Gefrierpunkt. Eis ist die feste Phase des Wassers. Der Übergang des Wassers aus dem flüssigen in den festen Aggregatzustand, das Gefrieren, tritt normalerweise bei einer bestimmten Temperatur ein: Der Gefrierpunkt des Wassers liegt bei Normaldruck bei 0ºC. Umgekehrt beginnt bei dieser Temperatur auch das Auftauen des Eises. Wird Eis mit einer Temperatur von 0 ºC erwärmt, bleibt die Temperatur des Eiswassers so lange konstant, bis das gesamte Eis geschmolzen, also in den flüssigen Aggregatzustand übergegangen ist. Die zugeführte Wärme wurde ausschliesslich zum Schmelzen des Eises verbraucht. Man bezeichnet sie als Schmelzwärme, die bei 0ºC für 1 kg Eis 334 kJ beträgt.
Anomalie des Wassers. In gefrorener Form hat das Wasser eine geringere Dichte als in flüssiger, und darin unterscheidet sich Wasser von allen anderen Flüssigkeiten (Anomalie des Wassers). Die Dichte des Eises beträgt bei Normalbedingungen 0,91674 g/cm3. Daraus folgt, dass Eis schwimmt. Ein Glücksfall für die Erde. Denn wäre Eis schwerer als Wasser, würde an der Oberfläche von Gewässern entstehendes Eis auf den Grund sinken und dort immer mächtigere Eispackungen bilden. Bis die Erde eine riesige Eiskugel wäre. Indem nun aber eine neugebildete Eisschicht schwimmt, isoliert das Eis das darunterliegende Wasser wirkungsvoll vor der Kälte. Klares Eis kann bei Sonnenschein sogar wie die Scheiben eines Treibhauses wirken; man hat unter der Eisdecke von Seen schon Wassertemperaturen von 7,5 Grad Celsius gemessen.
Leuchtendes Eis. Gefrorenes Wasser ist durchsichtig. Fallen die Eiskristalle als Schnee zur Erde und bilden auf den Gletschern eine neue Schicht, machen eingeschlossene Luftblasen das junge Eis milchig trüb und undurchsichtig. Im Gletschereis wird dann allmählich die Luft zusammengepresst: Das Eis erscheint klar und durchsichtig. Da es rotes und infrarotes Licht absorbiert, leuchtet das Eis in Gletscherhöhlen in einem wunderschönen Blau. Je dicker Eis allerdings ist, desto weniger Licht lässt es durch. Die Absorption der einfallenden Strahlung nimmt mit der Tiefe ab, um 1/10 pro cm Tiefe für Schnee, für klares Eis aber nur um 1/1000 pro cm. Unter einer Eisschicht ist es hundertmal heller als unter einer gleich dicken Schneedecke.
Eismengen. Der bei weitem grösste Teil des Süsswassers der Erde ist als Eis gebunden und befindet sich überwiegend in den Polarregionen: 24 Millionen km3, davon 99 Prozent allein als Gletscher, Schnee und Polareis in der Antarktis und Grönland. In der Antarktis ist die Eisdecke so mächtig, dass die darunterliegenden Landmassen unter den Meeresspiegel gedrückt wurden.
Innenansichten. Die innere Struktur von Eis ist kristallin nach dem hexagonalen System; sie wird bestimmt durch die Anordnung der Sauerstoff- und Wasserstoffmoleküle. Die Entdeckung der sechseckigen Struktur von Schneekristallen wurde in Europa erstmals im Jahre 1611 in der kleinen Schrift «Strena seu de nive sexangula» von Johannes Kepler zu Papier gebracht. Dem Astronomen und Mathematiker am Hofe Rudolfs II. in Prag waren während eines Spaziergangs Schneeflocken auf den Mantel geweht, die seine Aufmerksamkeit fesselten. Die Frage, warum die Natur gerade diese Formen hervorbringt, konnte Kepler allerdings noch nicht beantworten.
