Wie kalt ist es auf dem Grund der Ozeane?

Und darauf aufbauend stellt sichmir jetzt nun die Frage wie verhält sich die Dichteanomalie bei Wasser abhängig vom Druck.
--> Gibt es eine Funktion T_(rho_max)(p) = ? bzw. bei welcher Temperatur hat Wasser die maximale Dichte abhängig vom Druck?

Ein Punkt ist natürlich schon bekannt T_(rho_max)(10^5 Pa) = 279K.

Man kann schon Wasser unter 0 Grad herstellen, nennt sich metastabiles Wasser, was es wirklich gibt. Aber nur künstlich erzeugt.
Anhand von Schmelzkurven kann man schließen das Wasser in 11km Tiefe eine Temperatur von um die -13 Grad aufweist, was mit dem Druck zusammenhängt.
Zudem gibt es auch noch verschiedene Sorten Eis, die nicht der landläufigen Empfindung von Eis entsprechen.
Dennoch scheint es so zu sein das Tiefsee Wasser z.b. in 10 km Tiefe, wenn es mit einem Thermometer gemessen wird, wärmer als 0 Grad ist.
Da ich von Wasser aber nicht wirklich Ahnung habe, würde ich sagen, auch Wasser ist relativistischen Effekten unterworfen.... :)

@mojorisin
Ein Ende mit dem Rätseln. Aus dem Bericht der Tauchfahrt. Gilt für 10910m Tiefe.

Rund viereinhalb Stunden dauerte der Abstieg. Die Temperatur an Bord sank von über 30 Grad an der Wasseroberfläche auf eiskalte 1,8 Grad Celsius.

Aus folgendem Artikel kopiert/zitiert:

http://ftp01.wdr.de/natur_technik/meer/tiefsee/piccard.jsp


mfg
Eye

Hier ist noch ein Paper dass sehr viel Aufschluss gibt:

http://www.terrapub.co.jp/journals/JO/pdf/6103/61030447.pdf (Archiv-Version vom 18.06.2013)

Gemessen wurden mithilfe von Sonden die Schallgeschwindigkeit, Salzgehalt, Temperatur, Wasserdichte und Strömungen von der Oberfläche bis an den Grund im Mariannengraben an unterschiedlichen Stellen (3).
Es zeigte sich dass die Temperatur zuerst fällt mit der Tiefe und dann wieder leicht ansteigt.

The sea surface temperature was 28.402 ° C (in ITS-
90), and it decreased to a minimum of 1.455 ° C at 4700
db. Temperature increased in the deep layers due to adi-
abatic compression, and it was 2.455 ° C at 11197 db.

Desweiteren ändert sich der Salzgehalt sehr stark in den oberen Tiefenschichten und ist in tieferen Schichten relativ konstant.

Die Dichte variiert an unterschiedlichen Messtellen bei gleicher Höhe.

Density at 80 db increased from south to
north: σ t = 25.83 kg*m–3 for CTD3,
σ t = 26.40 kg*m–3 for CTD1, and
σ t = 27.88 kg * m–3 for CTD2.

Alles in allem ein sehr komplexes Zusammenspiel von Salzgehalt, Dichte, Druck Temperatur usw.

Also dürfte jetzt endgültig klar sein, das es keine Minustemperaturen dort unten gibt.

mfg
Eye

Also Temperatur auf dem Boden beantwortet (°4 C sinds aber auch nicht :-) ).

Ich habe aber auch nie behauptet dass es dort Minustemperaturen gibt. Ich habe nur gesagt dass rein aus dem Phasendiagramm es möglich ist bei 1100 bar bei Minustemperaturen immer noch flüssiges Wasser zu haben. Dennoch würde mich immer noch interessieren wie sich die größte Dichte von Wasser abhängig von Druck und Temperatur verhält. Ich muss mal suchen.

