Magnetfeld und Wasser: was gemessen ist und was daraus nicht folgt

Ja: Ein starkes statisches Magnetfeld hat im Labor in Wasser eine Zone erzeugt, wie sie sonst an wasserfreundlichen Oberflächen entsteht. Valery Shalatonin und Gerald H. Pollack von der University of Washington stellten 2022 einen Neodym-Magneten mit 1,44 Tesla an den Polen in eine Schale mit Wasser und winzigen Kunststoffkügelchen. Nach 20 bis 30 Minuten bildete sich an beiden Polen ein Streifen, aus dem die Kügelchen verschwanden, kleiner als 1 Millimeter breit. Eine Kunststofffolie von 70 Mikrometern um den Magneten änderte daran nichts. Größe und Zeitverlauf gleichen den Ausschlusszonen, die dasselbe Labor seit Jahren an wasserfreundlichen Oberflächen misst (Shalatonin & Pollack, PLOS ONE 17(5): e0268747, 2022). Gemessen ist damit ein Laborbefund an Wasser in einer Petrischale, bei einem sehr starken Feld und unter dem Mikroskop. Über Zellen, über den Körper und über Geräte oder Schmuck sagt er nichts. Die Autoren nennen die Ursachen der meisten beobachteten Einzelheiten selbst ungeklärt.

Was eine Ausschlusszone ist

Eine Ausschlusszone ist ein Bereich im Wasser neben einer wasserfreundlichen Oberfläche, aus dem gelöste Stoffe und schwebende Teilchen verdrängt werden. Die englische Fachbezeichnung lautet exclusion zone, abgekürzt EZ.

Die Zone lässt sich mit einfachen Mitteln sichtbar machen. Man rührt Kunststoffkügelchen von wenigen Mikrometern Durchmesser in Wasser ein und legt ein wasserfreundliches Material hinein. Unter dem Mikroskop entsteht an dessen Rand ein leerer Streifen. Seine Breite ist die Größe der Ausschlusszone.

Nach Shalatonin und Pollack (2022) reichen solche Zonen zehn bis mehrere hundert Mikrometer weit von der Oberfläche in das Wasser und haben physikalisch-chemische Eigenschaften, die sich von freiem Wasser unterscheiden. Wie das Labor die Zone an Oberflächen entdeckt hat und welche Rolle Licht dabei spielt, beschreibt der Beitrag Warum Wasser an Grenzflächen anders ist als im Glas.

Bis 2022 hing die Zone an einer festen Grenze zwischen Material und Wasser. Die Frage der Arbeit von 2022 war deshalb neu: Entsteht eine solche Zone auch dann, wenn nur ein Feld auf das Wasser trifft?

Wie der Magnetfeld-Versuch aufgebaut war

Der Versuchsaufbau ist die genaue Anordnung von Wasser, Magnet und Mikroskop, unter der das Ergebnis entstand. Wer den Befund einordnen will, braucht diese Angaben, denn jede spätere Aussage gilt zunächst nur für genau diese Bedingungen.

Das Labor arbeitete mit zwei Anordnungen. In der ersten lag ein einzelner Stabmagnet mitten in einer offenen Petrischale. In der zweiten standen zwei Stabmagnete parallel im Abstand von 8 Millimetern, gehalten von Blöcken aus Aluminium. Beobachtet wurde jeweils von unten mit einem inversen Mikroskop bei 5-facher Vergrößerung (Shalatonin & Pollack 2022, Methoden).

Merkmal	Aufbau 1	Aufbau 2
Magnet	1 Neodym-Stab, 50 × 7 × 7 mm, vernickelt	2 Neodym-Stäbe, je 76 × 12 × 3 mm
Feldstärke nahe den Polen	1,44 Tesla	1,35 Tesla
Wassermenge	4 mL in einer Schale von 60 mm Durchmesser	1,5 bis 2 mL zwischen den Magneten
Füllhöhe	2 bis 3 mm	nicht angegeben
Kügelchen	2,0 µm, Polystyrol (PS) und Carboxylat-Polystyrol (CPS)	wie Aufbau 1
Temperatur	Raumtemperatur, 296 bis 299 Kelvin	wie Aufbau 1

Alle Angaben: Shalatonin & Pollack 2022, Abschnitt „Materials and methods“.

