Schneekristalle in neuem Licht

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Mit 7 Bildern ( 154—160Von J. Hell

( München ) Seitdem Olaus Magnus, Erzbischof zu Upsala, um die Mitte des 16. Jahrhunderts die ersten Abbildungen von Schneekristallen in Holz schneiden liess, hat sich die Darstellung dieser staunenswerten Gebilde der Natur in damals ungeahnter Weise entwickelt.

Von den 23 Bildern des Bischofs gleichen kaum zwei oder drei nur ganz entfernt der tatsächlichen Form eines Schneekristalles, während heute eine Fülle von Bildern zur Verfügung steht, die — im wahrsten Sinne des Wortes: mit photographischer Treue und mikroskopischer Genauigkeit Gestalt und Zeichnung dieser Kristalle in unser Blickfeld rücken.

Wenn wir auch über das Ergebnis all der Forscher, die seit Olaus Magnus in allen Kulturländern der Erde Bildmaterial über Schneekristalle lieferten, gewissermassen hinwegspringen, vor einem Standardwerk müssen wir mit einer gewissen Ehrfurcht haltmachen: vor « Snow Cristals » von W. A. Bentley.

Im Jahre 1931 veröffentlichte dieser einfache Farmersohn aus Jericho im Staate Vermont der USA. das Ergebnis einer 50jährigen, selbstlosen und unbeirrten Lebensarbeit in Form eines Atlas, der nicht weniger als 2000 vorbildliche Vergrösserungen von Schneekristallen enthält. In seiner Heimat im nördlichsten Teil Nordamerikas, der vielfach unter der Bezeichnung « Neu-England » bekannt ist, hat er etwa seit 1880 Winter für Winter einzig dem Gedanken und der Arbeit gelebt, die Schönheit dieses Formenreichtums der Welt zu erschliessen.

Was heute mit Hilfe der Kleinbild-Kamera, des Mikroskopes und all der anderen tedi lischen Neuerungen fast zur Spielerei wurde, bedeutete für ihn mühselige Eioberung von Neuland.

Gerade weil wir hier die Ergebnisse neuester Forschung im Lichte der modernsten Hilfsmittel betrachten wollen, erscheint es wertvoll, sich klar zu machen, untc-r welchen Verhältnissen, Voraussetzungen und Schwierigkeiten Bentley seine Arbeit begann, fortführte und zu wirkungsvollem Abschluss brachte. Wir folgen hier der Beschreibung, die Humphreys, der den Text zu Bentleys Buch schrieb, uns gibt:

Zunächsi prüfte Bentley, wenn er einen Einzelkristall auf schwarzer Unterlage aufgefangen hatte, diesen mit einem Vergrösserungsglas. Entsprach er seinen Wünschen, übertrug er ihn mit Hilfe eines Holzsplitters auf ein Glasplättcher und prüfte dann unter dem Mikroskop den Kristall eingehend. War er nicht völlig makellos, verzichtete Bentley auf die komplizierte Aufnahme und suchte sich einen besseren. War das Ergebnis aber befriedigend, so strich er mehrmals mit einer Vogelfeder über den Kristall, damit er fest an dem Glasplättchen haften blieb und nicht während der Aufnahme wegrutschte.

Nun konnte diese beginnen.

Eine Kariera mit ziemlich langem Balg war so aufgebaut, dass sie waagerecht gegen dt n trüben Himmel zeigte. Hinten war eine Art Kassette montiert, in der sich hnter einem Schieber die Platte befand. Vorne, vor dem zum Himmel gerichteten Teil des Balges, war, natürlich ebenfalls waagrecht, eine Art Mikroskoa angebracht und vor diesem wieder eine Haltevorrichtung, in die das Glasplättchen mit dem Kristall gesteckt wurde. Das Glasplättchen, durch das pr otographiert wurde, musste senkrecht eingeschoben werden, so dass der Kristall an ihm wie ein Bild an der Wand hing. Herrschte nur der geringste Wind, musste zum Schutz des Kristalles noch eine Glasscheibe aufgestellt we -den. Vermutlich wehte trotzdem der Wind häufig den mühsam eingefangenen Kristall weg, so dass Bentley in solchen Fällen wohl ein zweites Glasplättchen auf den Kristall legte, so ähnlich wie man heute hauchdünne Deckgläschen bei mikroskopischen Präparaten benutzt.

Nun wurde die Linse des Mikroskopes bedeckt, der Schieber an der Kassette geöffnet, dann der Deckel von der Linse genommen, etwa 20 Sekundenlang belichtet, die Linse wieder zugedeckt, der Schieber geschlossen und die Kassette entfernt.

