Sennesand, du heißer Sand EarthCache

Ein kleines Earthcache-Forschungsprojekt.

 Vorab: Ihr braucht etwas Ausrüstung für die Aufgaben:

• eine kleine Schaufel oder einen Löffel;
• Plastiktütchen für Sandproben;
• einen Höhenmesser, z.B. in deinem GPS (bitte nur im absoluten Notfall schätzen; das geht meist schief)
• eine Digitalkamera (ein Makroobjektiv ist hier praktisch, aber nicht unbedingt nötig);
• eine Lupe (oder, wenn ihr habt, ein Mikroskop).
• Außerdem müsst ihr für eine der Aufgaben eventuell eine kleine Reise machen, aber das dürft ihr auch anders lösen.

Im Süden Bielefelds und des Teutoburger Waldes erstreckt sich die Senne, eine 250 Quadratkilometer große sandige Heidelandschaft. Der Sennesand ist allgegenwärtig, wird in Sandgruben gefördert, auf dem Truppenübungsplatz beschossen, aus Wanderschuhen gekippt und gelegentlich besungen; Grund genug, dem Thema Sand einen Earthcache zu widmen.

 Entstehung der Senne

Trotz ihrer Nähe zum Teutoburger Wald hat die Senne geologisch wenig mit ihm zu tun. Als vor rund 200.000 Jahren hier ein Gletscher der Saale-Eiszeit abschmolz, war der Teuto schon 65 Mio. Jahre lang da, und die mahlenden Gletscher hatten ihm schon die meisten seiner Quertäler verpasst (z.B. den Bielefelder Pass).

Das schmelzende Gletscherwasser schwemmte riesige, im Pleistozän entstandene Sandmengen und Moränenmaterial in die Ebene im Südwesten. Da reiner Sand meist wenig fruchtbar ist - Bodenwertzahl bis 10 auf einer Skala von 0 bis 100 - bildete sich vorerst keine Vegetationsschicht. Vor rund 10.000-7.000 Jahren formte der Wind über Jahrtausende hinweg den Sand zu einer Landschaft aus Flugsanddünen und Ausblasmulden. Und obwohl inzwischen Landwirtschaft und Besiedlung ihre Spuren hinterlassen haben, sind einige der Dünen noch da. An den angegenen Koordinaten steht ihr auf einer!

Was ist Sand?

 Der Sennesand ist ein klastisches Sediment. Das bedeutet, dass er aus kleinen Gesteinsbruchstücken (Klasten) besteht, die schichtweise als Lockermaterial abgelagert wurden. Es mag überraschen, aber der Begriff Sand bezeichnet nicht eine Zusammensetzung, sondern eine Korngröße dieses Lockergesteins. Sandkörner haben 0,06 bis 2,00 Millimeter Durchmesser.

Sind die Körner größer, heißt das Material Kies (bis 63mm), Steine (bis 200 mm) oder Blöcke (größer als 20 cm Durchmesser). Hier interessanter: feineres Lockergestein nennt man Schluff (0,002 mm bis 0,06 mm) oder Ton (unter 0,002 mm). Natürlich gibt es auch Mischungen, etwa sandigen Kies oder tonigen Sand. Eine halbwegs gleichmäßige Mischung aus Ton, Schluff, Sand und vielleicht feinerem Kies heißt Lehm.

Die Unterscheidung der Lockergesteine unterwegs ist einfacher als man denkt. Sand, Kies und alles was gröber ist lässt sich ja ohnehin problemlos mit einem Lineal messen. Schluff unterscheidet sich von Sand dadurch, dass man die einzelnen Körner mit bloßem Auge schon nicht mehr erkennt und man ihn mit den Fingern kneten kann. Er ist plastisch, d.h. er behält seine Form. Ton kann man sogar zwischen zwei Fingern zu einer dünnen Wurst ausrollen. Wenn du dir nicht sicher bist, mach die Kauprobe: knirscht es zwischen den Zähnen, ist es Schluff, sonst Ton.

Zurück zum Sand: Je nach Durchmesser der einzelnen Körner spricht man von

• 0,06 mm - 0,20 mm: Feinsand (gerade eben noch sichtbare Körner),
• 0,20 mm - 0,63 mm: Mittelsand (wie Grieß),
• 0,63 mm - 2,00 mm: Grobsand (2 mm Durchmesser hat ein Streichholzkopf.