Aber auf jeden Fall näher dran und realistischer als vermutete minus 13 Grad Celsius. :-)

@mojorisin

kuhl danke, ist zwar - für mich - schon länger her, aber der thread hatte eh einige schwächen gehabt weil ich auch nicht richtig wusste was ich eigntlch wissen wollte :D

hatte ja später noch andere gedankenbeispiele mti eingebracht

jedenfalls wurde relativ zu beginn schon gemeint das sich über kurz oder lang eh ein gleichgewicht einstellt und das hab ich in zweierlei hinsicht nicht beachtet

in erster linie, klar, stellt sich irgendwann ein gleichgewicht ein, wo solle auch die energie immer wieder her kommen und das wasser umwälzen udn aufheizen

das führt mich aber zum zweiten punkt udn zwar, wenn sich eh 'irgendwann' ein gleichgewicht einstellt, dann wäre ja selbst das jetzige 'gleichgewicht' nur vorübergehend

nehmen wir mal an, diese erde 'überlebt' das aufblähen unseres zentralsterns und wir betrachten die nächsten 10, 20, 30 milliarden jahre

dann wird der gesamte planet irgendwann bis auf wenige kelvin durchfrieren

von diesem ansichtspunkt aus, war im grunde der grundgedanke von mir schon falsch (sofern ich jetzt nicht noch mehr durcheinander bringe) ^^

man darf auch nicht vergessen ,am grunde des meeres gibt es sehr viele unterwasser vulkane.
was da unten alles vor sich geht, ist auch noch ungeklärt..

nur krass das bei 4grad da noch tiere leben und vor allem bei den druck..

@tyren

Die 4 Grad klingen eher noch lösbar, der Druck ist für mich erstaunlicher... Gehe ich richtig in der Annahme, dass diese Tiere ihre eigene Dichte an die des Wassers anpassen und somit versuchen, den ungeheuren Druck quasi zu 'neutralisieren'?

@Thawra
@tyren
Auch in heimischen Gewässern und besonders in Bergseen sind, entsprechende Tiefe vorausgesetzt, Temperaturen zwischen 8 und 4 Grad Standard. Höheren Druck können Tiefseetiere wohl hauptsächlich durch ihren Körperbau ab, bringt man diese an die Oberfläche, würde das ihren Tod bedeuten. Aber viele Tiere haben wohl auch einen verlangsamten Kreislauf/Stoffwechsel. Andere, zum Beispiel diverse Haiarten, haben quasi eine Art "Bioheizung" die, zumindest für eine gewisse Zeit, die Körpertemperatur erhöhen und damit den Wärmeverlust regulieren kann.
Auch der Mensch könnte übrigens in größeren Tiefen überleben, das Problem ist aber hauptsächlich Technischer Natur, da die Atemluft ja dem Umgebungsdruck angepasst sein muss. Damit sind also Materialbedingte Grenzen gesetzt.

