Entstehung und Vorkommen

Die Wissenschaft von den irdischen Eisvorkommen und deren Eigenschaften nennt man Glaziologie.

Anomalien

Wasser weist zahlreiche Anomalien auf. Das sind Eigenschaften, die vom erwarteten Regelfall abweichen. Einige Anomalien sind für seinen festen Zustand, als Eis, von Bedeutung:.

• Eis ist weniger dicht, also leichter als Wasser, damit schwimmt es auf dem Wasser. Zu dieser Dichteanomalie kommt es, da die Wassermoleküle im hexagonalen Gitter einen größeren Abstand zueinander haben als im flüssigen, ungeordneten Zustand.

• Im Phasendiagramm hat Wasser mehr feste Modifikationen als jeder andere Stoff: 13 kristalline, 5 amorphe sowie 1 flüssiger, 1 superkritischer und 1 gasförmiger. Das Phasendiagramm enthält 11 Tripelpunkte – ein weiterer nicht nachweisbarer Tripelpunkt bei 0 K kann vermutet werden – und 2 kritische Punkte.

• Wasser ermöglicht in höherem Maße Unterkühlung als andere Stoffe: Auch unter natürlichen Bedingungen kann es bis -23 °C flüssig bleiben.

• Wasser hat einen zweiten kritischen Punkt bei -91 °C.

• Unterkühltes Wasser hat zwei Phasen (ES und CS) und existiert unter künstlichen Bedingungen (sehr hohe Drücke) auch bei Temperaturen von bis zu -149 °C.

• Als Wasserglas wird ein Zustand bezeichnet, in dem festes glasiges Wasser wie eine Flüssigkeit erscheint, nur können sich die Moleküle darin nicht gegeneinander verschieben. Physiker in Kanada entdeckten dies etwa 1985, als sie bei minus 200 Grad auf einen Eisklotz drückten. Mittlerweile sind drei Glaswässer bekannt, zwei sehr dichte und eines, das auf flüssigem Wasser schwimmt.

• Heißes Wasser gefriert schneller als kaltes Wasser (Mpemba-Effekt)

• Erhöhter Druck setzt den Schmelzpunkt von Wasser herab, anstatt ihn heraufzusetzen (siehe Phasendiagramm). Pro Bar Druckanstieg sinkt der Schmelzpunkt um ca. 0,0077 K. Dies wird auch als Druckaufschmelzung bezeichnet.

• am 25. Mai 2005 wurde die Beobachtung gemeldet, dass Magnetfelder – wenn auch nur in sehr geringem Maß – den Schmelzpunkt verändern. Vermutet wird, dass das Magnetfeld indirekt die Wasserstoffbrücken der Wassermoleküle stärkt. So steige bei einem Magnetfeld von sechs Tesla der Schmelzpunkt bei Wasser um 5,6 Tausendstel Grad und bei schwerem Wasser um 21,8 Tausendstel Grad. [1]