Der Wasserkreislauf & Eigenschaften: Bedeutung für das Leben

Der Wasserkreislauf: Von der Erdgeschichte bis zu den Aggregatzuständen

Die Erde bildete sich vor etwa 4,5 Milliarden Jahren. Anfangs war sie ein großer Ball mit Hunderten von Vulkanen auf ihrer Oberfläche. Das Magma dieser Vulkane war mit Wasserdampf beladen, der durch kontinuierliche Vulkanausbrüche an die Oberfläche stieg.

Als die Erde abkühlte, kondensierte der Wasserdampf und fiel als Regen, womit der Kreislauf des Wassers begann. Der Regen füllte Mulden in der Erde und schuf so die Ozeane. Seither zirkuliert dieselbe Wassermenge immer wieder auf der Erde, sodass sich die Gesamtmenge des Wassers auf dem Planeten nicht ändert.

Die Zirkulation und Erhaltung der Wasserressourcen auf der Erde wird als Wasserkreislauf oder hydrologischer Zyklus bezeichnet. In diesem Zyklus wird das Wasser auf natürliche Weise gereinigt.

Wasser bewegt sich ständig in der Natur und erscheint in drei Aggregatzuständen:

• Fest (wie Schnee oder Eis)
• Flüssig (wie fließendes Wasser)
• Gasförmig (wie Wasserdampf)

Wie funktioniert der Wasserkreislauf?

Die Sonne erhitzt das Wasser in Flüssen, Seen und Ozeanen, wodurch es zu Dampf wird und in die Luft aufsteigt. Dieser Vorgang wird als Verdunstung bezeichnet.

Pflanzen nehmen Wasser über ihre Wurzeln zur Ernährung auf. Dieses Wasser wird nach oben transportiert und verdampft beim Erreichen der Blätter und Blüten, wodurch es als Wasserdampf in die Luft gelangt und Wolken bildet. Dieser Prozess wird als Transpiration bezeichnet.

Wenn die Luft abkühlt, bilden sich Wassertröpfchen oder Schneekristalle, die als Regen oder Schnee auf die Erde fallen. Der Wasserdampf geht dabei in den flüssigen oder festen Zustand über. Diesen Vorgang nennt man Kondensation.

Sobald das Wasser den Boden erreicht, kann es direkt in Flüsse, Seen und Meere fließen oder durch die Erde sickern, um diese zu erreichen. Das Wasser kehrt schließlich durch Verdunstung in die Atmosphäre zurück. Dann beginnt der Zyklus von Neuem.

Wussten Sie schon? Wichtige Begriffe

• Magma: In der Geologie bezeichnet Magma eine Masse aus geschmolzenem Gestein im Erdinneren, die unter sehr hohem Druck und hoher Temperatur steht. Magma erstarrt durch Abkühlung. Der Begriff stammt aus dem Griechischen „Magma“ (was „Paste“ oder „Salbe“ bedeutet).
• Depression: Eine Vertiefung oder Einsenkung einer Fläche oder eines Teils eines Körpers.

Eigenschaften von Wasser: H₂O und seine Besonderheiten

Die chemische Formel von Wasser ist H₂O, das heißt, es wird durch ein Sauerstoffatom und zwei damit verbundene Wasserstoffatome gebildet. Das Sauerstoffatom ist fast zweieinhalbmal größer als jedes Wasserstoffatom.

Wasser ist die einzige Substanz auf der Erde, die bei normaler Temperatur in allen drei Aggregatzuständen vorkommt: fest, flüssig und gasförmig.

• Ein Eisblock schmilzt bei 0 °C und geht in flüssiges Wasser über: Diesen Vorgang nennt man Schmelzen. Dies ist der Schmelzpunkt des Wassers.
• Wasser wird bei einer Temperatur von 100 °C zu Dampf: Dies ist der Siedepunkt.

Diese Werte werden als Fixpunkte zur Kalibrierung von Thermometern in Grad Celsius (°C) verwendet.

Reines Wasser ist bei 25 °C farb-, geruch- und geschmacklos. Das meiste Wasser auf der Erde liegt in flüssiger Form vor. Dies liegt daran, dass die Temperatur der Erde aufgrund ihrer Nähe zur Sonne warm genug ist.

Wichtige Dichtewerte von Wasser

• Reines Wasser: 1000 kg/m³
• Meerwasser: 1025 kg/m³
• Eis: 910 kg/m³

Eis schwimmt auf flüssigem Wasser, was für die Existenz von Leben auf der Erde von entscheidender Bedeutung ist.