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Wasser [1]

[886] Wasser. I. Zusammmensetzung u. Eigenschaften des W-s. Das W. wurde früher für ein Element gehalten, bis Lavoisier 1783 bewies, daß. es eine Verbindung von Wasserstoff mit Sauerstoff sei; zwar hatten schon früher Pristley, Cavendish u. Watt gefunden, daß beim Verbrennen von Wasserstoffgas in der atmosphärischen Luft W. gebildet werde, sie glaubten aber nach der damals herrschenden Ansicht über die Verbrennung, daß der Wasserstoff eine Verbindung von W. mit Phlogiston sei u. daß das W. beim Verbrennen des Wasserstoffes aus dieser Verbindung abgeschieden werde. Das quantitative Verhältniß, in welchem sich Wasserstoff u. Sauerstoff zu W. verbinden, wurde 1805 von Alex, von Humboldt u. Gay-Lussac ermittelt; dieselben fanden nämlich, daß sich stets 2 Volumina Wasserstoff mit 1 Volumen Sauerstoff verbinden. Hieraus ergibt sich unmittelbar das Gewichtsverhältniß, wenn die specisischen Gewichte der beiden Gase bekannt sind. Nach Regnault ist das specifische Gewicht des Wasserstoffes = 0,0692, des Sauerstoffes = 1,10563 es enthält somit das W. auf 1,10563 Gewichtstheile Sauerstoff 2 × 0,0692 = 0,1384 Gewichtstheile Wasserstoff, d.h. in 100 Theilen 88,8 Gewichtstheile Sauerstoff u. 11,2 Gewichtstheile Wasserstoff. Die Zusammensetzung des W-s läßt sich indessen auch direct ermitteln, wenn man über eine gewogene Menge Kupferoxyd einen Strom Wasserstoffgas streichen läßt u. das gebildete W. in Chlorcalcium auffängt. Das Kupferoxyd wird dadurch zu metallischem Kupfer reducirt, während sich der Wasserstoff mit dem Sauerstoff des Kupferoxydes zu W. verbindet, welches von dem Chlorcalcium aufgenommen wird. Die Gewichtsabnahme des Kupferoxydes gibt daher die Sauerstoffmenge an, welche mit dem Wasserstoff verbunden als W. entwichen ist, die Gewichtszunahme des Chlorcalciums zeigt die gebildete Wassermenge u. endlich die Differenz aus dem Gewicht des W-s u. dem des Sauerstoffes die Menge des verbrauchten Wasserstoffes. Berzelius u. Dulong haben zuerst u. in neuerer Zeit Dumas, Erdmann u. Marchand auf diesem Wege die quantitative Zusammensetzung des W-s festgestellt. Berzelius u. Dulong fanden 88,9 Sauerstoff u. 11,1 Wasserstoff od. auf 100 Sauerstoff 12,4796 Wasserstoff, Dumas auf 100 Sauerstoff 12,515, Erdmann u. Marchand 12,498 Wasserstoff. Nimmt man daher an, daß im W. Wasserstoff u. Sauerstoff zu gleichen Äquivalenten mit einander verbunden sind, u. setzt das Äquivalent des Wasserstoffes = 1, so ergibt sich das des Wasserstoffes zu 8; für das Äquivalent des Sauerstoffes = 100 ergibt sich dann das des Wasserstoffes = 12,5. Das W. ist bei gewöhnlicher Temperatur flüssig, geruch- u. geschmacklos, in dünnen Schichten farblos, in größeren Massen blau (s. unten); bei + 4°,1 C. hat es seine größte Dichtheit, bei dieser Temperatur wiegt 1 preuß. Cubitzoll 293,8 preuß. Gran (= 10,891 Gramme), bei 18,3° C. 1²/₉ Loth, Das Gewicht eines Cubikcentrmeters W.[886] bei der Temperatur seiner größten Dichte ist die französische Gewichtseinheit, das Gramm. Bei 0° ist es 773 mal schwerer als atmosphärische Luft; man setzt sein specifisches Gewicht = 1. Die Zusammendrückbarkeit des W-s ist sehr gering, bei einem Druck von einer Atmosphäre ist die Volumenverminderung ungefähr 46 Milliontel. Unter 0° C. (0° R. od. 32° F.) abgekühlt wird es zu Eis (gefriert), indem es krystallinisch erstarrt. Die Form der Eiskrystalle gehört dem hexagonalen System an, bald erscheinen dieselben als Rhomboëder, wie beim Reif, bald als nadelförmige Krystalle, welche zu seinen zierlichen Gruppen vereinigt sind, denen ein sechsstrahliger Stern zu Grunde liegt, als Schnee, bald in dünnen blumig strahligen Überzügen auf Fensterscheiben; als Hagel, Firn- u. Gletschereis, in Schollen etc. ist es derb u. körnig; vgl. Eis. Bei 0° schmilzt das Eis; es kann nie über diesen Punkt hinaus erwärmt werden, ohne in W. überzugehen; daher dient der Schmelzpunkt des Eises als Fundamentalpunkt für die Thermometerscala. Nicht immer gefriert das W., wenn es unter 0° abgekühlt ist; reines, vollkommen ruhiges W. kann, bis auf – 5° erkaltet, noch flüssig bleiben, erstarrt aber sogleich, wenn es bewegt wird. In Capillarröbrchen bleibt das W. noch bei – 15° flüssig, wie Sorby fand, sobald die Röhrchen isolirt sind, stehen sie aber mit einem Reservoir von größerem Durchmesser in Verbindung, so erstarrt es wie gewöhnlich. Wenn das W. Salze aufgelöst enthält, so erstarrt es erst bei niederer Temperatur, u. zwar wird der Gefrierpunkt proportional der Menge des gelösten Salzes erniedrigt; einige Salze erniedrigen den Gefrierpunkt des W-s als wasserfreie Salze, andere als wasserhaltige Salze, noch andere erniedrigen den Gefrierpunkt bis zu einer bestimmten Temperatur als wasserhaltige Salze; es läßt sich daher durch Beobachtung des Gefrierpunktes entscheiden, ob ein Salz als wasserfreies od. mit einer bestimmten Quantität W. verbunden sich in Lösung befindet. Wenn Auflösungen gefrieren, so gefriert meist nur das W., ein Theil desselben bleibt flüssig is. enthält dann den größten Theil der Salze in Auflösung, stellt daher eine viel gesättigtere Lösung dar. In manchen Fällen kann man auf diese Weise Salzlösungen concentriren. Diese Erscheinung findet auch beim Seewasser statt; die aus den Polargegenden kommenden Eismassen enthalten fast gar kein Salz, während sie doch größtentheils nichts anders sind als gefrorenes Seewasser. Übrigens erniedrigt auch der Salzgehalt des W-s den Punkt der größten Dichte; bei Salzwasser von 1,01 specifischem Gewicht liegt er bei + 1°,9, bei Meerwasser von 1,027 spec. Gewicht bereits unter 0°, letzteres gefriert bei – 2°,5 bis – 3° C. Beim