Kann Wasser komprimiert werden?

Etwa 70 % der Erdoberfläche sind von Ozeanen bedeckt, aber wir wissen nicht genug über die Ozeane, insbesondere über die dunkle Tiefsee, die viele unbekannte Dinge verbirgt.

Die Menschheit hat nie aufgehört, über die Tiefen der Ozeane zu spekulieren.

Der tiefste der Menschheit bekannte Teil des Ozeans ist der Marianengraben, der an seiner tiefsten Stelle etwa 11.000 Meter erreicht. Seitdem diese Zahl bekannt ist, kommen jedem die Ideen, was beispielsweise passieren würde, wenn man eine Eisenkugel ins Meer wirft und sie auf eine Tiefe von 11.000 Metern sinken lässt.

Heute werden wir über ein anderes Szenario sprechen. Wenn wir 1 Liter Wasser in einen verschlossenen Behälter füllen und ihn vom Meeresboden aus 11.000 Metern Tiefe heraufholen, was passiert mit dem Wasser? Als nächstes schauen wir uns das gemeinsam an!

Das Wasser in der Tiefsee ist nicht dasselbe wie das Wasser an der Oberfläche?

Was passiert, wenn Wasser aus 11.000 Metern Tiefe aus dem Meeresboden aufsteigt?

Obwohl der Mensch derzeit nicht in der Lage ist, sich in einer Tiefe von 11.000 Metern frei auf dem Meeresboden zu bewegen, ist es ihm dennoch möglich, mithilfe eines speziellen Tauchboots erfolgreich „auf dem Meeresgrund zu landen“.

Die Idee besteht darin, dass Menschen einen Liter Wasser vom Meeresboden in 11.000 Metern Tiefe entnehmen, ihn auffüllen und den Behälter dann an die Oberfläche bringen, um zu beobachten, was im Behälter passiert.

Auch scheinbar gewöhnliches Wasser birgt „Geheimnisse“

Zunächst ist anzumerken, dass dieses Experiment in der Realität nie durchgeführt wurde und alle Ergebnisse daher auf Daten unter idealen Bedingungen beruhen. Wenn wir dieses Experiment tatsächlich durchführen würden, könnten die Schlussfolgerungen, die wir ziehen würden, einen gewissen Fehlergrad aufweisen.

Schon immer hatten die Menschen Angst vor der Tiefsee, weil der Luftdruck dort zu stark ist. Im Allgemeinen steigt der Luftdruck pro zehn Meter Wassertiefe um eine Atmosphäre, und der Luftdruck in einer Tiefe von 11.000 Metern kann etwa 1.11135300 Pa erreichen, was in etwa 1.100 Atmosphären entspricht. Dabei verändert sich die Dichte des Wassers und es wird kompakter „zusammengepresst“.

Schematische Darstellung der drei Zustände von Wasser

Den spezifischen Werten zufolge wird das Wasservolumen hierbei um etwa 4,96 % komprimiert. Wenn wir dieses komprimierte Wasser in einen verschlossenen Behälter füllen und ihn dann wieder herausnehmen, ist das Wasser den Auswirkungen der Druckänderungen ausgesetzt.

Genauer gesagt wird sich sein Volumen beim Auftauchen aus dem Wasser definitiv ausdehnen, und zwar auf etwa das 1,05-fache seines ursprünglichen Volumens.

Es stellt sich heraus, dass sich das Volumen des Meerwassers auch mit der Tiefe ändert.

Daraus lässt sich erkennen, dass die Ausdehnung des Wassers keine großen Auswirkungen zu haben scheint, wenn der verschlossene Behälter groß genug ist. Ist das also wirklich der Fall? Wenn ich den Behälter öffne, passiert dann noch etwas?

Dies bringt uns zu dem, was in den 1930er Jahren geschah, als Barton und Beeber eine kugelförmige Tiefseesonde testeten. Bieber selbst interessiert sich sehr für Tiere und war aufgrund entsprechender Forschungen sogar Direktor des New Yorker Zoos. Biber, der gern Tierpräparate sammelt, wandte sich nach gewissen Erfolgen dem Meer zu.

Bieber (links) und Patton (rechts)

Im Jahr 1928 gestattete die britische Regierung Beeber die Errichtung einer Forschungsstation auf den Bermudas und erteilte ihm die Befugnis, das dortige Meeresleben zu untersuchen.

