Warum Schnee weiß ist und wer am längsten Winterschlaf hält

Welches Tier ist Rekordhalter in Sachen Winterschlaf?

Siebenschläfer tragen ihren Namen nicht umsonst: Sie können bis zu 11,4 Monate durchschlafen. Das haben österreichische Forscher erst im vergangenen September herausgefunden. In ihrem Fall ist der Begriff "Winterschlaf" also irreführend.

Normalerweise gehen Säugetiere in die Winterruhe, wenn sie zu wenig Nahrung finden. Die extremen Schlafjahre der Siebenschläfer treten immer dann auf, wenn es wenige Bucheckern gibt. Die kleinen Säugetiere benötigen die fettreichen Samen der Buchen normalerweise, um ihre Jungen zu füttern und selbst ausreichende Fettreserven für den Winter auf die Rippen zu bekommen. Das monatelange Leben im Schlafmodus können Siebenschläfer und andere kleine Säugetiere nur überstehen, weil sie ihre Stoffwechselrate dann extrem herunterfahren. Ihre Herzfrequenz verlangsamt sich und ihre Körpertemperatur sinkt.

Der Begriff "Winterschlaf" ist übrigens irreführend. Auf Madagaskar leben die Westlichen Fettschwanzmakis, die die heißesten Monate in Baumhöhlen verschlafen. Denn auch da gibt es zu wenig Nahrung und Wasser, weshalb die kleinen Lemuren auf ein Überleben im Sparmodus umschalten.

Warum ist Schnee weiß und jede Flocke anders?

Genau wie der Regentropfen ist auch die Schneeflocke eigentlich farblos. Aber die vielen winzigen Eiskristalle, die sie enthält, sind wie kleine Spiegel. Sie werfen den Lichtstrahl, der auf sie trifft, zurück. Wenn wir nachts vor die Türe gehen und den Schnee mit einer roten Taschenlampe anleuchten, dann ist der Schnee rot. So rot wie das Licht der Lampe, denn die Schneeflocken reflektieren das rote Licht. Sonnenlicht dagegen ist weiß. Und die unzähligen Eiskristall-Spiegelchen der Schneeflocken werfen das weiße Sonnenlicht einfach wieder zurück. Frischer Schnee reflektiert mehr als 90 Prozent der einfallenden Strahlung, sogar UV-Strahlung und selbst Mikrowellen. Das ist auch der Grund, warum man in einer verschneiten Winterlandschaft rasch einen Sonnenbrand bekommt. Tatsächlich sieht jede Schneeflocke anders aus. In der Luft schwebend und von Luftströmen hierhin und dahin getragen, ändern sich Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen ständig – das wirkt sich ganz subtil auf das Kristall-Wachstum aus. Und wenn wir schon beim Schnee sind, ist es nicht weit zum Ball. Auch der perfekte Schneeball gelingt nur, wenn Temperatur und Feuchtigkeit passen: Der Schnee darf weder zu frisch noch zu kalt und schon gar nicht zu luftig sein. Ideal ist eine Lufttemperatur in Bodennähe von knapp unter null Grad. Mit leichtem Druck zwischen den Händen wird der Schnee gerade genug geschmolzen, um eine Verbindung zwischen den Schneekörnchen zu begünstigen.

Friert ein See immer von oben her zu?

Ja, weil sich das kälteste Wasser an der Oberfläche befindet, dort gefriert und als Eis auf dem Wasser schwimmt. Gleichzeitig wirkt das Eis wie eine Isolierschicht, sodass kalte Luft einen See mit mehr als einem Meter Wassertiefe kaum bis zum Grund gefrieren lassen kann. Im Gegenteil: Die Wassertemperatur unter dem Eis steigt mit zunehmender Tiefe. Am Grund des Sees hat es immer 4 Grad Celsius. Das liegt daran, dass Wasser bei 4 Grad seine höchste Dichte hat, also am schwersten ist. 4 Grad kaltes Wasser befindet sich daher immer ganz unten. Dort fühlen sich auch die Fische recht wohl. Als kaltblütige Tiere nehmen sie dieselbe Temperatur an wie ihre Umgebung. Wenn das Wasser – wie in einigen Gebirgsseen – sehr kalt ist, fahren sie einfach ihren Stoffwechsel hinunter, werden ein wenig apathisch und ungesellig, fressen kaum, überleben aber trotzdem und warten geduldig, bis es im Frühling wärmer wird – und taut.

