Montag, 18. Dezember 2017

Wie kommt der Sand an den Strand?

surf-101286_1280Es ist das Sinnbild für Urlaub schlechthin: Der weiße Sandstrand am sanft wogenden Meer. Aber woher kommt der feine, weiße Sand und ist er überall auf der Welt gleich?

Das Meerwasser schwappt ständig in Wellenform Richtung Strand und trägt dabei mehr und mehr auch den Meeresboden ab. Dies geschieht nur sehr langsam. Über Jahre hinweg werden dabei die transportierten Steinchen vom Meerwasser immer weiter abgeschliffen, bis sie so klein und fein sind, dass sie in Summe feinen Sand ergeben. Die Größe der Sandkörner, also der ehemaligen Steinchen, lässt übrigens einen Rückschluss darauf zu, wie steil der Meeresboden abfällt, je weiter er ins Meer hineinragt. Je steiler der Meeresgrund abfällt, desto weniger schaffen es grobkörnigere Steinchen bis hinaus an den Strand.

Es gibt übrigens nicht nur die berühmten, weißen Sandstrände wie in der Südsee. Die Farbe hängt von der Gesteinsform und den Partikeln ab, die auf dem jeweiligen Meeresgrund am meisten vorkommen. So stammen weiße Strände hauptsächlich von kleingeschliffenen Korallen und Muschelschalen. Es sind genaugenommen also Kalkstrände. Zerkleinertes Quarzgestein ergibt gelbe Strände, wie an der Ostsee. Auf Hawaii gibt es grüne Sandstrände, die von kleingeschliffenen Mineralien herrühren. Es gibt sogar schwarze Sandstrände, die eigentlich immer vulkanischen Ursprungs sind.

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Wie funktioniert ein Geysir?

yellowstone-national-park-52280An einigen Orten der Welt ist der harte, kalte Erdmantel nur sehr dünn, Risse und Spalten reichen deshalb bis ins heiße Erdinnere hinab. Füllr sich ein solcher Spalt mit Wasser, so wird dieses am Boden des Spalts stark erhitzt. Es verwandelt sich in Wasserdampf, dehnt sich dabei explosionsartig aus und schleudert die Wassersäule darüber nach draußen. Anschließend läuft der Spalt wieder voll Wasser und der Vorgang wiederholt sich.

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Warum zieht Treibsand in die Tiefe?

sand-217220_1280Treibsand entsteht dort, wo sich Sand mit Wasser vermischt, das wegen einer unterirdischen Lehmschicht nicht abfließen kann. In einem bestimmten Mischungsverhältnis erscheint der Sand fest. Er verflüssigt sich aber, sobald man drauftritt. Dennoch ist Treibsand nicht so gefährlich, wie oft behauptet wird: Da seine Dichte höher ist als die des menschlichen Körpers, versinkt man nicht darin, sondern schwimmt obenauf, wenn man sich ruhig verhält.

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Warum gibt es eine Schallmauer?

supersonic-1004_1280Die Geschwindigkeit des Schalls beträgt etwa 330 Meter in der Sekunde. Der Schall bewegt sich in Wellen durch die Luft. Wenn ein Flugzeug schneller fliegt als der Schall, bildet sich eine unsichtbare Mauer aus Luft. Die Mauer besteht aus Schockwellen, die sich aus dem Zusammenstoß des Flugzeuges mit den Luftmolekülen bilden. Das Flugzeug durchbricht die Schallmauer mit einem donnerähnlichen Knall. Die Insassen des Flugzeuges hören diesen Knall nicht, nur die Menschen, die sich unter der Flugbahn auf der Erde befinden.

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Wo ist es kälter: In der Arktis oder in der Antarktis?

arctic-139399_1280Die Arktis (das Gebiet in der Nähe des Nordpols) liegt auf Meereshöhe und ist ein reiner Eisblock. Im Schnitt ist es dort stolze minus 29 °C. Die Antarktis (auf der Südhalbkugel) ist hingegen etwa 3700 Meter hoch. Und genau das ist auch der Grund dafür, dass es dort kälter ist: im Mittel nämlich minus 49 °C.

