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Die Gartenwelt. 



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welche Weise er die Bildung der Eisdecken auf denselben be- 

 einflufst. 



Bei vorschreitender Herbstzeit nimmt die Wärme der Luft 

 mehr und mehr ab. Hat die Luft die Temperatur von 4 Grad 

 über Null erreicht, so werden auch die oberen Wasserschichten 

 sich bis auf diese Temperatur abkühlen. 



Da nun aber bei diesem Wärmegrade das Wasser sein 

 Dichtigkeitsmaximum erreicht hat, und mithin am schwer- 

 sten ist, so werden die obersten, schwersten Schichten zu Boden 

 sinken und wärmere, leichtere, werden in die Höhe steigen und 

 hier sich ebenfalls nach und nach bis auf 4 Grad abkühlen 

 und untersinken, um aufsteigenden wärmeren Platz zu machen. 



Dadurch nun, dafs nach und nach die 4 Grad warmen 

 Schichten zu Boden sinken, wird der See unten zu einem Wärme- 

 speicher, während die zuletzt nach oben gekommenen Schichten 

 sich soweit abkühlen, dafs endlich die Eisbildung beginnt. 



Mit der Eisbildung aber ist ein Vorgang verbunden, wel- 

 cher den Wärmevorrat in den unteren Wasserschichten noch 

 vermehrt. 



Um dies zu beweisen, diene zunächst folgender Versuch. — 

 Wenn man in einem Räume von Null Grad Wärme ein Gramm 

 Eis von Null Grad Wärme mit einem Gramm Wasser von 

 79 Grad Wärme vermischt, so erhält man zwei Gramm Wasser 

 von Null Grad. Man ersieht hieraus, welch' eine bedeutende 

 Menge Wärme notwendig ist, um Eis zu schmelzen, wenn man 

 erwägt, dafs 79 Grad Wärme nur 21 Grad vom Siedepunkte — 

 immer nach Celsius — differiert. Das Wasser wird also so lange 

 Wasser bleiben, als die 79 Einheiten der Wärniekraft an seinen 

 Körper gebunden sind. 



Diese gebundene oder lebende Wärme mufs also wieder 

 frei werden, wenn das Wasser sich wieder in Eis verwandelt, 

 und die sehr grofse Menge von frei werdender Wärme, welche 

 sich beim Gefrieren bedeutender Wasserbecken bildet, mufs also 

 auch den Inhalt derselben sehr beeinflussen. 



Es läfst sich aber das Freiwerden der Wärme nicht auf 

 solche Weise durch einen Versuch nachweisen, wie beim Schmelzen 

 das Binden derselben. Gleichwohl kann derjenige, welcher die 

 Frostperiode des Herbstes Gelegenheit zu studieren hat, sehr 

 wohl beobachten, welch einen Einflufs die frei werdende Wärme 

 auf grofse Wasserbecken ausübt. 



Sinkt nämlich im Spätherbste dadurch, dafs Ostwinde kalte 

 Luftschichten in unsere Gegenden befördern , die Temperatur 

 selbst bis zu 5 Grad unter dem Nullpunkte, so werden deshalb 

 am andern Morgen grofse , tiefe , stillstehende Wasserbecken 

 keinesfalls auch nur annähernd vollständige Eisdecken haben. 



Zunächst wird das Wasser an solchen Uferstellen gefrieren, 

 wo es nicht tief ist, also fast gar keine Wärme aus seinen unteren 

 Schichten ausstrahlt. Friert nun ein Wasserpartikelchen, so giebt 

 es die frei werdende Wärme an die nächste Umgebung ab, und 

 erhält diese dadurch flüssig. Hat also ein gröfseres Wasserbecken 

 etwa eine Nacht unter dem Einflüsse von 5 Grad Kälte gestan- 

 den, so ist der Effekt der, dafs immer nur an gewissen Stellen 

 Eisstreifen auf dem See lagern, und zwar werden durch diese Eis- 

 bildung diejenigen .Stellen markiert, welche nur eine geringe Tiefe 

 und mithin wenig wärmere Wasserschichten aufgespeichert haben. 

 Denn hier ist die durch das Gefrieren der einzelnen Wasser- 

 partikelchen frei werdende Wärme bald von der Luft abgekühlt, 

 da sie wenig oder gar keine Zufuhr aus dem Wasser erhält. 



Führt nun aber der Wind immer mehr kalte Luftschichten 

 heran, so wird die Wärme, welche frei wird, sobald das Wasser 

 den Erstarrungspunkt erreicht hat, immer mehr der kalten Luft 

 zum Opfer fallen, und die ganze Wasseroberfläche wird sich end- 

 lich mit Eis bedecken. Nimmt nun die Kälte stetig zu, so wird 



sie das Eis durchdringen, und die Eisbildung schreitet dann von 

 oben nach unten immer weiter vor. Je mehr Eis aber unten ge- 

 bildet wird, desto mehr Wärme wird frei, welche zum grofsen 

 Teile an die darunter befindlichen Wasserschichten abgegeben 

 wird und die Wasserwärme erhöht. 