Härtegrad. Je kälter das Eis, desto härter ist es. Bei 0 ºC hat es nach der Mohsschen Skala, nach der die Härte von Mineralien eingestuft wird, den Härtegrad von Talk oder Gips, das heisst, es lässt sich mit dem Fingernagel noch ritzen. Wenn Eis minus 15 ºC kalt ist, ähnelt es in der Härte einem Kalkstein, zum Ankratzen benötigt man eine Münze. Bei minus 25 ºC hat Eis die Härte von Quarz oder Stahl.
Durchsichtiger Werkstoff. Jules Verne rettete seinen Romanhelden Kapitän Hatteras, dem auf seiner Nordpolexpedition das Feuer abhanden gekommen war, dadurch vor dem Verhungern und Erfrieren, dass er seinen Begleiter aus Eis ein Brennglas fertigen liess. Damit entzündete er einen trockenen Schwamm und konnte sich und seinen Mitstreitern wieder eine warme Mahlzeit bereiten. Ein amerikanischer Student namens Wheeler stellte vor einigen Jahren mit Böden von Spraydosen als Form Eislinsen her, die er vor seine Spiegelreflexkameras montierte. Seine Fotografien zeigten deutlich die Landschaft von British Columbia, die Wheeler mit Hilfe seiner eisigen Linsen auf den Film gebannt hatte.
Eisfaszination. Der Amerikaner Wilson A. Bentley war fünfzehn Jahre alt, als er im Jahre 1880 im Mikroskop die filigrane Struktur von Eiskristallen, aus denen eine Schneeflocke besteht, betrachtete. Der Anblick der zarten Gebilde fesselte ihn so, dass er es sich zur Lebensaufgabe machte, Schneekristalle in ihrer Formenvielfalt zu fixieren. In 40 Wintern mühsamer Arbeit sammelte «Snowflake»-Bentley Tausende von Mikrofotos ? aber nicht zwei Schneeflocken waren identisch. 1931 wurde eine Auswahl von 2453 seiner Fotografien als Buch veröffentlicht, das bis heute immer wieder neu aufgelegt wird.
Grösstes Iglu der Welt. Ein auf der Welt einmaliges Hotel befindet sich in Jukkasjärvi in Nordschweden, unweit Kirunas: es muss alljährlich im November neu errichtet und möbliert werden, da es jeden Sommer samt Einrichtung schmilzt, denn sein Baustoff ist Eis. Das Eishotel ist das grösste Iglu der Welt. Entstanden ist die eisige Herberge aus einer Idee von Pär Grandlund und dem Hotelfachmann Yngve Bergquist, die im Winter 1990/91 erstmals ein Iglu als kleine Kunsthalle für Ausstellungszwecke errichteten. Bereits ein Jahr später baute der Architekt Raisänen das Eishotel, zu dem heute neben der Galerie ein Restaurant und eine Kirche gehören, in der bereits eine Reihe von Ehen geschlossen wurden. Auch Taufen gehören zum Programm in der Kapelle.
Eiskunst. Im Winter 1739 liess Zarin Anna Iwanowa ein Schloss aus Eis auf der zugefrorenen Newa errichten. Der norwegische Romancier Erik Fosnes Hansen hat das Eiswunder beschrieben: «Die Eisblöcke wurden aus den klarsten Eisflächen gesägt, die man auf der Newa finden konnte, und man fügte sie mit Wasser zusammen, das bei strengem Frost die Teile fester verband als jeder Mörtel. Das Schloss hatte eine Balustrade, Statuen, Säulen und Möbel aus Eis.» An seinem Eingang sollen Orangenbäume mit Zweigen, Blättern und Blüten aus Eis gestanden haben. Im Schlafzimmer gab es ein Bett mit Kissen, Leintüchern und zwei Nachtmützen, alles geformt aus Eis. Und wie es sich für einen Zarenpalast gehörte, standen sechs Kanonen davor ? ganz aus Eis und bestückt mit Kugeln aus Eis, die mit Schiesspulver aus dem Eisrohr gejagt wurden.
