Kapitän Fitzroy und sein Sturmglas
Beispiele
für die Verwendung von "Initialkeimen" in der heutigen Chemie gibt
es genügend, jedoch sei ein Vorgang besonders erwähnt: die Herstellung
des Silizium-Einkristalls als Grundbestandteil aller integrierten elektronischen
Chips. Der Einkristall entsteht nur dann, wenn ein sogenannter "Impfkristall"
zum Aufprägen des Aussehens, der Gestalt verwendet wird. Die Qualität
des Silizium-Einkristalls ist abhängig von der Qualität des gestaltbildenden
Impfkristalls. Die Anforderungen an die Qualität des gestaltbildenden
Impfkristalls werden um so höher, je größer die «Packungsdichte» des späteren
elektronischen Speicherchips sein muß.
Kristalle halten ihre Formen unbegrenzt,
solange die Temperatur unter ihrem Schmelzpunkt bleibt. Höhere Temperatur
bringt eine heftigere Wärmebewegung der Moleküle mit sich und damit eine
größere Unordnung. Da in einem Kristall die einzelnen Moleküle in einem
periodischen Gitter angeordnet sind, besteht keine Unordnung. In der gesättigten
Lösung des Fitzroy-Sturmglases erfolgt der Übergang von der Unordnung
zur Ordnung in dem Phasensprung Flüssigkeit - Kristall. Ein weiterer Übergang,
nun wieder von der Ordnung zur Unordnung, liegt im Sturmglas darin, daß
die Kristalle wieder verschwinden, sich gewissermaßen in der klaren Flüssigkeit
auf lösen. Der erste Phasensprung findet bei etwa 17 Grad Celsius statt,
der zweite bei etwa 2 3 Grad Celsius. Im Sturmglas ist der Normalzustand
die Unordnung, die Flüssigkeitsphase, es sei denn, eine Energie von außen
tritt als Verursacher einer Kristallbildung auf.
In der Physik werden heute zwei Arten
einer räumlichen Organisation beschrieben: die konservativen und die dissipativen
Strukturen.,', Konservative Strukturen sind in allen Organisationsstufen
am Aufbau der Materie beteiligt: Die Formen sind unter Berücksichtigung
der Wechselwirkungen die Summe aus den kleinsten Teilchen, weshalb der
Gestaltbegriff in diesem Fall nichts bietet. Konservative Strukturen benötigen
zur Aufrechterhaltung ihres Zustands keine Energiezufuhr, und sie sind
unabhängig von ihrem Bildungsweg.
Dissipative Strukturen sind das Resultat
äußerer Einwirkungen auf innere Kräfte. Sie sind bei ihrer Bildung abhängig
von Anfangs- und Randbedingungen, und es bedarf einer ständigen Energiezufuhr
zur Aufrechterhaltung der Struktur. Es gibt grundsätzlich keine Anzeichen
dafür, daß konservative Strukturen vorwiegend in der unbelebten Welt anzutreffen
sind, dissipative dagegen eher in der belebten. Bei dem Sturmglaseffekt
haben wir es wegen der Notwendigkeit einer Energiezufuhr zur Bildung und
Aufrechterhaltung der Kristallform mit einer dissipativen Struktur zu
tun.
Die Kristallstruktur im Sturmglas zeigt
mindestens vier Reaktionsformen:
1. Die Wachstumshöhe des Kristalls.
2. Die Dichte der Kristallstruktur.
3. Die Gestalt des Kristalls.
4. Die Wachstumsrichtung des Kristalls.
Für diese vier Reaktionsformen bieten die Abbildungen 52 und 53 einige
Beispiele. Die Bearbeitung der vier Reaktionsformen des Kristalls in ihrem
Zusammenhang mit dem Wettergeschehen und den Sferics-Frequenzkombinationen
ist noch lange nicht abgeschlossen.
