Wasser ist ein sonderbarer und wichtiger Stoff zugleich, mancher Wissenschaftler nennt es gar eine »magische Substanz«. Denn einerseits wäre ohne Wasser kein Leben möglich. Andererseits zeigt es aber eine ganze Reihe so genannter Anomalien, die es von anderen Molekülen grundlegend unterscheidet. So sind alle Stoffe in fester Form schwerer als in flüssiger. Wasser – dessen Moleküle aus je einem Sauerstoff- und zwei Wasserstoffatomen bestehen – hingegen hat bei einer Temperatur von vier Grad Celsius am wenigsten Volumen, erreicht an diesem Punkt also seine größte Dichte. Aus diesem Grund schwimmen Eisberge im Ozean.

Eine seiner Besonderheiten ist auch, dass es bei vergleichsweise hohen Temperaturen gefriert und siedet. Allerdings liegen diese Punkte längst nicht immer bei null beziehungsweise 100 Grad. Beispielsweise kann Wasser auch bei Temperaturen, die ein ganzes Stück unterhalb des Gefrierpunktes liegen, flüssig bleiben. Experten sprechen in diesem Fall von »unterkühltem Wasser« – und erreichen in Laborversuchen immer tiefere Temperaturen, bei denen der sonderbare Zustand Bestand hat.

Ein neuer Rekord

Ein internationales Forscherteam um Robert Grisenti von der Goethe-Universität Frankfurt hat dabei vor Kurzem einen neuen Rekord aufgestellt und Wasser bei minus 42,5 Grad Celsius flüssig gehalten. Wesentlich dafür war eine neue Technik, mit der die Wissenschaftler eiskaltes Wasser künftig eingehender untersuchen wollen als bisher – und mit der sie dem Aggregatzustand vielleicht weitere Geheimnisse entlocken können.

In Zirruswolken können Wassertröpfchen bis zu minus 37,5 Grad Celsius Bestand haben

Tatsächlich ist unterkühltes Wasser noch in vielerlei Hinsicht rätselhaft. So nehmen einige der physikalischen Messgrößen, mit der Wissenschaftler die Eigenschaften von Stoffen beschreiben, mit sinkender Temperatur immer weiter zu. Dazu zählen etwa die so genannte Wärmekapazität sowie die Kompressibilität. Sie geben Auskunft darüber, wie viel Energie man aufwenden muss, um Wasser zu erwärmen, beziehungsweise wie viel Kraft notwendig ist, um es ein Stück weit zusammenzuquetschen.