Obwohl die Aufnahmen im Freien gemacht wurden, dürfte es nicht möglich gewesen sein, bei 3—4 Grad Kälte Aufnahmen zu machen, da selbst bei grösster Eile im Verlauf der Prozedur der Kristall einfach wegschmolz, nicht zuletzt infolge der langen Dauer der Aufnahme selbst, die heute meist nur den Bruciteil einer Sekunde beansprucht. Gearbeitet konnte also nur bei grösserer Kälte werden. Die Morgen- und Abendstunden fielen wegen zu schwachen Lichtes aus. Da schätzungsweise jede Aufnahme im ganzen etwa eine halbe Stu tide erforderte, mag die Tagesernte an brauchbaren Aufnahmen für Bentley kium 10 bis 12 Bilder betragen haben.

Und nun zur Gegenwart:

Als wichtigster Unterschied und Fortschritt ist an Stelle des stets schwankenden Tageslichtes die stabile elektrische Lichtquelle getreten, die ausserdem den Vorzug wesentlich grösserer Intensität hat.

Um dem Licht bei seiner Arbeit möglichst die störende Wärme zu entziehen, wird der Lichtstrahl, bevor er auf den Spiegel des Mikroskopes trifft, durch eine sogenannte Kühlküvette geleitet, ein Glasgefäss, das mit einer aus Kupfersulfat-Lösung und Glyzerin gemischten Flüssigkeit gefüllt ist.

Der Verlauf ist heute relativ einfach: der auf schwarzer Unterlage aufgefangene Einzelkristall wird mit blossem Auge flüchtig geprüft, dann mit vier bis sechs weiteren auf ein Glasplättchen übertragen, waagerecht unter das Mikroskop gelegt und dort jeweils vor der Aufnahme mit einer Vogelfeder möglichst von Unreinigkeiten befreit.

Praktischerweise beginnt man mit dem kleinsten der aufgefangenen Kristalle, da bei ihm die Verdunstungsgefahr, die sofort einsetzt, am grössten ist. Mit Hilfe eines drehbaren « Revolvers », in dem vier verschiedene Objektive eingeschraubt sind, kann man je nach Kleinheit des Objektes das geeignete Objektiv einschalten und so die gewünschte Vergrösserung sichern. Aus einer einfachen Tabelle ersieht man die Belichtungszeit, die wie bei jeder photographischen Aufnahme noch davon abhängig ist, wie eng man die Blende wählt.

Es gibt so hauchdünne Kristalle, dass selbst mit der engsten Blende nur ganz schwache Konturen sichtbar werden. Hier kann nur noch Einschaltung von Blau- und Grünfiltern Hilfe schaffen.

Nur in den seltensten Fällen wird man heute Platten-Aufnahmen machen. Auch hier hat sich die Kleinbildkamera mit hochempfindlichen Filmstreifen in den Dimensionen des normalen Kinofilmes endgültig durchgesetzt. Mit ihrer Hilfe ist es ohne weiteres möglich — genügend persönliche Kältefestigkeit vorausgesetzt —, an einem Tage bis zu 200 Mikro-Aufnahmen zu bewältigen.

Wir haben mit diesen Hinweisen gewissermassen das « Handwerksmässige » der Photoaufnahmen von Schneekristallen behandelt, aber die « Kunst » beginnt erst hier. Was man aus ihren Formen mit Hilfe des Mikroskopes herausholen kann, erzählen die erhaltenen Bilder.

Normalerweise werden die Mikro-Aufnahmen im « Durchlicht » hergestellt. Oben auf dem Mikroskop ist, durch einen « Mikro-Ansatz » mit ihm verbunden, die Kleinbildkamera befestigt. Dem Aufnehmenden gegenüber ist die Lichtquelle, deren gezielte Strahlen, durch die Kühlküvette ihrer Wärme beraubt, zunächst vom Spiegel unter dem Mikroskop aufgefangen, durch den zwischen dem Spiegel und dem den Kristall tragenden Glasplättchen eingefügten « Kondensor » gesammelt und dann durch den Kristall geschickt, in der Kamera ein aus Licht und Schatten geformtes Bild hervorrufen.

Um dieses Bild kontrastreich und deutlich zu erhalten, muss das Mikroskop « scharf » eingestellt werden. Nicht immer ist dies ganz einfach, denn es gibt nicht nur Schneekristalle, die eine gewisse Dicke haben, sondern auch solche, bei denen mehrere Kristalle sich übereinander gebildet haben. Sind nun zwei solche Kristalle genügend weit voneinander entfernt, weil das sie verbindende Prisma nicht zu kurz ist, kann man entweder beide Kristalle

Schneeflocke

Das Mikroskop ist auf den obersten Schneekristall eingestellt; trotz einer gewissen Unscharfe möchte man annehmen, dass es sich um einen einzigen Kristall handelt. Dass dies ein Irrtum ist, beweist das zweite Bild, -- bei dem die Einstellung etwas tiefer gelegt ist, so dass der zweite Kristall zum Vorschein kommt. Da beide Kristalle dicht nufeinanderliegen, sind beide noch ziemlich scharf, so dass eine wirre Fülle sich überschneidender Lin: en entsteht und beide Kristalle wie ineinander verflechten erscheinen. Auffallend ist, wie stark die Forin des Kernes des ersten Kristalles dominiert. De]'unterste Kristall schimmert bereits durch.

