písková zrna nejsou jednotné velikosti. Minimální průměr zrna písku je pouze 62,5 mikrometrů nebo 0,0625 milimetrů, zatímco horní hranice průměru zrn písku je 2 milimetry. Je všeobecně známo, ale proč taková čísla? Dá se říci, že prostě musíte někde nakreslit hranici, abyste mohli odlišit písek od bahna nebo štěrku. Jsou tedy tato čísla zcela libovolná? Ano i ne. Přesná čísla jsou určitě libovolná. Jsou určeny logaritmickou stupnicí, která také určuje hranice mezi jemným, středním a hrubým pískem.
šedý kruh se podobá horní mez zrnka písku (velmi hrubé) velikost, zatímco nejmenší červený kruh se podobá nejmenší. Černá, modrá, zelená a žlutá jsou horní hranice hrubých, středních, jemných a velmi jemných pískových zrn. Graf je v měřítku.
toto klasifikační schéma je však zvoleno tak, aby v geologii mělo co největší smysl. Odráží pohyb pískových zrn ve vodě. V říční vodě nejsou písková zrna nesena v suspenzi. Mají tendenci se pohybovat ve skocích-tekoucí voda občas zvedá písková zrna, ale není schopna je přenášet daleko. Zrna písku se znovu usadí a čekají na další skok. Takový způsob pohybu se nazývá solení a je zvláště charakteristický pro písková zrna. Štěrk se jen valí na koryto řeky, zatímco bahno je obvykle neseno v suspenzi.
jistě, záleží na rychlosti, kterou říční voda teče. Někdy (v rychle se pohybujících horských tocích) granule také sůl. A někdy říční voda není schopna zvednout písková zrna ani dočasně. Příroda neklasifikuje. Není to potřeba. Ale my lidé zoufale potřebujeme klasifikační schémata, abychom mohli kategorizovat věci a pokusit se pochopit svět, který nás obklopuje. Proto není žádné klasifikační schéma dokonalé a ten, který se nyní používá, není v žádném případě jediný možný.
je možná poměrně obtížné si představit, jak odlišné mohou být dvě zrna, pokud jedno z nich má průměr pouze 62.5 mikrometrů, zatímco druhý je 2000 mikrometrů nebo 2 milimetry tlustý. První je sotva viditelný, zatímco druhý je stejně velký jako hlava zápasu. Kolik je jeden větší než druhý? Mělo by to být jednoduché, prostě rozdělíme 2000 s 62,5 a získáme výsledek 32. Takový výsledek však může být matematicky správný, ale nedává to smysl. Skutečným měřítkem velikosti zrna je jeho objem. Koneckonců, zda je říční voda schopna nést zrno, závisí na hmotnosti a objemu zrn, nikoli na průměru.
pokud předpokládáme, že naše zrna jsou dokonalé koule, pak větší má 32 768 krát větší objem. To je obrovský rozdíl a samozřejmě musí výrazně ovlivnit chování zrna.
kolik váží jedno zrnko písku? Předpokládejme, že máme co do činění s křemennými zrny. Křemen má hustotu 2,65 gramů na kubický centimetr. Zrna s průměrem 2 mm tvoří pouze něco více než čtyři tisíce krychlových centimetrů, a váží cca 0.011 g. Nedávám hmotnost menšího zrna, číslo by bylo směšně malé, ale můžete jej snadno vypočítat vydělením 0.011 32,768.
nyní víme, že i největší písková zrna jsou lehká. A co počet zrn, které se vejdeme do kontejneru s určitým objemem, řekněme 1 kubický centimetr? Abychom to mohli vypočítat, musíme vědět, kolik zrn můžeme do této nádoby vtlačit. Teoretické výpočty ukazují, že pokud jsou zrna umístěna nepravidelně, nemůžete dosáhnout lepšího balení než asi 63%. To znamená, že asi 37% vaší nádoby bude naplněno vzduchem, vodou nebo něčím jiným. Tvoří objem prostoru pórů, což je velmi důležitá metrika, pokud se například pokusíme vypočítat, kolik ropy může pískovcová vrstva obsahovat. Jednoduchý výpočet dává výsledek, že 1 krychlový centimetr může obsahovat 151 písku zrna s průměrem 2 mm a 4,959,645 písku zrna s průměrem 62,5 mikrometrů.
většina sběračů písku dává přednost alespoň 30 ml písku na vzorek. Jsem výjimka, protože jsem spokojen s mnohem méně než to. Zde je několik výpočtů, proč tomu tak je. Předpokládejme, že průměrné pískové zrno má průměr 250 mikrometrů(to je hranice mezi jemným a středně zrnitým pískem). Pokud máte 30 ml takového písku, máte 2 324 833 pískových zrn. Opravdu potřebujete tolik, pokud je vaším cílem získat obecný přehled o složení vzorků písku? Rozhodně ne. Dokonce i setina z toho je dost dobrá. To je základ mého tvrzení, že pokud máte velmi zajímavý vzorek písku, ale můžete poslat pouze jeden gram, byl bych stále šťastný. Je to víc, než potřebuji.
můžeme se pokusit odhadnout, kolik zrn písku je na celém světě? No, nikdo je nikdy nepočítal, ale myslím, že můžeme udělat několik velmi hrubých odhadů. Existuje přibližně 200 milionů kubických kilometrů kontinentálních sedimentů. Za předpokladu, že asi čtvrtina z nich je písek, celkový objem písku je možná 50 milionů kubických kilometrů. Pokud předpokládáme, že průměrné pískové zrno má průměr 250 mikrometrů, pak máme v kůře přibližně 4 x 1027 pískových zrn.
to je opravdu obrovské číslo. Vzpomínám si, že Carl Sagan jednou ve svém televizním seriálu Cosmos řekl, že ve vesmíru je možná více hvězd než zrnka písku na všech plážích. To může být pravda, ale pláže nejsou jedinými místy, kde se nachází písek. Pokud vypočítáme počet všech zrn písku pokrývajících kůru, myslím, že zrnka písku mají ještě poslední smích.
| velikost Zrna (µm) | Agregační jméno | Objem rozdíl | Ne. of grains in 1 cm3 |
|---|---|---|---|
| 62.5 | Very fine sand | 1 | 4,959,645 |
| 125 | Fine sand | 8 | 619,956 |
| 250 | Medium sand | 64 | 77,494 |
| 500 | Coarse sand | 512 | 9687 |
| 1000 | Very coarse sand | 4096 | 1211 |
| 2000 | Gravel | 32,768 | 151 |