Doch
ergab die Korrelation der Kristallhöhe mit der Temperatur eines klimatisierten
Kellerraums in einem Eisenbetongebäude und einer Sferics-Frequenzkombination,
gemessen in 52 Kilometer Entfernung vom Kristall, einen interessanten
Zusammenhang. Es zeigt sich,dass die Umgebungstemperatur zwei Zentimeter
vom Kristall entfernt einen Einfluß von 16 Prozent, die Sferics-Frequenzkombination,
die dem Einströmen von Warmluft vor einer Kaltfront entspricht, einen
Einfluß von 5 0,4 Prozent auf die Kristallhöhe hatte; die restlichen 33,6
Prozent sind noch ungeklärt (Abb. 54); Irrtumswahrscheinlichkeit bei der
Korrelation Sferics Kristallhöhe ist o,oog. Daraus ergibt sich zum einen
wiederum,dass die SfericsFrequenzen mit dem Wettergeschehen übereinstimmen,
und zum anderen,dass der Kristall in dem verschmolzenen Glas nicht direkt
einen Sturm anzeigt, wie Fitzroy glaubte, sondern das Herannahen einer
Front, was allerdings zu einer Sturmlage führ Abb. 5 4 Vorläufige Darstellung
der Beziehungen zwischen dem Tempe raturgang in'C eines klimatisierten
Kellerraumes in einem Eisenbeton bau (A), dem Kristallhöhenwachstum (B)
x --- x in diesem Kellerraum und einer Sferics-Frequenzkombination a,
gemessen in 52 Kilome tem Entfernung.
Eine ungefähre analoge Vorstellung für
diesen Prozeß bietet das magnetische Feld an.
Auch hier zeigt sich die räumliche Anordnung erst dann, wenn magnetisierbare
Partikeln (Eisenfeilspäne) in den Einflußbereich des magnetischen Feldes
kommen.
Genauso existiert das morphische Feld räumlich um seinen Kern. Bei der
Bildung von Kristallen wird ein bestimmtes Muster atomarer oder molekularer
Anordnung dauernd wiederholt. Das Muster ist wieder der morphogenetische
Keim.
Es ist bekannt, dass sich der Kristallisationsprozeß in gesättigten Lösungen
außerordentlich beschleunigt, wenn man ihnen "Keime" oder "Kerne"
des passenden Kristalls hinzufügt. Diese Keime dienen als morphogenetische
"Initialkeime" chemischer Katalysatoren. Ohne Zugabe dieser
Keime oder Keine des jeweils passenden Kristalls ist das Zustandekommen
der Kristallisation davon abhängig, ob Atome oder Moleküle eine zufällig
passende Position einnehmen. Ist jedoch der Keim vorhanden, wird durch
das morphogenetische Feld der immer wiederkehrenden Kristallgitterstruktur
die Umgebung des wachsenden Kristalls so beeinflusst,dass freie Atome
oder Moleküle die sich nähern, ergriffen und unter Abgabe von Wärme in
bestimmten Positionen festgehalten werden.
Auch ist es eine Tatsache, dass Substanzen schneller kristallisieren,
wenn sie sich bereits einmal kristallisiert haben. Die Mühelosigkeit der
Kristallisation nimmt besonders in gesättigten Lösungen mit jeder geglückten
Kristallisation zu.
