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Die Frage der Woche: Warum kann man sich unter Wasser nicht verstehen?

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Die Frage der Woche: Warum kann man sich unter Wasser nicht verstehen?

Jeden Samstag beantworten wir euch Fragen zu allen möglichen Themen. Heute fragt uns Paula K. aus Bremen: "Warum kann man sich unter Wasser nicht verstehen? Und wie breitet sich Schall unter Wasser aus?" Hier erfahrt ihr die Antwort ...

Warum kann man sich unter Wasser nicht verstehen?

Vielleicht habt ihr auch mal versucht, unter Wasser zu reden. Dabei versteht man aber nichts Sinnvolles. Warum ist das so?
Die menschliche Stimme wird dadurch erzeugt, dass Luft an den Stimmbändern im Kehlkopf vorbei strömt. Sind die Stimmbänder straff gespannt, entsteht ein hoher Ton, bei geringer Spannung ein tiefer.

 
Beim Sprechen werden die Stimmbänder schnell und unbewusst gesteuert - ein wahres Wunder!
  
Mit einem aufgeblasenen Luftballon, aus dem du die Luft strömen lässt, könnt ihr den Effekt nachvollziehen. Zieht dabei den Auslass mehr oder weniger stark mit den Fingern auseinander.




Abbildung: Ein Blick von oben in den Kehlkopf.





Keine Schwingungsübertragung

Versucht man unter Wasser zu sprechen, dann strömt die Luft aus der Lunge an den Stimmbändern vorbei und wird in Schwingung versetzt. Aber sobald man den Mund öffnet, blubbert die Luft in Blasen heraus. Das Problem beim Sprechen unter Wasser ist also der Übergang der Luftschwingungen auf das Wasser - das funktioniert nicht mit unserem Sprechapparat.

Aber vielleicht habt ihr schon festgestellt, dass man unter Wasser durchaus laut und in gewisser Weise verständlich summen kann. Man nimmt es aber ziemlich dumpf wahr. Das Summen geht viel besser als das Sprechen unter Wasser.

Das liegt daran, dass beim Summen die Schwingungen direkt vom Kehlkopf und Hals auf das umgebende Wasser übergehen und das Wasser direkt zum Schwingen angeregt wird. Legt doch mal die Hand auf den Hals, wenn ihr summt, dann spürt ihr die Schwingungen deutlich - Achtet auf den Unterschied bei hohen und tiefen Tönen!

Das Summen nimmt man deshalb so dumpf wahr, weil man sich dann nicht über das Ohr hört, sondern die Schwingungen direkt vom Kehlkopf über die Schädelknochen auf das Innenohr übertragen werden. Tiefe Frequenzen oder Töne werden dabei besser übertragen, als hohe, daher der dumpfe Eindruck.

Wie breitet sich Schall unter Wasser aus?

Man könnte jetzt glauben, dass sich Schall unter Wasser nicht gut ausbreitet. Aber das Gegenteil ist richtig: Unter Wasser breitet sich Schall viel besser, also schneller, aus, als an Land! Das liegt daran, dass die Dichte des Wassers viel höher ist als die von Luft.

Die Schallausbreitung unter Wasser hängt neben der Temperatur auch noch vom Salzgehalt ab. Im Schnitt liegt die Schallgeschwindigkeit im Meer bei etwa 1500 Metern pro Sekunde, also fünf Mal schneller als in Luft.

Sonar - Radar unter Wasser
 

Weil elektromagnetische Wellen im Wasser stark gedämpft werden, benutzen Schiffe auf der Suche nach Fischschwärmen oder zur Feststellung der Wassertiefe kein Radar wie Flugzeuge, sondern so genanntes Sonar. Es werden Töne ausgesendet und gemessen, wie lange die Zeit ist, bis das Echo wieder auf dem Schiff eintrifft.

Abbildung: Eine Aufnahme des Meeresgrundes mit Hilfe von Schall - Sonar!



Aus der Art des Echos kann dann errechnet werden, was sich in welcher Entfernung befindet: Meeresboden, Fischschwärme oder auch U-Boote. Sonar ist eine Art akustischen Radars.

Technisch erzeugte Geräusche in den Weltmeeren können sich weit ausbreiten und sind, verglichen mit Geräuschen an Land, extrem laut. Dadurch werden Tiere gefährdet, die sich über akustische Signale verständigen, etwa Wale. Mehr zu den Auswirkungen der technischen Nutzung der Ozeane erfahrt ihr im angehängten Radiobeitrag.


Walgesang - rund um die Welt

Wale können sich mit ihren Gesängen über weite Strecken unterhalten. Forscher gehen davon aus, dass sich die Wale mit ihren Gesängen über Ozeane hinweg, also über Tausende von Kilometern verständigen konnten: Reibungslos funktionierte das jedoch nur bevor der Mensch Schiffsmotoren und Schallkanonen erfand, die unter anderem zur Suche nach Erdöl im Meeresboden genutzt werden.

Wale und Delfine reagieren besonders empfindlich auf vom Menschen erzeugte Geräusche, die im Vergleich vielfach lauter sein können als ein startender Düsenjet! Die Wirkung von Lärm auf Waltiere reicht von einer kurzfristigen Störungen [sic!] bis hin zum direkten Tod der Tiere, erklärt der Meeresbiologe Dr. Karsten Brensing von der Delfin- und Walschutzorganisation WCDS in einem Interview aus dem Jahr 2006.

Übrigens:

Hier hört ihr einen Beitrag des Radiosenders SWR über die Schallverschmutzung der Ozeane.

Hier könnt ihr Delfine und Wale hören - die Seite ist auf Englisch.

Hier gibt es weitere Unterwasseraufnahmen - die Seite ist auf Deutsch.

Text: -jj- 25.2.2011 // Bilder: Gewitter: LaNuova cc-by-sa 3.0; Sonar PD; Luftblasen David Shankbone cc-by-sa 3.0; Kehlkopf PD; Buckelwal PD;

Hinweis: Im Archiv wurden alle Bilder und Links entfernt