Hinweis zu diesem EarthCache:
Ihr findet keine Hinweistafel, ihr braucht auch nicht im Internet nach Antworten zu suchen - wenn ihr das Listing aufmerksam lest und euch vor Ort ein wenig mit den Informationen beschäftigt sollten alle Fragen leicht zu lösen sein !
Vorab: Ihr braucht etwas Ausrüstung für die Aufgaben:
· eine kleine Schaufel oder einen Löffel;
· Plastiktüten für Sandproben;
· ein Sieb (Kinderspielsieb für Sandkasten reicht aus)
· eine Lupe (oder, wenn ihr habt, ein Mikroskop)
· eine Packung Mehl
· ein Geodreieck oder ähnliches
Der Berufsverband Deutscher Geowissenschaftler (BDG) hat den Sand zum Gestein des Jahres 2016 erklärt (07.Januar 2016)
Ohne Sand geht kaum etwas: Gäbe es die rieselnden Körnchen nicht, müssten wir ohne viele grundlegende Gegenstände unseres Alltags auskommen. Denn sowohl Beton als auch der Mörtel im Mauerwerk enthält Sand, für die Baubranche ist er daher unverzichtbar.
Aber auch Fenster und andere Glasobjekte, von der Flasche bis zur Präzisionslinse, bestehen zu einem Großteil aus Sand: Geschmolzener Quarzsand bildet den Grundstoff für fast alle Glassorten
Selbst unser Computer würde ohne Sand nicht laufen, denn Halbleiter bestehen aus Silizium – und der Rohstoff dafür ist das Siliziumoxid aus Sand. Und auch Solarzellen und LEDs gäbe es ohne Sand nicht.
Sand wird zudem in der Industrie als Schleif- und Poliermittel eingesetzt und hilft bei der Wasserreinigung in Kläranlagen und Klärwerken.
Außerdem trägt Sand mit seiner hohen Durchlässigkeit und Porosität dazu bei, Grundwasser zu bilden, aber auch Erdöl und Erdgas zu speichern.
Inzwischen verbraucht die Menschheit so viel Sand, dass dieser unverzichtbare Rohstoff trotz seiner scheinbaren Fülle knapp zu werden droht.
Um darauf aufmerksam zu machen, haben die Geowissenschaftler den Sand zum Gestein des Jahres 2016 gekürt.
Grund genug dem Sand auch einen EarthCache zu widmen, finden wir...
Sand finden wir ja nicht nur an den Küsten sondern vielerorts auch im Inland, zum Beispiel als Binnendünen.
Näheres zu Binnendünen erklärt zum Beispiel der EC GC4YK9H ganz in der Nähe.
Wie kommt der Sand eigentlich hier her ?
Am Ende der letzten Eiszeit, vor rund 10.000 Jahren, transportierte der damals noch stark verzweigte Rhein riesige Sand-und Kiesmassen mit dem Schmelzwasser der Gletscher aus den Alpen in die Oberrheinebene.
Bis zu 300 Meter mächtig können die Kieslagen mancherorts sein.
In diese aufgeschotterte Fläche hat der Rhein seine heutige Aue in der Nacheiszeit eingeschnitten.
Von den zeitweise trocken fallenden Ufern der Rheinarme wurden viele tausend Kubikmeter Sand von heftigen Winden ausgeblasen und sammelten sich auf den östlich gelegenen Schotterebenen – ehemalige Wanderdünen bis z einer Höhe von 21 Metern, die noch heute in den Wäldern versteckt zu finden sind.
Die Dünenzüge des Niederwaldes zählen zu den höchsten in Baden-Württemberg.
Was ist Sand?
Sand 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 besteht jetzt Sand?
Sand kann aus allem Möglichen bestehen, aber meist ist es Quarz.
Quarzsand bei 200-facher Vergrößerung
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:
Körniges Material (wie zum Beispiel Sand) hat einen inneren Reibungswinkel, der unter anderem von der Rauheit der Körner abhängt.
Schüttet man das Material auf einen Haufen, so entsteht ein Schüttkegel:
Abhängig ist der Schüttwinkel von folgenden Eigenschaften:
Rauheit, je rauher, desto größer ist der Winkel:
unterschiedliche Körnung, je mehr verschiedene Korngrößen vorhanden sind, umso größer ist der Winkel.
Verdichtung: je mehr die Schüttung verdichtet wird, umso größer ist der Winkel.
Feuchtigkeitsgehalt, der Winkel wächst mit Zunahme der Kohäsion zwischen den Körnern.
Um diesen Earthcache loggen zu dürfen, sollt ihr folgende Aufgaben / Fragestellungen lösen:
Schaut euch zuerst eimal ein wenig um: Wie hat der Sand die Landschaft um euch herum gestaltet und verändert?
Sammelt am FINAL ein Tütchen Sand.
Findet heraus was genau ihr eingesammelt habt (reinen Sand, ein Sand-Kiesgemisch, nur Kies,...?)
Dazu siebt den Sand durch euer Sieb (wir gehen der Einfachheit halber davon aus das die Sieböffnungen gerade noch so den Grobsand mit bis zu 2 mm Korngröße durchlassen).
Schätzt dann den Anteil an richtigem Sand (wie unter „Was ist Sand?“ beschrieben) – findet ihr auch Beimengungen die ihr als Kies bezeichnen würdet – wie hoch schätzt ihr deren Anteil ?
Schaut euch den gesiebten Sand mit Lupe / Mikroskop an: Wie hoch schätzt ihr den Quarzanteil (ihr könnt das Bild weiter oben zu Hilfe nehmen um zu erkennen wie der Quarz aussieht)
Und nun kommt das Mehl zum Einsatz:
Schüttet das Mehl auf eine waagerechte Fläche und ermittelt den Schüttwinkel.
Macht nun das Gleiche mit eurer Sandprobe (getrocknet!) vom FINAL und ermittelt wieder den Schüttwinkel.
Nennt uns die beiden ermittelten Winkel und erklärt welche Rückschlüsse die Ergebnisse auf die jeweiligen inneren Reibungswinkel ermöglichen.
Beantwortet die Fragen und sendet die Antworten über das MessageCenter (da kommt die Antwort am schnellsten), oder an unser Profil, oder direkt an teamchritho@go4more.de :
Nach Beantwortung der Fragen dürft ihr sofort loggen, wir melden uns falls etwas nicht richtig ist und nachgebessert werden muß...
Und jetzt viel Spaß mit diesem EarthCache :
„Wer einmal gelernt hat, die Spuren der Erdgeschichte zu lesen, wird nie wieder einen langweiligen Spaziergang erleben!“
Quellen:
Wikipedia
geoberuf.de
geo-union.de
GC5NHQM
Scinexx MMCD NEW MEDIA, Düsseldorf
(NPO,Berufsverband Deutscher Geowissenschaftler (BDG),08.01.2016)