Es liegt also auf der Hand, dafs der Eisbildung dadurch 

 immer mehr entgegengearbeitet wird, und dafs das darunter be- 

 findliche Wasser im allgemeinen mehr als 4 Grad Wärme be- 

 halten mufs. 



Bei ganz aufsergewöhnlichen und lange andauernden Kälte- 

 graden kann das Wasser allenfalls annähernd bis auf 4 Grad 

 abgekühlt werden, ein Wärmegrad, welcher indessen für Fische, 

 Salamander, Frösche, Schwimmkäfer und andere Kaltblütler voll- 

 kommen ausreicht, zumal wenn man bedenkt, dafs sogar eine 

 grofse Menge Warmblütler wochen- und monatelang in den 

 tiefsten Kältegraden aushalten müssen. 



Wenn nun auch in stark fliefsenden Flüssen die Bildung 

 der Eisdecke in etwas anderer Weise vor sich geht, so ist doch 

 der Effekt endlich derselbe. Allenthalben bildet die Eisdecke 

 einen um so gröfseren Schutz gegen Kälte, je stärker sie wird, 

 da einerseits die Kälte immer schwieriger durchdringen kann, 

 andererseits bei zunehmender Stärke der Eisschicht auch die 

 Wasserschichten unter derselben immer wärmer werden, daher 

 denn natürliche Wasserbecken niemals bis auf den Grund zu- 

 frieren können. 



Wie nun aber die Eisdecke eine Schutzdecke für das Leben 

 der im Wasser befindlichen Tiere ist, so ist der hartgefrorene 

 Erdboden, die Frostdecke, eine Schutzdecke zunächst für die 

 Pflanzenwelt. Die Frostdecke besteht aber aus Erdkörnchen, welche 

 durch erstarrte Feuchtigkeit fest miteinander verbunden sind, 

 und da sämtliche Bodenarten bis zu einem gewissen Grade locker 

 und porös sind, so wird die zwischen den Erdkörnchen gebildete 

 Eiskruste den überwiegenden Teil der gefrorenen .Scholle aus- 

 machen. 



Der Gefrierungsprozefs wird also auch hier im wesentlichen 

 ebenso vor sich gehen, wie auf einem Wasserbecken, mit dem 

 alleinigen Unterschiede, dafs, da die Erde ein besserer Tem- 

 peraturleiter ist als das Wasser, die von östlichen Winden heran- 

 geführte kalte Luft viel schneller in die Erde eindringt. Hat der 

 Boden aber erst eine solche Frostdecke erhalten, so schützt diese 

 durch dieselben Vorgänge gegen das Vordringen des Frostes in 

 die Tiefe, wie wir sie bei der Eisbildung auf dem Wasser kennen 

 gelernt haben. Ein grofser Teil der Wärme also, welche beim 

 Gefrieren des Bodens frei wird, dringt in die tiefer gelegenen 

 Schichten der Erde ein und es werden dieselben zu Wärmespeichern. 

 Durch diesen Umstand aber werden die Pflanzen, welche unseren 

 Winter überdauern müssen, in den Stand gesetzt, sich zu er- 

 halten. Denn da ihre Existenz an einen gewissen Wärmegrad 

 gebunden ist, so haben sie auch in hohem Mafse das Vermögen 

 erworben, sich der Wärme zu bemächtigen. Sie ziehen also die 

 Wärme an sich, sobald sie infolge der in die Erde einrückenden 

 Frostschicht frei wird, und speichern sie in den innersten Zellen 

 ihres Zellengewebes auf, um den Sitz des Lebens der Pflanze, das 

 sogenannte Herz, intakt zu erhalten. Rückt nun bei anhaltender 

 Kälte die Frostschicht so weit in den Boden vor, dafs die ganze 

 Wurzel von derselben umgeben ist, so wird umsomchr Wärme 

 frei, welche zur Erhaltung der Pflanzenwurzel dient. Diese nach 

 und nach im Boden frei werdende Wärme kann die Pflanze aucfi 

 nur nach und nach an sich ziehen, weil sämtliche Pflanzcngebilde 

 schlechte Temperaturleiter sind. Diese Eigenschaft aber dient 

 ebenfalls zur Erhaltung der Pflanzenwelt. 



Sinkt nämlich die Temperatur sehr stark und die Kälte 

 strebt immer mehr in die Pflanzenwurzel einzudringen, so wird 



