Sandgeschichten – Eine komplizierte Beziehung

Petershagen. Sand ist kein besonderer Stoff – vordergründig betrachtet. Als Individuum völlig unscheinbar, werden Sandkörner in der Masse zu einem Element mit bemerkenswerten Fähigkeiten. Sand formt grandiose Naturlandschaften und stellt gleichzeitig das Fundament dar, auf dem viele Errungenschaften einer modernen Industriegesellschaft basieren. In den kommenden Ausgaben nehmen wir euch mit auf eine Reise in die Welt der Sandkörner und zeigen, dass die Begegnung mit diesem Recycling-Produkt der Erdgeschichte zu einem spannenden Naturerlebnis werden kann. Wir beginnen mit einem Blick auf eine besondere Beziehung: das Verhältnis von Sand und Wasser.

Sand – von rieselnd bis fließfähig

In der Natur ist der Porenraum des Sandes häufig ganz oder teilweise mit Wasser gefüllt. Je nach Wassermenge verändert sich das mechanische Verhalten des Sandes – von rieselnd über steif bis hin zu fließfähig. Schon Kinder lernen im Sandkasten, dass sich mit feuchtem Sand besser formen lässt als mit trockenem. Es ist die Oberflächenspannung des Wassers in den Porenzwickeln, die benachbarte Sandkörner regelrecht aneinander zieht und als natürlicher „Klebstoff“ steile Böschungen im Sand ermöglicht (Grafik). Damit erklärt sich auch das ständige Rieseln an steilen Grubenwänden im Sommer. Mit der Trocknung verliert die oberste Schicht kontinuierlich ihren Zusammenhalt und Sandkörner fallen immer wieder herab.

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Kleinste Wassertropfen in den Porenzwickeln im Sand wirken ein bisschen wie Klebstoff.

Übersteigt der Wassergehalt in den Poren hingegen eine kritische Menge, reagiert das Sand-Wasser-Gemisch wie ein plastischer Brei, der dann auseinanderfließt. Jetzt wirkt das Wasser wie ein „Schmiermittel“, das die Reibung zwischen den Körnern vermindert. An Sandböschungen entstehen auf diese Weise bei starken Regenfällen manchmal sogenannte Sandmuren (Foto). Strandburgenbauer machen die gleiche Erfahrung, wenn sich ihre Bauwerke bei Überflutung durch eine Welle unvermittelt auflösen.
Weitaus schlimmere Auswirkungen können starke Erschütterungen wassergesättigten Sandes haben, bei denen das Korngerüst für kurze Momente gänzlich seine tragende Funktion verliert. In der Natur tritt dieser Fall beim Phänomen der Bodenverflüssigung ein, besser bekannt unter dem Begriff Fließ-, Schwimm- oder Treibsand. Während eines Erdbebens können so selbst Gebäude in den Sand einsinken. Eine tieferliegende, wassergesättigte Sandschicht kann dabei im Extremfall sogar so unter Überdruck geraten, dass eine Sand-Wasser-Mischung wie Lava aus einem Vulkan an die Oberfläche gepreßt werden.

Text und Foto: Dietmar Meier