Frostsprengung

Steine kloppen macht immer wieder Spaß. Dabei ist aber auch zu spüren, welcher Wucht es bei manchem Stein bedarf, um ihn entzwei zu schlagen. In der Natur wirken solche Kräfte ganz ohne Hammer auf Gesteine ein. Ein Beispiel ist die physikalische Verwitterung von Gesteinen durch Frostsprengung. Mit etwas Geduld kannst Du sie selbst herbeiführen.

 

Du brauchst:

Mehrere Steine, Wasser und ein Plätzchen im Eisschrank.

Frostsprengungsverwitterung - ein langes Wort macht kurzen Prozess!

Wo setzt sie an, die Verwitterung mit dem langen Namen? Kein Stein oder Fels ist ganz glatt. Je nach Gesteinsart kannst Du mehr oder weniger viele Risse und Spalten erkennen. In diese kann bei Regen oder Schneeschmelze Wasser eindringen. Sinkt die Lufttemperatur dann unter null Grad Celsius, gefriert das Wasser in diesen Rissen und Spalten.

Wasser hat ja so einige Eigenheiten, eine davon ist die physikalische Eigenschaft, sich auszudehnen, wenn es gefriert. Es "wächst" um stattliche neun Prozent seines Volumens. Darin besteht das Geheimnis seiner enormen Sprengkraft.

Ein Wechsel von Gefrieren und Wiederauftauen lockert allmählich das Gestein. Schließlich zerfällt es in Trümmer verschiedener Größen. Je vollständiger alle Hohlräume mit Wasser gefüllt, je mehr vorhanden und je größer diese sind, desto stärker wirkt diese Frostsprengung.

Diese Form der Verwitterung erfordert das Vorhandensein von Wasser und Temperaturen unter dem Gefrierpunkt. Daher tritt sie nur in bestimmten Gebieten der Erde auf, beispielsweise bei uns in Mitteleuropa, in vielen Hochgebirgen oder in der Arktis. Und bei Dir zuhause?

Frostsprengung im Eisschrank

Suche ein paar verschieden große Steine, an denen Du möglichst ein paar Risse und Hohlräume erkennen kannst. Lege diese einige Stunden in warmes Wasser. So kann das Wasser gut in die Hohlräume eindringen. Lege die Steine anschließend über Nacht in ein Eckchen im Eisschrank. Schau am nächsten Tag, ob sich schon was getan hat. Nichts zu sehen?

Dann wiederhole das Ganze: Steine zum Auftauen in warmes Wasser legen und dann zurück ins Eisfach. Beobachte, nach wie vielen Wechseln welchem Stein die Kraft ausgeht, der Sprengkraft des Eises standzuhalten. Bekommst Du sie alle klein?

Mit einer Plastikflasche klappt die Frostsprengung noch viel schneller: Fülle eine Flasche aus Plastik (nicht aus Glas, um Scherben zu vermeiden) mit Wasser und lege auch diese ins Eisfach. Schau nach einigen Stunden mal nach, wie es um Deine Erfrischung steht. Die Flasche ist aufgeplatzt?

Die Ursache ist wieder das Eis, Wasser in seinem festen Zustand. Es besteht aus vielen kleinen Teilchen, den Molekülen. Wenn Wasser bei null Grad Celsius zu Eis gefriert, wachsen die Abstände zwischen diesen Molekülen, das Eis dehnt sich aus. So "sprengt" Eis alles, was es umgibt, wenn es nicht ausweichen kann. Sei es eine Flasche oder hartes Gestein. Viel Spaß bei Deinen Beobachtungen!

Text: Birgit Bender
SteineFindest Du im Eisfach ein Eckchen für ein paar Steine? (Bild: Birgit Bender)
SteinSolch ein "Frostei" kannst auch Du entdecken. (Bild: Uni Mainz)
ZupfinstrumentAuch diesen Stein hat der Frost klein bekommen. (Bild: Till Niermann/Wikipedia)
PlastikflaschenMithilfe von mit Wasser gefüllten Plastikflaschen kannst Du Frostsprengung auch anschaulich machen! (Bild: Birgit Bender)