Das Wasser war hochreines, entionisiertes Laborwasser mit einem pH-Wert zwischen 6,0 und 6,5. Auf 25 Milliliter Wasser kamen 45 Mikroliter der Kügelchen-Suspension, also etwa ein Tropfen. Ausgewertet wurde mit einem Zwei-Stichproben-t-Test bei einer Signifikanzschwelle von 0,05 (Shalatonin & Pollack 2022, Methoden).

Was nach 30 Minuten unter dem Mikroskop zu sehen war

Der zentrale Befund der Arbeit ist ein kügelchenfreier Streifen direkt neben den Polen eines Magneten, der in Wasser liegt. Die Autoren nennen ihn Ausschlusszone, weil er den Zonen an Oberflächen gleicht.

Die Kügelchen begannen sofort nach dem Einfüllen zu wandern. Nach 20 bis 30 Minuten war die Dichte am Magneten gesunken, und weiter außen hatte sich eine Schicht mit mehr Kügelchen gebildet. Ab 30 Minuten war die Zone scharf genug für eine Messung, nach 60 Minuten deutlich erkennbar und nach 2 Stunden klar. Später wurde sie wieder etwas kleiner (Shalatonin & Pollack 2022, Ergebnisse).

Die Zone entstand am Nordpol und am Südpol. Sie entstand mit beiden Kügelchen-Sorten. Ihre Größe lag unter 1 Millimeter. Die Autoren halten das für typisch, ebenso den Aufbau innerhalb von einigen zehn Minuten. Im Aufbau mit 2 Magneten zeigte sich zusätzlich in der Mitte zwischen ihnen ein heller, kügelchenfreier Streifen von 30 bis 200 Mikrometern Breite. Er erschien in allen mehr als 10 Versuchen mit dieser Anordnung (Shalatonin & Pollack 2022, Abbildung 5).

Shalatonin und Pollack beschreiben den Befund 2022 in einem Satz:

„Here we report that exposure of standard aqueous microsphere suspensions to static magnetic fields creates similar microsphere-free zones adjacent to magnetic poles.“ (Shalatonin & Pollack (2022), Abstract)

Auf Deutsch: Statische Magnetfelder erzeugen in einer üblichen Kügelchen-Suspension ähnliche kügelchenfreie Zonen neben den Magnetpolen.

Nordpol gegen Südpol: ein Unterschied mit engem Rahmen

Die Polarität eines Magneten ist die Frage, ob die dem Wasser zugewandte Fläche sein Nord- oder sein Südpol ist. Viele Versuche behandeln beide Pole als gleichwertig. Die Arbeit von 2022 stellt das infrage, allerdings nur für einen Teil ihrer Daten.

Mit Polystyrol-Kügelchen war die Zone am Nordpol um 15 bis 20 Prozent größer als am Südpol. Der Unterschied der gemittelten Kurven war statistisch signifikant, mit p = 0,012. Mit Carboxylat-Kügelchen war der Unterschied kleiner und nicht signifikant, mit p = 0,22. Jede Kurve beruht auf n = 3 unabhängigen Versuchen (Shalatonin & Pollack 2022, Abbildung 4).

Drei Versuche je Bedingung sind eine kleine Grundlage. Ein Unterschied, der bei einer Kügelchen-Sorte auftritt und bei der anderen nicht, ist ein Hinweis auf eine offene Frage und noch kein Gesetz. Die Autoren erklären die Abweichung vorsichtig mit der Oberfläche der Kügelchen: Polystyrol ist wasserabweisend, Carboxylat trägt wasserfreundliche Gruppen und könnte selbst mit dem angrenzenden Wasser wechselwirken.