Eisige Geschosse. Hagelkörner entstehen, wenn sich Eiskristalle lange genug in einer Wolke aus unterkühlten Wassertröpfchen befinden und auf das Tausendfache ihrer Normalgrösse anwachsen. Allerdings müssen sie schnell durch die Atmosphäre fallen, damit sie keine Gelegenheit zum Schmelzen haben. Normalerweise haben Hagelkörner einen Durchmesser von 0,5 bis 1 cm, sie können aber auch die Grösse von Tennisbällen erreichen. Rekordmeldungen liegen aus Indien (3,5 kg) und China (4,5 kg) vor. Derartige Brocken haben eine Endfallgeschwindigkeit von 50 m/s.
Leichtgewicht. In sehr kalter und an Wasserdampf armer Luft entsteht feinkörniger Pulverschnee. Bei Temperaturen nur wenig unter dem Gefrierpunkt fallen grosse Flocken ? wie sie Frau Holle zur Erde schickt. Sie können 3 bis 4 cm gross werden und sinken dann langsam hernieder. Sie kleben um so besser aneinander, je wärmer es ist, und erreichen als Gemeinschaftsflocke ein Höchstgewicht von vier tausendstel Gramm.
Eisiges Geschichtsbuch. In den grossen Eisschilden Grönlands und der Antarktika können Wissenschafter die Entwicklung des Erdklimas verfolgen wie in einem Geschichtsbuch. Mit Hilfe von im Eis eingeschlossenen Luftbläschen machen sie sich ein Bild von der Atmosphäre in früheren Zeiten. Mit Hilfe von Eisbohrungen sind Forscher 1992 auf dem Scheitel des grönländischen Eisschildes auf eine Rekordtiefe von 3029 Metern vorgedrungen und haben Eisschichten erreicht, die vor 200 000 Jahren gebildet wurden.
Legende. Dass die Inuit eine grosse Zahl von Wörtern für Schnee benutzten, ist eine der Legenden, mit denen man gerne illustriert, dass einfache Völker eine andere Sicht der Wirklichkeit haben. Das führende Lexikon der Eskimosprache nennt gerade zwei Wortstämme: qanik für Schnee, der fällt, und aput für Schnee, der liegt.
Galoppierende Gletscher. Mit 180 m pro Jahr findet sich am Aletschgletscher die grösste Fliessgeschwindigkeit eines Alpengletschers. Der Jakobshavn-Gletscher an Grönlands Westküste bringt es sogar auf 7000 Meter pro Jahr. Solche Rekordwerte werden indes von gelegentlichen «Surges» (Wogen) weit in den Schatten gestellt: Plötzlich setzt ein sonst gemächlicher Gletscher zum Galopp an und stürmt mit hundertfacher Geschwindigkeit vorwärts. So rückte 1845 der Vernagt-Ferner im Ötztal um 12 Meter pro Tag vor, riegelte ein Quertal ab und staute mehrere Millionen Kubikmeter eines Gebirgsflusses. Als der Eisdamm schliesslich brach, verwüstete die Flutwelle weite Gebiete. Den Rekord hält der Kuthia-Gletscher im Karakorum. Er kroch innert 3 Monaten 12 Kilometer weit ? über 130 Meter pro Tag. Ein Surge kommt vermutlich zustande, indem im Innern des Gletschers grössere Abflusskanäle verstopfen oder durch Eisverformungen zuwachsen. Der Schmelzwasserstau lässt dann die Eismasse anschwellen; auf dem Felsbett beginnen grosse Teile des Gletschers zu schwimmen. Wie auf einer Schmierschicht gleitet nun der Gletscher zu Tal.