Beispiele für die Verwendung von "Initialkeimen"
in der heutigen Chemie gibt es genügend, jedoch sei ein Vorgang besonders
erwähnt: die Herstellung des Silizium-Einkristalls als Grundbestandteil
aller integrierten elektronischen Chips. Der Einkristall entsteht nur
dann, wenn ein sogenannter "Impfkristall" zum Aufprägen des
Aussehens, der Gestalt verwendet wird. Die Qualität des Silizium-Einkristalls
ist abhängig von der Qualität des gestaltbildenden Impfkristalls. Die
Anforderungen an die Qualität des gestaltbildenden Impfkristalls werden
um so höher, je größer die "Packungsdichte" des späteren elektronischen
Speicherchips sein muss. Kristalle halten ihre Formen unbegrenzt, solange
die Temperatur unter ihrem Schmelzpunkt bleibt. Höhere Temperatur bringt
eine heftigere Wärmebewegung der Moleküle mit sich und damit eine größere
Unordnung.Da in einem Kristall die einzelnen Moleküle in einem periodischen
Gitter angeordnet sind, besteht keine Unordnung. In der gesättigten Lösung
des Fitzroy-Sturmglases erfolgt der Übergang von der Unordnung zur Ordnung
in dem Phasensprung Flüssigkeit - Kristall. Ein weiterer Übergang, nun
wieder von der Ordnung zur Unordnung, liegt im Sturmglas darin,dass die
Kristalle wieder verschwinden, sich gewissermaßen in der klaren Flüssigkeit
auf lösen. Der erste Phasensprung findet bei etwa 17 Grad Celsius statt,
der zweite bei etwa 2 3 Grad Celsius. Im Sturmglas ist der Normalzustand
die Unordnung, die Flüssigkeitsphase, es sei denn, eine Energie von außen
tritt als Verursacher einer Kristallbildung auf. in der Physik werden
heute zwei Arten einer räumlichen Organisation beschrieben: die konservativen
und die dissipativen Strukturen.,', Konservative Strukturen sind in allen
Organisationsstufen am Aufbau der Materie beteiligt: Die Formen sind unter
Berücksichtigung der Wechselwirkungen die Summe aus den kleinsten Teilchen,
weshalb der Gestaltbegriff in diesem Fall nichts bietet. Konservative
Strukturen benötigen zur Aufrechterhaltung ihres Zustands keine Energiezufuhr,
und sie sind unabhängig von ihrem Bildungsweg. Dissipative Strukturen
sind das Resultat äußerer Einwirkungen auf innere Kräfte. Sie sind bei
ihrer Bildung abhängig von Anfangsund Randbedingungen, und es bedarf einer
ständigen Energiezufuhr zur Aufrechterhaltung der Struktur. Es gibt grundsätzlich
keine Anzeichen dafür,dass konservative
Weitere wetterabhängige physiko - chemische
Prozesse Das Besondere an dem physiko-chemischen Prozeß im Fitz roy-Sturmglas
ist nicht die Tatsache,dass er stattfindet, son demdass dies in einem
hermetisch verschlossenen Glasgefäß geschieht und so sehr leicht beobachtet
und dokumentiert werden kann. Seit Jahren ist bekannt,dass es nicht nur
einen Einfluß des Wetters auf lebende Organismen gibt, sonderndass auch
einfache chemische Analysen und Reaktionen diesem Einfluß unterliegen.
Auf den verschiedensten Gebieten zeigte sich,dass die Ursache der auch
dort immer wieder auftretenden Schwankungen außerhalb des eigentlichen
Vorgangs liegen muss. Über derartige wetterabhängige Prozesse gibt es
Unterlagen in so großer Zahl,dass ich hier nur stellvertretend einige
wenige nennen kann. Schon um 193o begannen mikrobiologische Untersuchungen
`, und 19 3 8 entwarf B. de Rudder den Grundriß einer Meteorobiologie
des Menschen 113. Allerdings wurden damals als Meßgrößen für eine Wetterwirkung
nur die Tief- und Hochdruckwetterlagen gewählt. Es war nämlich schon in
dieser frühen Phase der Forschung bekannt,dass für die Darstellung einer
Biotropie die trivialen Parameter der Schulmeteorologie nicht in Frage
kommen können. Dies ließ sich gerade bei den mikrobiologischen Versuchen
sehr schnell und sicher nachweisen, da man hier mit zugeschmolzen gläsemen
Kultugefäßen arbeiten konnte. 1942 war man in Berlin-Dahlem bereits so
weit, von einer Wetterstrahlung zu sprechen, die auch durch eine überschwere