Zu diesem Zeitpunkt konnte das U-Boot bis zu 116 Meter tief tauchen, hatte jedoch keine Fenster zur Beobachtung der Außenwelt, was für Bieber, der die Bewegungen der Meerestiere beobachten wollte, nutzlos war.

Die Neuigkeit erfuhr der Ingenieur Patton, der Beeber bald seinen Entwurf vorstellte und dessen Zustimmung und Unterstützung erhielt.

Den Angaben zufolge hat Patton seinen Entwurf damals persönlich beschrieben und vorgeführt. „Dieses Tauchboot ist ein kugelförmiger Körper, der dem enormen Druck der Tiefsee besser standhalten kann. Es verfügt über drei Öffnungen, die mit drei dicken Fenstern aus Quarzglas ausgestattet werden können.“

Das erste Gerät, mit dem Menschen die Tiefsee erforschen

Nach der Fertigstellung begannen die beiden mit entsprechenden Experimenten. Die ersten Male verliefen reibungslos, doch später ereignete sich ein Unfall, der sie für den Rest ihres Lebens unvergesslich machte. Es stellte sich heraus, dass bei einem bestimmten Test der Tauchball beim Auftauchen mit Wasser gefüllt war.

Obwohl die beiden Männer zunächst bemerkten, dass der Tauchball undicht war, nahmen sie es nicht ernst und öffneten kurzerhand die „versiegelte“ Metallkabine. Sie hatten jedoch nicht damit gerechnet, dass beim Öffnen der Riegel der Metallluke das Wasser wie aus einem „Gewehrlauf“ herausspritzen würde, und die Riegel flogen heraus und schlugen eine deutliche Lücke in die Stahlwinde auf dem Deck.

Es wird berichtet, dass Bieber später in seinen Memoiren „Half Mile Deep“ beschrieb, dass, wenn die beiden zu diesem Zeitpunkt in der Kapsel gewesen wären, das Wasser unter diesem Druck „wie Stahlkugeln durch ihre Muskeln und Knochen geschossen wäre, bevor sie ertrunken wären“.

Patton und Beeber im U-Boot

Von diesem Punkt aus ist es nicht schwer zu erkennen, dass sich Wasser, wenn es aus der Tiefsee an die Oberfläche zurückkehrt, nicht nur ausdehnt, sondern auch „unter Druck setzt“. Nur wenn die Menschen diesen versiegelten Behälter öffnen, können sie seine Kraft erfahren. Es ist keine Übertreibung zu sagen, dass die Container und das Wasser derzeit wie „Bomben“ wirken und eine enorme Bedrohung darstellen.

An dieser Stelle stellen sich manche Leute vielleicht die Frage: Kann Wasser wirklich komprimiert werden? Unterscheidet sich das Wasser in 11.000 Metern Meerestiefe wirklich von dem Wasser, das wir normalerweise sehen?

Wie sieht komprimiertes Wasser aus?

Kann Wasser komprimiert werden?

Auch wenn viele es nicht glauben, Wasser lässt sich tatsächlich komprimieren. Zunächst einmal besteht Wasser aus mikroskopischer Sicht aus Wassermolekülen. Unter verschiedenen Umgebungsbedingungen kann Wasser zwischen dem festen, flüssigen und gasförmigen Zustand hin- und herwechseln, was bedeutet, dass die Möglichkeit besteht, den Abstand zwischen seinen Molekülen zu „ändern“.

Beispielsweise ist der molekulare Abstand zwischen Wasserdampf, den Sie sehen, tatsächlich größer als der molekulare Abstand zwischen flüssigem Wasser. Daher ist es unter entsprechenden Bedingungen kein Problem, Wasserdampf zu komprimieren. Ob Wasser komprimiert werden kann, hängt tatsächlich von Temperatur- und Druckänderungen ab.

Schematische Darstellung der Struktur eines Wassermoleküls

Die oben besprochenen Veränderungen des Wassers in einer Tiefe von 11.100 Metern hängen hauptsächlich mit dem Druck zusammen. Obwohl die Kompression von Wasser in diesem Fall im Vergleich zu anderen Substanzen nicht offensichtlich ist, können wir diese Kompression dennoch nicht ignorieren.