Ist es das Feld oder der Magnet selbst?

Die Kontrollfrage eines solchen Versuchs lautet, ob die Zone vom Magnetfeld stammt oder von der metallischen Oberfläche des Magneten. Ein vernickelter Metallstab ist selbst eine Grenzfläche und könnte eine Zone auf dem bekannten Weg erzeugen.

Das Labor hüllte den Magneten deshalb vollständig in eine 70 Mikrometer dünne Polyethylenfolie. Die Ergebnisse waren von denen ohne Folie nicht zu unterscheiden. Dazu kommt eine physikalische Überlegung der Autoren: Geladene Teilchen bewegen sich in einem Magnetfeld quer zu den Feldlinien. Die Kügelchen bewegten sich hier aber entlang der Feldlinien. Eine direkte Kraft des Feldes auf die Kügelchen halten die Autoren deshalb für unwahrscheinlich und vermuten eine Wirkung auf das Wasser selbst.

Ein zweiter Eingriff betraf die Energiequelle. Eine Glasplatte über der Schale ließ die Bewegung der Kügelchen nach 20 bis 25 Sekunden langsamer werden und nach 2 bis 3 Minuten fast ganz stehen. Auch die Zone wuchs nicht weiter. Nach dem Abnehmen der Platte kam die Bewegung zurück (Shalatonin & Pollack 2022, Ergebnisse und Video S1/S2). Die Autoren lesen das als Hinweis, dass wie bei den Zonen an Oberflächen Infrarotstrahlung die antreibende Energie liefert. Gemessen haben sie die Strahlung dabei nicht, sie haben sie mit der Glasplatte abgeschirmt.

Schwache elektrische Felder: die Nachbarstudie von 2021

Ein elektrisches Wechselfeld ist ein Feld, dessen Richtung sich in festem Takt umkehrt, gemessen in Hertz. Ein Jahr vor der Magnetfeld-Arbeit prüfte eine Gruppe um Iman Rad im selben Labor, ob solche Felder Wasser strukturell verändern. Die Elektroden berührten das Wasser dabei nicht (Rad, Stahlberg, Kung & Pollack, PLOS ONE 16(12): e0260967, 2021).

Die Platinelektroden lagen 1 Millimeter über oder 1 Millimeter unter einer flachen Schale mit 3 Millilitern Wasser. Die Spannung von 6 ± 1,5 Volt ergab Feldstärken von 450 bis 750 Volt pro Meter. Die Einwirkung dauerte 30 Minuten. Geprüft wurden Frequenzen von 0 Hertz bis 100.000 Hertz. Gemessen wurde die Infrarot-Abstrahlung der Wasseroberfläche und der Randwinkel von Tropfen auf verschiedenen Oberflächen (Rad et al. 2021, Methoden).

Das Ergebnis war eng begrenzt. Nur ein Feld mit 75 Hertz, angelegt von oben, machte das Abstrahlungsprofil von entionisiertem Wasser dem von Ausschlusszonen-Wasser ähnlich. Andere Frequenzen hatten diese Wirkung nicht. Die Autoren schließen daraus vorsichtig auf eine mögliche molekulare Ordnung. Die Deutung lassen sie offen:

„how the molecular ordering of EZ and '75 Hz exposed water' are similar or coincidental is a matter for future study“ (Rad et al. 2021, Schlussfolgerung)

Ob die Ähnlichkeit echte Verwandtschaft oder Zufall ist, bleibt also eine Frage für spätere Arbeiten.

Wie umstritten die Ausschlusszone selbst ist

Die Deutung einer Beobachtung ist die Erklärung, warum sie auftritt, und sie ist von der Beobachtung zu trennen. Dass Teilchen neben wasserfreundlichen Oberflächen ausgeschlossen werden, haben mehrere Arbeitsgruppen gesehen. Strittig ist die Ursache.