Erkalten zieht sich das W, zusammen, aber nur bis zur Temperatur + 4°,1 C., weiter erkaltet, dehnt es sich wieder aus, bis es gefriert, u. zieht sich als Eis bei weiterem Erkalten wieder zusammen; der Ausdehnungscoefficient ist 0,0000375. Daher ist die größte Dichtheit des W-s bei 4°, genauer bei + 4°,1 C. Für die Natur ist es sehr wichtig, daß sich das W. vor dem Gefrieren ausdehnt, daß das Eis leichter ist als das W., denn wäre das Eis schwerer als W., so würde die auf der Oberfläche der Gewässer sich bildende Eisdecke zu Boden sinken, dafür sich eine neue Decke bilden u.s.f., so daß bei anhaltender Kälte Teiche, Flüsse u. Bäche vollständig ausfrieren würden u. den meisten im W. lebenden Thieren das Leben unmöglich würde. Da aber die größte Dichtigkeit des W-s oberhalb des Gefrierpunktes ist, so sinkt das auf der Oberfläche bis + 4° C. abgekühlte W. immer zu Boden, so lange bis die ganze Wassermasse diese Temperatur besitzt; erst dann bedeckt sich bei weiterer Abkühlung die Oberfläche mit einer Eiskruste, welche, weil sie leichter als W. ist, an der Oberfläche bleibt u. zugleich die unter ihr befindliche Wasserschicht vor weiterem Erkalten schützt. Bei jeder Temperatur über 0° geht das W. in Dampfform über, ja selbst als Eis verdampft es; bei 100° C. (80° R. od. 212° F.) u. 28 Zoll Barometerstand beginnt es zu sieden. Ist der Luftdruck geringer, wie auf hohen Bergen, so siedet es bei niederer Temperatur. Auf dem Brocken ist die Temperatur des siedenden W-s ungefähr 98°,2 C., auf dem Montblanc 84°,4 in einer Höhe von 4772 Meter u. bei 417 Millimeter Barometerstand. Es lassen sich daher auch Höhenmessungen durch Beobachtung der Siedetemperatur des W-s ausführen. Siedendes W. kann nicht höher erwärmt werden, sofern der Luftdruck derselbe bleibt; alle weiter zugeführte Wärme wird nicht zum weiteren Erhitzen des W-s, sondern lediglich zur Dampfbildung verwendet; daher ist es auf hohen Bergen oft nicht möglich gewisse Speisen gar zu kochen, u. man ist genöthigt durch Verschließen der Kochgefäße einen höheren Druck u. damit eine höhere Temperatur zu erzeugen. Umgekehrt ist es oft wichtig das Sieden einer Flüssigkeit bei möglichst niederer Temperatur zu bewerkstelligen, wenn es sich darum handelt, eine Lösung zu concentriren u. zugleich eine hohe Temperatur zu vermeiden, um ein Zersetzen der Flüssigkeit zu verhüten. In solchen Fällen werden die Siedegefäße luftleer gemacht, wie z.B. m Zuckersiedereien geschieht, wenn der Zuckersaft eingekocht werden soll. Von Einfluß auf die Siedetemperatur sind auch Salze, welche das W. aufgelöst enthält, dieselbe erhöhen im Verhältniß ihrer Menge den Siedepunkt; so siedet z.B. eine gesättigte Kochsalzlösung bei 108 bis 109° C., eine gesättigte Lösung von salpetersaurem Kali bei 116° C. Der Wasserdampf od. das Wassergas ist farblos, durchsichtig, leichter als Luft, specifisches Gewicht 0,622 (atmosphärische Luft = 1), bei 100° 0,455. Daher liefert 1 Volumen W. 1700 Volumina Dampf od. 1 Cubikzoll W. ungefähr 1 Cubikfuß Dampf von einer Atmosphäre. Strömt der Wasserdampf in die Luft od. kommt er mit Luft von so geringer Temperatur in Berührung, daß er nicht sämmtlich als solcher bestehen kann, so bilden sich Bläschen, welche Luft einschließen, u. deren Größe von Saussure zu ¹/₄₅₀₀ bis ¹/₂₇₈₀ Zoll gefunden worden ist. Nebel u. Wolken bestehen aus solchen Bläschen, welche, wenn sie zusammentreffen, sich zu soliden Tropfen verdichten u. als Regen, gefroren als Schnee, Graupeln u. Hagel herabfallen. Die Atmosphäre enthält stets Wasserdampf als wesentlichen Bestandtheil; die Menge desselben ist im Allgemeinen von der Temperatur der Luft abhängig (s. unten). Manche Substanzen zeigen eine große Begierde das W. aus der Luft anzuziehen, sie werden, wenn sie fest sind, feucht u. zerfließen; man nennt diese Körper hygroskopische, zu ihnen gehören des Chlorcalcium, Ätzkali, concentrirte Schwefelsäure, Chlormagnesium; das letztere Salz ist auch die Ursache, daß das gewöhnliche Kochsalz, welches immer eine geringe Menge Chlormagnesium enthält, feucht wird.

[887] Das W. besitzt für viele Substanzen ein ausgezeichnetes Auflösungsvermögen, nicht blos für feste u. flüssige, sondern auch für gasförmige Körper; es ist das allgemeinste Auflösungsmittel. Je nachdem die Körper in größeren od. geringeren Mengen vom W. aufgenommen werden unterscheidet man dieselben als leicht lösliche u. schwerlösliche. Im Allgemeinen nimmt die auflösende Kraft des W-s mit der Temperatur zu, doch ist diese Zunahme in verschiedenen Fällen sehr ungleich; bei einigen Salzen ist die Zunahme der Löslichkeit nahezu proportional der Steigerung der Temperatur, bei den meisten aber wächst die Löslichkeit viel rascher als die Temperatur zunimmt. Die geringere Löslichkeit mancher Salze in höherer Temperatur ist nur scheinbar, sie rührt daher, daß dabei schwerlösliche Verbindungen von geringerem Wassergehalt entstehen; so trübt sich eine bei + 33° C. dargestellte concentrirte Lösung von schwefelsaurem Natron, weil sich ein Salz von geringerem Wassergehalt u. geringerer Löslichkeit bildet, welches sich deshalb ausscheidet. W. von bestimmter Temperatur löst nur eine bestimmte Menge eines Körpers auf, weitere zur Lösung gebrachte Mengen bleiben ungelöst; man nennt eine solche Lösung, welche das Maximum der vom W. aufzunehmenden Menge enthält, eine gesättigte Lösung. Erniedrigt man die Temperatur einer gesättigten Lösung, so scheidet sich ein Theil des gelösten Körpers aus (bei krystallisirbaren Substanzen kryallinisch), u. die Lösung bleibt für diese Temperatur gesättigt. Hierauf gründet sich das Auskrystallisiren von Salzen aus einer heiß gesättigten Auflösung durch