Stellt man das Mikroskop genau auf den dritten, untersten Kristall ein, so zeigt sich nur noch dieser und die beiden darüberliegenden sind verschwunden.

154/156 - Aufnahmen J. Hell ( München ) Art. Institut Orell Füasli A.G. Zürich Die Alnen - 1947 - r.oa Äl^o » etwas verschwommen gleichzeitig aufnehmen oder aber auf einen scharf einstellen und dadurch den anderen in Umrissen zeigen oder aber völlig verschwinden lassen.

Auch die Zeichnung eines einzelnen Kristalles kann man durch Änderung der Tiefenschärfe, besonders in dem meist dickeren Kernteil, ganz wesentlich verändern.

Noch wesentlich stärker als durch den Wechsel der Tiefeneinstellung lässt sich die Bildwirkung mit Hilfe des unter dem Mikroskop befindlichen Spiegels verändern. Durch mehr oder minder starke Schrägstellung des Spiegels wild das Licht nicht gleichmässig, sondern einseitig stark zum Kristall geleitet, der in diesem « Schräglicht », besonders wenn er eine plastisch geformte Oberfläche hat, zu eigenartiger Wirkung kommt.

Ausserdem kann man den gewöhnlichen Kondensor durch einen « Dunkel-fels-Kondensor » ersetzen, der durch Spiegelwirkung das Licht nicht durch den Kristall leitet, sondern förmlich um ihn herum, so dass die Auflage selbst ganz im Dunkel bleibt und der Kristall seitlich von oben angeleuchtet wird. Diese « Dunkelfeld-Aufnahmen » erzielen oft zauberhafte Bildwirkung.

Abschliessend sei noch ein Forschungsergebnis erwähnt, das ebenfalls, wTenn auch in anderem Sinne, ein « neues Licht » auf das Thema « Schneekristalle » wirft:

Nachdem schon im Jahre 1937 der japanische Professor Nakaja mit Hilfe eines Kälte-Laboratoriums künstliche Schneekristalle hergestellt hatte, gelang es dïm Verfasser in den letzten Jahren, etwas ganz Ähnliches jedoch mit Hilfe dar natürlichen Winterkälte zu erzielen. Er « züchtete » gewissermassen Kristalle auf Glasplättchen im Freien. Diese Kristalle sind jedoch nicht « Schnee»-Kristalle im eigentlichen Sinne, sondern eine Art « Reif ».

Unsere Leser kennen ja Reif in verschiedener Gestalt. In der Form aber, wie sie hier gezeigt ist, wird er ihnen völlig neu sein. Es sind nämlich völlig regelmässige Gebilde, sechsstrahlig oder sechseckig wie die aus der Atmosphäre stammender.

Der Vorgang bei Entstehung der Reifkristalle verläuft in gewisser Hinsicht umgekehrt wie bei der Bildung des Schnees. Bei letzterer kann man die Luft ah stillstehend ansehen, während der Schneekeim in langsamem Fall Hunderte von Metern stetig wachsend durchwandert. Beim Reif liegt der Keim auf fester Unterlage still, während der Wind an ihn das gasförmige Wasser förn.lich heranträgt.

Damit ist schon eine wesentliche Voraussetzung für Entstehung solcher Reifkristalle festgehalten: sie entstehen nämlich nie auf der Seite des « Wind-schattens », sondern wachsen auf der Windseite der bewegten Luft entgegen.

Ein weheres, wohl noch wichtigeres Charakteristikum für diese Kristalle ist die Tatsache, dass sie erst etwa zwei Stunden vor Sonnenaufgang sich zu bilden beginnen und etwa eine Stunde nach Sonnenaufgang wieder völlig aufgesogen und verschwunden sind. Dies mag wohl auch die Ursache sein, weshalb sie bis jetzt noch von niemand beobachtet wurden. Dabei scheint auch das frühe Morgenlicht, also nicht etwa Sonnenstrahlen, eine zehrende Wirkung auszuüben.

Die Alpen - 1947 - Les Alpes36 Während sich der normale, allgemein bekannte Reif vor allem bei Dunst und Nebel bildet, scheinen diese regelmässigen Reifkristalle sich nur bei völlig klarer, jedoch stark mit Wasser gesättigter Luft zu bilden, also wie die Schneekristalle durch Sublimation, das heisst in unmittelbarem Übergang vom gasförmigen zum festen Zustand.

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