Wissen auf einen Blick - Ozeane und Tiefsee

Ladungen aber ziehen sich an. Also lagern sich mehrere Wasserteilchen so zusammen, dass sich jeweils ein Wasserstoff- und ein Sauerstoffende gegenüberliegen. So bildet sich eine Art lockeres Netz aus Wassermolekülen. Die schwachen Bindungen zwischen diesen Teilchen nennen Chemiker „Wasserstoffbrücken“. Im Eis verfestigen sich diese Strukturen zu Kristallen. Wenn das Eis schmilzt, bekommen die Wasserteilchen mehr Bewegungsfreiheit. Die Wasserstoffbrücken lösen sich dann immer wieder und bilden sich rasch wieder neu. Und wenn die Flüssigkeit schließlich verdampft, brechen die Wasserstoffbrücken ganz auseinander. Dafür aber ist eine ganze Menge Energie nötig, sodass Wasser erst bei der relativ hohen Temperatur von 100 °C verdampft. Chemiker haben ausgerechnet, dass der Siedepunkt von Wasser ohne Wasserstoffbrücken weit unter 0 °C läge. Nur dank dieser schwachen Anziehungskräfte gibt es also überhaupt flüssiges Wasser auf der Erde.
    Eine Lösung für alle Fälle
    Wasser ist eines der besten Lösungsmittel, die es gibt. Es ist deshalb ein wichtiger Bestandteil aller Lebewesen. Die Körper der meisten Organismen bestehen zu mehr als 65 % aus Wasser. Bei Meerestieren liegt der Anteil deutlich höher, Quallen bringen es gar auf 95 %
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Schwimmendes Eis
    Damit aber nicht genug der Besonderheiten. Die meisten chemischen Substanzen dehnen sich aus, wenn man sie erwärmt und ziehen sich zusammen, wenn man sie abkühlt. Bei tiefen Temperaturen hat der Stoff also eine größere Dichte. Das durch Wasserstoffbrücken zusammengehaltene Teilchennetz dagegen hat bei knapp 4 °C die größte Dichte. Bei dieser Temperatur ist das Wasser also schwerer als bei jeder anderen, es sinkt zu Boden. Gewässer frieren deshalb nie vom Grund aus zu, sodass Tiere in der Tiefe auch im Winter überleben können.
    Eis dagegen bildet sich von der Oberfläche aus. Wenn Wasser gefriert, nimmt sein Volumen schlagartig um etwa 9% zu. Eis ist also leichter als flüssiges Wasser – es schwimmt. Auch das hat Konsequenzen. Ohne diese besondere Struktur würde das Eis der Polarmeere in die Tiefe sinken und sich dort nach und nach zu riesigen Eisgebirgen auftürmen. Die Polarmeere wären also komplett gefroren. Und das würde wohl auch die globalen Meeresströmungen verändern, die wie auf gewaltigen Transportbändern warmes Wasser aus den Tropen nach Norden und kaltes von dort nach Süden schaufeln. Das Klima auf der Erde würde deshalb ganz anders aussehen, vermutlich wären auch die mittleren Breiten weitgehend vereist.

Wasser ist ein ganz besonderer Stoff
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    (c) mauritius images (Dirk von Mallinckrodt)

Glücksfall im richtigen Abstand
Flüssiges Wasser gibt es im Sonnensystem nur auf der Erde
    Die Erde ist etwas ganz Besonderes – spätestens als die Astronauten aus dem All Bilder vom „Blauen Planeten“ mitbrachten, die die Erde als leuchtend blaues Juwel zeigten, erloschen die letzten Zweifel an dieser Behauptung. Kein anderer Himmelskörper im Sonnensystem strahlt in einem derart intensiven Blau. Der dritte Planet aber ist in vielerlei Hinsicht ein Glücksfall. So kreist die Erde genau im richtigen Abstand um die Sonne, um in einem angenehmen Klima Leben entstehen zu lassen.
Aus Staub entstehen Meteoriten
    Wie dieser Glücksfall Erde entstand, ist zwar längst bekannt, entscheidende Details aber kristallisieren sich nur langsam heraus. Völlig klar ist jedenfalls, dass die Erde ganz am Anfang keineswegs das blaue Juwel war, als das sie heute über dem Horizont des Mondes aufgeht. Vielmehr sah es in der Umgebung der Sonne erst einmal recht wüst aus, als das Zentralgestirn vor ungefähr 4,6 Mrd. Jahren im wahrsten Sinn des Wortes das Licht der Welt erblickte. Jede Menge Material war bei der Entstehung der Sonne übrig geblieben und kreiste als gigantische Scheibe aus Staub und Gas um den gerade geborenen Feuerball. Zufällig stießen immer wieder Staubteilchen zusammen, manche blieben aneinander kleben und stießen mit weiteren Körnern in der Umgebung zusammen. Einige Millionen Jahre lang kollidierten solche Körner miteinander, bildeten größere Trümmer, die wieder miteinander zusammenstießen und so kleine Meteoriten schufen. Diese Brocken zogen wie ein kleiner Magnet mit ihrer Schwerkraft den Staub und die Körner aus der Umgebung zu sich hin und wuchsen so stetig weiter.
    Zone des Lebens
    Ähnlich wie die Erde entstanden im Sonnensystem auch die Planeten Merkur, Venus und Mars. Für die Entstehung des Lebens wie wir es auf