Erkalten. Steigert man die Temperatur, so ist die Lösung im Stande noch weitere Mengen des Körpers aufzunehmen. Erhöhter Druck scheint die auflösende Kraft des W-s nicht merkbar zu steigern. Vielen Salzen kommt, je nachdem sie als wasserfreie od. als mit einer bestimmten Menge W. nach festem Verhältniß verbundene Salze gelöst sind, eine verschiedene Löslichkeit zu, wie schon das oben als Beispiel angeführte schwefelsaure Natron zeigt; von diesem Salze lösen bei 0° 100 Theile W. 5 Theile auf, mit steigender Temperatur nimmt die Löslichkeit rasch zu bis auf 33°, wo 52 Theile aufgelöst werden, dann aber bei weiter steigender Temperatur immer mehr u. mehr ab. Man muß daraus den Schluß ziehen, daß bei Temperaturen über 33° ein Salz von anderer Zusammensetzung in der Lösung enthalten ist, als unterhalb dieser Temperatur. Unter Umständen kann eine Lösung mehr Salz aufgelöst enthalten, als für die stattfindende Temperatur zu erwarten ist; solche Lösungen nennt man übersättigte; sie halten den Überschuß an Salz sehr locker gebunden u. scheiden ihn beim Schütteln an der Luft od. Berühren mit einem harten Körper plötzlich aus. So kann in einem verdeckten ruhig stehenden Gefäß eine heiß gesättigte Lösung von schwefelsaurem Natron bis unter 20° erkalten, ohne daß das Salz auskrystallisirt; dies geschieht aber plötzlich, wenn man einen Krystall von Glaubersalz in die Lösung wirst od. sie umgießt. Beim Auflösen fester Körper in W. wird stets Wärme gebunden; geschieht also die Auflösung nicht unter Anwendung künstlicher Wärme, so entsteht Kälte. Manche Salze, z.B. Salpeter, salpetersaures Ammoniak, Rhodankalium, erniedrigen die Temperatur so stark, daß sie zu Kältemischungen angewendet werden können. Findet dagegen eine chemische Vereinigung des aufzulösenden Körpers mit W. statt, so tritt Temperaturerhöhung ein, sobald die dabei frei werdende Wärme beträchtlicher ist als die durch Auflösung erzeugte Kälte. Das Auflösungsvermögen des W-s für Gase hängt hauptsächlich von dem Druck u. der Temperatur ab; es nimmt im Allgemeinen proportional dem Druck zu u. mit steigender Temperatur ab. Daher wirb das W. höherer Regionen weniger atmosphärische Luft absorbiren können, als das an tiefer gelegenen Orten; Boussingault fand, daß W. in einer Höhe von 6–8000 Fuß nur ein Drittel von der im gewöhnlichen W. enthaltenen Luft aufzunehmen vermag. Aus diesem Grunde können in den Seen der Alpen keine Fische leben, weil ihnen die zum Athmen erforderliche Menge Luft fehlt. Das W. saugt den Stickstoff u. Sauerstoff nicht in dem Verhältniß ein, wie diese in der atmosphärischen Luft enthalten sind; die aus lufthaltigem W. ausgeschiedene Luft enthält stets mehr Sauerstoff als Stickstoff, u. zwar 31–33 Procent Sauerstoff, während die atmosphärische Luft nur 21 Procent davon enthält. An der Oberfläche ist das Meerwasser reicher an Sauerstoff als in einer Tiefe von 100–200 Fuß. Beim Erhitzen von W., welches Gase absorbirt hat, entweichen dieselben, doch nicht immer vollständig, so soll z.B. das W. durch noch so langes Kochen nicht vollständig vom Stickstoff befreit werden können. Die Gasausscheidung aus derartigen Auflösungen erfolgt schneller bei Gegenwart von. fremden Körpern, wie Sand, Glasstücken, sein zertheilten Metallen etc.

Das W. geht mit vielen Körpern, bes. oxydirten, Verbindungen ein, welche im Allgemeinen Hydrate genannt werden. Bald nimmt es, mit einer Säure verbunden, die Stelle einer Base, bald mit Basen verbunden, die Stelle einer Säure ein, sogar die Stelle von Salzen kann es vertreten. Das Ätzkali enthalt auf 1 Äquivalent Kaliumoxyd 1 Äquivalent W., KO HO, das erste Hydrat der Schwefelsäure ebenfalls 1 Äquivalent W. chemisch gebunden, SO₃ HO; daher läßt, sich das Ätzkali als wassersaures Kali, die Schwefelsäure als schwefelsaures W. denken. Das W. dieser Hydrate ist oft so innig gebunden, daß es sich nicht austreiben, sondern nur durch Säuren od. Basen substituiren läßt. In Verbindung mit Säuren nennt man das W. basisches W., weil chier die Stelle einer Base vertritt. In welcher Weise das W. in den Basen- u. Säurehydraten, verbunden ist, darüber herrschen im Allgemeinen zwei Ansichten; nach der einen denkt man sich z.B. das Kalihydrat zusammengesetzt aus KO, HO alsdann würde bei der Bildung eines Kalisalzes das W. durch die Säure verdrängt werden; nach der anderen ist es aber KO₂ H, u. dann würde, der Wasserstoff durch ein Säureradical ersetzt werden. Bei den Säuren ganz ebenso; es läßt sich das Schwefelsäurehydrat sowohl SO₃ HO, als auch SO₄ H denken; im ersten Fall wird das W. durch Metalloxyd, im zweiten der Wasserstoff durch Metall ersetzt (vgl. Säuren). Die krystallisirbaren Verbindungen, namentlich die Salze, enthalten häufig W. in chemischer Verbindung, das Krystallwasser. Dasselbe wird zum Theil schon bei mäßigem Erwärmen, zum Theil erst in höherer Temperatur entfernt, manche Salze verlieren es schon beim Liegen an trockener Luft (verwitternde[888] Salze). Das chemisch gebundene W. krystallisirter Salze ist oft zum größten Theil durch mäßige Hitze zu vertreiben, während ein anderer Theil erst bei höheren Hitzegraden entweicht. Dieses W. heißt Constitutionswasser (Halhydratwasser, salinisches W,). Wird das Krystallwasser aus Salzen, welche es in großer Menge enthält, rasch frei gemacht, so wird Wärme latent, es entsteht Kälte; mischt man z. B, 8 Theile krystallisirtes gepulvertes Glaubersalz mit 5 Theilen concentrirter Salzsäure, so bildet sich Chlornatrium, welches kein W. bindet; das Krystallwasser des Glaubersalzes wird daher plötzlich flüssig, u. es erfolgt bedeutende Temperaturerniedrigung. Man wendet derartige Mischungen zur Erzeugung künstlicher Kälte an.

