Eis ist leichter als flüssiges Wasser. Deshalb schwimmt es immer oben. Diese Besonderheit ist auch wichtig für das Leben auf der Erde.
Stuttgart - Kannst Du Schlittschuh laufen? Dann hast Du vielleicht auch schon mal ein paar Runden auf einem zugefrorenen See oder Fluss gedreht. Allerdings sollte man das nur riskieren, wenn es längere Zeit bitterkalt war und sich eine dicke, belastbare Eisschicht gebildet hat. Denn wenn das Eis bricht, kann man ganz schnell in eine lebensgefährliche Situation kommen.
Doch warum liegt das Eis eigentlich immer auf der Wasseroberfläche und nicht auf dem Grund eines Sees? Das liegt daran, dass Eis leichter als Wasser ist. Deshalb schwimmen die Eiswürfel in einem Trinkglas oben – und auch Eisberge ragen immer ein Stück weit aus dem Meer heraus. Schuld daran ist die Anordnung der Wassermoleküle – also der winzigen Teilchen, aus denen Wasser besteht. Sie bilden beim Gefrieren ein sogenanntes Kristallgitter, wie es auch bei Edelsteinen vorkommt. Dabei entstehen relativ große Hohlräume zwischen den einzelnen Wassermolekülen, die im flüssigen Zustand eng gepackt nebeneinanderliegen. Die gleiche Menge Wasser nimmt daher in Form von Eis deutlich mehr Platz ein als in flüssigem Zustand. Physiker sagen: Eis hat eine geringere Dichte als Wasser. Die Folgen kannst Du zum Beispiel sehen, wenn Du eine Wasserflasche zu lange im Eisfach liegen lässt: Durch die Ausdehnung beim Gefrieren kann die Flasche platzen.
Das Verhalten des Wassers ist ungewöhnlich, denn in aller Regel dehnen sich Stoffe beim Erwärmen aus und ziehen sich beim Abkühlen wieder zusammen. Wasser dehnt sich dagegen nicht nur aus, wenn es über vier Grad Celsius erwärmt wird, sondern auch bei einer Abkühlung unter diesen Wert. Man spricht deshalb von der Anomalie des Wassers. Diese Anomalie ist ein wichtiger Faktor für das Leben auf der Erde. Denn dadurch, dass das leichtere Eis wie eine Isolierschicht auf der Oberfläche eines Sees schwimmt, gefriert das Gewässer nicht bis zum Grund. Dadurch können Fische und andere Wassertiere auch lange Winter überstehen.