Warmwassereis
Warmwassereis ist eine quasikristalline Darreichungsform des Wassers. Es entsteht durch ruckartiges Auftauen, das so genannte Schockschmelzen. Dabei verflüssigt sich das Eis so schnell, dass die Eiskristalle keine Zeit zum Zerfallen haben, so dass die Struktur erhalten bleibt und pseudogefrorene Flüssigkristalle (bzw. pseudoflüssige Festkörpertropfen) entstehen.
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Physikalischer Hintergrund
Eis besteht, wie jedes Kind weiß (wenn auch nicht jeder Erwachsene), aus hexagonalen Kristallen, die sich wegen der Kälte fest aneinander klammern und somit feste Strukturen ausbilden. Beim Schmelzen werden diese Kristalle Schritt für Schritt abgetragen, indem von außen beginnend einzelne Wasseratome abgelöst werden und in die Flüssigphase übergehen. Aufgrund der niedrigen Temperatur werden die Atome in diesem Zusammenhang als Moleküle bezeichnet. Beim Verdampfungsprozess ist dagegen von Warmolen die Rede. Der Oberbegriff Atom ist in jedem Fall richtig und kann selbst bei so harten Materialien wie Stahl oder Beton ohne Bedenken eingesetzt werden.
Der reguläre Schmelzvorgang des Wassers ist auf den Temperaturbereich zwischen 0 und ca. 10 bis 15 °C (abhängig von Luftdruck, Feuchtigkeit und Temperatur) beschränkt. Wird das Eis dagegen plötzlich auf deutlich höhere Temperaturen erhitzt, dann lösen sich keine einzelnen Atome mehr, sondern alle Kristalle versuchen gleichzeitig aus dem Verbund auszubrechen, verkanten sich dabei ineinander und die feste Struktur bleibt erhalten – das Warmwassereis entsteht. Das Gedächtnis des Wassers, das bekanntermaßen umfangreiche Informationen über Herkunft, Zusammensetzung, nicht mehr vorhandene Inhaltsstoffe und zahlreiche andere Daten vorhält, die für das Wasser überlebenswichtig sind, wird bei diesem Vorgang nachhaltig beeinträchtigt – der Fachmann spricht von thermischer Amnesie. Aus diesem Grunde bleibt das Warmwassereis dauerhaft fest, selbst wenn es über längere Zeiträume die Gelegenheit hätte zu schmelzen. Da der Siedepunkt in der Regel nicht verloren geht, kann Warmwassereis bei Temperaturen über 100 °C direkt in die Gasphase übergehen – es sublimiert. Unter bestimmten günstigen Umständen kann das Eis auch wieder an seinen Schmelzpunkt erinnert werden. In Laborversuchen konnte gezeigt werden, dass Warmwassereis, das zunächst unter 0 °C gekühlt und anschließend vorsichtig wieder erwärmt wird, seine Schmelzbarkeit zurückerlangt und schmilzt. Jedoch sind mitnichten alle Versuchsaufbauten dieser Art erfolgreich. Es wird vermutet, dass der Prozess nur bei Wasser funktioniert, das in seinem vorherigen Leben bereits einmal erstarrt und wieder geschmolzen ist, den Schmelzvorgang also aus praktischer Erfahrung kennt. Eis, das nie flüssig war, verliert die Fähigkeit zur Flüssigphase bei der Schockschmelze aller Voraussicht nach permanent.
