Der Stoff ist brisant. Seinetwegen haben Forscher ihre Karriere, ihren Ruf und ihre Labore aufs Spiel gesetzt. Keine Substanz ist so von Mythen und Halbwahrheiten umstellt, sorgt für so viel Streit – und ist so alltäglich und banal wie: Wasser.

Die Rede ist von dem Allerweltselement, das uns überall begegnet, das zwei Drittel der Erdoberfläche bedeckt und 70 Prozent unseres Körpers ausmacht. Kein Leben ohne Wasser, kein Urmythos ohne Ursuppe. In der Genesis schwebt selbstverständlich der Geist Gottes über dem Wasser. Und wer immer im All nach außerirdischen Existenzen sucht, hält Ausschau nach H₂O. Denn Leben, wie wir es kennen, findet stets in Fließgleichgewichten statt: Ich fließe, also bin ich.

Da sollte man annehmen, dieser Universalstoff sei rundum erforscht und entschlüsselt. Wer Marsroboter bauen und Atome spalten kann, wird ja wohl wissen, was Wasser ist! Weit gefehlt. "Von allen bekannten Flüssigkeiten ist Wasser wahrscheinlich die, die am meisten untersucht und am wenigsten verstanden wird", befand einst der Chemiker Felix Franks. Und der Mann kannte sich aus: Er verfasste ein siebenbändiges Opus magnum über Flüssigkeiten und wurde bis zu seinem Tod 2016 respektvoll "Wasser-Franks" genannt.

Dass selbst im 21. Jahrhundert noch kein umfassendes Verständnis des Wassers existiert, wird selten an die große Glocke gehängt. Tatsächlich aber verblüfft die scheinbar simple Substanz stets von Neuem. Das glauben Sie nicht? Sie halten Wasser für langweilig? Dann testen Sie Ihr Wissen einmal in folgendem Mini-Quiz: Welche dieser drei Aussagen sind falsch?

A. Wasser besteht aus zwei Flüssigkeiten.

B. Warmes Wasser wird schneller zu Eis als kaltes.

C. Wasser hat eine Art Gedächtnis.

Antwort: Definitiv falsch ist keine. Aber zugegeben: Dass Wasser aus zwei Flüssigkeiten besteht, ist eine aktuelle Erkenntnis, die erst seit Kurzem bewiesen ist. Und dass warmes Wasser schneller als kaltes gefrieren kann, verblüffte selbst die Fachwelt. Die These vom "Wassergedächtnis" hingegen ist zumindest umstritten und eines jener Themen, von denen Forscher lieber die Finger lassen. Denn dabei schwingt auch die Hoffnung von Homöopathen mit, endlich die Heilkraft der Verdünnung bestätigt zu bekommen. Was zwangsläufig zu der Grundfrage führt: Wo verläuft in Sachen Wasser die Grenze zwischen Wissenschaft und Esoterik?

Dass Wasser die Forschung so fasziniert, liegt vor allem an seinen Anomalien, jenen Eigenschaften also, die von der physikalisch-chemischen Norm abweichen. Über 70 solcher Besonderheiten zählt die Wissenschaft heute, wobei die bekannteste die sogenannte Dichte-Anomalie ist: Normalerweise ziehen sich Stoffe bei sinkenden Temperaturen zusammen und werden immer dichter. Beim Wasser gilt das nur bis vier Grad Celsius. Fällt die Anzeige auf dem Thermometer weiter, dehnt sich Wasser plötzlich wieder aus; friert es zu Eis, braucht es sogar erheblich mehr Raum, weshalb zugefrorene Wasserleitungen platzen und Eis auf Seen oben schwimmt – was zum Beispiel Wassertieren das Überleben während harter Winter sichert. Nur der Dichte-Anomalie haben sie es zu verdanken, dass Seen nicht von unten, sondern von oben zufrieren und dass sich an ihrem Grund das dichteste, vier Grad warme Wasser sammelt.

"Wäre Wasser nicht so verrückt, würde Leben nicht existieren", kommentiert bewundernd der schwedische Wasserforscher Anders Nilsson, dessen Team gerade die zwei Flüssigkeiten nachwies. Zwar stehen mittlerweile viele der Anomalien im Lehrbuch, doch erstaunlicherweise werden auch immer wieder neue entdeckt, mitunter sogar von Laien oder Studenten. Und fast jedes Mal ist die Reaktion der Fachwelt ähnlich: Zuerst schlägt dem Entdecker Unglauben entgegen, dann beginnen die Experten zu staunen, und schließlich sucht man kopfschüttelnd nach einer Erklärung.

Ein Beispiel ist die Beobachtung Erasto Mpembas. Dieser absolvierte in den 1960er Jahren im heutigen Tansania eine Ausbildung als Koch. Eines Tages sollte die Klasse Eiscreme herstellen und dazu eine Pulvermischung mit Wasser anrühren. Dabei fiel Mpemba auf, dass sein Eis im Gefrierschrank schneller fertig wurde, wenn er das Pulver mit warmem statt mit kaltem Wasser anrührte.

Unsinn!, sagten die Lehrer. Später berichtete er dem Physikprofessor Denis Osborne von der Sache, doch der tat sie ebenfalls ab: Aus Gründen der Thermodynamik könne warmes Wasser nicht schneller als kaltes gefrieren. Mpemba ließ nicht locker und überredete den Professor, das Experiment selbst zu wiederholen. Verblüfft stellte Osborne fest, dass unter bestimmten Umständen warmes Wasser tatsächlich schneller zu Eis wird. 1969 veröffentlichten die beiden diesen Befund, der heute als "Mpemba-Effekt" bekannt ist.