Trügerische Luftspiegelung: die Fata Morgana

Immer wieder berichteten Menschen davon, dass sie durstig durch die Wüste zogen und sich plötzlich vor ihnen eine verlockende Oase auftat - um sich beim Näherkommen in Luft aufzulösen. Man könnte dies als Hirngespinst abtun, gäbe es da nicht die Fata Morgana! Sie wurde schon manch einem verirrten Wüstenwanderer zum Verhängnis. Aber nicht nur in der Wüste, sondern auch bei uns kann es zu diesen "trügerischen Luftspiegelungen" kommen - wie entstehen diese eigentlich?

Die Bezeichnung "Fata Morgana" kommt von dem italienischen Wort "Fata" (bedeutet Fee). Die Fee Morgana ist eine Figur aus der Artus-Sage. Im alten Volksglauben der Italiener schrieb man das Phänomen dieser Zauberin zu. Solche Erscheinungen wurden nämlich auch sehr häufig über der Straße von Messina zwischen dem italienischen Festland und der Insel Sizilien gesichtet.

Eine Fata Morgana können wir nicht nur in der Wüste oder einer Meerenge beobachten, sondern auch bei uns. Es handelt sich um eine Luftspiegelung. Dabei wird das Licht gebrochen oder reflektiert. Lichtbrechungen kennst du bereits von Regenbögen und Reflektionen eines Spiegels. In einem Spiegel wird das komplette Bild, das hineinfällt, wieder zurückgeworfen. Nur der Ein- und Ausfallswinkel wechselt.

Ursache: heiße und kalte Luftschichten

Für eine Luftspiegelung sind Luftschichten von unterschiedlichen Temperaturen verantwortlich. Die Schichten haben dabei nicht dieselbe Dichte. Die Dichte eines Stoffes ergibt sich aus der Anzahl der Atome in einem bestimmten Raum. So sind einige Stoffe bei normaler Zimmertemperatur flüssig. Sinken die Temperaturen, verfestigen sie sich. Der Stoff zieht sich zusammen, die Teilchen befinden sich enger beieinander - und somit erhöht sich die Dichte. Bei Erhitzung verdampfen viele Stoffe dann - sie werden gasförmig. Die Teilchen dehnen sich aus, schweben im Raum - und die Dichte nimmt ab.

Eine heiße Luftschicht hat also eine geringere Dichte als eine kalte. Daher kann ein Lichtstrahl warme Luft mit weniger Widerstand durchdringen. Stößt er auf die Grenzschicht, an der heiße und kalte Luft aufeinander treffen, wird er gebrochen und reflektiert. Scheint nun an besonders heißen Tagen das Wasser auf den Straßen zu stehen, dann liegt das daran, dass die unteren Luftschichten von der Sonne aufgeheizt wurden. Sie dehnen sich aus, treffen auf kältere Luft und werden gebrochen - denn die obere Luftschicht wirkt wie ein Spiegel. Wir sehen auf der Straße also nicht den dunklen Asphalt, sondern das Licht des hellen Himmels darüber, das reflektiert wurde.

Aus dem Nichts erscheinen Bäume und ganze Oasen

Das Flimmern entsteht durch Luftverwirblungen. Bekanntlich steigt heiße Luft nach oben - denken wir nur an einen Heißluftballon. Weiter oben vermischt sich die Luft mit kälteren Schichten. Kühlt sie ab, nimmt ihre Dichte wieder zu - und sie sinkt zurück zu Boden, um sich wieder zu erwärmen und nach oben zu steigen. So entstehen Luftverwirbelungen. Eine Totalreflektion kommt zustande, wenn es ganz windstill ist.

Trifft ein zurückgeworfener Lichtstrahl von einer warmen auf eine kalte Luftschicht, macht das Licht einen Bogen, um möglichst in der wärmeren Schicht zu bleiben - denn Dichte und somit auch Widerstand sind dort geringer. So erscheint dem Betrachter der Gegenstand, der das Licht zurückwirft, näher. Deshalb sehen wir auf dem heißen Asphalt häufig nicht nur "flimmerndes Wasser", sondern es scheinen sich auch die Autos darin zu spiegeln. Durch extrem aufgeheizte Unterschichten der Luft - wie in der Wüste - werden sogar weit entfernte Objekte in die Nähe übertragen. Wüstenvölkern erscheinen oft nicht nur Wasserflächen, dort können sich sogar umliegende Berge oder Bäume spiegeln.

Kein Geisterschiff, sondern eine optische Täuschung

Befindet sich dagegen unten eine kalte Luftschicht und weiter oben eine heiße, ist der Effekt genau umgekehrt. Dies geschieht oft über dem Meer, da die untere Luft vom Wasser gekühlt und die obere von der Sonne aufgeheizt wird. Hier nimmt man ein Objekt häufig über dem Horizont, also praktisch am Himmel, wahr. Das Licht steigt nach oben in die wärmere Schicht, macht einen Bogen - und erscheint dem Betrachter.

An der Straße von Messina zum Beispiel sind immer wieder in die Luft gehobene Häuser und Bäume am gegenüber liegenden Ufer zu beobachten. Aus solchen Erscheinungen haben sich schon viele Sagen entwickelt - wie die von Geisterschiffen und Seeungeheuern. Oder Seeleute dachten, es wäre Land in Sicht, dabei handelte es sich um eine Fata Morgana. Gesehen haben die Menschen die Erscheinungen also wirklich, nur oft falsch gedeutet - denn wenn man es nicht besser weiß, können solche optischen Täuschungen einen in Angst und Schrecken versetzen - oder in die Irre führen.

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