www.stone-ideas.com

Wieso Bimsstein so gut schwimmt, dass er sogar riesige Flöße auf dem offenen Ozean bilden kann

Ein Team von Wissenschaftlern der University of California hat neue Erkenntnisse zu den Poren in dem vulkanischen Gestein gewonnen

Es ist wahr – manche Steine können auf dem Wasser schwimmen und das sogar jahrelang. Es handelt sich um so genannte Bimssteinflöße, das sind Zusammenballungen aus diesem extrem leichten vulkanischen Material. Sie können viele hundert Meter und mehr lang sein, tausende von Kilometern auf den Wellen treiben und gelegentlich sogar Probleme für Boote mit sich bringen. Wissenschaftler der University of California in Berkeley haben mit Synchrotronstrahlung dieses Phänomen nun untersucht.

Während seit langem bekannt ist, dass der Bimsstein seine besonderen Eigenschaften seinen luftgefüllten Poren verdankt, war bisher nicht verstanden, wieso diese Eigenschaft nicht nach kurzer Zeit wieder verloren geht. Zum Beispiel: in einem Schwamm verdrängt nach kurzer Zeit das Wasser die Luft und er geht unter.

„Früher glaubte man, die Poren im Bimsstein wären irgendwie verschlossen“, sagt Kristen E. Fauria, die als graduierte Studentin die Studie federführend bearbeitet hat. „Jedoch: die Poren im Bimsstein sind erstens offen und zweitens auch noch vielfach untereinander verbunden.“

Durch Analysen mit Synchrotron-Strahlung am Advanced Light Source (ALS) in Berkeley fanden die Forscher heraus, dass die Bimsstein-Eigenschaften mit der Oberflächenspannung des Wassers zusammenhängen. Das ist ein Phänomen zwischen der Luft und der obersten Flüssigkeitsschicht, die dafür sorgt, dass zum Beispiel bestimmte Insekten über das Wasser laufen können.

Die Oberflächenspannung ist auch der Grund dafür, dass die Poren im Stein quasi geschlossen sind. Beim Durchmesser der unendlich vielen Öffnungen im Bims handelt es sich nämlich um Größenordnungen im Bereich eines menschlichen Haares, so Fauria. „Hier kann die Oberflächenspannung das Geschehen bestimmen.“

Außerdem: Nur sehr langsam kann Gas aus den Poren per Diffusion ins Wasser übertreten, weshalb Bimssteinflösse über Jahre mit den Strömungen auf Reisen gehen können.

Am 10. August 2006 machte der Nasa-Satellit „Aqua“ dieses Foto nach einer Vulkaneruption bei den Tonga-Inseln im Südpazifik: in der Bildmitte sieht man ein riesiges Bimssteinfloß. Links darunter eine neu entstandene Insel, die zum Teil unter Wolken verborgen ist. Foto: Nasa / Wikimedia Commons

Die Studie kann auch helfen, Unterwasservulkane besser ausfindig zu machen. Denn man kann sie kaum anders als über ihre Materialauswürfe identifizieren. Ein Problem dabei ist jedoch, dass man wenig vom Bimsstein weiß: während Eruptionen von Vulkanen an Land kaum Brocken größer als ein Golfball erzeugen, haben sie unter Wasser die Größe eines Apfels. Es können sogar große Stücke von 1 m Länge entstehen.

Bedeutsam ist das Verständnis der Bimssteinflöße auch für das Wissen um die Ausbreitung von Pflanze und Tier rund um den Globus. Bimsstein ist nämlich nährstoffreich und viele Arten nutzen ihn für Mitfahrgelegenheiten.

Schließlich können Bimssteinflöße auch bedrohlich sein für Boote, wenn ihr Material in die Schiffsschrauben gerät und sie zusetzt.

Die Studie wurde in den Earth and Planetary Science Letters veröffentlicht.

University of California

(20.08.2017)