Die Schwerkraft der Erde ist stark, aber kann Wasser jemals auf natürliche Weise dagegen gehen und bergauf fließen?
Die Antwort lautet ja, wenn die Parameter stimmen. Zum Beispiel kann eine Welle an einem Strand bergauf fließen, auch wenn es nur für einen Moment ist. Wasser in einem Siphon kann auch bergauf fließen, ebenso wie eine Wasserpfütze, wenn es sich um ein trockenes Papiertuch handelt, das darin eingetaucht ist.
Noch merkwürdiger ist, dass die Antarktis einen Fluss hat, der unter einer ihrer Eisplatten bergauf fließt. Wie erklärt die Wissenschaft diese wässrigen Aufwärtsbewegungen?
Wellen und Siphons
Wellen (vom Wind angetrieben), Gezeiten (hauptsächlich durch die Gravitationskräfte des Mondes verursacht) und Tsunamis (oft ausgelöst durch Erdbeben und Erdrutsche oder Vulkane unter Wasser) können dazu führen, dass Wasser gegen die Schwerkraft geht. Die Energie und Kräfte, die durch diese natürlichen Phänomene erzeugt werden, können Wasser nach oben drücken und es auf natürliche Weise in eine Welle aufsteigen lassen oder eine Küste hinauflaufen.
Ein Siphon wirkt unter verschiedenen Drücken. Die Menschen haben seit der Antike Siphons benutzt; Laut einer 2014 in der Zeitschrift Scientific Reports veröffentlichten Studie verwendeten die alten Ägypter Siphons zur Bewässerung und Weinherstellung. Heutzutage könnten Diebe Siphons verwenden, um Benzin aus Autos zu stehlen. Es gibt jedoch immer noch Debatten darüber, wie Siphons funktionieren.
Sie können sich einen Siphon vorstellen, indem Sie an zwei Tassen denken, die durch ein Rohr verbunden sind, das wie ein umgedrehtes "U" geformt ist. Die wassergefüllte Tasse steht auf einer Treppe und eine leere Tasse steht darunter. Wenn ein Experimentator ein Ende des Röhrchens in den mit Wasser gefüllten Becher steckt und die Luft wie bei Verwendung eines Strohhalms heraussaugt, kann das Wasser in das Röhrchen fließen.
Ein Siphon entsteht, sobald das Wasser auf einer Seite des Rohrs und auf der anderen Seite in den leeren Becher fließt.
Laut einer Studie aus dem Jahr 2011 im Journal of Chemical Education arbeiten Siphons auch im Vakuum, sodass der atmosphärische Druck nicht im Spiel zu sein scheint. Laut einer Studie aus dem Jahr 2015 in der Zeitschrift Scientific Reports scheinen eher die Schwerkraft und der molekulare Zusammenhalt eine Rolle zu spielen.
Die Schwerkraft beschleunigt das Wasser durch den "unteren" Teil des Rohrs in die untere Tasse. Laut Wonderopolis, einem Ort, an dem tägliche Fragen beantwortet werden, können diese Wassermoleküle das Wasser hinter sich durch den bergauf gelegenen Teil der Röhre ziehen, da Wasser starke kohäsive Bindungen aufweist.
Viele Flüssigkeiten, die keine starken kohäsiven Bindungen aufweisen, funktionieren jedoch immer noch in Siphons. Daher ist laut Wonderopolis unklar, wie Siphons in verschiedenen Fällen genau funktionieren.
Kapillarwirkung
Was ist mit dem Beispiel für ein Papiertuch? Diese als Kapillarwirkung bezeichnete Aktion ermöglicht es kleinen Wassermengen, gegen die Schwerkraft bergauf zu fließen, solange das Wasser durch enge und kleine Räume fließt.
Dieser Aufwärtsfluss tritt auf, wenn die Haftung einer Flüssigkeit an den Wänden eines Materials wie des Papiertuchs nach Angaben des US-amerikanischen Geological Survey stärker ist als die Kohäsionskräfte zwischen ihren flüssigen Molekülen.
In Pflanzen werden Wassermoleküle als Xylem-Kapillaren gebildet, die der Pflanze helfen, Wasser aus dem Boden zu ziehen, so die USGS.
Antarktis
Laut Robin Bell, Professor für Geophysik am Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University in New York, fließt unter einer Eisdecke der Antarktis ein Fluss bergauf.
Unter dem Eis des Kontinents liegen die Gamburtsev-Berge, ein riesiges Gebirge mit Gipfeln und Tälern, die ungefähr so groß sind wie die europäischen Alpen, sagte sie. "In den Tälern gibt es Wasser", sagte Bell zu Live Science. "Wir können es erkennen, denn wenn wir darüber fliegen, ist das Echo vom Radar viel stärker."
Interessanterweise können Forscher feststellen, dass der Fluss rückwärts fließt, weil das Eis darüber gegen die Richtung des Eisflusses ausgerichtet ist, berichtete Live Science zuvor. Diese Ausrichtung und der enorme Druck von der Eisdecke darüber drücken das Wasser bergauf, sagte Bell.
"Wir haben festgestellt, dass das Eis das Wasser den Hügel hinauf treibt und das Wasser nach hinten drückt", sagte Bell.
Es gibt andere Fälle, in denen das Wasser von Natur aus bergauf gelaufen ist. Zum Beispiel erschütterte ein Erdbeben der Stärke 8,0 den Südosten von Missouri so stark, dass der Mississippi vorübergehend rückwärts floss, berichtete Live Science zuvor. Darüber hinaus hat eine Studie aus dem Jahr 2006 in der Zeitschrift Physical Review Letters gezeigt, dass kleine Mengen Wasser auf einer heißen Oberfläche - beispielsweise einer Verbrühungspfanne - winzige Treppen aus Dampf "erklimmen" können, wenn das Wasser heiß genug ist, Live Science berichtet.
