Die Stiftung Heidelberg Laureate Forum Foundation lädt Sie vom 5. Juli bis 2. August 2015 im Karlstorbahnhof Heidelberg ein, die Ausstellung „Mathematik des Planeten Erde“ zu besuchen. Die Ausstellung ist zum ersten Mal in Heidelberg und verspricht für Jung und Alt ein abwechslungsreiches und spannendes Erlebnis.
Durchlässig oder undurchlässig?
Hands-on
Durchlässig oder undurchlässig?
Lizenz
Autoren
- Design and Implementation
Michel Darche
Regis Goiffon
Webseite
Zugehörige Events
Die Diffusion von Flüssigkeiten im Erdboden nennt man auch Perkulation (Versickerung). Mit Hilfe wissenschaftlicher Methoden kann man bestimmen, auf welche Weise Wasser im Erdboden versickert und wie schnell Grundwasserschichten wieder aufgefüllt werden. Das hilft dabei zu verstehen, wie sich beispielsweise Benzin und weitere Schadstoffe im Erdboden ausbreiten.
J. M. Hammersley, ein englischer Mathematiker, fand 1965 heraus, dass die Gesetzmäßigkeiten der Perkulation auch in anderen Bereichen gelten. So können dieselben Regeln angewendet werden, um beispielsweise den Informationsfluss innerhalb von Telekommunikationsnetzwerken zu beschreiben, das Ausbreiten von Epidemien oder Bränden vorherzusagen, oder auch um den Phasenübergang beim Gefrieren von Wasser zu modellieren.
Wann wird durchlässig zu undurchlässig?
Warum kann Wasser durch bestimmte Felsschichten hindurch versickern? Für ein Modell einer porösen Schicht kann man sich ein Raster vorstellen, das aus vielen kleinen Röhren zusammengesetzt ist. Eine zufällige Auswahl dieser Röhren ist geschlossen. Bei einer kleinen Anzahl von geschlossenen Röhren bilden die übrigen offenen Röhren ein verzweigtes System, durch das das Wasser zum Beispiel von oben nach unten fließen kann. Erhöht man die Anzahl der geschlossenen Röhren, bieten sich dem Wasser immer weniger Verbindungswege und irgendwann wird eine Schwelle erreicht, die die betrachtete Schicht undurchlässig macht.