Und woraus beseht jetzt Sand?

Sand kann aus allem Möglichen bestehen, aber meist ist es Quarz. Das liegt daran, dass Quarz in den Gesteinen der Erdkruste in großen Mengen vorkommt und außerdem sehr hart ist. Sandkörner sind ja Gesteinsbruchstücke, und Quarz bleibt übrig, wenn alles andere schon abgetragen ist. Sandkörner aus Quarz sehen aus wie aus Glas, und Quarzsand ist auch ein Glasgrundstoff.

Das ist aber nicht die ganze Wahrheit. Sand kann z.B. auch aus Kalziumkarbonat bestehen (Korallensand, Muschelsand), oder aus Vulkangestein wie Basalt. Dementsprechend können die Sandkörner sehr unterschiedlich aussehen. Hier ein paar Beispiele (die Mikroskopbilder haben alle die gleiche Vergrößerung):

Herkunft: Norderney
Auf Norderney gibt's den typischen Nordsee-Seesand aus Quarz. Er ist hell und fein. Ganz vereinzelte Körner aus anderem Material fallen farblich auf; es können geschliffene Bruchstücke von anderen Gesteinsarten oder auch den Schalen von Meerestieren, etwa Muscheln, sein.

Herkunft: Trelleborg (Südschweden)
Trelleborg wirbt mitunter mit seinem feinen Strandsand. Auch wenn das subjektiv so sein mag, zeigt der genaue Blick doch recht große Sandkörner.

Herkunft: Mallorca (Südteil)
Im Hinterland des Teutonengrills findet man verbreitet diesen roten, feinen Boden. Das ist schon kein Sand mehr, sondern Schluff. Er knirscht zwischen den Zähnen.

Herkunft: Puerto de la Cruz (auf Teneriffa)
Dies ist Lavasand, d.h. er ist aus einem Vulkanit (Eruptivgestein) entstanden. Möglicherweise war das ursprüngliche Festgestein Basalt. Einzelne farbige Körner sind aus anderem Material.

Herkunft: Amager (bei Kopenhagen)
Amager ist nicht weit von Trelleborg, aber der Quarzsand ist deutlich feiner. Es gibt einen größeren Anteil farbiger Körner, wodurch der Sand deutlich dunkler wird.

Herkunft: Bornholm
Auch auf Bornholm ist der Sand hell und sehr fein. Hier fällt auf, dass er nicht in dem Maße rundgeschliffen ist, wie der auf Norderney. Statt dessen sind die Körner noch ziemlich kantig. Natürlich spürt man nichts davon, wenn man sich darauf sonnt!

Und hier ist dein Forschungsauftrag:

Anmarsch: Parke an den angegebenen Koordinaten, sieh dir die Infotafel über die Wanderwege gut an und folge dann dem Weg A10. Merke: den Weg A10 brauchst du für diesen EC an keinem Punkt verlassen!

• Suche die EC-Position auf; das ist der "Gipfel" einer Düne mit guter Sicht auf die umliegenden Dünentäler. Messe, wie hoch die Düne hier ist (über dem etwas südlich gelegenen Wegpunkt am Bachbett) - wenn's gar nicht anders geht, schätze. Nimm in der Umgebung eine kleine Sandprobe vom Boden; ein Teelöffel reicht (1. Probe). (Hier musst du bitte selbst vor Ort gewesen sein!)

• Besorge dir eine weitere Bodenprobe (2. Probe) von einem anderen Ort, den du kennst, und der mindestens 50 km von Bielefeld entfernt ist. Bitte nicht Sand aus dem Baumarkt oder aus dem Sandkasten vor der Tür, sondern von dort, wo er natürlich vorkommt. Es muss kein "reiner" Sand sein, ein sandiger Boden reicht. (Vielleicht hast du ja noch ein Souvenir vom Strandurlaub? Oder einen Freund am Meer, der eine Probe schickt? Oder du schickst einen Travel Bug; s. http://coord.info/TB4KRRN.)
  Mache ein Foto von der 2. Probe, möglichst so, dass die einzelnen Sandköner zu erkennen sind. (Das muss nichts Aufwändiges sein - man kann z.B. ganz gut mit einem Handy durch eine Lupe fotografieren.)