Gletscher mit Schweissbrenner. Unter dem Vatnajökull und dem Myrdalsjökull, den beiden grössten Gletschern Islands, verbergen sich aktive Vulkane. Brechen sie aus, fressen sie wie gewaltige Schweissbrenner Löcher in den Eispanzer und produzieren im Gletscherbau riesige Schmelzwasserseen. Irgendwann dringt das Schmelzwasser unter dem Eisschild hindurch zum Rand und ergiesst sich über das Gletschervorfeld zum Meer. Der Vatnajökull liefert alle vier bis sechs Jahre dieses schaurig-schöne Schauspiel, das letztemal im Oktober 1996. Mehrere Vulkanausbrüche frassen sich innert Tagen durch das 600 Meter dicke Eis und füllten einen 35 km2 grossen Vulkankrater mit Schmelzwasser. Fünf Wochen nach Beginn der Eruptionen presste der Wasserdruck den Gletscher am Kraterrand hoch, und die ungeheuren Wassermassen quollen 50 Kilometer weit unter dem Gletscher hindurch ins Freie. Während 30 Stunden wälzte sich eine Flut mit haushohen Eisbrocken und Felstrümmern zum Meer.
Eisiges Grab. Etwa ein Fünftel bis ein Viertel der Landoberfläche der Erde sind Permafrostgebiete. Dauerfrostböden können mehrere hundert Meter tief permanent gefroren sein und tauen nur im Sommer oberflächlich auf. Weltweites Aufsehen erregten Mitte der achtziger Jahre die Arbeiten des Anthropologen Owen Beattie, der auf der in der Nordwestpassage liegenden Insel Beechey Island die Leichname von drei Mitgliedern der 1848 verschollenen Franklin-Expedition exhumierte und untersuchte. Der Permafrost hatte ihre Körper fast völlig erhalten, und somit war es Beattie möglich, eine von der Büchsennahrung herrührende Bleivergiftung als eine der Todesursachen zu erkennen.
Geissel der Alpen. Weltweit werden pro Jahr etwa 250 000 grössere Lawinen gemeldet, 20 000 allein aus der Schweiz. Besonders gefährlich sind Staublawinen, die aus feinkörnigem, trockenem oder leicht feuchtem Schnee bestehen, da sie hohe Geschwindigkeiten erreichen und ihre 300km/h schnelle Druckwelle nicht nur Bäume umknicken, sondern sogar Häuser wegreissen kann.
Ehrgeiz. Die Eiswüsten von Arktis und Antarktis gehörten zu den letzten Gebieten der Erde, die zu Beginn unseres Jahrhunderts noch das Abenteuer der Entdeckung versprachen. Weltweit Aufsehen erregte der dramatische Wettlauf zum Südpol zwischen dem Norweger Roald Amundsen und dem Engländer Robert Scott. Beide starteten nahezu gleichzeitig, doch der besser ausgerüstete Amundsen erreichte den Pol einen Monat vor seinem Konkurrenten am 14. Dezember 1911. Er kehrte wohlbehalten nach Europa zurück, während Robert Scott mit seinen Begleitern in der Antarktis umkam. Als Entdecker des Nordpols gilt der Amerikaner Robert Peary, der 1909 mit seinem Begleiter Henson und vier Inuit das arktische Eis bezwang. Noch Ende des vorigen Jahrhunderts hatte der Norweger Fridtjof Nansen vergeblich versucht, mit seinem Schiff «Fram» den Nordpol zu erreichen. Eisige Gefilde mussten auch die Bezwinger des Mount Everest überwinden. Nach zahlreichen misslungenen Versuchen erstiegen der Neuseeländer Edmund Hillary und sein Begleiter, der Sherpa Tensing Norgay, 1953 erstmals den höchsten Berg der Erde.
Truppenbetreuung. Alexander der Grosse hatte den Reiz des Kühlen erkannt und setzte es als Mittel der Truppenbetreuung ein. Während der Belagerung der indischen Felsenstadt Aornos liess er 30 Erdlöcher ausheben, die mit Baumzweigen und Erde abgedeckt wurden, in denen er Schnee und Eis der umliegenden Berge lagerte. An die Offiziere wurde eine Erfrischung aus Schnee und Wein oder aus Schnee, Milch, Fruchtsaft und Honig verteilt, um sie bei Laune zu halten.