Entdeckung
Im Jahre 1054 beobachteten chinesische Astronomen einen außergewöhnlich hellen Stern am Himmel, der wie aus dem Nichts aufgetaucht war und von dem heute bekannt ist, dass es sich um einen lautstarken blauen Veränderlichen im Sternbild des Stiers handelte bzw. um dessen Ableben als Hypernova. Fast sechshundert Jahre später, im Jahre 1652, versanken siebzehn Schiffe der königlichen Flotte Spaniens im Bermudadreieck ohne jede Spur. Weitere dreihundert Jahre später jedoch geschah es in Südflandern, dass einem betagten Imbissbudenbesitzer drei Eiswürfel in die offen stehende Fritteuse fielen. Von diesen drei Ereignissen steht keines zu einem der anderen in Verbindung, es kann jedoch als erwiesen gelten, dass das letztgenannte unmittelbar zur Entdeckung des Warmwassereises führte. Nach dem oben erläuterten Mechanismus schmolzen diese drei Eiswürfel nämlich nicht, sondern blieben fest und hart, wurden noch gut anderthalb Stunden mitfrittiert und schlussendlich als Pommes getarnt ans nichts ahnende Publikum verkauft, wie das in schlechteren Häusern auch heute durchaus noch üblich ist. Am Kunden schließlich fiel die bahnbrechende Entdeckung auf, als er sich daran die Zähne ausbiss, namentlich die drei Schneidezähne Eins-eins, eins-zwei und Vier-eins sowie den Eckzahn Vier-drei. Vom Vier-zwei brach außerdem die linke obere Ecke ab, woraufhin er sich entzündete und sechs Wochen später gezogen werden musste.
Nutzung
Warmwassereis kommt überall dort zum Einsatz, wo Eis gebraucht und Kälte nicht gewünscht wird. Ein typisches Beispiel ist das Eisbaden, das sich erst durch den Einsatz von Warmwassereis vom Extremsport für ganz Harte zum Trendsport für Warmduscher entwickeln konnte. Seit einigen Jahren wird in der kalten Jahreszeit in Gegenden, die denn über kalte Jahreszeiten verfügen, aufgewärmtes Warmwassereis an geeigneten Stellen platziert, um der durchgefrorenen Bevölkerung einen Ort der wohligen Wärme zu schenken, ohne die Winterlichkeit ansonsten zu beeinträchtigen. Kritiker dieser so genannten Hotspots stellen jedoch in Frage, ob es angesichts der wachsenden Energieproblematik wirklich sinnvoll sein kann, mehrere Hektar große Außenflächen mit künstlich beheiztem Eis zu überziehen.
Darüber hinaus wird Warmwassereis natürlich auch ganz einfach gegessen. Unter Feinschmeckern ist man sich einig, dass Eis seinen Eigengeschmack erst bei Temperaturen von 12 – 15 °C entfaltet, und betrachtet die Entdeckung des Warmwassereises daher als Segen für die Gastronomie.
Bei der Qualität des Warmwassereises gibt es erhebliche Unterschiede. Die günstigste Variante wird für Preise weit unter einem Euro pro Kilogramm im praktischen Tetrapack angeboten und wird aufgrund der mangelnden Reinheit oft abwertend als „Packeis“ bezeichnet. Dagegen ist das kristallklare Eis der seltenen Tropengletscher in der französischen Haute cuisine die Schlüsselzutat diverser Delikatessen und kann Spitzenpreise erzielen, die selbst schwarze Trüffeln blass werden lassen.
Für zahlreiche wissenschaftliche und technische Gebiete wie die kalte Kernfusion, Halbleitertechnik und Weltraumfahrt, aber auch Genmanipulation und künstliche Intelligenz spielt Warmwassereis allerdings überhaupt keine Rolle.
Entsorgungsproblematik
In den ersten Jahren nach der Entdeckung wurde der Entsorgungsproblematik wie üblich kaum Bedeutung beigemessen. Man ging davon aus, dass Warmwassereis, da es prinzipiell nur aus Wasser besteht, unproblematisch im Meer versenkt und somit zurück in den Wasserkreislauf gebracht werden könne. Diese Annahme erweist sich jedoch als fataler Irrtum. Wie oben erläutert, schmilzt Warmwassereis ohne weiteres nicht, sondern bleibt in seiner quasikristallinen Form verhaftet. Über die Jahre und Jahrzehnte sammelt es sich auf dem Meeresgrund an und wird zur Belastung für die dort angesiedelte Fauna. Paläontologen vermuten heute, dass in der Frühzeit der Erdgeschichte schon einmal große Mengen Warmwassereis den Meeresboden bedeckten, zahllose Tierarten ausrotteten und die damals noch unter Wasser beheimateten Laubhölzer aufs Festland verdrängten (vgl. Fahrende Bäume). Würde sich dieser Prozess im heutigen, deutlich komplexeren Ökosystem wiederholen, wäre mit unabsehbaren Folgen zu rechnen.