Pollack deutet die Zone als geordnete, flüssigkristallartige Anordnung des Wassers, die er als vierte Phase bezeichnet. Eine kritische Übersichtsarbeit von 2020 hält eine andere Erklärung für überzeugender. Sie setzt auf Diffusiophorese, also die Wanderung von Teilchen entlang von Konzentrationsgefällen (Elton, Spencer, Riches & Williams, International Journal of Molecular Sciences 21, 5041, 2020).

Für die Magnetfeld-Arbeit hat dieser Streit eine direkte Folge. Sie zeigt, dass am Magneten ein teilchenfreier Streifen entsteht, der den Zonen an Oberflächen gleicht. Wer die Zonen an Oberflächen als eigene Wasserphase liest, liest auch den Streifen am Magneten so. Wer sie über Konzentrationsgefälle erklärt, kann den Streifen am Magneten ebenso über Ionen und Ladungen deuten. Die Arbeit von 2022 entscheidet diesen Streit nicht, denn sie misst nur den leeren Streifen und keine weitere Eigenschaft des Wassers darin.

Was daraus nicht folgt

Die Reichweite eines Befunds ist die Menge der Fälle, für die seine Messung spricht. Bei der Magnetfeld-Arbeit von 2022 ist diese Menge klein und genau beschreibbar.

1. Die Messung betrifft Wasser in einer Laboranordnung. Gemessen wurde an 4 Millilitern Wasser mit 2 bis 3 Millimetern Füllhöhe, über 30 Minuten bis 2 Stunden bei Raumtemperatur. Der Neodym-Magnet hatte 1,44 Tesla (Aufbau 1) oder 1,35 Tesla (Aufbau 2) direkt an den Polen (Shalatonin & Pollack 2022, Methoden). Das Magnetfeld der Erde liegt laut der US-Wetter- und Ozeanbehörde NOAA zwischen etwa 25.000 und 65.000 Nanotesla. Das Feld an den Polen im Versuch war damit rund 22.000- bis 58.000-mal stärker (eigene Rechnung: 1,44 Tesla geteilt durch 65.000 bzw. 25.000 Nanotesla). Für schwächere Felder, größere Abstände oder andere Zeiten liefert die Arbeit keine Daten.
2. Sie sagt nichts über Zellen, über den Körper, über Gesundheit oder Wohlbefinden. In der Arbeit kommt kein Lebewesen vor, keine Zelle und kein Gewebe. Im Diskussionsteil stellen die Autoren Vermutungen über biologische Zusammenhänge an und kennzeichnen sie als Fragen für weitere Forschung. Gemessen haben sie dazu nichts.
3. Sie ist kein Beleg für irgendein Produkt. Das gilt für Magnete zum Umhängen, für Geräte zur Wasserbehandlung und für Schmuck, auch für die von Qi Blanco. Ein Laborbefund über Kügelchen in einer Petrischale lässt sich nicht auf einen Gegenstand übertragen, der nie in einem solchen Aufbau gemessen wurde.
4. Die Autoren benennen selbst, was offen ist. Im Original heißt es: „the reasons for all of the observed features remain unclear and need to be studied in more detail.“ Weitere bekannte Eigenschaften von Ausschlusszonen wie Ladung, Lichtabsorption oder Brechungsindex wurden nach ihren eigenen Worten nicht untersucht. Der Unterschied zwischen Nord- und Südpol beruht auf 3 Versuchen je Bedingung und war nur bei einer von 2 Kügelchen-Sorten signifikant (Shalatonin & Pollack 2022, Abbildung 4). Dass Infrarot die Energie liefert, ist eine Folgerung aus dem Abschirmversuch mit einer Glasplatte.

Was bleibt, ist ein klarer Satz: Ein starkes statisches Magnetfeld kann in Wasser eine Zone erzeugen, die den Zonen an Oberflächen gleicht, ohne dass eine neue Oberfläche hinzukommt. Das war vorher nicht gemessen und ist nun gemessen.

