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Archimedisches Gesetz, Eis im Wasser und der Meeresspiegelanstieg

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Der Meeresspiegel steigt infolge der globalen Klimaerwärmung gegenwärtig um etwa 3.2 mm pro Jahr.

Der Meeresspiegel steigt infolge der globalen Klimaerwärmung gegenwärtig um etwa 3.2 mm pro Jahr. Einer der Gründe ist die Abschmelzung des Polareises und zwar des grossen Teiles, der auf einem festen Untergrund liegt. Wenn das ganze Polareis schmelzen würde, würde der Meeresspiegel um ca. 56 m steigen (wiki.bildungsserver). Das Schmelzen von schwimmenden Eisbergen erhöht aber den Wasserspiegel nicht. Der Grund ist das das archimedische Prinzip.

Nehmen wir an, dass Eis mit dem Volumen V im Wasser schwimmt. Die Dichte vom Eis ist ρE = 0.918 g/cm3, die Dichte von reinem Wasser ist ρW = 1 g/cm3, vom Meerwasser ca. ρW = 1.025 g/cm3. Das Eis ist leichter als Wasser und es schwimmt darum. Ein Teil V1 ist unter Wasser, der Rest V2 = V - V1 ist oberhalb vom Wasser.

Das Gesetz von Archimedes (287 v. Chr. - 212 v. Chr.) besagt:

Auf einen Körper in einer Flüssigkeit wirkt eine Antriebskraft, die gleich gross ist, wie das Gewicht der verdrängten Flüssigkeit.

Da das Eis schwimmt, wird sein Gewicht vollständig durch die Antriebskraft des verdrängten Wassers kompensiert:

Gewicht des Eises = Gewicht des verdrängten Wassers
V ρE = V1 ρW

Wenn das Eis geschmolzen ist, nimmt es das Volumen V' an. Die Masse des Eises verwandelt sich in die Masse des geschmolzenen Wassers:

V ρE = V' ρW
Vergleich mit der obigen Gleichung ergibt:
V1 = V'

Das geschmolzene Wasser nimmt also das Volumen des verdrängten Wassers ein und der Wasserspiegel steigt nicht.

Für den Anstieg des Meeresspiegels noch wichtiger als das Schmelzen des Polareises ist die Ausdehnung des Meereswassers mit der steigenden Temperatur.

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