Sind wirklich keine zwei Schneeflocken gleich?

Artikel vom 10.12.2012  —  Quelle: dapd
Schneeflocke

Bild: Shutterstock / Nneirda Vergrößern

Es ist zwar extrem unwahrscheinlich, dass zwei komplexe Schneeflocken genau gleich aussehen aber zwei Schneeflocken, die sich jeweils nur aus ein paar Wasser-Molekülen zusammensetzen, können theoretisch identisch sein.

Gemächlich fällt eine Schneeflocke vom Himmel und gesellt sich unauffällig zu ihren Artgenossen auf dem Hausdach. Eine weitere Flocke fällt, dann noch eine, und dann noch ein paar Millionen mehr, bis das ganze Dach wie von einem weißen Tuch bedeckt ist. Aber, so heißt es, selbst wenn mehrere Billionen Schneeflocken vom Himmel fallen - nie sei eine wie die andere. Jede Schneeflocke sei für sich einzigartig - so wie der Mensch. Stimmt das?

«Es ist extrem unwahrscheinlich, dass zwei komplexe Schneeflocken genau gleich aussehen», sagt Kenneth Libbrecht, Physikprofessor am US-amerikanischen California Institute of Technology. «Es ist sogar so unwahrscheinlich, dass man keine exakten Kopien finden würde, wenn man jede Flocke ansehen würde, die jemals gemacht wurde." So lautet seine Kurzantwort. Aber in Wirklichkeit sei das Problem viel komplexer, erläutert Libbrecht: "Es hängt davon ab, was man mit 'gleich' meint und was mit dem Wort 'Schneeflocke'.»

Ab wann ist eine Schneeflocke eine Schneeflocke?

Bei zwei Schneeflocken, die sich nur aus je einer Handvoll von Wasser-Molekülen zusammensetzen, bestehe tatsächlich die Möglichkeit, dass sie komplett gleich seien, erläutert Libbrecht. Dann sind die Flocken allerdings so winzig klein, dass sie mit dem Mikroskop, geschweige denn mit dem bloßen Auge gar nicht zu sehen sind.

Wenn die beiden Mini-Kristalle auf ihrem Weg von der Wolke zur Erde größer werden, weil sich mehr Wassermoleküle an sie anlagern, steigt die Wahrscheinlichkeit rapide, dass eine von ihnen anders wächst als die andere. Es müssen sich nur die Temperatur oder die Luftfeuchtigkeit minimal unterscheiden, schon entsteht eine komplett andere Schneeflocke. Aber nicht nur das: Selbst unter gleichen Bedingungen werden andere Kristalle entstehen. Denn die Atome stapelten sich nicht mit perfekter Regelmäßigkeit, sondern es entständen laufend Fehler im Gerüst, sagt Libbrecht.

Der Physiker vergleicht den Wachstum einer Schneeflocke mit dem Vorhaben, 15 Bücher auf einem Buchregal abzustellen: Für das erste Buch gibt es 15 Möglichkeiten, für das zweite 14, für das dritte noch 13. «Multiplizieren Sie es aus: Es gibt mehr als eine Billion verschiedene Arten, 15 Bücher aufzustellen.» Je größer die Anzahl der Bücher wird, desto mehr steigt die Zahl ins Unendliche. So sei es auch bei den Schneeflocken. Je größer sie werden, je mehr Atome sie also anlagern, desto unwahrscheinlicher wird es, dass zwei absolut gleiche Kristalle entstehen.

Sind zwei Schneeflocken gleich, wenn sie gleich aussehen?

Den Mythos, dass keine zwei Schneeflocken gleich sind, hat vor 90 Jahren der Farmer Wilson Bentley aufgestellt. Er hat erstmals Fotos von Schneeflocken unter dem Mikroskop gemacht und im Laufe seines Lebens unzählige Schneeflocken betrachtet. Er schrieb im Jahr 1922: «Jede Schneeflocke hat eine unendliche Schönheit, die durch das Wissen vergrößert wird, dass der Betrachter aller Wahrscheinlichkeit niemals eine andere finden wird, die genauso aussieht.» Er zumindest fand im Laufe seines Lebens offenbar keine zwei gleichen.

Diese gut klingende Theorie wagte lange Zeit niemand infrage zu stellen. Umso größer war das Staunen, als in den 80er Jahren die Wissenschaftlerin Nancy Knight vom US-amerikanischen National Center for Atmospheric Research die Bilder von zwei Schneeflocken veröffentlichte: Diese sahen unter dem Mikroskop komplett gleich aus. Ein Dogma schien widerlegt.

Aber heißt gleich aussehen auch gleich sein? Libbrecht meint: Nein. Denn mit einem optischen Mikroskop sehe man eben nicht die einzelnen Atome: «Wenn man eine mäßige Zahl von antarktischen Schneekristallen durchsucht, ist es nicht schwer, sich vorzustellen, dass man zwei findet, die unter dem Mikroskop ununterscheidbar sind.» Schneeflocken, die gleich aussehen, könne man auch im Labor herstellen. Aber exakt gleich auf atomarer Ebene seien sie dann eben doch nicht.


Dass zwei Schneeflocken nie genau gleich sind, weiß jeder. Weniger bekannt ist, dass die Form einer Schneeflocke davon abhängt, bei welcher Temperatur sie sich bildet. Steht das Quecksilber zwischen einem und drei Grad unter null, entstehen platten- und baumförmige Kristalle. mehr...
Eis und Schnee und kaum etwas zu fressen - der Winter ist für Tiere nicht gerade ein Zuckerschlecken. Deshalb ziehen sich im Herbst viele Tiere zurück und schlafen, bis die Tage länger werden und der milde Frühling den Tisch wieder deckt. Doch woher wissen Murmeltier, Igel und Co in ihrem finsteren Unterschlupf, dass es Zeit wird, aus dem Winterschlaf aufzuwachen? mehr...
Salzhaltiges Wasser gefriert schlecht. Aber warum bildet sich dann Eis auf dem Meer? Kann man Meereis schmelzen und trinken? Oder zumindest Nudeln damit kochen? Und sind Eisberge salzig? mehr...
Im kurzen Frühling der Französischen Alpen bleibt dem Grasfrosch wenig Zeit für zartes Anbandeln. mehr...

  • Artikel bookmarken
  • Firefox
  • IE
  • del.icio.us
  • Mister Wong
  • Yahoo MyWeb
  • Google
Userkommentare

DISQUS ist ein Angebot von disqus.com und unabhängig von nationalgeographic.de - siehe insoweit die Hinweise zum Datenschutz der DISQUS-Kommentarfunktion

blog comments powered by Disqus