zandkorrels zijn niet uniform in grootte. De minimale diameter van een zandkorrel is slechts 62,5 micrometer of 0,0625 millimeter, terwijl de bovengrens van een zandkorreldiameter 2 millimeter is. Het is algemeen bekend, maar waarom dergelijke getallen? Men zou kunnen zeggen dat je gewoon de rand ergens moet tekenen om zand te kunnen onderscheiden van slib of grind. Zijn deze getallen volledig willekeurig? Ja en nee. Exacte getallen zijn beslist willekeurig. Ze worden bepaald door de logaritmische schaal die ook de grenzen tussen fijn, medium en grof zand bepaalt.
de grijze cirkel lijkt op de bovengrens van een zandkorrelgrootte (zeer grof), terwijl de kleinste rode cirkel lijkt op de kleinste. Zwart, blauw, groen en geel zijn de bovenste grenzen van respectievelijk Grove, medium, fijne en zeer fijne zandkorrels. De grafiek is op schaal.
Dit classificatieschema is echter gekozen om zoveel mogelijk zin te hebben in de geologie. Het weerspiegelt de beweging van zandkorrels in water. In het rivierwater worden de zandkorrels niet meegevoerd in de suspensie. Ze hebben de neiging om te bewegen in sprongen — stromend water soms tilt zandkorrels op, maar is niet in staat om ze ver te dragen. Zandkorrels bezinken weer en wachten op de volgende sprong. Zodanig motie heet saltation en vooral karkateristiek naar zandkorrels. Grind rolt gewoon op de rivierbedding terwijl slib meestal in de ophanging wordt gedragen.
zeker, het hangt af van de snelheid van het rivierwater. Soms (in de snel bewegende bergbeekjes) zoutkorrels ook. En soms is het rivierwater niet in staat om zandkorrels op te tillen, zelfs niet tijdelijk. De natuur classificeert niet. Het heeft het niet nodig. Maar wij mensen hebben de classificatieschema ‘ s hard nodig om dingen te categoriseren en de wereld om ons heen te begrijpen. Daarom is geen enkel classificatieschema perfect en is het huidige systeem zeker niet het enige dat mogelijk is.
het is misschien moeilijk voor te stellen hoe verschillend twee korrels kunnen zijn als een van hen een diameter van slechts 62 heeft.5 micrometer terwijl de andere is 2000 micrometer of 2 millimeter dik. De eerste is nauwelijks zichtbaar terwijl de andere zo groot is als het hoofd van een wedstrijd. Hoeveel is de ene groter dan de andere? Het zou simpel moeten zijn, we delen 2000 gewoon met 62,5 en krijgen het resultaat van 32. Echter, een dergelijk resultaat kan wiskundig correct zijn, maar het heeft geen zin. De werkelijke maat van een korrelgrootte is zijn volume. Immers, of het rivierwater in staat is om de korrel te dragen, hangt af van de massa en het volume van de korrels, niet van de diameter.
als we aannemen dat onze korrels perfecte bollen zijn, dan heeft de grotere een 32.768 keer groter volume. Dat is een enorm verschil en heeft uiteraard een aanzienlijke invloed op de behavor van de granen.
Hoeveel weegt een zandkorrel? Laten we aannemen dat we te maken hebben met kwartskorrels. Kwarts heeft een dichtheid van 2,65 gram per kubieke centimeter. Een korrel met een diameter van 2 millimeter is slechts iets meer dan vierduizend kubieke centimeter en weegt ongeveer 0,011 gram. Ik geef niet de massa van een kleinere korrel, het getal zou belachelijk klein zijn maar je kunt het eenvoudig berekenen door 0.011 te delen met 32.768.
nu weten we dat zelfs de grootste zandkorrels lichtgewicht zijn. Hoe zit het met het aantal korrels dat we kunnen passen in een container met een bepaald volume, laten we zeggen 1 kubieke centimeter? Om dat te berekenen, moeten we weten hoeveel korrels we in deze container kunnen persen. Theoretische berekeningen tonen aan dat als de korrels onregelmatig worden geplaatst, kunt u geen betere verpakking dan ongeveer 63% bereiken. Het betekent dat ongeveer 37% van uw container wordt gevuld met lucht, water of iets anders. Het vormt het porieruimtevolume dat een zeer belangrijke metriek is als we bijvoorbeeld proberen te berekenen hoeveel Ruwe olie een zandsteenlaag kan bevatten. Eenvoudige berekening levert een resultaat op dat 1 kubieke centimeter 151 zandkorrels met een diameter van 2 mm en 4.959.645 zandkorrels met een diameter van 62,5 micrometer kan bevatten.
De meeste zandvangers geven de voorkeur aan ten minste 30 ml zand per monster. Ik ben een uitzondering omdat ik tevreden ben met veel minder dan dat. Hier zijn enkele berekeningen waarom dit het geval is. Laten we aannemen dat de gemiddelde zandkorrel een diameter heeft van 250 micrometer (dit is een grens tussen fijn – en middelkorrelig zand). Als je 30 ml van dit zand hebt, dan heb je 2.324.833 zandkorrels. Heb je er echt zoveel nodig om een algemeen overzicht te krijgen van de samenstelling van de zandmonsters? Zeker niet. Zelfs een honderdste daarvan is goed genoeg. Dat is de basis van mijn bewering dat als je een zeer interessant zandmonster hebt maar maar één gram kunt sturen, ik nog steeds blij zou zijn. Het is meer dan ik nodig heb.
kunnen we proberen in te schatten hoeveel zandkorrels er in de hele wereld zijn? Niemand heeft ze ooit geteld, maar ik denk dat we een ruwe schatting kunnen maken. Er zijn ongeveer 200 miljoen kubieke kilometer continentale sedimenten. Aangenomen dat ongeveer de vierde daarvan zand is, is het totale volume zand misschien 50 miljoen kubieke kilometer. Als we aannemen dat de gemiddelde zandkorrel een diameter heeft van 250 micrometer, dan hebben we ongeveer 4 x 1027 zandkorrels in de korst.
Dit is een enorm getal. Ik herinner me dat Carl Sagan ooit in zijn tv-serie Cosmos zei dat er misschien meer sterren in het universum zijn dan dat er zandkorrels zijn op alle stranden. Dat kan waar zijn, maar stranden zijn niet de enige plaatsen waar zand te vinden is. Als we het aantal zandkorrels berekenen dat de korst bedekt, denk ik dat de zandkorrels nog steeds de laatste lach hebben.
| korrelgrootte (µm) | geaggregeerde naam | volumeverschil | 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 |