• Untersuche beide Sandproben unter der Lupe oder dem Mikroskop.

Die eigentlichen Aufgaben:

Um diesen Earthcache als "gefunden" loggen zu dürfen, musst du folgende Aufgaben erledigen:

Die ersten beiden Antworten 1a) und 1b) sollen im Logeintrag stehen:

1a) Füge deinem Logeintrag das Foto von deiner 2. Probe bei (die von einem anderen Ort). Schreibe ins Log, von wo der Sand ist.
1b) Vergleiche mit ein paar Worten diese 2. Probe mit einer oder mehreren der Abbildungen im Listing: Farbe und Form der Körner, Größenzusammensetzung, gibt es Schluff- oder Tonanteile,... Schreibe auch dies in Deinen Logeintrag.

Die übrigen drei Antworten 2a), 2b) und 2c) schreibe NICHT in dein Log, sondern maile sie mir über mein Profil:  

2a) In welcher Epoche vor ca. 10.000 Jahren bildeten sich die Dünen?
2b) Wie hoch ist die Düne?
2c) Vergleiche auch die 1. Probe (aus Bielefeld) kurz mit den Abbildungen im Listing.

Maile mir die Antworten 2a) bis 2c) über mein Profil und schreibe sie NICHT in dein Log.

Du brauchst nicht auf eine Logfreigabe zu warten; ich melde mich nur, wenn etwas nicht stimmt. Logs, für die die Aufgaben nicht erledigt werden, werde ich löschen.

Ich wünsche euch genauso viel Spaß, wie ich beim Untersuchen meiner eigenen Sandsammlung hatte! :-)
Teuto-Yachter

***

 You will need some equipment to perform the tasks of this EC:

• a spoon or a small shovel;
• small bags or containers for your sand samples;
• an altimeter, e.g. the one in your GPS (if you can't get hold of one, you can estimate the height of the dune)
• a digital camera (perferably but not necessarily with a macro lens);
• a magnifying glass (and/or a microscope, if you can find one).
• For one of the tasks you may have to take a short trip, but you may find another way to solve this.

The Senne is a heath of about 250 square kilometers which spreads south of Bielefeld and the Teutoborger Wald. The Senne sand is omnipresent here, it is mined, it is fired on at the military training ground, it is emptied out of walking boots and occasionally it is sung about. That's reason enough to dedicate an Earthcache to the matter of sand.

Formation Of The Senne

Even though the Senne is close to the Teutoburger Wald, it has little to do with it from a geological point of view. When a glacier of the Saalian Age melted here 200,000 years ago, the Teuto had been around for some 65 million years. Glaciers had already adorned it with transverse valleys, e.g. the Bielefeld Pass.

The water of the melting glacier carried large quantities of sand and moraine material with it and into the region in the south-west. Due to the poor fertility of pure sand, the young sand plains didn't grow any vegetation to speak of, and 7-10,000 years ago, the wind formed a landscape of dunes and troughs. Though today farms and towns have left their marks, some of the dunes can still be seen. You are standing on top of one at the position of the Earthcache.

What Is Sand?

The sand of the Senne is a clastic sediment. That means that it consists of stone fragments (clasts) which have been deposited in layers. You may be surprised to read that the term sand does not describe its composition but the size of its grains. Sand is an unconsolidated rock with grains of 0.06 to 2.0 mm in diameter.

Soil with larger grains is called pebbles (up to 63 mm), cobbles, and boulders. Soils with smaller grains are silt (down to 0.004 or 0.002 mm, dependig on the scale used) and clay (anything smaller). There are mixtures, of course, such as sandy pebbles.

It's quite easy to distinguish the grain sizes in the field. You can simply measure the langer gradings with a ruler. If the separate grains of the stuff are too small to see them with the naked eye, it is no longer sand but either silt or clay. Silt may be kneaded and will keep its form, clay may even be rolled to the shape of a thick straw and will leave your fingers dirty. If you're unsure, then bite on it: if it crunches between your teeth, it is silt, else it's clay.

Returning to sand, you can also distingiush between

• 0.06 mm - 0.20 mm: fine sand (The grains are just about lage enough to see them),
• 0.20 mm - 0.63 mm: medium sand (like grit),
• 0.63 mm - 2.00 mm: coarse sand (A match head  is 2 mm in diameter.)