Eiskonsum. Die grössten Eisesser Europas sind die Schweden, die 1996 pro Kopf 13,8 Liter weggeschleckt haben. Es folgen die Dänen mit 9,9 Litern pro Kopf, die Iren (9,3), die Italiener (8,9), die Belgier (8,4) und die benachbarten Niederländer (7,4). Die Schweizer rangieren mit 7,6 Litern knapp vor den Deutschen (7,5), während man in Griechenland (4,2) und Portugal (3,6) der Eisspeise die kalte Schulter zeigt. Führend sind mit 20 Litern Eisverzehr pro Kopf im Jahresdurchschnitt nach wie vor die Amerikaner.
Von Eis zu Eis. Die Küstenseeschwalbe (Sterna paradisea), ein zierlicher Vogel mit silbergrauen, sichelförmigen Flügeln und blutrotem Schnabel, pendelt regelmässig zwischen den eisigen Regionen des hohen Nordens und der Antarktis. Dabei zieht der kleine Wanderer stets dem Sommer nach, denn wenn auf der Nordhalbkugel die kalte Jahreszeit beginnt, stellt sich auf der Südhalbkugel der Sommer ein. Zweimal jährlich legt er so rund 20 000 km zurück. Er brütet jedoch nur an den arktischen Küsten des Nordens.
Eisbecher und Eisfrüchte. Im siebzehnten Jahrhundert nutzten Hoflieferanten die hundert Jahre vorher in Italien entwickelte Technik des künstlichen Eismachens für exklusive Produkte. In tiefen Gruben und geschützt von Strohmatten hielten sie Winterschnee bis in den warmen Sommer hinein. Sie mischten dann Schnee mit Salz und legten in diese Mischung zwei Kupferschalen, welche nur durch einen schmalen, wassergefüllten Spalt voneinander getrennt waren. Das Wasser im Spalt gefror zu Eis ? ein eleganter Eisbecher, der, gefüllt mit köstlichem Getränk, die hohen Gäste entzückte.
Kälterekorde. Der Nullpunkt der thermodynamischen Temperaturskala ist als 0 Kelvin festgelegt, was ?273,15 Grad Celsius entspricht. An diesem absoluten Nullpunkt befinden sich alle physikalischen Systeme im Zustand niedrigster Energie. Aus theoretischen Überlegungen folgt, dass man dem absoluten Nullpunkt zwar beliebig nahekommen kann, ohne ihn aber je zu erreichen. In der Tieftemperaturphysik bemühen sich die Forscher im Labor Rekordwerte zu erzielen. Durch Verflüssigen von Helium erreichte man um 1920 erstmals Temperaturen unter 1 Kelvin, also weniger als 1 Grad Celsius vom absoluten Nullpunkt entfernt. Mit Tricks wie der adiabatischen Entmagnetisierung von Atomkernen lassen sich Metalle sogar auf tausendstel Kelvin abkühlen. 1996 erzielte ein Team an der Universität Bayreuth an einer Platinprobe den momentanen Rekord von 1 millionstel Kelvin.
Eisfan. Als grösster Eisfan aller Zeiten gilt der amerikanische Präsident George Washington. Auf seinem Gut Mount Vernon wurde Speiseeis in grosser Menge hergestellt. 1790 soll er innerhalb von zwei Monaten die damals unvorstellbar hohe Summe von 200 Dollar für die kühle Köstlichkeit ausgegeben haben.
Speiseeis als Medizin. Der griechische Arzt und Begründer der wissenschaftlichen Heilkunde, Hippokrates (um 460?375 v. Chr.), empfahl Gefrorenes, da es «die Säfte belebt und das Wohlbefinden hebt», und er verordnete Eis sogar als Medizin und als schmerzstillendes Mittel.
Eis am Stiel. Der Amerikaner Harry Bust aus Ohio erfand 1923 eine der bis heute beliebtesten Eisvarianten, das Eis am Stiel, und meldete es zum Patent an. Kurz darauf hielt diese Neuentwicklung Einzug in Europa.
Verfasser dieser Kurztexte sind Christine Reinke-Kunze, von der 1996 bei Birkhäuser in Basel das Buch «Die Packeiswaffel» erschienen ist, und Herbert Cerutti, Wissenschaftsredaktor der NZZ.