Abschirmung von 25 Zentimetern Blei und 45 Zentimetern Eisen hindurch
wirksam blieb. Man sprach von einer ~~H-Strahlung,> und einer ~~T-Strahlung~,
(H = Hoch; T = Tief). Beide Strahlungsarten wurden unter dem Begriff -
Wetterstrahlungzusammengefaßt.` Daß es sich um eine Strahlung handelt,
zeigt sich auch an chemischen Fällungsversuchen bei denen, wie im FitzroySturrnglas,
die Kristallform und -menge des Fällungsprodukts von den Hochund Tiefdruckwetterlagen
gesteuert wird. Auch zeigt sich,dass Ergebnisse chemischer Analysen wetterabhängig
waren: Der Nullwert der Meßlösung (Titer) wies besonders vor Gewittern
auffällige Schwankungen auf die auch bestehen blieben, als man die Versuchsanordnungen
vor allem hinsichtlich ihrer Temperaturkonstanz optimal ausführte. Die
Höhe dieser unerklärlichen Schwankungen betrug bis zu hundert Prozent
Abweichung vom Nullpunkt. Sowohl G. Piccardi ' als auch Eichmeier -I versuchten,
eine Erklärung WeiterewetterabhängigeProzesse 177 für diese Schwankungen
zu finden, indem sie ihr Augenmerk auf das bei der chemischen Reaktion
verwendete destillierte Wasser richteten. offenbar ist jedoch bei diesen
Untersuchungen nur geworden,dass bei unveränderten Versuchsbedingungen
die Schwankungsunterschiede ihre Ursache außerhalb der Versuchseinrichtung
haben müssen. Durch R. Neuwirths Versuche mit zugeschmolzenen Reagenzgläsern,"
kam die Vorstellung auf,dass als Verursacher nur radioaktive oder elektromagnetische
Strahlen in Frage kommen, da man die Schwankungen durch geeignete Abschirmungen
in gewissem Maße beeinflussen konnte. Bei den chemischen Experimenten
suchte man auch nach einem Zusammenhang zwischen den Schwankungen und
der Sonnenaktivität 09, doch da kein Unterschied zwischen Tag und Nacht
festzustellen war, musste man schließlich annehmen,dass es zwischen der
Sonne und den Analysenschwankungen ein noch unbekanntes übertragungssystem
mit einer Speichermöglichkeit gibt unddass dieses System in Vorgängen
in der Atmosphäre liegt. Zusätzlich wies man mit statistisch hoher Sicherheit
einen ortsgebundenen Tagesgang nach, der von Wettervorgängen überlagert
wird: «Jede Front, aber auch jedes Gewitter und jeder Schauer, zuweilen
auch sich schnel lverstärkender oder auflösender Nebel, werden von einer
Unregelmäßigkeit der Titer begleitet ... Die Störungen laufen immer regelmäßig
ab. Sie unterscheiden sich nur durch Stärke und Dauer... Der größte Unterschied
besteht zwischen Warm- und Kaltfront ... Die Titerwerte folgen sehr genau
den meteorologischen Vorgängen, so genau,dass man versucht ist, den Frontdurchgang
zeitlich nach dem Titerverhalten zu bestimmen.» '5 Dadurch wird die Annahme
verstärkt,dass die Schwankungen in den chemischen Analysen mit der atmosphärischen
Dynamik verknüpft sind. Auchdie Streulichtversuchevon 0. Harlfingerund
K. Hummel',' mit zugeschmolzenen Reagenzgläsern, gefüllt mit einem eiweißartigen
Polymer, führen zu der gesicherten Erkenntnis,dass Hoch- und Tiefdruckwetterlagen
die wäßrig gelösten Makromoleküle beeinflussen. Bei allen Versuchen wurden
immer wieder seit Jahrzehnten die großenteils übereinstimmenden Wetterreaktionen
oder meteorotropen Effekte nachgewiesen -sei es bei der Schwärmintensität
verschiedener Bakterien, dem Erreger des bakteriellen Pflanzenkrebses
(Pseudomonas tumefacien), dem für den Kartoffelanbau so gefährlichen Pilz
Phylophtora infestans, dem Leuchtbakterium Vibrio Dunbar, den charakteristischen'
Polkörnchen der Diphteriebakterien, der Farbstoffbildung des Bakterium
violaceum, der oxidativen Veränderung von Nährböden, dem vegetativen Streckungswachstum
der Bakterien und Zellen höherer Organismen, der Volutinbildung der Hefeart
Zygosaccharomyzes oder bei der Gärung der Bäckerhefe, der Herstellung
von Gelatinekapseln in der Pharmaindustrie, der Fotogelatine im Tiefdruckverfahren
der Druckindustrie und bei Fitzroys Sturmglas.
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