Fliegenfüße, Sonnencreme, Pfefferminz und Kerzenschein | Mit Bio und Chemie durchs Jahr

269 Pages·2019·6.549 MB·German

by  Sylvia Feil

Sylvia Feil
Fliegenfüße,
Sonnencreme,
Pfefferminz und
Kerzenschein
Mit Bio und
Chemie durchs
Jahr
Fliegenfüße, Sonnencreme, Pfefferminz und
Kerzenschein | Mit Bio und Chemie durchs Jahr
Sylvia Feil
Fliegenfüße,
Sonnencreme,
Pfefferminz und
Kerzenschein | Mit
Bio und Chemie
durchs Jahr
Sylvia Feil
Burgdorf, Deutschland
ISBN 978-3-662-59263-2 ISBN 978-3-662-59264-9 (eBook)
https://doi.org/10.1007/978-3-662-59264-9
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Planung/Lektorat: Lisa Edelhäuser
Redaktion: Jorunn Wissmann, Binnen
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Vorwort
Dieses Buch greift Themen auf, die aus dem Alltag kommen und die Jahres-
zeiten widerspiegeln. So war die Gliederung anhand der Monate schnell
gefunden.
Die Naturwissenschaft wird hier mehr erzählt als exakt bis ins Detail
vertieft. Ein paar Ausnahmen habe ich mir erlaubt, weil beispielsweise an
manchen Stellen die Quantenphysik auftaucht, wo man sie vielleicht nicht
vermuten würde. So bewegen wir uns mit den Kapiteln durch die Jahres-
zeiten und greifen Phänomene in der Natur auf, manchmal auch Errungen-
schaften der Menschen – etwa wenn es darum geht, auf dem Glatteis nicht
auszurutschen, in der Sonne nicht die Haut zu verbrennen oder im Herbst
besonders süßen Wein zu keltern. Die Fächer Biologie, Chemie und Phy-
sik verbinden sich zu einem Wirkgeflecht, das einerseits Vorgänge in der
Natur erklärt und andererseits Innovationen erlaubt. Wie wirkt das Tages-
licht auf unsere Haut? Wann bekommen wir davon einen Sonnenbrand?
Und wann fehlt es uns? Helfen dann elektrische Lampen? Wie kommt es
zu Lichterscheinungen in der Atmosphäre – zu Blitzen, Nordlichtern und
Sternschnuppen? Wie wandeln Pflanzen Licht in chemische Energie um?
Wie produzieren sie süße Früchte und scharfe Gewürze? Wie kommunizie-
ren und wehren sich Pflanzen? Wie überleben Algen sogar im Polareis?
Wie die Dinge in der Natur sind auch die Kapitel miteinander verwoben.
Sie stehen aber jedes für sich und können in beliebiger Reihenfolge gelesen
werden. Als kleine Hilfe findet sich im hinteren Teil des Buches ein Glossar,
in dem einige Begriffe kurz erklärt werden. Wer das Wissen weiter vertiefen
will, findet Anregungen in der Literaturliste, die nach Monaten sortiert ist.
V
VI Vorwort
Was in Schulbüchern manchmal nur als Exkurs, als kleiner gedanklicher
Ausflug vorkommt, fand hier einen größeren Rahmen. Damit es beim
Erzählen auch fachlich fundiert ist, bat ich verschiedene Kolleginnen und
Freunde, nochmal gegenzulesen. Mein Erstleser Dr. Torsten Carl widmete
sich intensiv allen Entwürfen, und zusammen mit Isabel Carl versüßte er
manche Kritik mit einem Sekt in der Abendsonne. Für den nötigen Abstand
sorgte ein anderer, mit dem ich in die Luft abhob. Meine Töchter erinnerten
mich immer wieder daran, dass es eine Welt außerhalb von Manuskripten
und Arbeit gibt. Besonders für die Ideen, Fragen und Unterstützung durch
meine Lektorin Dr. Lisa Edelhäuser und die technischen Hilfestellungen
von Carola Lerch danke ich. Ein Themenspektrum wie dieses ist am Ende
undenkbar ohne all die Fragen, die den Mitmenschen so einfallen, wenn sie
hören, dass ich Chemikerin bin. Fragt bitte immer weiter, denn auch den
Fachleuten öffnen sich neue Welten, wenn sie einer Sache auf den Grund
gehen. Eine Frage führt zur nächsten, eine Analogie erweitert das Verständ-
nis und am Ende begegnet die Chemie uns jahrein, jahraus.
Juni 2019 Sylvia Feil
Inhaltsverzeichnis
1 Januar – Kristalle aus Eis und Salz 1
2 Februar – Vom Winterblues und der Sehnsucht nach Sonne 21
3 März – Die Blätter werden grün 43
4 April – Tau, Fliegen und Klebstoffe 67
5 Mai – Moose und Fliegenfänger im Moor 85
6 Juni – Gewitter waschen Pollen aus der Luft 105
7 Juli – Sommer: Schweiß und Sonnenbäder 127