mfg
Eye

@PrivateEye
Zuerst möchte ich klar stellen, dass ich nie wirklich geglaubt habe, das Wasser sei bei 11km Tiefe unter 0° C kalt. Es ging mir bei meinem Beitrag auch weniger um tatsächliche (bzw. gemessene und dazu noch später) Temperaturen, die ja bestimmt schon mehr als nur ein Mal gemessen wurden. Würde man nur lange genug im I-net suchen, müsste auch was zu finden sein.
Bei meinem Beitrag ging es mir eher um einen theoretisch möglichen Zustand des Wassers. Und dabei ist dir "PrivateEye" eindeutig ein Denkfehler unterlaufen. Nach dir kann das Wasser (und hierbei meine ich nicht den Stoff H2O, sondern den Aggregatzustand dieses Stoffes, also flüßig) gar nicht kälter als 0°C sein. Zitat: "Ist der Druck höher als 1 bar kann es sich nicht ausdehnen und damit nicht einfrieren. Und da es nicht frieren kann, bleibt es bei konstanten 4 Grad Celsius".
Das stimmt aber eindeutig nicht. Das von "celladoor" beschriebene Experiment ist ein eindeutiger Beweis dafür. Nach dir nämlich bleibt die Cola bei 4°C, was mit einer Messung der Temperatur an der Flasche sofort zu widerlegen wäre. Und bitte nicht jetzt mitm Argument kommen, Cola ist nicht Wasser... So viel Unterschied, in Hinsicht auf physikalische Eigenschaften, sollte zumindest ColaZero (ohne Zucker) trotz aller Beimischungen zu Wasser nicht aufweisen, dass es erwähnenswert wäre. Aber auch wenn, ich bin mir sicher, dass dasselbe Experiment auch mit distilliertem Wasser - versetzt mit Kohlensäure (zum Herstellen das Überdrucks) - zu durchführen wäre.
Und jetzt zu TATSÄCHLICHEN bzw gemessenen Temperaturen: Auch wenn 1000de Messungen durchgeführt wurden und jedes Mal eine Temperatur von +/- 4°C gemessen wurde - es ist noch lange kein Beweis dafür, dass es nicht irgednwo irgendwie eine Temperatur in dieser Tiefe auch unter Null gibt oder geben kann!!

@canpornpoppy
Bis zu einem gewissen Grad, also etwa -13°C wäre also Leben auf der Erde also in der Tiefe der Meere noch möglich, auch wenn alles Andere durchgefroren wäre (auch weit unter -13°). Als Energiequelle ist ja die tektonische Wärme möglich.

@rustik
Natürlich ist Cola nicht pures Wasser, sondern eine Mixtur aus diversen Bestandteilen, die jeweils anders reagieren. Als Beispiel, leg mal eine Flasche Schnaps in den Tiefkühler. Das prozentuale Wasser wird frieren, der anteilige Alkohol aber nicht. Ich sagte nicht das die Cola bei 4 Grad flüssig bleiben würde, bitte lies mal genauer. Da @Celladoor von ca 70 min ausging, wird der Gefrierprozess schon begonnen haben, aber noch nicht vollendet gewesen sein. Das plötzliche und schlagartige Einfrieren resultierte teils daraus und teils weil durch die Dekompression der austretenden Kohlensäure zusätzlich Wärme entzogen wird. Sieh dir mal eine Gasflasche an, die stark genutzt wird, dort bildet sich aufgrund eben jenen Effektes Eis um das Druckventil. Taucher, ich bin übrigens selber einer, kennen diese Problematik ab gewissen Tiefen leider auch, da auch dort Vereisungen der Regler und Ventile stattfinden können. Das mit den 4 Grad fußt übrigens auch auf der Tauchphysik.


mfg
Eye

Was ich jedoch meine: Gefrierungsprozess (also Änderung des Aggregatzustandes) hin oder her, Wasser (flüßig) kann auch bei Minustemperaturen geben und als solches auch in der Tiefe vorstellbar. Und wenn es unter Null Grad kalt ist muss es nicht zwangsweise gefrieren.
Und klar, Energieentzug aufgrund der Dekompression ist mir besstens bekannt. Nur wäre es im Fall von der ColaFlasche nicht im ernennenswerten Maße involviert.

PS Wo stellt man die "Benachrichtigung per Email über neue Beiträge" ein??

@PrivateEye : Sieh bitte oben..

@rustik
Weis ich jetzt auch nicht genau, müsste glaub ich über das Profil unter Einstellungen laufen.

Natürlich muss es nicht zwangsläufig gefrieren bei Minustemperaturen. Fließendes Wasser und Wasser auf hoher See kann diesen Zustand/Temperatur haben, aber das so weit ich weis nur bei Oberflächendruck. In wie weit das bei einem Unterdruck möglich ist, weis ich jetzt auch nicht. Außerdem gibt es noch kleine Unterschiede bezüglich Salz und Süßwasser.


mfg
Eye