Häufige Fragen zu Magnetfeld und Wasser

Hat das Magnetfeld das Wasser berührt oder über eine Oberfläche gewirkt?

Der Magnet lag im Wasser. Mit einer 70 Mikrometer dünnen Polyethylenfolie umhüllt, lieferte er dieselben Ergebnisse wie ohne Folie (Shalatonin & Pollack 2022). Die Metalloberfläche des Magneten scheidet damit als Ursache aus. Auch die Folie ist eine Grenzfläche zum Wasser, ihr Einfluss wird in der Arbeit nicht gesondert geprüft.

Wie groß war die Zone am Magneten?

Die Autoren geben eine Größe unter 1 Millimeter an. Am Nordpol war sie mit Polystyrol-Kügelchen um 15 bis 20 Prozent größer als am Südpol (p = 0,012, n = 3).

Wurde der Versuch von einer anderen Gruppe wiederholt?

Die Arbeiten von 2021 und 2022 nennen keine unabhängige Wiederholung. Beide stammen aus dem Labor von Gerald H. Pollack in Seattle.

Sagt der Befund etwas über Magnetfelder im Alltag?

Nein. Das Feld im Versuch war mit 1,44 Tesla rund 22.000-mal stärker als das stärkste Erdmagnetfeld nach NOAA (65.000 Nanotesla, eigene Rechnung). Für Alltagsfelder gibt es in der Arbeit keine Messung.

Kernaussagen auf einen Blick

• Ein Magnetfeld kann in Wasser eine Ausschlusszone erzeugen. Ein Neodym-Magnet mit 1,44 Tesla an den Polen erzeugte nach 20 bis 30 Minuten einen kügelchenfreien Streifen unter 1 Millimeter Breite (Shalatonin & Pollack 2022).
• Das Feld und nicht die Metalloberfläche gilt als Ursache. Die Zone entstand an Nord- und Südpol, mit beiden Kügelchen-Sorten und auch mit einer 70 Mikrometer dünnen Folie um den Magneten.
• Der Unterschied der Pole ist ein Hinweis, kein Gesetz. Der Nordpol-Vorsprung von 15 bis 20 Prozent war nur mit Polystyrol signifikant, bei n = 3 Versuchen je Bedingung.
• Auch schwache elektrische Felder zeigen eine Spur. Ein 75-Hertz-Feld mit 600 ± 150 Volt pro Meter von oben machte das Abstrahlungsprofil von Wasser dem von Zonen-Wasser ähnlich (Rad et al. 2021).
• Die Deutung ist strittig. Ob die Zone eine eigene Wasserphase ist oder über Konzentrationsgefälle entsteht, bleibt fachlich offen (Elton et al. 2020).
• Die Messung endet an der Petrischale. Über Zellen, Körper, Gesundheit und Produkte sagen beide Arbeiten nichts.

Quellen und weiterführende Literatur

• Shalatonin, V., Pollack, G. H.: Magnetic fields induce exclusion zones in water. PLOS ONE 17(5): e0268747 (2022). DOI 10.1371/journal.pone.0268747.
• Rad, I., Stahlberg, R., Kung, K., Pollack, G. H.: Low frequency weak electric fields can induce structural changes in water. PLOS ONE 16(12): e0260967 (2021). DOI 10.1371/journal.pone.0260967.
• Elton, D. C., Spencer, P. D., Riches, J. D., Williams, E. D.: Exclusion Zone Phenomena in Water: A Critical Review of Experimental Findings and Theories. International Journal of Molecular Sciences 21, 5041 (2020). DOI 10.3390/ijms21145041.
• National Centers for Environmental Information (NOAA): Geomagnetism Frequently Asked Questions, Abschnitt zur Feldstärke (abgerufen am 26. September 2026).