Blut 4: Passive Blutflecken – Tatort

Ziel: Wie analysieren Wissenschaftler Blutflecken?

Ziele: Die Schüler können:
1) Verstehen, wie die molekulare Zusammensetzung einer Flüssigkeit ihre Viskosität, Oberflächenspannung und Dichte beeinflusst.
2) Erklären, wie die physikalischen Eigenschaften von Blut die Muster beeinflussen, die es beim Aufprall bildet.
3) Diskutieren Sie, wie unterschiedliche Oberflächen das Erscheinungsbild von Blutflecken beeinflussen.
4) Untersuchen Sie in Gruppenarbeit, wie sich Höhe und Aufprallwinkel auf das Erscheinungsbild von Blutspritzern
auswirken.
Motivation: Zeigen Sie den Schülern verschiedene Flüssigkeiten – Milch, Wasser, Blut, Maissirup usw. — und lassen Sie sie vorhersagen, welche Flüssigkeit am schnellsten eine schräge Fläche hinunterfließt. Diskutieren Sie über die Viskosität (den Fließwiderstand einer Flüssigkeit).
Wie viele Tropfen jeder Flüssigkeit können auf einen Pfennig gegeben werden, ohne überzulaufen? Diskutiere Oberflächenspannung.
Hintergrund:
Blood is considered to be a fluid. A fluid is a substance with no fixed shape and is subject to external pressure. A fluid can be either a liquid or a gas. A liquid is a fluid that has a fixed volume while a gas is afluid that can expand indefinitely.

Viscosity: Viscosity is defined as a fluid’s resistance to flow. The more viscous a substance is, the more slowly it will flow. The SI unit for viscosity is the Pascal second. Fluid viscosity is compared to water that has a viscosity of one. Blood is thicker than water and is viscous primarily due to the cellular component. The viscosity of some common substances, including blood:

Liquid Viscosity (mP·s-1)
Milk (25oC) 3
Blood (37oC) 3-4
Glycerin (20oC) 1420
Mercury (15oC) 1.55
Water (20oC) 1.0
Water (100oC) 0.28

Surface tension: Surface tension is the force that pulls the surface molecules towards the interior of a liquid, decreasing the surface area and causing the liquid to resist penetration or separation. Surface tension is the tendency of the surface of a liquid to contract to the smallest area possible. The fluid is able to do this as the cohesive forces are stronger on the surface of liquids as there are no neighbouring molecules above. Infolgedessen gibt es stärkere Anziehungskräfte zwischen den Molekülen und ihren nächsten Nachbarn an der Oberfläche; die Oberflächenspannung übt tatsächlich eine nach oben gerichtete Kraft aus. Die Oberflächenspannung ist wie ein elastischer Film über der Oberfläche.
Die Oberflächenspannung ist bei der Analyse von Blutspuren wichtig, da
die Schwerkraft die Oberflächenspannung des Blutes überwinden muss, bevor ein Bluttropfen fallen kann, und Bluttropfen aufgrund der Oberflächenspannung intakt bleiben, wenn sie sich durch die Luft bewegen.

Dichte:

Die Dichte ist definiert als Masse pro Volumeneinheit. Die Dichte von Wasser beträgt 1000 kg/m3. Die Dichte des Blutes ist proportional zur Gesamtproteinkonzentration oder zum zellulären Anteil des Blutes und wird nur in geringem Maße von anderen Ionen, Gasen usw. beeinflusst, die im Plasma gelöst sind. Die Dichte des Blutplasmas beträgt etwa 1025 kg/m3 und die Dichte der im Blut zirkulierenden Blutzellen etwa 11 25 kg/m3. Die durchschnittliche Dichte von Vollblut beträgt beim Menschen etwa 1060 kg/m3.