8 August – Wälder 145
9 September – Kräuter und herbstliche Gewürze 169
10 Oktober – Weinlese und erste Nachtfröste 189
VII
VIII Inhaltsverzeichnis
11 November – In der dunklen Jahreszeit 207
12 Dezember – Glaskugeln und Sternenschweif 225
Glossar 247
Literatur 253
Stichwortverzeichnis 259
1
Januar – Kristalle aus Eis und Salz
Wenn es schneit, schweben weiße Flocken durch die Luft und scheinen alle
Geräusche zu dämpfen. Sobald das wenige Licht des Winters von Schnee-
flächen reflektiert wird, hellt sich manches Gemüt auf. Andere verspüren
vorahnend ein Ziehen in der Schulter: Schneefegen steht an!
Flüssiges Wasser gefriert mal als kompaktes Eis und mal als fluffiger
Schnee. Wie kommt es dazu? Dahinter stecken Kristalle und ihre Ord-
nung – doch wann kristallisiert Wasser in welcher Form? Und welche
anderen Kristalle spielen im Winter eine Rolle? Manche denken jetzt zu
Recht an Streusalz. Und viele Leute begrüßen das Jahr mit einem Funken-
regen aus glühenden Salzen. Was leuchtet da beim Silvesterfeuerwerk?
© Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2019 1
S. Feil, Fliegenfüße, Sonnencreme, Pfefferminz und Kerzenschein | Mit Bio und Chemie durchs
Jahr, https://doi.org/10.1007/978-3-662-59264-9_1
2 S. Feil
Schnee und Eis – Wasser bildet Kristalle
Schneeflocken sind einfach faszinierend – sechsstrahlig, fein verästelt,
transparent, einzeln sehr zart und in Massen durchaus hart, wie schon ein
Schneeball demonstrieren kann. Chemiker kennen mehr als ein Dutzend
Arten, wie sich die Bausteine gefrierenden Wassers vor dem Festwerden
aneinanderlagern können.
Ein Molekül Wasser besteht aus einem Sauerstoffatom und zwei Wasser-
stoffatomen. Die Wassermoleküle positionieren sich untereinander so, dass
der Sauerstoff in die Nähe des Wasserstoffs vom Nachbarmolekül gelangt.
Die Eisnadeln wachsen daher von der Mitte ausgehend mit nur zwei mög-
lichen Winkeln zueinander: entweder wären 60 oder 120 Grad möglich.
Die entstehenden Plättchen und Flocken haben eine hexagonale Symmetrie.
In der Schneeflocke sind es 60-Grad-Winkel und so ist entstehende Flo-
cke flach und hochsymmetrisch. Die Anzahl der sechs Strahlen ergibt sich
mathematisch korrekt, denn die Kristallnadeln teilen einen gedachten Kreis
(360 Winkelgrad) in sechs Segmente mit einem Winkel von 60 Grad.
Bevor es schneit, kondensiert Luftfeuchtigkeit zu Wolken, die in der Luft
einzeln schwebenden Wassermoleküle lagern sich also bei den kalten Tempe-
raturen zusammen. Meist bietet ein Staubkorn die Oberfläche, an der sich die
Moleküle zu einem Eiskeim zu sammeln beginnen. Für einen Eiskristall von
einem Millimeter Durchmesser verbinden sich rund 100 Trillionen Wasser-
moleküle. Bei den Schneeflocken, die sich daraus bilden, staunen Betrachter
zu Recht, welch hohen Organisationsgrad das Wasser da einnimmt.
Die Temperatur in den Wolken muss schon sehr gering sein, denn das
Wasser ist bis zu 12 ℃ noch flüssig – der Begriff unterkühltes Wasser
−
erklärt sich hier wohl von selbst. Ohne Staubkörner als Kristallisationskeime
kann Wasser noch bei Temperaturen unter 40 ℃ flüssig sein. Sind aber
−
erste Kristallisationskeime vorhanden, lagern sich weitere Wassermoleküle
an. Bei 20 ℃ bestehen Wolken noch zu zehn Prozent aus unterkühltem
−
Wasser. Zunächst entstehen relativ kompakte Eiskeime (Abb. 1.1). Sie kön-
nen als sechseckige Plättchen vorliegen oder zu Säulen anwachsen. Lagert
sich flüssiges Wasser an, entsteht Graupel. Stoßen jedoch zwei Eiskeime
aneinander, zerspringen sie in kleine Kristalle, die Dendriten. Diese blei-
ben bei Zusammenstößen aneinander haften und frieren zu Schneeflocken
zusammen. Dadurch entsteht die große Formenvielfalt (Abb. 1.2). Nicht nur
Wissenschaftler fasziniert immer wieder, wie dabei die energetisch günstigen
Stellen für das Kristallwachstum zu strahlenförmigen Armen auswachsen
und filigrane, meist sehr symmetrische und geordnete Strukturen entstehen.