07.01.2015

Naturwunder im heißen Wasser

Forscher entwickeln Modell für die Farbenpracht der Quellen im amerikanischen Yellowstone-Nationalpark

Leuchtendes Gelb, tiefes Blau, schrilles Orange und ein Grün, wie es intensiver kaum vorstellbar ist: Die Bilder von den heißen Quellen im amerikanischen Yellowstone-Nationalpark haben sich ins kollektive Gedächtnis der Menschheit eingegraben. Die leuchtenden Farben entstehen im Wechselspiel von Bakterien und dem heißen Quellwasser mit seiner ganz besonderen chemischen Zusammensetzung. Nun haben Forscher ein Modell entwickelt, das diese Farben beschreibt – so lässt sich rekonstruieren, wie die Quellen ausgesehen haben, bevor der Mensch in der Vulkanregion auf den Plan trat.

Aus der Luft betrachtet offenbart die "Grand Prismatic Spring" besonders deutlich ihre tiefblaue Farbe. Foto: public domain
Yellowstone. Foto: public domain

Zuerst sei es nicht viel mehr als ein spaßiger Zeitvertreib gewesen, berichtet der Wissenschaftler Michael Vollmer über seine Forschungsarbeit im ältesten Nationalpark der Welt. Vollmer arbeitet sonst an der Fachhochschule Brandenburg und absolvierte gerade ein Sabbatical an der Staatsuniversität von Montana in Bozeman, als er mit zwei Kollegen auf die Idee kam, den ungefähr eineinhalb Autostunden entfernten Nationalpark zu besuchen. Und da sich die Wissenschaftler ohnehin mit Spektroskopie und anderen optischen Phänomenen befassten, nahmen sie ihr Mess-Equipment gleich mit.

Mit Infrarotkameras maßen sie Wassertemperaturen, Spektrometer zeichneten die Farbspektren der einzelnen Quellen auf und gewöhnliche Digitalkameras hielten schließlich den gesamten Farbeindruck fest. Mit diesen Daten und den bekannten Informationen über die physikalischen Vorgänge in den Quellen entwickelten die Forscher ein vergleichsweises einfaches Modell, um die entstehenden Farbeindrücke zu beschreiben. Überrascht waren die Wissenschaftler darüber, wie aussagekräftig dieses Modell dennoch war: "Man kann damit einige sehr schöne Dinge auf ziemlich einfache Weise erklären", berichtet Joseph Shaw, Vollmers amerikanischer Kollege.

Im "Morning Glory Pool" hat sich im Lauf der Zeit viel Müll angesammelt, was seine Farbe von Tiefblau ins Türkise und Gelb-Rote gewandelt hat. Foto: Joseph Shaw, Montana State University
Morning Glory Pool. Foto: oseph Shaw, Montana State University

Mit ihrem Modell konnten die Wissenschaftler nicht nur die aktuellen Farben der verschiedenen Quellen beschreiben, sondern auch einen Blick in die Vergangenheit werfen: Der sogenannte "Morning Glory Pool" – eines der berühmtesten heißen Wasserbecken – war früher wohl tiefblau, fanden die Wissenschaftler heraus. Der Grund: Die Temperatur im Becken war ursprünglich höher, bis seit den 1940er-Jahren mit den Besucherströmen Müll, Schutt und nicht zuletzt Massen von Münzen in das Wasser gelangten, die von den Touristen als Glücksbringer ins Wasser geworfen wurden. Der Unrat setzte die unterirdischen Kanäle teilweise zu, durch die heißes Wasser in den Pool strömt.

Statt blau erstrahlt der Morning Glory Pool heute in Gelb, Orange und Türkis. Während die Farben in den flacheren Bereichen der Pools vor allem durch den Einfluss von Bakterien zustande kommen, ist bei größeren Wassertiefen vor allem die Streuung und Absorption von Licht im Wasser maßgeblich, ergab die Analyse der Forscher. (ud)

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