Los granos de arena no son de tamaño uniforme. El diámetro mínimo de un grano de arena es de solo 62,5 micrómetros o 0,0625 milímetros, mientras que el límite superior de un diámetro de granos de arena es de 2 milímetros. Es de conocimiento común, pero ¿por qué tales números? Uno podría decir que simplemente tiene que dibujar el borde en algún lugar para poder diferenciar la arena del limo o la grava. Entonces, ¿estos números son completamente arbitrarios? Sí y no. Los números exactos son definitivamente arbitrarios. Están determinados por la escala logarítmica que también determina los bordes entre arena fina, media y gruesa.
El círculo gris se asemeja al límite superior de un tamaño de granos de arena (muy grueso), mientras que el círculo rojo más pequeño se asemeja al más pequeño. Negro, azul, verde y amarillo son los bordes superiores de los granos de arena gruesos, medianos, finos y muy finos, respectivamente. El gráfico es a escala.
Sin embargo, este esquema de clasificación se elige para tener tanto sentido en geología como sea posible. Refleja el movimiento de los granos de arena en el agua. En el agua del río, los granos de arena no se transportan en la suspensión. Tienden a moverse en saltos: el agua corriente ocasionalmente eleva los granos de arena, pero no es capaz de llevarlos lejos. Los granos de arena se asientan de nuevo y esperan el siguiente salto. Tal modo del movimiento se llama la salazón y es característico especialmente para los granos de arena. La grava simplemente rueda en el lecho del río, mientras que el limo generalmente se lleva en la suspensión.
Claro, depende de la velocidad a la que corre el agua del río. A veces (en los rápidos arroyos de montaña) los gránulos también saltan. Y a veces el agua del río no es capaz de levantar granos de arena ni siquiera temporalmente. La naturaleza no clasifica. No tiene necesidad de ello. Pero los humanos necesitamos desesperadamente los esquemas de clasificación para categorizar las cosas y tratar de darle sentido al mundo que nos rodea. Por lo tanto, ningún esquema de clasificación es perfecto y el que se usa ahora no es de ninguna manera el único posible.
Es quizás bastante difícil imaginar lo diferentes que pueden ser dos granos si uno de ellos tiene un diámetro de solo 62.5 micrómetros, mientras que el otro tiene 2000 micrómetros o 2 milímetros de espesor. El primero es apenas visible, mientras que el otro es tan grande como la cabeza de un fósforo. Cuánto es uno más grande que el otro? Debería ser simple, simplemente dividimos 2000 con 62.5 y obtenemos el resultado de 32. Sin embargo, tal resultado puede ser matemáticamente correcto, pero no tiene sentido. La verdadera medida de un tamaño de grano es su volumen. Después de todo, si el agua del río es capaz de transportar el grano depende de la masa y el volumen de los granos, no del diámetro.
Si asumimos que nuestros granos son esferas perfectas, entonces la más grande tiene un volumen 32.768 veces mayor. Esa es una gran diferencia y, obviamente, tiene que influir significativamente en el comportamiento de los granos.
¿Cuánto pesa un grano de arena? Supongamos que estamos tratando con granos de cuarzo. El cuarzo tiene una densidad de 2,65 gramos por centímetro cúbico. Un grano con un diámetro de 2 milímetros constituye solo un poco más de cuatro miles de centímetros cúbicos, y pesa aproximadamente 0,011 gramos. No estoy dando la masa de un grano más pequeño, el número sería ridículamente pequeño, pero se puede calcular fácilmente dividiendo 0.011 con 32.768.
Ahora sabemos que incluso los granos de arena más grandes son ligeros. ¿Qué tal el número de granos que podemos caber en un recipiente con un volumen definido, digamos 1 centímetro cúbico? Para calcular eso, necesitamos saber cuántos granos podemos presionar en este recipiente. Los cálculos teóricos muestran que si los granos se colocan de forma irregular, no se puede lograr un mejor embalaje que aproximadamente el 63%. Significa que aproximadamente el 37% de su recipiente estará lleno de aire, agua u otra cosa. Constituye el volumen del espacio de poros, que es una métrica muy importante si tratamos de calcular, por ejemplo, la cantidad de petróleo crudo que puede contener una capa de arenisca. El cálculo simple da como resultado que 1 centímetro cúbico puede contener 151 granos de arena con un diámetro de 2 mm y 4.959.645 granos de arena con un diámetro de 62,5 micrómetros.
La mayoría de los colectores de arena prefieren tener al menos 30 ml de arena por muestra. Soy una excepción porque estoy satisfecho con mucho menos que eso. Aquí hay algunos cálculos de por qué este es el caso. Supongamos que el grano de arena promedio tiene un diámetro de 250 micrómetros (este es un límite entre la arena de grano fino y de grano medio). Si tiene 30 ml de arena, entonces tiene 2.324.833 granos de arena. ¿Realmente necesita tantos si su objetivo es obtener una visión general de la composición de las muestras de arena? Definitivamente no. Incluso una centésima parte de eso es suficiente. Esa es la base de mi afirmación de que si tiene una muestra de arena muy interesante, pero solo puede enviar un gramo, seguiré siendo feliz. Es más de lo que necesito.
¿Podemos intentar estimar cuántos granos de arena hay en todo el mundo? Bueno, nadie los contó, pero creo que podemos hacer algunas estimaciones muy aproximadas. Hay aproximadamente 200 millones de kilómetros cúbicos de sedimentos continentales. Suponiendo que aproximadamente la cuarta parte de ella es arena, el volumen total de arena es quizás de 50 millones de kilómetros cúbicos. Si asumimos que el grano de arena promedio tiene un diámetro de 250 micrómetros, entonces tenemos aproximadamente 4 x 1027 granos de arena en la corteza.
Este es un número realmente enorme. Recuerdo que Carl Sagan dijo una vez en su serie de televisión Cosmos que quizás haya más estrellas en el Universo que granos de arena en todas las playas. Eso puede ser cierto, pero las playas no son los únicos lugares donde se puede encontrar arena. Si calculamos el número de todos los granos de arena que cubren la Corteza, creo que los granos de arena todavía tienen la última risa.
| tamaño de Grano (µm) | Agregado nombre | diferencia de Volumen | No. 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 |