07.02.2018
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Haareis: Rätselhaftes Naturphänomen im Wald

Wer im Winter an kalten, schneelosen Tagen einen Waldspaziergang unternimmt, hat gute Chancen, ein seltsames Phänomen zu beobachten: An morschen Ästen am dunklen Waldboden hängen schneeweiße, wattebauschartige Büschel - aus Eis. Was dieses Haareis hervorbringt, blieb mehr als hundert Jahre rätselhaft. Jetzt haben Forscher sein Geheimnis gelüftet.

Haaraus
Ein Büschel Haareis im Laubwald.

Schon der Geologe und Polarforscher Alfred Wegener staunte vor knapp 100 Jahren über dieses Phänomen: Bei bestimmten Wetterbedingungen bilden sich auf abgestorbenem Holz von Laubbäumen zarte weiße Büschel aus feinsten Eishaaren. Diese filigranen Gebilde erinnern an Zuckerwatte, Schafwolle oder an das Fädengeflecht eines Schimmelpilzes. Jedes Eishaar ist nur rund 0,02 Millimeter dünn, kann aber bis zu 20 Zentimeter lang werden.

Ungewöhnlich auch: Das Haareis wächst nicht wie ein Eiszapfen am Ende, sondern von seiner Basis aus. Die Eishaare bilden sich mit einer erstaunlichen Geschwindigkeit. Bei fünf bis zehn Millimetern pro Stunde kann so ein Eiskunstwerk über Nacht entstehen. Lange ist das Naturkunstwerk aber nicht zu bestaunen: Wenn die Wetterbedingungen sich auch nur geringfügig ändern, verschwindet es wieder.

Wie entsteht dieses Eis?

Klar scheint: Die Wetterbedingungen müssen stimmen. Das zarte Haareis entsteht nur bei Temperaturen knapp unter Null, wenn die Luftfeuchtigkeit hoch ist und kein Wind weht. Sinkt die Temperatur unter den Gefrierpunkt, beginnt das Wasser an der Holzoberfläche zu gefrieren. Dabei setzt es latente Wärme frei, die auf das Holz übertragen wird. Weil das Eis beim Weitergefrieren immer mehr Wasser anzieht, bildet sich in jeder Pore ein kleiner Kristall.

Das allerdings erklärt noch nicht die ungewöhnlich haarige Form dieses Eises. Es muss noch einen anderen Faktor geben – aber welchen? Dieses Rätsel haben Forscher erst vor wenige Jahren gelöst. Einen ersten Hinweis lieferte ihnen ein Experiment, bei dem sie Totholz erst in kochendem Wasser sterilisierten und dann den normalerweise Haareis-fördernden Bedingungen aussetzten. Es geschah – nichts. Das Haareis blieb aus.

Rosagetönte Gallertkruste (Exidiopsis effusa)
Die Rosagetönte Gallertkruste (Exidiopsis effusa) macht sich mit Vorliebe auf den abgestorbenen, feuchten Ästen von Laubbäumen breit.

Ein Lebewesen steckt dahinter

Für die Wissenschaftler lag nun die Vermutung nahe, dass etwas Lebendiges hinter diesem Phänomen stecken musste. Wurden diese Organismen durch kochendes Wasser abgetötet, blieb auch die Eisbildung aus. Und noch einen Hinweis gab es: Behandelten die Forscher das Holz mit einem starken Fungizid – einem Mittel gegen Pilzbefall – dann gab es ebenfalls kein Haareis. Sollte ein Pilz dahinter stecken?

Um das zu überprüfen, untersuchten die Forscher Proben von Holzstücken, auf denen Haareis wuchs, mit Hilfe verschiedener Mikroskopiertechniken. Und sie wurden fündig: Alle Holzproben waren von feinen Pilzhyphen durchzogen. Das Haareis entsteht offenbar nur dann auf den abgestorbenen, feuchten Ästen von Laubbäumen, wenn diese von den Pilzfäden der Rosagetönten Gallertkruste (Exidiopsis effuso) durchwachsen sind.

Haareis auf Totholz
Die langen Eisfäden wachsen aus den Holzporen von Totholz.

Wie das Haareis wächst

Die Präsenz dieses Pilzes erklärt auch, warum aus den Holz-Poren die langen Eisfäden herauswachsen. Der in den Poren und Gängen des Totholzes wachsende Pilz ist winteraktiv und atmet. Die Gase seines Stoffwechsels drängen das im Holz vorhandene, leicht unterkühlte Wasser an die Oberfläche. Dort gefriert es zu Eis und dieses wird durch das nachdrängende Wasser immer weiter nach außen geschoben. Das kann man sich wie das Herausquellen der Zahnpasta aus der Tube vorstellen, auf die man unten drückt. Weil das Wasser bei Kontakt mit der kalten Luft sofort gefriert, entsteht so nach und nach ein immer länger werdender Eisfaden.

Aber warum macht der Pilz das? Die Rosagetönte Gallertkruste schert sich wohl wenig um die Schönheit seiner Eisskulptur. Vielmehr dürfte der Vorgang dem Baumpilz als eine Art Frostschutzmittel dienen: Durch das Herausschieben aus dem Holz gefriert das Wasser nicht im Ast, dem Lebensraum des winteraktiven Pilzes, sondern außerhalb. Das schützt das sensible Pilzmycel vor Schäden durch die Eiskristalle. Zudem wird durch die Energie, die beim Vorgang des Gefrierens frei wird, der Ast etwas wärmer als seine Umgebung.

Die zarten Eiskunstwerke formt demnach keine Menschenhand, sie bilden sich unter den richtigen Bedingungen ganz natürlich. Die genauen chemischen und physikalischen Prozesse bleiben dabei aber auch weiterhin noch ungeklärt.

NPO / Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft, 07.02.2018