Gibt es Leben im Eis?

Ganz sicher. Lange dachte man, vereiste Landschaften seien unberührt und lebensfeindlich. Mittlerweile weiß man, dass es auch dort ein Ökosystem gibt. Erst im Vorjahr haben Wissenschaftler unter einer 800 Meter dicken Eisschicht Leben entdeckt. Trotz Temperaturen knapp unter null Grad Celsius und bei völliger Dunkelheit gediehen im Wasser und im Sediment des Whillans-See in der Westantarktis fast 4000 verschiedene Arten von Mikroben – Bakterien und Archaeen.
Man muss aber gar nicht so weit reisen. Auch im Schmelzwasser unseres Eises finden sich Organismen, die zur Fotosynthese fähig sind. Und auch im Gletscher wimmelt es von Leben. Wer genau hinschaut, wird in seiner Oberfläche kleine Mulden und Löcher entdecken – sogenannte Kryokonitlöcher. Das ist der Lebensraum einer ganzen Legion von Mikroorganismen, die erst allmählich erforscht werden. Die Bakterien aus Kryokoniten stehen am Anfang der Nahrungskette, gelangen als Nährstoffe in Gebirgsseen und dienen dem dort lebenden Zooplankton – kleinen Krustentieren oder Insektenlarven – als Futter. Das wiederum wird von kleinen Fischen verspeist ... bis eine Forelle auf unserem Teller landet, die es ohne die Bakterien aus dem Eis wohl nicht gegeben hätte.

Verbrennt man im Winter wirkliche mehr Kalorien?

Theoretisch ja. Friert man, hat man einen höheren Energieverbrauch, weil der Körper trotz kalter Umgebung auf circa 37° C Betriebstemperatur gehalten werden muss. Kühlt es also draußen ab, greift der Körper stärker auf Energiereserven zurück. Heute – bei ständig überhitzten Räumen – spielt das aber keine Rolle mehr. Dennoch hat sich eine aktuelle Studie mit dem Einfluss der Raumtemperatur auf den Energiebedarf des Körpers auseinander gesetzt. Dabei stellte sich heraus, dass 16 bis 18 Grad in der Wohnung die Fettverbrennung ankurbeln. Der erhöhte Energieumsatz ist aber minimal. Gleichzeitig wird das Hungergefühl befeuert. Der Körper will sich nämlich mit einer dickeren Fettschicht vor dem Erfrieren schützen. Forscher kennen auch den Mechanismus dahinter: Braune Fettzellen dienen als biochemische Öfen. Sie erzeugen Wärme und verbrennen Fettsäuren. Beim Frieren müssen sie besonders viel Energie umsetzen. Mittlerweile weiß man auch, dass bei Kälte weiße Fettzellen (sie speichern das Fett) in braune umgewandelt werden, aus den Dick- also Schlankmacher werden – und zwar dauerhaft.

Warum wollen die Spaghetti auf der Skihütte einfach nicht gelingen?

Statt al dente al matsch: Auf einer Berghütte gekochte Pasta ist meist ein Reinfall. Genauso wie in Meerwasser gekochte Nudeln. Im Gebirge liegt es aber nicht wie am Meer an den chemischen Eigenschaften des Wassers, sondern am Luftdruck. Der bestimmt nämlich, wann das Nudelwasser kocht. Auf Meereshöhe beträgt der Luftdruck 1 bar und die Siedetemperatur liegt bei 100 Grad Celsius. Diese Temperatur ist es, die wir am liebsten für unsere Pasta hätten. Je höher nun unsere Skihütte gelegen ist, desto dünner wird auch die Atmosphäre, die Luft verliert an Dichte, der Druck nimmt mehr ab. Auf 2000 Meter Höhe ist der Siedepunkt schon auf 93 Grad gesunken, auf 3000 Meter liegt er bei etwa 90 Grad. Wer hier die Nudeln ins sprudelnde Wasser gibt, kocht sie bei 10 Grad weniger, als auf der Packung vorgeschrieben. Die Folge: es dauert länger, bis sie fertig sind. Von al dente sind sie ebenfalls meist weit entfernt.