Natürlich wird das Wasservolumen komprimiert und nicht seine Masse. Manchmal verwechseln die Leute die beiden. Wenn sie beispielsweise feststellen, dass das Wasser an der Meeresoberfläche und auf dem Meeresboden unterschiedliche Volumina aufweist, gehen sie davon aus, dass auch seine Masse abgenommen hat. Sie wissen, dass gemäß dem Gesetz der Massenerhaltung eine einfache Änderung der Dichte keinen Einfluss auf die Gesamtmasse hat.

Konzeptionelles Diagramm von Wassermolekülen

Es ist erwähnenswert, dass Wissenschaftler davon ausgehen, dass es zur größtmöglichen Komprimierung von Wasser nicht nur notwendig ist, den Druck zu erhöhen, sondern auch die Temperatur zu senken. In dieser Hinsicht scheint der Meeresboden den Standard unsichtbar erfüllt zu haben. Darüber hinaus fragen sich einige, in welchem ​​Ausmaß Wasser komprimiert werden kann.

Wenn wir Faktoren wie Technologie und Umwelt außer Acht lassen, ist es unter idealen Bedingungen möglich, Wasser durch starke Kompression schließlich in einen „festen Zustand“ zu komprimieren.

Allerdings kann das „Wasser“ zu dieser Zeit nicht mehr als Wasser bezeichnet werden, sondern ist zu einer anderen Art magischer Existenz geworden.

Die drei Formen des Wassers

Zusammenfassend sollte jeder verstanden haben, welche Veränderungen eintreten, wenn Wasser aus 11.000 Metern Tiefe aus der Tiefsee nach oben gefördert wird. Ich glaube, dass jeder erkannt hat, wie furchterregend der Druck in der Tiefsee ist. Gibt es also wirklich Lebewesen, die in diesem dunklen Meeresboden überleben können?

Der Mensch hat die Tiefsee noch nicht erobert

Die Menschen waren schon immer davon überzeugt, dass sie sich auf die Technologie verlassen können, um überall hinzugelangen, und dass es keinen Ort gibt, den sie nicht erobern können. Doch obwohl wir den Weltraumspaziergang geschafft haben, ist uns der Tiefseespaziergang noch nicht gelungen. Dies beweist, dass die Menschen die Tiefsee noch nicht wirklich erobert haben.

Der Ozean ist so geheimnisvoll wie das Universum

An dieser Stelle könnte jemand sagen, dass die Umgebung hier so rau ist, dass eine Person, die direkt aus dem Tauchboot aussteigt, „zerquetscht“ werden könnte.

Tatsächlich könnte die aktuelle Situation tragischer sein, als sich alle vorstellen. Schließlich haben viele Menschen die Tragödie eines U-Boots miterlebt, das von einer Klippe stürzte und anschließend auseinanderfiel. Es ist erwähnenswert, dass bestimmte Lebewesen die Unterwasserwelt bereits bewohnten, als die Menschen ratlos waren.

Viele Lebewesen sind viel stärker als wir denken.

Es stellte sich heraus, dass die Menschen, nachdem sie erfolgreich mit einem Tauchboot auf dem Grund des Marianengrabens gelandet waren, eine „biologische Volkszählung“ begannen, um festzustellen, ob es dort Lebewesen gab.

Es stellt sich heraus, dass trotz der dunklen und kargen Erscheinung des Grabens in diesem dunklen „Slum“ tatsächlich eine ganze Reihe Lebewesen leben, darunter auch viele seltsam aussehende Fische.

Rotfeuerfisch in 8718 Metern Tiefe fotografiert

Natürlich haben die Wissenschaftler auch das gesehen, was sie am wenigsten sehen wollten: Plastikmüll. Mit anderen Worten: Auch wenn der Mensch die Tiefsee nicht erobert hat, hat unser „Müll“ dies getan. Sie haben ihren Weg bis auf den Meeresgrund gefunden und fügen den dort lebenden Lebewesen weiterhin Schaden zu.

Wurden die Lebewesen im Graben früher einfach „nicht satt“, weil die Umgebung hier zu karg war, so können sie sich heute zwar satt fressen, fressen aber den „Müll“, den die Menschen dort hinwerfen.

Plastikmüll liegt still am Grund des Marianengrabens

Da Plastikmüll zudem sehr langsam zerfällt, müssen die Lebewesen hier in den nächsten Hunderten oder Tausenden von Jahren mit dem Müll koexistieren. Könnte der Mensch tatsächlich einen Schöpfkelle Wasser von hier entnehmen, könnte er vermutlich unzählige „Mikroplastikpartikel“ darin nachweisen.

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