sandkorn är inte enhetliga i storlek. Minsta diameter på ett sandkorn är endast 62,5 mikrometer eller 0,0625 millimeter medan den övre gränsen för en sandkorns diameter är 2 millimeter. Det är allmänt känt men varför sådana siffror? Man kan säga att man helt enkelt måste dra gränsen någonstans för att kunna skilja sand från silt eller grus. Så är dessa siffror helt godtyckliga? Ja och nej. Exakta siffror är definitivt godtyckliga. De bestäms av den logaritmiska skalan som också bestämmer gränserna mellan fin, medium och grov sand.
den grå cirkeln liknar den övre gränsen för en sandkorn (mycket grov) storlek medan den minsta röda cirkeln liknar den minsta. Svart, blå, grön och gul är de övre gränserna för grova, medelstora, fina respektive mycket fina sandkorn. Grafen är att skala.
men detta klassificeringsschema väljs för att ge så mycket mening i geologi som möjligt. Det speglar rörelsen av sandkorn i vatten. I flodvattnet transporteras inte sandkornen i suspensionen. De tenderar att röra sig i hopp — rinnande vatten lyfter ibland sandkorn upp men kan inte bära dem långt. Sandkorn sätter sig igen och väntar på nästa hopp. Ett sådant rörelsesätt kallas saltning och det är särskilt karakteristiskt för sandkorn. Grus rullar bara på flodbädden medan silt vanligtvis bärs i upphängningen.
Visst, det beror på hastigheten som flodvattnet rinner. Ibland (i de snabbt rörliga bergströmmarna) granuler också saltat. Och ibland kan flodvattnet inte lyfta sandkorn upp till och med tillfälligt. Naturen klassificerar inte. Det har inget behov av det. Men vi människor behöver desperat klassificeringssystemen för att kategorisera saker och försöka få en känsla av världen som omger oss. Därför är inget klassificeringsschema perfekt och det som används nu är inte det enda som är möjligt.
det är kanske ganska svårt att föreställa sig hur olika kan två korn vara om en av dem har en diameter på endast 62.5 mikrometer medan den andra är 2000 mikrometer eller 2 millimeter tjock. Den första är knappt synlig medan den andra är lika stor som chefen för en match. Hur mycket är det ena större än det andra? Det ska vara enkelt, vi delar bara 2000 med 62, 5 och får resultatet av 32. Ett sådant resultat kan dock vara matematiskt korrekt men det är ingen mening. Det sanna måttet på en kornstorlek är dess volym. När allt kommer omkring, om flodvattnet kan bära kornet beror på kornets massa och volym, inte på diametern.
om vi antar att våra korn är perfekta sfärer, har den större 32 768 gånger större volym. Det är en enorm skillnad och måste uppenbarligen påverka kornens beteende avsevärt.
hur mycket en sandkorn väger? Låt oss anta att vi har att göra med kvartskorn. Kvarts har en densitet på 2,65 gram per kubikcentimeter. Ett korn med en diameter på 2 millimeter utgör bara lite mer än fyra tusen kubikcentimeter, och det väger ungefär 0,011 gram. Jag ger inte massan av ett mindre korn, antalet skulle vara löjligt litet men du kan enkelt beräkna det genom att dela 0.011 med 32,768.
Nu vet vi att även de största sandkornen är lätta. Vad sägs om antalet korn som vi kan passa in i en behållare med en bestämd volym, låt oss säga 1 kubikcentimeter? För att beräkna det måste vi veta hur många korn vi kan pressa in i denna behållare. Teoretiska beräkningar visar att om kornen placeras oregelbundet kan du inte uppnå bättre förpackning än ca 63%. Det betyder att cirka 37% av din behållare kommer att fyllas med luft, vatten eller något annat. Det utgör porutrymmet volym som är en mycket viktig metrisk om vi försöker beräkna, till exempel, hur mycket råolja ett sandstenskikt kan innehålla. Enkel beräkning ger ett resultat att 1 kubikcentimeter kan innehålla 151 sandkorn med en diameter av 2 mm och 4 959 645 sandkorn med en diameter av 62,5 mikrometer.
de flesta sandsamlare föredrar att ha minst 30 ml sand per prov. Jag är ett undantag eftersom jag är nöjd med mycket mindre än så. Här är några beräkningar varför så är fallet. Låt oss anta att genomsnittligt sandkorn har en diameter på 250 mikrometer (detta är en gränslinje mellan fin – och medelkornig sand). Om du har 30 ml sådan sand har du 2 324 833 sandkorn. Behöver du verkligen så många om ditt mål är att få en allmän översikt över sandprovsammansättningen? Definitivt inte. Till och med en hundradel av det är tillräckligt bra. Det är grunden för mitt påstående att om du har ett mycket intressant sandprov men bara kan skicka ett gram, skulle jag fortfarande vara glad. Det är mer än jag behöver.
kan vi försöka uppskatta hur många sandkorn finns det i hela världen? Ingen har någonsin räknat dem, men jag tror att vi kan göra några grova uppskattningar. Det finns cirka 200 miljoner kubik kilometer kontinentala sediment. Förutsatt att ungefär en fjärdedel av det är sand, är den totala volymen sand kanske 50 miljoner kubik kilometer. Om vi antar att det genomsnittliga sandkornet har en diameter på 250 mikrometer, har vi ungefär 4 x 1027 sandkorn i skorpan.
detta är ett riktigt stort antal. Jag minns Carl Sagan sa en gång i sin TV-serie Cosmos att det kanske finns fler stjärnor i universum än det finns sandkorn på alla stränder. Det kan vara sant men stränder är inte de enda platserna där sand kan hittas. Om vi beräknar antalet sandkorn som täcker skorpan tror jag att sandkornen fortfarande har det sista skrattet.
| kornstorlek ( |
Aggregatnamn | volymskillnad | Nej. 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 |