No. 40. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



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Vei'ff. nicht allein durch Osmose erklärt, sondern 

 muss zum Theil auf die Continuität des Protoplasmas 

 zurückgeführt werden. F. M. 



A. Petit: Untersuchungen über den Einfluss 

 des Frostes auf die Temperaturverhält- 

 nisse der Böden von verschiedener physi- 

 kalischer Beschaffenheit. (Forschungen auf dem 

 Gebiete der Agrikulturphysik 1893, Bd. XVI, S. 285.) 

 Welchen Einfluss der Frost auf die Temperatur- 

 verhältnisse der Böden bei verschiedener physika- 

 lischer Beschaffenheit derselben ausübe, war bisher 

 ebenso wenig wie der eigentliche Vorgang des Ge- 

 frierens des Bodenwassers zum Gegenstand besonderer 

 Untersuchung gemacht. Herr Petit hat sich daher 

 im agrikulturphysikalischen Laboratorium zu München 

 die Aufklärung dieser Vorgänge zur Aufgabe gestellt 

 und hat, ohne die Frage zum Abschluss zu bringen, 

 eine Reihe von theoretisch und praktisch nicht un- 

 wichtigen Thatsachen festzustellen vermocht, mit denen 

 wir uns im Nachstehenden bekannt machen wollen. 

 Was den Vorgang des GefrierenB des Bodenwassers 

 betrifft, so lag es nahe, an die Erscheinungen der 

 Ueberkaltung zu denken, welche das Wasser regel- 

 mässig beim Abkühlen in Capillaren zeigt, in denen 

 es nach Mousson, ohne zu erstarren, leicht auf — 5° 

 bis — 7° abgekühlt werden kann. Wie in den Oku- 

 laren so befindet sich das Wasser in den engen 

 Zwischenräumen des Bodens unter dem Einfluss von 

 Wandanziehungen , welche das Erstarren beim Ab- 

 kühlen verzögern können; dies musste sich am Gange 

 der Temperatur bei der Abkühlung erkennen lassen. 

 In einem Cylindergefässe mit Doppelwänden, deren 

 Zwischenraum mit einer Kältemischung aus Eis und 

 Kochsalz gefüllt war, wurden die unten mit einem 

 Siebboden verseheneu Cylinder mit den Versuchs- 

 materialien aufgestellt. Dieselben waren vorher mit 

 den betreffenden Erden schichtenweise unter festem 

 Zusammenpressen gefüllt und derart auf eine Wasser- 

 fläche gestellt, dass das Wasser capillar aufsteigen 

 konnte. Wenn kein Wasser mehr aufgenommen 

 wurde, Hess man die Cylinder abtropfen, brachte ein 

 in V5 getheiltes, verglichenes Thermometer mit der 

 Kugel in die Mitte der Masse und stellte den Cylinder 

 in den Kälteraum, dessen Temperatur an einem eben- 

 falls genau verglichenen Thermometer abgelesen 

 wurde. Als Versuchsmaterialien dienten Quarzsand 

 von 0,12 bis 2 mm und von 0,12 bis 0,5 mm Korn- 

 grösse, Thon und gepulverter Torf. 



In allen Fällen zeigten nun die Thermometer einen 

 ungleichmässigen Gang. Die Temperatur sank anfangs 

 bis auf einige Grade unter Null (— 1,45° bis — 2,6°), 

 stieg dann plötzlich auf Null und verharrte auf dieser 

 Temperatur mehrere (bis 14) Stunden, um dann erst 

 langsam bis zur Temperatur der Umgebung zu sinken. 

 Offenbar also tritt beim Gefrieren des Bodenwassers 

 die Erscheinung der Unterkühlung ein; das in den 

 capillaren Räumen des Bodens befindliche Wasser 

 kühlt sich unter den Gefrierpunkt ab , ohne zu er- 

 starren , geht dann unter Temperatursteigerung auf 



0° in den festen Zustand über und kühlt sich erst 

 weiter ab, wenn die ganze Wassermasse sich in Eis 

 verwandelt hat. 