II. Die Gewässer der Erde. Das W. bedeckt den bei weitem größten Theil der Erdoberfläche; u. zwar nach Berghaus 6,636,800 QM., während das Festland nur 2,423,700 QM. einnimmt, daher ist das Gebietsverhältniß zwischen Meer u. Land nahezu 3: 1. Außerdem überdeckt das W, als Seen, Flüsse, Bäche einen nicht unbedeutenden Theil des Festlandes. A) Das W. auf der Erdoberfläche kommt von sehr verschiedener Reinheit vor. Vollkommen reines W., welches frei von allen festen od. gasförmigen Beimengungen ist, findet sich nirgends natürlich. Am reinsten unter allen Wässern der Erde ist das des kleinen Flusses Loka im nördlichen Schweden; dasselbe fließt nur über Granit u.a. feste Gesteine, aus denen es so gut wie nichts aufzunehmen vermag, u. enthält daher höchst geringe Mengen fester Bestandtheile; ein preußisches Quart gibt ¹/₅ Gran od. 0,00106 Procent festen Rückstand. Man benutzt daher dieses W. zur Bereitung von Filtrirpapier, welches zu quantitativen chemischen Analysen angewendet werden soll u. zu diesem Behufe frei von Aschenbestandtheilen sein muß (Schwedisches Filtrirpapier). Auch manche Flüsse im Urgebirge des nördlichen Schottland enthalten kaum mehr als 1 Gran feste Substanz auf 1 Quart W. Im Allgemeinen kann der tief im Binnenlande niederfallende Regen als das von Natur reinste W. angesehen werden; dieses W. enthält außer atmosphärischer Luft u. etwas Ammoniak wenig fremdartige Beimengungen; an Küstengegenden finden sich in ihm bemerkbare Mengen von Kochsalz; das zu Anfang des Regens fallende W. ist immer mit Staub, Rauchtheilen etc. verunreinigt, bei Gewittern läßt sich im Regenwasser auch die Gegenwart von Salpetersäure nachweisen. Dem Regenwasser folgt dann, was die Reinheit anlangt, das W. der Flüsse u. Seen, das gewöhnliche Quell- u. Brunnenwasser, welches, wenn die Menge der mineralischen Bestandtheile sehr erheblich wird, Mineralwasser genannt wird, weiter die Wässer des Schwarzen u. Asowschen Meeres, dann die des Weltmeeres u. des Mittelmeeres u. endlich des Kaspischen Meeres, des Tobten Meeres u. des Aralsees. Brunnen- u. Quellwasser enthält stets größere od. geringere Mengen Kohlensäure, welche ihm den erfrischenden Geschmack ertheilt; ein W., welches keine Kohlensäure führt, ist matt, auch wenn es kalt ist. Geht solches kohlensäurehaltiges W. über Kalk od. Gypsschichten. so löst es kohlensauren Kalk u. Gyps auf u. wird dadurch sogenanntes hartes W. Dieses kann zu vielen häuslichen Zwecken nicht angewendet werden, so nicht zum Kochen von Hülsenfrüchten (Erbsen, Linsen), weil sich der Kalk mit dem Legumin dieser Früchte zu einem unlöslichen Körper verbindet u. um dieselbe eine dünne, die weitere Einwirkung des W-s verhindernde Kruste bildet; auch Seife löst sich in hartem W. nicht auf, bildet damit eine unlösliche Kalkseife; daher eignet sich auch hartes W. nicht zum Waschen. Schon beim Stehen an der Luft, noch schneller aber beim Kochen verliert das harte W. seine Kohlensäure u. scheidet den gelösten Kalk aus; derselbe setzt sich in den Kochgefäßen als Kruste fest u. läßt sich meist nur durch chemische Mittel (brennenden Schwefel, Essig, Salzsäure) entfernen. In Dampfkesseln erzeugt der kohlensaure Kalk, sowie der Gyps den sogenannten Kesselstein (Pfannenstein), welcher die Veranlassung zu Kesselexplosionen werden kann u. dessen Bildung man durch verschiedene Mittel zu verhindern sucht. Aus demselben Grunde überziehen kalkhaltige Quellen die Ränder ihrer Becken od. in das W. eingebrachte Gegenstände mit einer Kruste (wie der Karlsbader Sprudel u.a.). Die Temperatur des Brunnen- u. Quellwassers ist im Allgemeinen die der obersten Erdschicht, deren Temperatur von dem Temperaturwechsel der Atmosphäre unabhängig ist, doch treten an manchen Stellen auch heiße Quellen zu Tage. Werden Quellwässer wegen ihres Gehaltes an gewissen Stoffen zu Heilzwecken benutzt, so heißen sie Mineralquellen; diese sind ausgezeichnet entweder durch einen großen Gehalt an Kohlensäure (Säuerlinge), od. an schwefelsaurem Natron u. Magnesia (Bitterwässer), od. an kohlensaurem Eisenoxydul (Stahl- od. Eisenwässer), od. an Schwefelwasserstoff (Schwefelwässer); manche haben eine sehr hohe Temperatur u. heißen Thermen. Im Allgemeinen, doch nicht immer, liegen diese Thermen in der Nähe von noch thätigen od. erloschenen Vulkanen, wie die an den Abhängen des Ätna u. Vesuv u. die von Teplitz, Pesth, Karlsbad etc.; manche heiße Quellen können mit vulkanischer Thätigkeit in gar keinen Zusammenhang gebracht werden. Berührt das W. bei seinem Gang im Innern der Erde Steinsalzlager, so bildet es damit Salzauflösungen, die Salzsoolen, welche zur Gewinnung von Kochsalz dienen. Das Fluß- u. Bachwasser hat durch die längere Berührung mit der Luft den größten Theil seiner Kohlensäure u. der aufgelösten festen Bestandtheile verloren u. ist dadurch zu weichem W. geworden, welches für die meisten häuslichen u. technischen Anwendungen brauchbar ist. Dagegen enthält es oft nicht unerhebliche Mengen organischer Substanzen aufgelöst, welche von verwesenden Pflanzen u. Thierstoffen herrühren od. durch Abzugskanäle aus den Städten zugeführt werden. Das Meerwasser führt als hauptsächlichen Bestandtheil Kochsalz (Chlornatrium) u. Chlormagnesium, letzteres ertheilt ihm den bitteren Geschmack; außerdem enthält es untergeordnete Mengen von schwefelsaurem Kali, schwefelsaurem Kalk, schwefelsaurer Magnesia, kohlensaurem Kali, phosphorsaurem Kalt, Eisenoxyd, Manganoxyd, Kieselerde, Jod, Brom, Spuren von Blei, Kupfer, Arsenik u. nach den Entdeckungen von Malaguti u. Durochers auch Silber (s. d.). Die Menge der festen Bestandtheile des Meerwassers, sowie das relative Mengenverhältniß der einzelnen Salze weicht nach verschiedenen Örtlichleiten etwas ab. Bouillon Lagrange u. Vogel fanden im Großen Ocean 3,47, im Mittelmeer 3,69 Procent fester Bestandtheile, von Bibra im Großen Ocean 3,4708, im Atlantischen[889] Ocean 3,5519, in der Nordsee 3,4383, Usiglio im Mittelmeer an der französischen Küste 3,7655. Der Salzgehalt beträgt ungefähr: im Mittelmeer 4,1 Proc., bei Gibraltar 4,38, im Atlantischen Ocean 3,8, im Kanal 3,6, in der Nordsee an der deutschen Küste 3,3, bei Edinburgh 3,0, in der Ostsee bei Apenrade 2,2, bei Dobberan 1,6 Proc. Das W. von Binnenseen, wie des Kaspischen u. Todten Meeres, ist noch bei weitem reicher an festen Substanzen; der in jenen Himmelsstrichen seltenere Regen u. die rasche Verdunstung, wahrscheinlich auch die Nähe von Steinsalzschichten, haben dazu beigetragen den Salzgehalt dieser Seen beträchtlich zu erhöhen. Boussingault fand im W. des Todten Meeres 22,77 Proc., Gmelin 24,54 Proc. fester Bestandteile.

