Phänomen: geneigte Wasseroberfläche in Bergsee

physik-gast · Gast

Hallo!

ich hoffe mir kann das jemand erklären:

wenn es beispielsweise ein Bergsee warum ist dann auf der einen seite das wasser 1cm höher als auf der anderen?

Danke für die Antworten

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

Vielleicht weil auf der einen Seite Wasser durch einen Fluß zufließt und auf der anderen abfließt?

Gruß
Marco

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

mhm, was genau meinst du mit höher? Ein Wasserspiegel ist eigentlich die perfekte Horizontale, effekte wie von as_string beschrieben halte ich ehrlich gesagt für unwahrscheinlich, wenn der Zufluss nicht grade drei Meter beträgt und wir Frühlingstau haben. Unter normalen Zuständen sollte Der Wasserspiegel (im Mittel natürlich) immer gleich sein. Der Abstand des Wasserspiegels vom Boden spielt da keine Rolle, der Seegrund kann durchaus uneben geformt sein, das spielt für den Wasserspiegel keine Rolle

Gast

Was wiegt denn ein Gebirge? Vielleicht zieht die Gravitation des Gebirges den See ja ein ganz klein wenig in eine Richtung...1cm ist bei einem See, der bestimmt mehrere tausend Meter lang sein kann, ja auch nicht gerade viel....

Ich hab das mal ünberschlagen: Ein Gebirge wiegt 10 hoch 17 kilogramm (vielleicht)

das Gebirge ist Kugelförmig (haha) und der Mittelpunkt der Kugel liegt in 3km Entfernung. Dann betraägt die Gravitationsbeschleunigung des Gebirges gamma*10^17kg/3000^2=0,74m/s²

Das sind gut 7 Prozent der Erdbeschleunigung...kommt mir fast ein bisschen viel vor...hab wohl zu großzügig oder einfach falsch gerechnet grübelnd

Aber daran könnts doch liegen!

Ari · Moderator Anmeldungsdatum: 01.06.2005 Beiträge: 577 Wohnort: Göttingen

Ich hätte eher die Vermutung, die mein Erdkundelehrer uns immer einprügelt Big Laugh

Perustrom Südamerika Passatwinde Indien höherer Meeresspiegel. Auf Deutsch: vielleicht verschiebt ja ein laues Lüftchen, auf den Berg gerichtet, die Wassermassen.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Marcos Erklärung mit dem fließenden Gewässer würde ich zustimmen. Spannend ist aber, dass man das Phänomen auch für einen Bergsee ohne Fließgefälle erklären kann:

Ich finde Gasts Gedanken am besten. Ich meine zwar, dass er für die Gravitationskonstante (6,67 * 10^-11 N*m^2/kg^2) einen falschen Wert eingesetzt hat, und mein kugelförmiges Gebirge (ein seehr schönes Modell smile

) wiegt nur rund 10^13 kg, aber damit komme ich auch auf eine Gravitationsbeschleunigung zwischen ein und zehn Prozent der Erdbeschleunigung. Also ist das ein plausibler Grund für die schiefe Wasseroberfläche eines Bergsees.

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//edit: Ich korrigiere mich: Gast hat sich nicht verrechnet und auch keinen falschen Wert für gamma eingesetzt. Der Rechenfehler war meiner. Für eine richtigere und genauere Rechnung siehe unten.
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Aris Idee mit dem Wind finde ich auch gut und denke, das ist sicher wahr für Meere. Ich habe das Gefühl, dass der Effekt für einen kleinen Bergsee eher kleiner als 1 cm sein sollte, kann das aber nicht wirklich sinnvoll per Rechnung abschätzen.

physik-gast · Gast

Ich kanns mir ehrlich gesagt auch nicht vorstelen wie das gemeint ist und ziemlich lange hab ich auch schon überlegt, aber vielleicht hat es wirklich was mit der Gravitationskraft zu tun!
Obwohl könnts mir vielleicht nochmal jemand besser erklären hab den ansatz nicht so verstanden!
Trotzdem danke für die vielen Antworten!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Die Gravitationsbeschleunigung einer Masse M im Abstand r vom Schwerpunkt dieser Masse ist:

Jetzt schätzt man grob ab, wie groß und wie schwer so ein Gebirge ist, und wie groß der Abstand vom Gebirgssee zu seinem Massenmittelpunkt sein könnte.