Dass die Unterkühlung in diesen Versuchen nicht 

 so bedeutend gewesen wie in den Mousson'schen 

 Experimenten mit Capillaren, möchte darin begründet 

 sein, dass im Erdboden die Zwischenräume weiter, die 

 aufgestiegenen Wassermassen beträchtlichere waren 

 als dort. In der That ergaben Versuche, in denen 

 Quarzsand mit 1 / 10 , Vs, ' 2 /s. Va °^ er Vs derjenigen 

 Wassermenge gemischt war, die er durch capillares 

 Aufsteigen aufzunehmen vermochte, dass die Unter- 

 küblungstemperatur um so tiefer liegt, je geringer 

 der Wassergehalt des Bodens ist. Bei einem Wasser- 

 gehalt von 31,4 bis 34,2 Proc. war die Unterkühlungs- 

 temperatur — 1,45°, bei 28,5 Proc. Wasser —1,72°, 

 bei 14,3 bis 19 Proc. Wasser — 2,64° und bei 9,5 Proc. 

 Wasser — 3,05°. Aber auch bei gleichem Wassergehalt 

 zeigten die verschiedenen Bodenarten Unterschiede 

 derart, dass die Unterkühlungstemperatur beim Thon, 

 der das Wasser am energischsten anzieht, am tiefsten 

 war, und beim Sand, der die geringste Wasseranziehung 

 besitzt, am höchsten. 



Verf. spricht, wohl mit Recht, seine Ueberzeugung 

 dahin aus, dass auch unter natürlichen Verhältnissen 

 eine Unterkühlung des Bodenwassers beim Einfall des 

 Frostwetters eintritt. — 



Nach Erledigung dieses Theiles seiner Aufgabe 

 ging Herr Petit an das Studium des Einflusses, den 

 die physikalische Beschaffenheit des Bodens auf das 

 Eindringen des Frostes ausübt. Bei den Beob- 

 achtungen der Bodentemperaturen hatte man zwar 

 schon Verschiedenheiten dieser Art bemerkt; es 

 handelte sich nun darum, dieselben systematischer zu 

 untersuchen. Bei diesen Versuchen mussten grössere 

 Massen verwendet werden, und es wurden hierzu 

 Kästen von 8 Liter Inhalt benutzt, welche mit Quarz- 

 sand, Thon und Torf gefüllt waren und während 

 einer Kälteperiode im Freien aufgestellt wurden. Die 

 Materialien waren capillar mit Wasser gesättigt und 

 enthielten genau in der Mitte die Kugel der Thermo- 

 meter. Es stellte sich hierbei heraus, dass der Frost 

 in den Quarzsand am schnellsten eindringt, dass dann 

 der Thon folgt, während vom Humus Temperaturen 

 unter dem Gefrierpunkte des Wassers am langsamsten 

 in die Tiefe geleitet werden. 



Auch der Wassergehalt hat auf das Eindringen 

 des Frostes einen leicht nachweisbaren Einfluss. 

 Nachdem das Boden wasser erstarrt ist, dringt der 

 Frost um so schneller und um so tiefer in den Boden, 

 je geringer seine Feuchtigkeit ist. Nach einiger Zeit 

 jedoch gleichen sich diese Unterschiede aus, und es 

 treten sogar Verschiedenheiten in der entgegen- 

 gesetzten Richtung auf, indem die Bodentemperatur 

 bei weiterem Fallen der Lufttemperatur in dem nassen 

 und feuchten Boden in stärkerem Maasse sinkt, als 

 im trockenen. Dieses verschiedene Verhalten des 

 feuchten Bodens dem Eindringen des Frostes gegen- 

 über will der Verf. damit erklären, dass zunächst die 

 durch das Erstarren des Wassers frei werdende Wärme 