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Wird es wärmer, wenn es schneit?

snowfall-201496_1280Die Fragestellung ist so nicht ganz richtig! Es wäre wohl richtiger zu fragen, ob es wirklich schneit, wenn es wärmer wird, denn es ist nicht der Schnee, der die Erwärmung verursacht, sondern die Temperaturerhöhung führt zu Schneefall. Bei sehr kaltem Wetter ist die Kapazität der Luft, Freuchtigkeit aufzunehmen, stark reduziert. Der verbleibende Wasserdampf fällt als Rauhreif aus. Gleichzeitig verdampft nur sehr wenig Wasser, weshalb die Luftfeuchtigkeit niedrig bleibt. Unter diesen Bedingungen kann sich kein Schnee bilden.

Wärmere Luft kann mehr Feuchtigkeit aufnehmen, ehe der Sättigungspunkt erreicht ist und Wasserdampf anfängt, auszukondensieren. Wenn wärmere Luft in kältere Bereiche vordringt, spüren wir nicht nur die Temperatur steigen; auch der überschüssige Wasserdampf fällt dann als Schnee aus.

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Warum sind Wolken unten flach?

tree-107312_1280In einer ganz bestimmten Höhe (wenn die so genannte Taupunkttemperatur erreicht ist), kondensiert beim Aufsteigen der feuchten Luft der unsichtbare Wasserdampf zu sichtbaren Wolkentröpfchen. Die Wolken sind unten flach, weil die Kondensation immer an einer definierten Temperaturgrenze stattfindet. Je kälter die Luft ist, desto weniger Wasser kann sie aufnehmen. So erreicht ein Kubikmeter Luft bei 3 °C schon mit 5 Gramm Wasser 100 Prozent Luftfeuchtigkeit. Bei 20 °C sind es 17,4 Gramm Wasser.

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Warum sind Gewitterwolken schwarz?

sky-195412_1280Alle Wolken bestehen aus Ansammlungen von Wassertröpfchen, und normalerweise sind die Tröpfchen winzig klein. Wenn das Sonnenlicht durch sie hindurchfällt, wird es gleichmäßig zerstreut, deshalb erscheinen die Wolken weiß. Gewitterwolken enthalten viel größere Wassertröpfchen, die kurz davor sind, als Regen zu Boden zu fallen. Durch sie kommt das Sonnenlicht viel schlechter hindurch, deshalb erscheinen die Wolken gegen den Himmel dunkler, fast schwarz.

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Warum gibt es die Jahreszeiten?

autumn-220111_1280Die Erde läuft auf einer Kreisbahn um die Sonne. Für einen Umlauf braucht sie 365 Tage – ein Jahr. Weil die Erdachse ein wenig geneigt ist, bekommt dabei je nach Position mal die südliche und mal die nördliche Erdhälfte mehr Sonnenlicht ab. Dort wird es dann jeweils Sommer, während auf der anderen Seite Winter herrscht. Im Frühling und im Herbst bekommen beide Hälften gleich viel Sonnenwärme ab.

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Warum donnert es?

summer-50878_1280Der Donner entsteht infolge stark erhitzter Luft im Blitzkanal. Dabei werden Temparaturen von bis 30.000 Grad Celsius erreicht. Die heiße Luft erzeugt eine zylindrische Druckwelle, die sich nach allen Seiten ausdehnt. Die auftretenden Schallwellen sind als Donner zu hören. Da Licht sich schneller bewegt als der Schall, hört man den Donner erst nach einiger Verzögerung. Das Gewitter ist in unmittelbarer Nähe, wenn der Donner sofort dem Blitz folgt.

Ein langgezogenes “Grollen” des Donners entsteht, wenn sich der Blitz vom Beobachter weg oder hin bewegt, da ihn die Schallwellen nicht gleichzeitig erreichen. Bei konstanter Entfernung des Blitzes ist demzufolge nur ein Knall zu hören.

Man kann den Donner maximal 15 bis 20 Kilometer hören, wobei diese Entfernung von Windrichtung, Temperatur und Luftfeuchtigkeit abhängt.

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