And What Is Sand Made Of?

Sand can consist of virtually anything, but mostly it's quartz. Quartz is both very hard and a common mineral, and it remains behind when all the other components of a stone fragment are worn away. Quartz grains look like glas, and quartz sand is used for making glass.

But that is not the whole truth. Sand can also consist of calcium carbonate (corals, sea shells), or of volcanic rock like basalt. Grains can have very different colours and shapes, as these examples show (the microscopic pictures all have the same magnification):

from Norderney (North Sea)
This is a typical North Sea sand of quartz. It is bright and fine. Single colorful grains are either clasts of other minerals or fragments of sea shells.

from Trelleborg (southern Sweden)
Trelleborg advertises its fine sand, but looking closely, your find that the grains are comparably large. 

from Mallorca (southern part)
Away from the beaches this red soil ist common in the south part of the island. This is no longer sand but silt. It crunches between your teeth.

from Puerto de la Cruz (on Tenerife)
This is volcanic sand, originating from eruptive rock, possibly basalt. Again, there are some coloured grains of different stuff.

from Amager (near Copenhagen)
Amager is close to Trelleborg, but its quartz sand is markedly finer. A bigger proportion of coloured grains makes the sand look darker.

from Bornholm in the Baltic Sea
Bornholm has a bright and fine sand, too. The single grains are not as rounded as the ones on Norderney, but their surfaces are quite rough. You won't notice that when you're sunning on them, though!

Your Research Assignment:

Go to the parking coordinates and take a good look at the information sign about walking routes. Find spot (1). You will have to follow route A10, and you should not leave it at all.

• Walk to the main position of the Earthcache, it is on top of a dune with a good view of the neighboring dunes and troughs. Measure or estimate the height of the dune, above the brook at the second waypoint a little to the south. Take a little soil sample (sampe 1), a spoonful will do. You positively must visit this spot to log the cache.

• Find a second soil sample (sample 2) from a place you know and at least 50 km away from Bielefeld. Please don't use stuff from your kids' sandbox, but soil from its natural site. It does not have to be pure sand, any sandy soil will do. (You can fetch it from a trip, ask a friend who lives elsewhere to send you some, or use a travel Bug like http://coord.info/TB4KRRN.)
  Take a photo of sample 2 that shows the single grains (shooting through a magnifiying glass will do the trick.)

• Examine both samples through a magnifiying glass or under a microscope.

Your Tasks:

To log this Earthcache as "found", you have to visit the spot and perform the following tasks:

The first two answers should be posted with your log:

1a) Add the photo of sample 2 (the one from 50 km away) to your log, and write where it is from.
1b) Briefly compare your sample 2 with a picture in the cache listing. You could mention shape, color, or size of the grains, or if there is silt or clay present, ... Post this with your log, too.

The answers to the following three taks 2a), 2b) und 2c) MUST NOT be posted with the log, but please mail them to me via my profile:

2a) What is the name of the era in wich the dunes were formed, about 10,000 years ago?
2b) What is the height of the dune?
2c) Compare your sample 1 (from Bielefeld) with a picture in the listing, with a few words.

Send me the answers to 2a) to 2c) using the contact link on my profile. Again, do not put these into your log.

Of course, you do not have to wait for me to approve your solution, but you can post your log immediately. I'll get in contact only if something is wrong with the answers. If the tasks are not performed at all, I'll erase the log.

I hope you'll have as much fun as I had myself, examinig the samples of my own collection. :-)

Teuto-Yachter

• Förderverein Landschaftspflege Hof Ramsbock (Hrsg.): Der Bielefelder Lämmerweg. o.J.
• Sennestadtverein (Hrsg.): Wandern in und um Sennestadt. Bielefeld 2010.
• Sebastian, U.: Gesteinskunde. Heidelberg 2014.
• http://de.wikipedia.org/: Senne, Bodenwertzahl, Sand u.a.
• http://en.wikipedia.org/: Grain size etc.
• http://www.tim-online.nrw.de
• http://www.volksliederarchiv.de/text5402.html
• Alle Fotos / all photos: Teuto-Yachter.
• Danke an K.K. für die Tipps!