in europäischen Breiten aus leichten (hexagonale Symmetrie) Strukturen mit dendritischen Nadeln, die bei loser Schichtung knapp 20% des Schneevolumens ausfüllen.

In den Polargebieten, also in Regionen tiefer Temperatur und niedriger Luftfeuchte, fehlen den Schneeflocken die filigranen Nadeln. Sie bilden hauptsächlich einfache hexagonale Plättchen und Prismen aus, die die gehemmten Wachstumsbedingungen in der kalten polaren Luft widerspiegeln.

Fixieren wir eine Eisscheibe auf einer Glasplatte und hobeln die Scheibe auf eine Dicke von etwa einem Millimeter ab, erscheint das Eis unter normalem Licht farblos, Legen wir die Scheibe jedoch zwischen zwei Polarisationsfilter, können wir die kristalline Struktur des Eises als farbiges Muster erkennen.

Jeder Eistyp (Meereis, polares Inlandeis und im Labor hergestelltes „Kunsteis“) hat seine eigene markante Struktur. Im Allgemeinen bestimmen Temperatur und Alter die Größe der Kristalle. Foto:Dünnschnitte Filchhner-Ronne Schelfeis, 50m

Außerdem spielt auch die Konzentration der im Eis eingeschlossenen atmosphärischen Spurenstoffe eine wichtige Rolle. In der Polarforschung werden Eisdünnschnitte benutzt, um zum Beispiel Rückschlüsse auf die Fließdynamik von Eisschilden zu ziehen.
Foto:Dünnschnitte Filchhner-Ronne Schelfeis, 150m

In der zweiten Phase der Sinterung wird die Verdichtung über eine Umkristallisation einzelner Eiskörner erreicht. Über plastische Deformation auch innerhalb der Körner wird eine Dichte von 830 kg/m3 erreicht. An dieser Stelle ist der Firn so stark verdichtet, dass sich die Poren allmählich zu isolierten Blasen abschnüren.

Ab einem bestimmten Druck unterhalb einer Tiefe von ca. 600 m (entsprechend einem Druck von ungefähr 50 Atmosphären) verschwinden die Luftblasen vollständig. Dabei wandern die Gasmoleküle in die Kristallebenen des Eises und bilden mit den Wassermolekülen des Eises sogenannte Klathrate.
Foto:Klathrate, Eiskern, Dome Concordia,Tiefe: ca.1000 m