B) Die Farbe des W-s in größeren Massen ist blau, doch erscheint dasselbe häufig von verschiedener anderer Färbung, je nach den Beimengungen, welche es enthält. Bereits den Griechen waren die blauen W. der Thermopylen, die rothen bei Joppe, die schwarzen der heißen Bäder von Astyra in der kleinasiatischen Provinz Mysien bekannt. In ganz klarem tiefem W., wie in der Bai von Neapel u. an einzelnen Stellen des Stillen Oceans zeigt das W. seine tiefblaue Farbe, welche am prachtvollsten in der Blauen Grotte der Insel Capri im Neapolitanischen Meerbusen u. in den tiefen Gewässern mancher Stellen des Mittel- u. Adriatischen Meeres erscheint. Das W., welches von den Gletschern Islands u. den steilen Abhängen der Anden herabstürzt, ist milchig, weil es eine Menge sein zertheilter weißer Erde mit sich führt; auch im Guineagolf ist das Meer weiß. In den Geisern auf Island, in den Schweizerseen, im Rhein, zwischen den Inseln der Südsee u. an der Küste von England ist es grün; das Schneewasser der Schweizeralpen soll bisweilen eine smaragdgrüne Farbe zeigen. Auch das W. des östlichen aus dem abessinischen Hochgebirge kommenden Nilarmes, Bahr-el-Asrak, ist grün u. so durchsichtig, daß man die Fische auf dem Grund des Flusses sieht. Zwischen China u. Japan ist das Meer gelblich. Wo das W. durch eisenhaltige Thone od. andere Gesteine dringt, nimmt es eine rothe Farbe an; bei Californien ist das Meer häufig roth, daher der Name Purpurmeer (Vermilion Sea); ebenso verdankt das Rothe Meer seinen Namen der rothen Färbung seines W-s, nach Ehrenberg rührt diese von einer Oscillariengattung her. In langsam fließenden schlammigen Bächen od. in den Abflüssen von Sümpfen od. Mooren ist es grau od. braun; mehre Seen in Savoyen u. Peru sind braun, ja fast schwarz. Ausgezeichnet dunkele Farbe des W-s beobachtete Humboldt auf seiner Reise durch das Stromgebiet des Orinoco; er fand das W. des Zama, Mateveni, Temi u.a. Flüsse kaffeebraun od. grünlichschwarz, dabei aber außerordentlich klar u. wohlschmeckend; in jenen Gegenden scheinen die schwarzen W. vorzugsweise in der Nähe des Äquators vorzukommen, doch findet man sie auch auf den Hochebenen der Anden. Häufig erscheinen schwarze u. weiße W, dicht neben einander, so fand Humboldt die beiden unweit von einander fließenden Nebenflüsse des Cassiquiare, den Slava u. Pacimony, den einen weiß, den anderen schwarz. Auch das W. des Rio negro ist dunkel u. die Masse weißen W-s, welche der Cassiquiare hineinbringt, ändert wenig an der Farbe; überall, wo der Fluß nicht tief ist, hat er eine Bernsteinfarbe. wo er aber tief ist, erscheint es schwarzbraun wie Kaffeesatz. Bemerkenswerth ist, daß fast überall die klarsten, durchsichtigsten W. gerade solche sind, welche nicht weiß sind. Wittstein hat über die Ursachen der verschiedenen Färbung des W-s Untersuchungen angestellt, aus denen hervorgeht, daß das reine blaue W. durch mineralische Stoffe, welche es enthält, in seiner Farbe nicht verändert wird; die verschiedene Farbe, welche die Gewässer in der Natur zeigen, rühren vielmehr von organischen Materien her, welche zu den Humussubstanzen gehören u. durch Hülfe von Alkali aufgelöst sind. Diese Auflösung ist in concentrirtem Zustande braun, in verdünntem gelb. Die Quantität der aufgelösten organischen Materie hängt lediglich von der Quantität des vorhandenen Alkalis ab; je weniger organische Substanz das W. enthält, um so weniger weicht seine Farbe von der blauen ab; mit Zunahme der organischen Substanz geht die blaue Farbe allmälig in die grüne u. aus dieser in die gelbe bis braune über. Da somit die Farbe des W-s wesentlich bedingt ist durch die Menge des aufgelösten freien Alkalis, so ist die Natur des von dem W. berührten Gesteines maßgebend für die Farbe des W-s, da das W. überall die eine Bedingung seiner von der natürlichen blauen abweichenden Färbung, die Humussubstanzen, in reichlichem Maße vorfindet. Periodische Änderungen in der Farbe eines u. desselben W-s sind nicht Folge eines wechselnden Gehaltes an aufgelöster organischer Substanz, sondern rühren von atmosphärischen Einflüssen, wie Regen, bewölkter Himmel etc. her.

C) Reinigung des W-s. Wenn es sich darum handelt reines W. darzustellen, wie dasselbe in den chemischen Laboratorien u. Apotheken gebraucht wird, so unterwirft man das in der Natur vorkommende W. einer Destillation. Hierzu dient meist eine kupferne Blase mit Helm u. ein damit verbundener Kühlapparat. Die ersten Antheile des überdestillirten W-s müssen beseitigt werden, da dieselben Kohlensäure u. Spuren von Ammoniak enthalten. Das gewonnene destillirte W (Aqua destillata) muß farblos, wasserhell, geschmack- u. geruchlos sein u. muß, ohne einen Rückstand zu hinterlassen, vollständig verdampfen, darf durch basisch essigsaures Bleioxyd, durch salpetersaures Silberoxyd, durch Chlorbarium u. durch oxalsaures Kali nicht getrübt, durch Schwefelwasserstoff nicht gefärbt weiden. Das Regenwasser kann ebenfalls als destillirtes W. angesehen werden, allein es enthält immer gasförmige Beimengungen u. kann daher in vielen Fällen das künstlich destillirte W. nicht ersetzen. Bes. wichtig, namentlich für größere Städte, ist die Reinigung des W-s zum Trinken u. zu häuslichen Zwecken. Verliert auch das W., wenn es aus nahen Flüssen in die Brunnen stießt, beim Durchsickern durch das Erdreich einen Theil der organischen Substanzen, so nimmt es doch auch wieder andere Verunreinigungen auf, so daß mit der Zeit ein Verschlämmen der Brunnen nicht zu vermeiden ist. Durch diese fremden Bestandtheile wird das W. nicht nur getrübt, sondern in Folge der Zersetzung derselben nimmt es auch schädliche Gase, wie Kohlenwasserstoff, Schwefelwasserstoff etc. auf u. wird der Gesundheit nachtheilig. Diese Nacktheile machen sich noch mehr geltend, wenn ein Brunnen nicht oft genug u. nicht gleichmäßig benutzt wird; es bilden sich in Folge der Stagnation gefärbte u. übelriechende Zersetzungsproducte, niedere[890] Pflanzen u. Thiere entwickeln sich aus den im W. enthaltenen Keimen, sterben ab u. vermehren die Menge der modernden Bestandtheile. Sehr häufig erfolgt eine Verunreinigung des W-s durch die Nähe von Düngergruben, Viehställen, Cloaken, sowie durch schmutzige, wässerige Abläufe der Werkstätten u. Haushaltungen. Noch mehr ist das Flußwasser durch dergleichen Zuflüsse verunreinigt u. es ist daher auch in der neueren Zeit, wo man die Nothwendigkeit der Wasserleitungen für große Städte erkannt hat, die Reinigung derartiger für den allgemeinen Bedarf bestimmter Wässer Gegenstand der eingehendsten Erörterungen geworden. Als einfachstes Mittel bietet sich hier zunächst das Filtriren des W-s. Auf die Beobachtung gestützt, daß auf sandigem Boden das W. mit großer Klarheit zu Tage tritt, construirte man Filtrirapparate, bei denen das W. durch Sandschichten zu gehen genöthigt war. Die Compagnie von Chelsea, eine