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Selbstorganisation an einem Beispiel

Ein Beispiel zur Selbstorganisation: Bénard-Zellen

 

Damit du siehst, wie Selbstorganisation funktioniert, zeigen wir dir die Bildung von sogenannten Bénard-Zellen. Bei diesem Experiment wird eine Flüssigkeit gleichmäßig von unten erhitzt, während sie von oben her gleichmäßig abkühlt - ganz ähnlich wie ein Topf mit Wasser auf einer heißen Herdplatte. Weil warme Flüssigkeit leichter ist als kalte, bewegt sich nun der erhitzte Teil von unten nach oben. Gleichzeitig hat die oberflächennahe kühlere Flüssigkeit aufgrund der höheren Dichte das Bestreben, nach unten zu sinken. Damit diese beiden Prozesse auch gleichzeitig stattfinden können, bedarf es einer Art Koordination zwischen den Flüssigkeitsströmen. An dieser Stelle kommt nun die Selbstorganisation ins Spiel; es stellt sich aus dem System selbst heraus ein stationärer Zustand mit hexagonalen Zellen oder Rollen ein.

 

File:Convection cells.svg

In der Abbildung siehst du, dass die Ströme auf der einen Seite der Rolle nach oben und auf der anderen Seite nach unten fließen, ohne sich dabei gegenseitig zu blockieren. Da diese Struktur nicht über äußere Bedingungen ursächlich erklärt werden kann, kann sie nur vom System selbst stammen. Denn die Temperaturunterschiede erscheinen vertikal (oben kalt, unten heiß) und können somit nicht als Erklärung für die horizontale Struktur hergezogen werden. Damit es überhaupt zu dieser Musterbildung kommt, muss die Temperaturdifferenz zwischen oben und unten erst eine bestimmte Schwelle überschreiten [1,2].

 

 

Diese Form der Musterbildung begleitet viele für Geographinnen und Geographen interessante Vorgänge, wie Luftströme in der Atmosphäre oder Meeresströmungen. Du siehtst also: Selbsorganisation begleitet uns. Genauso auch unser nächster Themenabschnitt, das Chaos!

 

[1] Vgl. Sohns, Joachim (2011): Emergenz und Selbstorganisation in der Natur. IN: Studium Integrale Journal 18 (1). Seite 26-37. URL: www.si-journal.de/index2.php?artikel=jg18/heft1/sij181-3.html (Letzter Zugriff: 9. Juni 2015). [2] Vgl. Heylighen, Francis (2001): The Science of Self-Organization and Adaptivity. Brüssel: Center Leo Apostel, Free University of Brussels. Seite 6.[Bildquelle] Convection cells_Bild/Foto: Theresa Knott, GNU-Lizenz für freie Dokumentation Version 1.2, via Wikimedia Commons