Autor: Torsten Purle (steine-und-minerale.de) | Letzte Aktualisierung: 16.01.2024

Eis

Eis - Eigenschaften, Entstehung und Verwendung

englisch: ice | französisch: glace

Eis - Der 3. Aggregatzustand von Wasser

Der Name Eis stammt ursprünglich von dem altgermanischen Wort isa ab, was mit gefrorenem Wasser übersetzt wird.

Eigenschaften von Eis

Eis ist der feste Aggregatzustand von Wasser: H₂O und damit ein von der International Mineralogical Association (IMA) seit 1997 anerkanntes Mineral der Klasse der Oxide.

Demnach erfüllt Eis alle Kriterien, um als Mineral zu gelten: einheitliche, stoffliche Zusammensetzung, anorganischen und natürlichen Ursprungs und kristalline Struktur. Wasser und Wasserdampf hingegen erfüllen aufgrund des flüssigen und gasförmigen Zustands diese Voraussetzungen nicht.

Eis kristallisiert im hexagonalen Kristallsystem. Eiskristalle zeigen zumeist die Form sechsstrahliger Sterne in unzähligen Variationen. Die Kristalle von können auch tafelförmig, prismatisch, nadelförmig, plättchenartig, federartig oder dendritisch wie bei Eisblumen sein.
Entscheidend für die Gestalt von Eiskristallen ist die Temperatur während der Kristallisation des Wassers. Eissterne entstehen zum Beispiel bei – 12 bis – 16 °C, Plättchen, prismatische Kristalle und Eisnadeln werden bei vergleichsweise höheren Temperaturen gebildet. Die Aggregate von Eis treten als Schneeflocken, wenn mehrere Eissterne miteinander vergesellschaftet sind, körner- und kugelförmig als Graupel und Hagel, , Zapfen, "Tropfsteine", Reif, Firn, kompakte Massen, bspw. als Eisschollen oder Gletscher, auf.

Reines Eis ist farblos bzw. weiß, kann aber auch bläulich oder grünlich erscheinen.
Der Grund für die "prächtig meergrüne oder blaugrüne" Farbe von Eis, wie der Mineraloge und Geologe Friedrich Senft (1808 bis 1893) es nennt, sind im Eis eingeschlossene Luftbläschen und deren Lichtbrechung. Während weißes Eis auf viele Luftbläschen schließen lässt, sind kompakte „luftleere“ Eismassen bläulich. Auch Algen oder im Eis eingelagertes Gletschermehl können die Grundfarbe beeinflussen. Die Strichfarbe ist ebenso weiß.

Eis ist von durchsichtiger bis durchscheinender Transparenz und weist einen glasartigen Glanz auf. Der Bruch von Eis ist muschelig, die Spaltbarkeit ist nicht vorhanden.

Mit einer Mohshärte von 1,5 wird Eis zu den weichen Mineralen, vergleichbar mit Talk, gezählt. Zudem ist Eis von sehr geringer Dichte, welche mit 0,9167 g/cm³ angegeben wird.

Entstehung und Verbreitung von Eis

Eis entsteht, wenn flüssiges Wasser gefriert.
Notwendige Bedingung für die Entstehung von Eiskristallen ist neben Temperaturen unterhalb von 0 °C, dem Gefrierpunkt von Wasser, Kristallisationskeimen auch Wasser, das gefrieren kann. Dabei ist es gleich, ob es sich um Luftfeuchtigkeit, Wasser aus Seen, Meeren, Flüssen oder Wasser in Wolken handelt. Als Kristallisationskeime, d.h. Partikel, an denen sich gefrierendes Wasser anlagern und wachsen kann, kommen sowohl Wassertröpfchen in Wolken, Staub oder Aschepartikel bspw. nach Vulkanausbrüchen in Frage.

Eis ist weltweit häufig verbreitet, vor allem am Nord- und Südpol, aber auch in Gegenden des Dauer- oder Permafrosts, im Hochgebirge sowie in den Wintermonaten in einigen Ländern der Erde.

Bedeutung und Verwendung von Eis

Eis wird und wurde in der Vergangenheit als Kühlmaterial eingesetzt. Heute noch sind erhaltene Eiskeller Zeugnis dessen, wie die Kühlung und Lagerung von Lebensmitteln aussah, bevor Kühlschränke in Haushalten Einzug hielten. Dafür wurden mächtige Eismassen zu Blöcken verarbeitet, die im Eiskeller für kühlschrankähnliche Temperaturen sorgten.

Mitunter dient Eis für Bildhauer als Rohstoff für vergängliche Skulpturen, sofern die Umgebungsbedingungen nicht eisverträglich sind. Anders gestaltet sich die Situation bei den Inuit, die aus Eisblöcken ihre Iglus bauen.

In der Wissenschaft ist Eis für Informationen über die klimatologische Vergangenheit von Bedeutung. Durch die im Eis, gleich einem Archiv, eingeschlossenen gasgefüllten Bläschen können über die Gewinnung von Eisbohrkernen Rückschlüsse über die Zusammensetzung der Atmosphärengase der paläoklimatischer Epochen gezogen werden.

Nachweis von Eis

Wird Eis auf Temperaturen von über 0 °C erhitzt, schmilzt dieses. Verwechslungen mit ähnlich aussehenden, klaren Mineralen wie Kryolith, Bergkristall oder Selenit (Marienglas) können ausgeschlossen werden, indem Eis in eine mit Wasser gefüllte Schüssel gelegt wird. Der geringen Dichte von Eis wegen schwimmt dieses, wobei lediglich 10 % über Wasser und 90 % unterhalb der Wasseroberfläche befindlich sind. Die anderen, erwähnten Minerale sind von wesentlich höherem spezifischem Gewicht und sinken auf den Grund der Schale.

Auch interessant:

Quellen:
⇒ Kenngott, A. (1853): II. Ordnung: Wasser. IN: Das Mohs'sche Mineralsystem, dem gegenwärtigen Standpunkte der Wissenschaft gemäss bearbeitet
⇒ Senft, F. (1875): Eis. Morphologische, physische und chemische Eigenschaften. IN: Synopsis der Mineralogie und Geognosie. Ein Handbuch für höhere Lehranstalten und für alle, welche sich wissenschaftlich mit der Naturgeschichte der Mineralien beschäftigen wollen · Teil 1
⇒ Wackernagel, K. H. W. (1878): Is. IN: Altdeutsches Handwörterbuch
⇒ Peters, C. F. und Peters, K. F. W. (1892): Vom Wasser. Eisgebilde. IN: Mineralogie
⇒ Malberg, H. (2006): Meteorologie und Klimatologie. Eine Einführung
⇒ Okrusch, M. und Matthes, S. (2010): Mineralogie. Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde
⇒ www.handbookofmineralogy.org - Ice
⇒ www.mindat.org - Ice