der acht großen Gesellschaften, welche London mit Themsewasser versehen, war die erste, welche dieses System anwandte. Man leitet das Themsewasser zuerst in zwei große Bassins, damit sich die gröberen Unreinigkeiten absetzen, dann in die eigentlichen Filtrirbassins, durch deren Boden das W. treten muß. Das Filtrirbett besteht zu unterst aus einer Steinschicht, auf welche kleine Steine, dann Kies u. zuletzt eine 2 Fuß dicke Schicht von seinem Sand gebreitet ist. Sand u. Steine sind vorher durch Waschen sorgfältig von erdigen Bestandtheilen befreit u. nehmen die Unreinigkeiten des W-s so vollständig auf, daß das abfließende W. krystallhell in die Sammelbehälter läuft, aus denen es dann weiter geführt wird. Viele Wässer sind durch organische eiweißartige Substanzen verdorben, welche durch Kochen od. mit Hülfe gerbstoffhaltiger Materien gerinnen u. dabei auch die anderen Unreinigkeiten ergreifen u. mit abscheiden. Solche W, finden sich unter anderen in einer weiten Heidegegend des südlichen Frankreichs, den Landes, sowie in den Heideländern des nordwestlichen Deutschlands. Auch die Seine führt bei Paris ein W., welches durch Hineinwerfen eines Stückchens Alaun gereinigt wird; in Ostindien wird das W. vieler Flüsse, Bäche u. Quellen trinkbar gemacht durch Zusatz einiger Klärnüsse (Früchte von Strychnos potatorum), u. die Reisenden in jenen Gegenden führen stets einige solcher Nüsse zu dem gleichen Zweck mit sich. Man reibt eine ob. zwei dieser Früchte an der Innenwand eines unglasirten Topfes zu Pulver u. gießt das W. hinein; bald setzt sich ein Schlamm ab, welcher die Unreinigkeiten mit sich nimmt, u. das W. wird vollständig klar. In Ägypten wendet man statt dieser Nüsse bittere Mandeln an. Diese Art das W. trinkbar zu machen, ist übrigens bereits seit den ältesten Zeiten bekannt, wie die Stelle im 2. Buch Moses Cap. 15 bezeugt. Der Baum, welchen Moses den Israeliten gab, u. welcher das bittere W. trinkbar machte, war gerbstoffhaltig u. brachte daher die im W. enthaltene organische Substanz zum Gerinnen. In der neuesten Zeit hat man zum Trinkbarmachen verdorbenen W-s die Kohle angewendet. Gut ausgeglühte, grob gepulverte Kohle besitzt nämlich die Eigenschaft aus Flüssigkeiten Farbstoffe u. riechende Substanzen in großer Menge in sich aufzunehmen; sie wird daher zum Entfärben des Zuckersaftes in den Zuckersiedereien, zum Entfuseln des Branntweines u. zu ähnlichen Zwecken schon längst benutzt. Vor einiger Zeit kam bereits eine Plastische Kohle zur Reinigung des W-s aus England in den Handel, welche jedoch, weil sie massiv war, sehr langsam wirkte. Neuerdings werden in der Fabrik plastischer Kohle von Bette in Berlin sogenannte Kohlenfilter in Form hohler Bälle gefertigt, welche, wie Ziegelsteinmasse gebrannt, eine bedeutende Festigkeit u. zugleich große Porosität haben. Diese Kohlenbälle haben 4 bis 8 Zoll im Durchmesser u. sind mit einem Kautschukschlauch versehen; ihre Handhabung geschieht so, daß man sie in das zu reinigende W. legt, durch den Schlauch mit dem Mund die Luft aussaugt, wie an einem Heber, bis das W. durch die Poren des Balles dringt u. in den Mund des Säugenden gelangt: nun wirkt der Apparat als ein Heber u. das W. läuft so lange in einem ununterbrochenen Strahl aus, als die Kugel mit W. umgeben ist. Je nach der Größe der Bälle kann man auf diese Weise ¹/₄ bis 1 Quart W. in der Minute filtriren. Für Haushaltungen u. Fabriken sind diese Kohlenfilter außerordentlich wichtig, selbst da, wo filtrirtes Flußwasser zugeführt wird, ist ihre Anwendung zu empfehlen, da in Anstalten, welche größere Städte mit W. zu versorgen haben, die nöthige Sorgfalt auf die Reinigung des W-s oft nicht gewendet wird. Ganz bes. zweckmäßig erweisen sie sich für Jäger u. Fußreisende, sie liefern aus jedem noch so schmutzigen Bach u. Sumpf ein reines trinkbares W. Sind die Poren des Kohlenballes durch die Unreinigkeiten verstopft, so kann man dieselben leicht wieder reinigen, indem man den Ball aus dem W. nimmt u. stark hineinbläst. Dadurch tritt das in den Poren befindliche W. an die Oberfläche u. nimmt die Unreinigkeiten mit sich; der Ball wird dann abgebürstet u. getrocknet u. ist für den weiteren Gebrauch wieder tauglich.

III. Das W. als Bestandtheil der Atmosphäre. Die atmosphärische Luft enthält stets größere od. geringere Mengen Wasserdampf, welcher durch die Einwirkung der Wärme auf das die Erdoberfläche bedeckende W. entsteht. Von der Oberfläche der Meere, Seen, Flüsse u. des feuchten Bodens verdampft dasselbe fast ununterbrochen u. sucht sich innerhalb der Atmosphäre zu verbreiten, bis es condensirt wird u. die Form von Nebel u. Wolken annimmt od. als Regen, Schnee u. Hagel zur Erde fällt. Schübler schätzt für Deutschland die Höhe der jährlich verdampfenden Wasserschicht im Schatten zu 20 bis 24 Zoll, in der Sonne zu 60 bis 65 Zoll; die Wärmemenge aber, welche jährlich auf der Erdoberfläche zur Verdunstung des W-s verwendet wird, soll nach einer Berechnung von Daubrée ¹/₃ von derjenigen betragen, welche die Erde von der Sonne erhält. Ein bestimmtes Volumen Luft kann bei einer gegebenen Temperatur nur eine bestimmte Menge unsichtbaren Wasserdampf aufnehmen, enthält die Luft dieses Maximum der Feuchtigkeit, so heißt sie gesättigt. Nimmt die Temperatur zu, so wird die Luft fähig noch mehr Dampf aufzunehmen, erniedrigt sich die Temperatur, so wird der Wasserdampf zum Theil condensirt u. schlägt sich nieder, bis seine Dichte auf diejenige herabgekommen ist, welche der gerade herrschenden Temperatur entspricht. Der Feuchtigkeitszustand der Luft im Gegensatz zur Trockenheit derselben ist nicht ohne Weiteres abhängig von der absoluten Menge atmosphärischen Wasserdampfes; die Atmosphäre kann eine große Menge Dampf enthalten u. doch sehr trocken, u. umgekehrt bei[891] einem geringen Dampfgehalt sehr feucht erscheinen. Man hat daher den absoluten Dampfgehalt von dem relativen zu unterscheiden. Erkaltet eine mit Dampf noch nicht gesättigte Luft bis zu dem Punkt, wo sie mit der vorhandenen Dampfmenge gesättigt ist, so bezeichnet diese Temperatur den Thaupunkt (s. d.), u. dieser gibt unmittelbar die Menge von Wasserdampf an, welcher die Luft im Augenblick der Beobachtung enthält, d.h. die absolute Dampfmenge. Doch reicht man mit dieser Größe allein nicht aus, wenn es darauf ankommt, die Beschaffenheit der Luft dadurch zu bestimmen. Im Winter ist die Luft bei großer Kälte oft sehr feucht, im Sommer bei derselben Dampfmenge sehr trocken. Je größer der Unterschied zwischen den Temperaturen des Thaupunktes u. der Luft ist, desto trockener ist letztere u. kann dann noch mehr Dämpfe aufnehmen. Durch Vergleichung der Luftwärme mit der Temperatur des Thaupunktes erhält man also erst den wahren Feuchtigkeitszustand der Luft, den relativen Wassergehalt. Diesen relativen Wassergehalt der Luft findet man also, indem man die