I grani di sabbia non sono di dimensioni uniformi. Il diametro minimo di un granello di sabbia è di soli 62,5 micrometri o 0,0625 millimetri mentre il limite superiore di un diametro di granelli di sabbia è di 2 millimetri. È risaputo, ma perché questi numeri? Si può dire che devi semplicemente disegnare il confine da qualche parte per essere in grado di differenziare la sabbia dal limo o dalla ghiaia. Quindi questi numeri sono completamente arbitrari? Sì e no. I numeri esatti sono decisamente arbitrari. Sono determinati dalla scala logaritmica che determina anche i confini tra sabbia fine, media e grossolana.
Il cerchio grigio assomiglia al limite superiore di un granello di sabbia (molto grossolano), mentre il più piccolo cerchio rosso assomiglia al più piccolo. Nero, blu, verde e giallo sono i bordi superiori dei granelli di sabbia grossolana, media, fine e molto fine, rispettivamente. Il grafico è in scala.
Tuttavia, questo schema di classificazione è scelto per avere il più senso possibile in geologia. Riflette il movimento dei granelli di sabbia nell’acqua. Nell’acqua del fiume, i granelli di sabbia non vengono trasportati nella sospensione. Essi tendono a muoversi in salti-acqua corrente solleva occasionalmente granelli di sabbia fino, ma non è in grado di portarli lontano. I granelli di sabbia si depositano di nuovo e aspettano il prossimo salto. Tale modalità di movimento è chiamata saltazione ed è particolarmente caratteristica dei granelli di sabbia. La ghiaia rotola sul letto del fiume mentre il limo viene solitamente trasportato nella sospensione.
Certo, dipende dalla velocità dell’acqua del fiume. A volte (nei torrenti di montagna in rapido movimento) anche i granuli saltano. E a volte l’acqua del fiume non è in grado di sollevare i granelli di sabbia anche temporaneamente. La natura non classifica. Non ne ha bisogno. Ma noi umani abbiamo disperatamente bisogno degli schemi di classificazione per classificare le cose e cercare di dare un senso al mondo che ci circonda. Pertanto, nessuno schema di classificazione è perfetto e quello utilizzato ora non è affatto l’unico possibile.
È forse piuttosto difficile immaginare quanto possano essere diversi due grani se uno di essi ha un diametro di soli 62.5 micrometri mentre l’altro è 2000 micrometri o 2 millimetri di spessore. Il primo è appena visibile mentre l’altro è grande come la testa di un fiammifero. Quanto è uno più grande dell’altro? Dovrebbe essere semplice, basta dividere 2000 con 62.5 e ottenere il risultato di 32. Tuttavia, un tale risultato può essere matematicamente corretto, ma non ha senso. La vera misura di una granulometria è il suo volume. Dopo tutto, se l’acqua del fiume è in grado di trasportare il grano dipende dalla massa e dal volume dei grani, non dal diametro.
Se assumiamo che i nostri grani siano sfere perfette, allora quella più grande ha un volume 32.768 volte maggiore. Questa è una differenza enorme e ovviamente deve influenzare in modo significativo il comportamento dei grani.
Quanto pesa un granello di sabbia? Supponiamo che abbiamo a che fare con grani di quarzo. Il quarzo ha una densità di 2,65 grammi per centimetro cubo. Un grano con un diametro di 2 millimetri costituisce solo poco più di quattromila di un centimetro cubo e pesa circa 0,011 grammi. Non sto dando la massa di un grano più piccolo, il numero sarebbe ridicolmente piccolo ma puoi facilmente calcolarlo dividendo 0,011 con 32,768.
Ora sappiamo che anche i granelli di sabbia più grandi sono leggeri. Che ne dici del numero di grani che possiamo inserire in un contenitore con un volume definito, diciamo 1 centimetro cubo? Per calcolarlo, dobbiamo sapere quanti grani possiamo premere in questo contenitore. I calcoli teorici mostrano che se i grani sono posizionati in modo irregolare, non è possibile ottenere un imballaggio migliore di circa il 63%. Significa che circa il 37% del tuo contenitore sarà riempito con aria, acqua o qualcos’altro. Costituisce il volume dello spazio dei pori che è una metrica molto importante se proviamo a calcolare, ad esempio, la quantità di petrolio greggio che uno strato di arenaria può contenere. Un semplice calcolo produce un risultato che 1 centimetro cubo può contenere 151 granelli di sabbia con un diametro di 2 mm e 4.959.645 granelli di sabbia con un diametro di 62,5 micrometri.
La maggior parte dei collettori di sabbia preferisce avere almeno 30 ml di sabbia per campione. Sono un’eccezione perché sono soddisfatto di molto meno di quello. Ecco alcuni calcoli perché questo è il caso. Supponiamo che la grana media della sabbia abbia un diametro di 250 micrometri (questa è una linea di confine tra sabbia a grana fine e media). Se hai 30 ml di tale sabbia, hai 2.324.833 granelli di sabbia. Ne hai davvero bisogno se il tuo obiettivo è ottenere una panoramica generale della composizione dei campioni di sabbia? Decisamente no. Anche un centesimo di questo è abbastanza buono. Questa è la base della mia affermazione che se hai un campione di sabbia molto interessante ma puoi inviare solo un grammo, sarei comunque felice. E ‘ piu ‘ del necessario.
Possiamo provare a stimare quanti granelli di sabbia ci sono in tutto il mondo? Beh, nessuno li ha mai contati, ma penso che possiamo fare delle stime molto approssimative. Ci sono circa 200 milioni di chilometri cubi di sedimenti continentali. Supponendo che circa un quarto di esso sia sabbia, il volume totale di sabbia è forse di 50 milioni di chilometri cubi. Se assumiamo che il granello di sabbia medio abbia un diametro di 250 micrometri, allora abbiamo circa 4 x 1027 granelli di sabbia nella crosta.
Questo è un numero davvero enorme. Ricordo che Carl Sagan una volta disse nella sua serie televisiva Cosmos che ci sono forse più stelle nell’Universo di quanti ne siano i granelli di sabbia su tutte le spiagge. Questo può essere vero, ma le spiagge non sono gli unici posti dove si può trovare la sabbia. Se calcoliamo il numero di tutti i granelli di sabbia che coprono la crosta, penso che i granelli di sabbia abbiano ancora l’ultima risata.
| Granulometria (µm) | Nome aggregato | Differenza di volume | 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 |