Der Sand des Heers
- ein besonderes Gestein
Zum Lösen der Aufgaben benötigt ihr ein paar Tools:
- Lupe / Mikroskop
- Sieb oder Behälter (mind. 200ml) und Wasser
- Geodreieck
- Referenzsand bzw. Mehl
Einleitung
Sand ist in verschiedenen Formen allgegenwärtig und ein unverzichtbarer Rohstoff für die Bauindustrie. Mit Sand verbindet man den Grund von Meeren und Strände, aber auch mitten in Deutschland gibt es Sandvorkommen, die eine sehr unterschiedliche Entstehungsgeschichten haben können. Sand begleitet uns ein Leben lang, Kinder spielen damit schon im Sandkasten. Auch wenn es scheinbar unerschöpfliche Sandvorkommen, wie Wüsten und Strände gibt, so wird dieser Rohstoff knapp. Was genau ist Sand und aus was besteht er und ist er wirklich ein Gestein? Um diese Fragen zu klären wurde Sand vom Berufsverband Deutscher Geowissenschaftler (BDG) zum Gestein des Jahres 2016 erklärt und wir möchten ihn euch mit diesem EarthCache näherbringen.
Sand im Wald
Sand – ein Gestein?
Sand ist ein klastisches Sediment, es besteht aus kleinen Gesteinsbruchstücken (Klasten), die schichtweise als Lockermaterial abgelagert wurden. Anders als die meisten anderen Gesteine ist Sand ein nicht verfestigtes Sediment, ein Lockergestein unterschiedlichster Zusammensetzung und Gestalt. Die unterschiedliche Zusammensetzung macht Sand an vielen Orten unverkennbar. Doch eines haben alle Sandvorkommen gemeinsam, ihre Korngröße, die Sand erst zu Sand definiert. Alle Korngemische mit einem Korngrößenspektrum zwischen 0,063 und 2 mm bezeichnet man als Sand. Alle Körner die kleiner sind nennt man Schluff oder Ton und alle Größeren Kies. Im mineralogisch engeren Sinn besteht Sand aus Quarzkörnern (SiO2), aber das ist nur die halbe Wahrheit. Sand entsteht durch die Verwitterung und Erosion von Gesteinen. Jedes Sandkorn kann Auskunft über sein Alter, seine Herkunft und Transport geben. Sand ist eine Zwischenstufe im sogenannten Kreislauf der Gesteine. Er entsteht aus Gestein und kann genauso durch Verfestigung (Diagenese) wieder zu Gestein (Sandstein) werden.
Quarzsand bei 200-facher Vergrößerung
(https://de.wikipedia.org/wiki/Sand)
Der Sand vor Ort
Vor Ort befindet ihr euch bei den Sandsteinhöhlen im Heer. Hier findet man mitten im Wald eine Schicht von losen Sand, der den Boden bedeckt, das ist in dieser Art einmalig. Es gibt in Deutschland nicht nur an den Küsten Sand, auch im Inland gibt es Sandvorkommen, doch zumeist wurden diese als lose Sedimente abgelagert und überdeckt. Im Heers aber entstanden diese Sandvorkommen durch Verwitterung. Diese ist aber nur eine Station im Kreislauf der Gesteine. Eine andere ist, dass der der Sand einst am Grund eines Meeres abgelagert und verkittet wurde. Diesen Teil des Kreislaufes beschreibt der EC „Die Sandsteinhöhlen im Heers“ genauer. Durch Wind, Regen und Frost wurde über die Jahrtausende kleinste Bestandteile gelöst. Aus dem Sandstein verwitterten zuerst die weicheren Bestandteile, wie Kalk, Ton und das Verkittungsmaterial heraus. Nur das festeste Material, der Quarz blieb über. Dies macht dieses Sandvorkommen zu einem sehr reinen Quarzsand, der schon im Mittelalter als sogenannter Stubensand begehrt war, weil keine „Fremdstoffe“ enthalten waren, wurde er deshalb auch in den Sandsteinhöhlen abgebaut. Sand ist ein körniges Material und besitzt einen inneren Reibungswinkel, der unter anderem von der Rauheit der Körner abhängt. Schüttet man das Material auf einen Haufen, so entsteht ein Schüttkegel. Je rauer, je verdichteter und je verschiedener die Korngrößen sind umso größer wird der Winkel. Auch spielt der Feuchtigkeitsgehalt des Sandes eine Rolle, denn der Winkel wächst mit Zunahme der Kohäsion zwischen den Körnern und dieses Wissen benötigt ihr, um die geforderten Fragen zu beantworten.
Beispiele für verschiedene Sandzusammensetzungen
Wir bedanken uns für die Inspiration bei TeamChritho
Begebt euch an die angegebenen Koordinaten, beantwortet anhand eurer Beobachtungen die folgenden Fragen und schickt uns hier die Antworten.
Ihr dürft gleich loggen, wenn es Probleme gibt dann melden wir uns.
Schön wäre es, wenn ihr Bilder mit hochladen würdet, dies ist zum loggen des Caches aber nicht zwingend erforderlich.
Fragen:
Sammelt euch eine Sandprobe und versucht diese von Humus und Blättern / Nadeln zu entfernen. Hier hilft das Sieb oder ihr filtert den Sand mit Wasser. Untersucht die Probe dann mit der Lupe / Mikroskop?
1. Lassen sich (außer Quarz) noch andere Gesteinsfragmente entdecken?
Untersucht nun den Sandstein an den Höhlen.
2. Wie sieht hier die Zusammensetzung aus?
Nehmt nun eine trockene Probe des Sandes und erzeugt einen Schüttkegel (Spoilerbild).
3. Messt den Winkel des Kegels. Wie groß ist dieser?
Vergleicht dann den gemessenen Winkel mit eurem Referenzsand bzw. Mehl!
4. Welche Unterschiede lassen sich feststellen bzw. messen?
5. Auf welche Eigenschaft(en) des Sandes bzw. des Mehls sind diese Unterschiede zurückzuführen?
Quellen / Bilder / weitergehende Informationen:
Murawski / Meyer: Geologisches Wörterbuch
http://www.geoberuf.de/index.php/derbdg-2/gestein-des-jahres.html?showall=&start=7
https://de.wikipedia.org/wiki/Sand
www.geo-union.de
www.wissen.de
Die Sandsteinhöhlen im Heers (https://coord.info/GC26WMV)
Sand - Gestein des Jahres 2016 (https://coord.info/GC6BA5B)
Bilder / Zeichnungen: Nine&Dido
Happy Hunting wünschen