Spannung des Wasserdampfes bei der Temperatur des Thaupunktes durch die Spannung des Wasserdampfes bei der herrschenden Temperatur dividirt u. den Quotienten mit 100 multiplicirt. Über das Verfahren, den Feuchtigkeitsgehalt der Luft zu bestimmen, s, Hygrometer. In Bezug auf den täglichen u. jährlichen Gang der atmosphärischen Feuchtigkeit hat man für continentale Orte der gemäßigten Zone gefunden, daß im Winter der absolute Dampfgehalt der Atmosphäre im Ganzen regelmäßig bis Nachmittag wächst, dann aber mit dem Sinken der Temperatur bis zum folgenden Morgen wieder abnimmt u. vor Aufgang der Sonne ein Minimum erreicht. Im Frühling findet eine Verrückung des Maximum- u. Minimumpunktes gegen die Mitte des Tages hin statt. Im Sommer ist das Maximum des Dampfgehaltes 8 bis 9 Uhr Morgens u. 8 bis 9 Uhr Abends, das Minimum 2 bis 4 Uhr Nachmittags u. zur Zeit des Sonnenaufganges. Die relative Feuchtigkeit erreicht im Allgemeinen in den wärmsten Stunden ein Minimum u. steigt dann wieder in der Nacht bis zum Sonnenaufgang; zu dieser Zeit erscheint uns dann die Luft am feuchtesten, in so fern dieselbe für die herrschende Temperatur ihrem Sättigungspunkt am nächsten ist. Anders ist der tägliche Gang der Feuchtigkeit an Orten, welche an der Meeresküste gelegen sind. Hier ist um die Mittagszeit keine Abnahme der Feuchtigkeit zu beobachten; dieselbe steigt u. sinkt vielmehr gleichzeitig mit der Temperatur. Was den jährlichen Gang des Feuchtigkeitszustandes der Luft anlangt, so steigt u. fällt die absolute Dampfmenge mit der Temperatur, so daß dieselbe ihr Maximum im Juli, ihr Minimum im Januar erreicht, dagegen ist die relative Feuchtigkeit in den wärmeren Monaten am geringsten, die Luft also am trockensten, während sie in den Wintermonaten am feuchtesten erscheint. Die Frage, ob die oberen Luftschichten trockner od. feuchter sind als die unteren, ist verschieden beantwortet worden. Die absolute Dampfmenge der Atmosphäre nimmt offenbar mit dem Luftdruck um so mehr ab, je weiter wir uns vom Boden entfernen, wie auch die Beobachtungen von Kämtz für Genf u. den Großen Bernhard beweisen; für Genf wurde der mittlere jährliche Dampfgehalt zu 6,09, für den Großen Bernhard zu 3,14 Millimeter gefunden Ob aber die relative Dampfmenge ab- od. zunimmt, steht damit nicht in unmittelbarem Zusammenhang. Nach Saussure, de Luc u. Humboldt ist die Luft in der Höhe weit trockener als über der Erdoberfläche. Allein diese Annahme stützt sich vorzugsweise auf Beobachtungen, welche bei heiterem Himmel u. in schon an sich trockenen Gegenden gemacht wurden. Kämtz gelangte durch vielseitige Beobachtungen zu dem Resultat, daß die Luft in den höheren Schichten wenigstens ebenso feucht sei, als in der Tiefe. Derselbe fand ferner, daß die Elasticität des Wasserdampfes bei trockenem Wetter schneller nach oben abnimmt, als bei feuchtem, so wie daß die Wärme sich bei heiterem Wetter nach der Höhe zu weit langsamer ändert, als bei trübem, ja daß in dieser durch Winde u. andere Umstände bewirkten Verschiedenheit selbst einer der wichtigsten Gründe für die Ungleichheit in der Farbe des Himmels liegt. Ost gibt das Hygrometer eine ziemlich große Trockenheit der Luft an, obwohl der Himmel trübe ist od. es gar regnet, andere Male ist heiteres Wetter bei ziemlich feuchter Luft. Dies erklärt sich daraus, daß Thermometer u. Hygrometer nur die Verhältnisse anzeigen, welche bis zu geringer Entfernung von unserer Beobachtungsstelle stattfinden, aber für die höheren Luftschichten keine Auskunft geben. Denn wenn die Dampfmenge nach oben zu ziemlich regelmäßig abnimmt, die Luft aber in einer Höhe von wenigen tausend Fuß einige Grade kälter ist, als es der Fall sein würde, wenn man die Wärme am Boden zu Grunde legte u. den Thermometerstand nach der Annahme berechnete, daß dasselbe für jede 1000 Toisen um 1° sinke, so kann der Himmel stark bewölkt sein, während die untere Luft trocken ist, u. umgekehrt kann bei ungewöhnlicher Wärme in der Höhe bei heiterem Himmel die untere Luft sehr feucht sein. Im Allgemeinen wird man auf Grund der bis jetzt angestellten Beobachtungen die relative Feuchtigkeit auf Gebirgen nicht höher anzuschlagen haben, als die in der Tiefe herrschende. Einen großen Einfluß auf die Wassermenge der Luft haben die Winde. Im Mittel des Jahres ist in Europa die Feuchtigkeit der Luft am geringsten, wenn der Wind zwischen Nord u. Nordost weht, sie nimmt zu, wenn er sich nach Ost, Südost u. Süd dreht, u. erreicht zwischen Süd u. Südwest ihr Maximum, worauf sie wieder abnimmt, wenn sich der Wind nach West u. Nordwest dreht. Der Grund davon liegt einestheils in der Feuchtigkeit m Trockenheit, anderntheils in der Temperatur der Erdstriche, von denen her die Winde kommen. Daher ist z.B. der Südwestwind, welcher zugleich vom Meere u. aus einer warmen Gegend kommt, feuchter als der kältere Westwind. Was den relativen Feuchtigkeitszustand betrifft, so kommt es hierbei außer auf die Dampfmenge auch auf die Temperatur an; jene kann sich gleich bleiben u. die Feuchtigkeit doch nach Maßgabe der letzteren sehr ungleich sein. Im Allgemeinen führen bei uns die Nordwinde weniger Dämpfe als die Südwinde, u. doch sind erstere wegen der geringeren Temperatur feuchter. Am merkwürdigsten ist hier aber der Einfluß der Jahreszeiten. Ungeachtet die Dampfmenge im Sommer sowohl als im Winter bei östlichen Winden geringer ist als bei westlichen, so ist doch im Winter der beginnende Ostwind der feuchteste, der beginnende Westwind der trockenste, u. umgekehrt im Sommer der Ostwind der trockenste u. der Westwind der feuchteste. Haben diese Winde aber[892] bereits längere Zeit geweht, so neigt sich das Wetter zum entgegengesetzten Zustand. Im Laufe des Tages nimmt die Dampfmenge bei Nordwest-, Nord- u. Nordostwind im Allgemeinen ab, bei Südost- u. Südwind aber zu. Beim Ostwinde wird zwar die Dampfmenge während des Tages größer, zeigt aber doch zur Zeit der größten Tageswärme eine sehr schnelle Abnahme, wogegen bei Südwind die Dampfmenge zu eben dieser Zeit ungewöhnlich schnell abnimmt. Beides tritt im Sommer auffälliger hervor als in den übrigen Jahreszeiten, als Folge des aufsteigenden Luftstromes, welcher bei Ostwind stärker ist als bei Südwind. Verdichtet sich der atmosphärische Wasserdampf innerhalb der Atmosphäre, so daß er zunächst die Form kugeliger, mit Luft erfüllter Bläschen annimmt (s. oben), so entstehen, je nachdem diese Verdichtung in der Nähe der Erdoberfläche od. in höheren Luftschichten erfolgt, Nebel u. Wolken. Condensirt sich aber der Wasserdampf an der Erdoberfläche durch Erkaltung der daselbst befindlichen Körper, so bildet sich Thau u. Reif. Schreitet endlich die Condensation der Dunstbläschen weiter fort, so fließen dieselben in einander u. fallen als massive Tropfen, als Regen, zur Erde od. der condensirte Wasserdampf gefriert zu Schnee, Graupeln u. Hagel.