Wenn das Gebirge nun zum Beipiel eine Halbkugel mit Radius 3 km wäre, (das ist zwar realistischer als eine Kugel, macht aber längst nicht so viel Spaß smile

) dann wäre sein Volumen

.

Die Dichte des Gesteins schätze ich mal ganz frech und ungefähr mal durch die Dichte von Wasser ab (1 kg / Liter = 1000 kg / m^3).
Dann gibt das eine Masse des Gebirges von rund M=6*10^13 kg.

Der Abstand vom Gebirgssee bis zum Schwerpunkt der Halbkugel ist etwas kleiner als 3000 m, ich schätze ihn mal grob als r=2000 m.

Dann bekommt man für die Gravitationsbeschleunigung durch die Massenanziehung des Gebirges:

Befindet sich der Bergsee also seitlich am Gebirge, dann zieht ihn das Gebirge mit einer Gravitationsbeschleunigung von ca 10^-4 g bis 10^-5 g horizontal zur Seite, während ihn die Erde mit 1 g nach unten zieht.

Ist der See 100 m bis 1000 m lang, so macht das gerade den beschriebenen Unterschied von 1 cm aus.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Also das mit der Gravitation ist einleutend und richtig abgeschätzt.

Ich habe aber auch mal gehört, dass fliessende Gewässer tatsächlich ein Gefälle aufbauen - sonst würde ja auch nichts fliessen. Ich habe aber keine Ahnung wie man das quantitativ berechnet...

Komplize · Anmeldungsdatum: 22.10.2006 Beiträge: 9 Wohnort: Köln

hi,
um dieses Phänomen aufzuklären jetzt nach über einem Jahr ;-)
(bin grad zufällig drauf gestoßen vllt liest dies ja noch jemand...)
Ich muss dich leider enttäuschen, dieses Phänomen gibt es nicht, zwar is der obere Teil des Gebirges relativ schwer und man könnte meinen dies beeinflusst das Wasser, doch schwimmt dieser obere Teil auf der weniger dichten Gebirgswurzel. Z.b. Himalaja und Anden zeigen keine entsprechende Schwereanomalie in Bezug auf die Form der Erde. Deshalb ist es physikalisch gesehen nicht möglich. Aber die Natur hat ja so seine Geheimnisse, wenn also jemand irgendwann einen See finden sollte, an dem dieses Phänomen auftritt, will ich mich gerne eines besseren belehren lassen.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Die oben angegebenen Daten für das Phänomen dürften von zwei Seen bei Harzburg stammen, wie Opa es uns dort erzählt hat:

http://www.physikerboard.de/ptopic,30417,bergsee.html#30417

Danke für deine Nachfrage, ich hatte bisher noch vergessen, hier einen Link dorthin einzufügen smile

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Ich bin kein Spezialist für Gebirge, aber ich glaube, du hast recht, dass normale Gebirge eine Gebirgswurzel haben, also unten drin eine Schicht geringerer Dichte, die dazu führen dürfte, dass der Effekt des "schrägstehenden Sees" in normalen Gebirgen nicht oder nur schwach auftritt.

Und ich glaube, der Harz ist da ein Speziallfall, weil dieses Gebirge keine Gebirgswurzel zu haben scheint, so dass man am Harz die seitlich anziehende Gravitationskraft der Masse eines Gebirges besonders gut messen kann.

Resetter · Anmeldungsdatum: 15.07.2005 Beiträge: 45

Also sofern man ne Strömung im Wasser annimmt könnte diese ja auch so beschaffen sein, dass sie von Norden nach Süden (oder umgekehrt) fließt...
Dann würde doch die Corioliskraft den Wasserdruck auf der einen Seite des Sees erhöhen, ein höherer Wasserspiegel müste dann die Konsequenz sein wenn ich jetzt nicht totalen humbug denke *g*

Das is zumindest mir jetzt mal so eingefallen... grübelnd