Schmelzende Eisberge – Spektrum.de

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In Zeiten der Klimaerwärmung ist oft davon die Rede, wie sich das global schwindende Eis auf die Pegelstände der Weltmeere auswirkt. Dabei geht es meist nur um Schmelzwasser oder Eis, das vom Festland in die Ozeane gelangt. Implizit oder sogar explizit unterstellen viele, das bereits auf dem Wasser driftende Eis erhöhe durch sein Auftauen den Meeresspiegel nicht weiter. Typischerweise lautet das Argument, ein Eisberg enthalte schließlich immer gerade so viel gefrorenes Wasser, wie er flüssiges verdränge – quasi ein Nullsummenspiel.

Zur Veranschaulichung dient dann häufig ein einfaches Freihandexperiment: Man setze einen Eiswürfel in ein randvoll mit Wasser gefülltes Glas. An dieser Füllhöhe ändert sich nichts, während der Eiswürfel auftaut und schließlich ganz zerlaufen ist. Man könnte sogar fragen, ob der Versuch überhaupt durchgeführt werden muss. Ergibt sich der Ausgang nicht bereits aus den bekannten Eigenschaften des Wassers beim Übergang zwischen den Aggregatzuständen?

Die Würde, die in der Bewegung eines Eisbergs liegt, beruht darauf, dass nur ein Achtel von ihm über dem Wasser ist«(Ernest Hemingway, 1899–1961)

Eis schwimmt überhaupt nur, weil Wasser im Unterschied zu den meisten anderen Stoffen beim Abkühlen nicht einfach immer dichter wird, sondern sich unterhalb einer Temperatur von vier Grad Celsius wieder ausdehnt. Zwischen den Molekülen bilden sich dann über so genannte Wasserstoffbrücken zunehmend Strukturen, die vergleichsweise viel Platz einnehmen. In der Flüssigkeit passiert das bereits zum Teil, und im Kristall ist diese raumgreifende Ordnung perfekt. Während ein Kubikzentimeter flüssiges Wasser bei null Grad eine Masse von rund 1 Gramm besitzt, sind es beim gleichen Volumen Eis nur etwa 0,92 Gramm. Daher sinkt der Eiswürfel auch nicht ganz ins Wasser ein, sondern ein Teil von etwa neun Prozent seines Volumens ragt heraus. Demgegenüber geht beispielsweise ein Klumpen festen Kerzenwachses in flüssigem Wachs unter.

Eisberg vor GrönlandLaden…

© Mlenny / Getty Images / iStock (Ausschnitt)

Eisberg vor Grönland | Ein schwimmender Eisberg ragt nur zu neun Prozent aus dem Wasser heraus.

Um das auch quantitativ zu verstehen, hilft das so genannte archimedische Prinzip: Auf einen eintauchenden Gegenstand wirkt eine Auftriebskraft, die dem Betrag nach der Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit entspricht. Für die weitere Argumentation kann man mit der Masse der beteiligten Objekte rechnen, da die Kräfte gleich dem Produkt aus der Masse und der konstanten Erdbeschleunigung sind.