IV. Das W. als erdbildendes Element. Auf dem ursprünglich glühenden, von einer Atmosphäre von Luft u. Wasserdämpfen umgebenen Erdball verdichtete sich nach dessen Erkalten der Wasserdampf u. überfluthete als Meer die Erdoberfläche. In Folge der weiter fortschreitenden Erkaltung der festen Erdrinde entstanden hie u. da Risse in derselben, durch welche W. ins Innere der Erde eindrang, hier mit noch glühenden Massen in Berührung kam u. dadurch in Dämpfe von ungeheuerer Spannung verwandelt wurde. Einzelne Theile der Erdkruste wurden gleich Schollen über das Niveau des Meeres geschoben, so bildeten sich Inseln u. das Festland. In ähnlicher Weise mögen auch beim Empordringen der Plutonischen Gesteine Wasserdämpfe mit thätig gewesen sein. Aber das mächtig wogende Meer in Gemeinschaft mit den atmosphärischen Einflüssen zertrümmerte einen Theil des Festlandes wieder, u. erst nachdem wieder Ruhe eingetreten war, konnten sich die abgelösten Massen aus dem W. absetzen u. bildeten die neptunischen od. geschichteten Gesteine. Von Zeit zu Zeit rissen neue Spalten in die immer stärker werdende Erdkruste, von Neuem drang Meermesser ins Innere der Erde u. neues Festland wurde emporgehoben. Dabei wurden die bereits abgelagerten neptunischen Gebilde oft mechanisch umgewandelt, u. wiederholt lagerten sich aus den ruhig gewordenen Gewässern geschichtete Gebirge ab. So wirkte abwechselnd mit der vulkanischen Thätigkeit die Kraft der Gewässer fort in Zeitabschnitten, welche man als Erdschöpfungsepochen bezeichnet; vgl. Geologie. Aber noch heute ist das W. mit seiner zerstörenden Kraft thätig, wenn auch minder kräftig als in jenen Zeiten, wo seine Wirkung durch die Reaction des Erdinneren unterstützt wurde. Diese Veränderungen in Historischer Zeit beruhen theils auf wirklicher Auflösung od. Zersetzung der Gesteine, theils in Anbahnung der Verwitterung (s. d.), theils u. hauptsächlich in der Losreißung u. Fortschwemmung von Theilen. Auflösend wirkt das W. in verschiedenen Graden auf fast alle Gesteine, namentlich übt das an Kohlensäure reiche W. an Kalksteinen seine auflösende Kraft aus, höhlt dadurch nicht selten das Gestein aus u. füllt, indem es den Kalk absetzt, Höhlungen aus. Bei weitem mächtiger ist die Wirkung des fließenden W-s. Das W. der Ströme führt beständig Sand u. anderes Material mit sich u. beseitigt Hindernisse, welche sich ihm in den Weg stellen, oft mit großer Gewalt. Die so mit fortgerissenen Massen weiden an anderen Stellen im Flußbett wieder abgesetzt, u. auf diese Weise erfolgt häufig eine merkbare Veränderung im Lauf des Stromes. So hatte der Sinetto, einer der bedeutendsten Flüsse Siciliens, im Verlauf von zwei Jahrhunderten eine harte Lavamasse in einer Breite von 50 bis zu mehren hundert Fuß u. einer Tiefe von stellenweis 40–50 Fuß durchbrochen. Bei weichem Gestein erfolgt eine solche Änderung des Flußbettes oft in noch viel kürzerer Zeit. Das Ablösen von Gesteinsmassen durch fließendes W. ist am auffallendsten bei Wasserfällen, welche dadurch nicht selten stromaufwärts zurückweichen. So hat der Niagarafall im Verlauf der Zeit von der Queenstownhöhe aus, wo er ursprünglich gewesen sein mag, das Flußbett auf 1¹/₂ Meilen rückwärts gegraben. Das Gestein besteht aus einer 90 Fuß dicken Schicht von hartem Kalkstein, darunter befindet sich eine weiche Schicht von derselben Dicke, welche beständig durch den rückwärts prallenden Wasserstrahl ausgespült wird; in Folge hiervon verlieren die oberen Schichten ihre Grundlage u. lösen sich ab, so daß der Fall kein halbes Jahrhundert an derselben Stelle bleibt u. endlich durch die ganze Strecke bis zum Eriesee zurückweichen wird. Sehr mächtig wirken auch zeitweise Überschwemmungen u. die Frischwasser od. periodischen Überschwemmungen; oft entstehen nach Überschwemmungen Wildwasser, indem das W. eine Zeitlang gestaut war u. dann plötzlich alle Hindernisse durchbricht. Derartige Durchbrüche, wenn das W. über dem Gesammtniveau eines großen Theiles des umgebenden Landes liegt, sind jedenfalls in früheren Zeiten schon erfolgt u. lassen sich in der Zukunft noch erwarten. Eine solche Katastrophe mag dem Aralsee u. Kaspischem Meer, eine noch größere Zerstörung durch W. der Senke des Todten Meeres bevorstehen. Die Wirkung des Meeres beruht hauptsächlich in dem Schlag der Wellen gegen die Gestade. Die Fluthwellen wirken beim Vorwärtsschreiten zerstörend, beim Rückzug wegschwemmend; die Strömungswellen führen Trümmer entlang ihrem Laufe oft auf große Entfernungen fort, bes. wenn ihre Richtung mit der der Meeresströmung zusammenfällt. Gelangen die Wellen ohne Hinderniß auf eine flache, allmälig sich abdachende Küste, so entsteht eher Ablagerung von Trümmern als Wegschwemmung; ist dagegen eine Klippe der Wasserwirkung ausgesetzt, deren untere Schichten nicht wesentlich fester sind als die oberen, so wird sie unterhöhlt, die Trümmer werden fortgeführt u. so schreitet das Werk der Zerstörung rasch fort. Diese Erscheinung hat sich in auffallendem Maß an der Ostküste von England gezeigt, wo manche Küstendörfer verschwunden u. breite Landstriche abgelöst worden sind. Doch kommt es vor, daß diese Trümmer am Fuß der Klippe liegen bleiben u. so eine natürliche Schutzwehr für fernere Zerstörung bilden. Der Einfluß der Fluthen, verbunden mit dem der Strömungen, äußert sich namentlich an Strommündungen durch Veränderung der Küstenlinie. In anderer Weise wirkt das W. zerstörend.[893] indem es Gebirgsmassen unterhöhlt u. Veranlassung zu Erbfällen gibt. Wie das W. auf der einen Seite als zerstörendes Element auftritt, so wirkt es auf der anderen Seite auch reproducirend, u. zwar indem es Schlamm, Sand u. Gerolle anhäuft u. dadurch theils ein Anwachsen von Land entlang einer Küste, theils die Erhebung der Flußbetten u. des anliegenden Thales, sowie die Anfüllung der durchflossenen Seen verursacht, endlich in der Bildung von Deltas.