Bluttröpfchen: Wenn auf eine Blutmasse eine Kraft ausgeübt wird, zerfällt diese Masse in Tröpfchen. Während sich ein Bluttropfen durch die Luft bewegt, behält er aufgrund der Oberflächenspannung eine kugelförmige Form bei. Kleinere Tropfen (mit einem Durchmesser von 1 mm und weniger) sind nahezu perfekte Kugeln, während größere Tropfen aufgrund einer Reihe anderer Kräfte, die auf den Tropfen wirken, oszillieren. Die Tropfen „zerbrechen“ nicht, während sie in Bewegung sind; es müsste eine andere Kraft einwirken, damit sich die Tropfen weiter aufteilen. Die Schwingungen haben im Allgemeinen keine Auswirkungen auf das resultierende Spritzbild, außer in Fällen, in denen es nur wenige Flecken gibt und diese sich auf Oberflächen befinden, die weniger als 100 cm von der Quelle entfernt sind.
Aufprall: Wenn ein Blutstropfen im 90-Grad-Winkel auf eine horizontale Fläche trifft, entsteht ein kreisförmiger Fleck. Wenn die Oberfläche glatt ist, wie z. B. Glas oder eine polierte Fliese, wird der Tropfen durch die Oberflächenspannung in dem kreisförmigen Muster gehalten. Im Wesentlichen beeinflusst die Oberfläche den Ausfluss. Die Oberflächenspannung sorgt dafür, dass das Tröpfchen gleichmäßig zusammenfällt, eine glatte Oberfläche bedeutet jedoch, dass der Rand gleichmäßig ausfließt.

Richtung: Die Ermittler am Tatort können die Richtung bestimmen, in die sich ein Bluttropfen bewegt hat, da die Tropfen gleichmäßig auf Oberflächen auftreffen. Das Tröpfchen bewegt sich auf demselben Weg weiter, den es vor dem Auftreffen auf die Oberfläche zurückgelegt hat. Beim Aufprall auf eine Oberfläche bewegt sich das Blut im Tropfen während der Kollapsphase nach außen, wodurch entweder ein elliptischer oder ein kreisförmiger Fleck entsteht. Die Längsachse des Flecks (Hauptachse) gibt Aufschluss über die Richtung, in die sich der Tropfen vor dem Auftreffen auf die Oberfläche bewegt hat, und damit über die Richtung, aus der er kam.

Blutfleckenmusteranalyse: Tatorte, an denen Blut vergossen wurde, enthalten oft eine Fülle von Informationen in Form von Blutflecken. Das Muster, die Größe, die Form und die Lage solcher Flecken können bei der Rekonstruktion der Ereignisse sehr nützlich sein.

Kategorien von Blutflecken

1. Passiv
a. durch die alleinige Wirkung der Schwerkraft entstanden
b. unterteilt (Tropfen, Tropfmuster, Lachen, Klumpen)
c. aus dem Körper sickernd oder sprudelnd, tropfender Finger oder Arm, Tropfen von einem Messer

2. Übertragung
a. nasse blutige Oberfläche kommt in Kontakt mit einer sekundären Oberfläche
b. Abwischen, Verschmieren, Abstreifen oder Verschmieren
c. Beispiele, Fingerabdruck, Abwischen der Hand auf der Kleidung, Schuhabdruck, Webmuster auf der Hose

3. Projizierte Blutspritzer
a. wenn die freiliegende Blutquelle einer Wirkung oder Kraft ausgesetzt ist, die größer ist als die Schwerkraft
b. Innere Aktivität (ausgeatmetes Blut) ODER äußere Kraft (Stechen, Schlagen, Schuss)
c. unterteilt
– arterieller Spurt/ Schwall
– Abwurfflecken: Blut wird von einem bluttragenden Objekt in Bewegung freigesetzt
– Aufprallspritzer: Blutquelle erhält einen Schlag oder eine Kraft, die zu einer zufälligen
Verteilung kleinerer Tropfen führt

Lesson Overview:
Blutspritznachweise spielen eine Schlüsselrolle in der forensischen Analyse. Wie wirken sich Höhe, Geschwindigkeit und Richtung auf die Form von Blutspritzern aus?
Übung 1: Blut wird als einzelne Tropfen aus verschiedenen Höhen freigesetzt und der Durchmesser des entstehenden Flecks wird gemessen. Die Schüler stellen die Höhe, aus der das Blut getropft wurde, gegen den Tropfendurchmesser auf. Anhand dieses Diagramms kann die Höhe, aus der ein Blutstropfen stammt, vorhergesagt werden, wenn nur der Durchmesser des Spritzers und die Größe des Tropfens bekannt sind. Ab welcher Höhe nimmt der Durchmesser des Tropfens nicht mehr zu? Warum ist das so?
Übung 2: Die Schüler lassen mehrere Blutstropfen aus verschiedenen Höhen fallen. Wie wirkt sich die Höhe auf das Aussehen der Tropfen aus? Wiederholen Sie die Übung auf verschiedenen Oberflächen. Welchen Einfluss hat die Oberflächenbeschaffenheit auf das Aussehen der Tropfen?