A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 9 Ω
Das Banner der Rhetos-Website: zwei griechische Denker betrachten ein physikalisches Universum um sie herum.

Sand

Geologie

© 2016 - 2025


Basiswissen｜ Wie groß sind Sandkörner?｜ Woraus besteht Sand?｜ Woher kommt der Sand am Strand?｜ Kommt der Sand immer aus Gebirgen?｜ Gibt es Sand nur am Strand?｜ Wann erscheint Sand hell bis weiß?｜ Was sagt die Kornform über die Enstehung des Sandes?｜ Wofür wird Sand benötigt?｜ Ist der Nordseesand für Beton geeignet?｜ Kann man Sand elektrisch aufladen?｜ Fußnoten


Basiswissen


Als Sand bezeichnet man feinkörnige kleinste Steinchen in großer lockerer Menge. In der Geologie, dem Bauwesen und in der Bodenkunde spricht man von Sand, wenn die Korngrößen zwischen 0,063 bis 2 Millimetern liegen. Sand entsteht durch die Verwitterung fester Gesteine. Die ursprünglichen Gesteine können zum Beispiel durch Frost, Hitze, Wasser, chemische Einflüsse oder Zerreibung durch Transport in Bächen und Flüssen zerkleinert werden.



Bildbeschreibung und Urheberrecht
Sandkörner vom Strand oder eine Düne der Nordseeinsel Wangerooge: mit Hilfe der Millimeterstriche eines Lineals kann man den Durchmesser der Körner abschätzen. 3 bis 5 Körner nebeneinander gelegt, ergeben in etwa einen Millimeter Länge. Man kommt also recht gut in den Bereich von rund 0,2 bis 0,4 mm wie sie in der Fachliteratur für die Flachküsten der Nordsee auch genannt werden.☛


Wie groß sind Sandkörner?


Geologen definieren die Korngrößen zwischen 0,063 und 2 mm Größe.[8] Kleinere Körner von 0,002 mm bis 0,063 mm nennt man Schluff.[5] Größere Körner von 2 mm bis 63 mm nennt man Kies.[6] Innerhalb des Sandes werden noch einmal drei Klassen von Korgrößen unterschieden.

  • Grobsand (gS/CSa): 0,63–2 mm
  • Mittelsand (mS/MSa): 0,2–0,63 mm
  • Feinsand (fS/FSa): 0,063–0,2 mm

Typische Korngrößen von Sand an der deutschen Nordseeküste, etwa an Stränden und den Dünen, liegen bei 0,2 bis etwas über 0,3 Millimeter.[7] Der Sand an Strand und in den Dünen ist damit vor allem Mitteland. Mit einer einfachen Lupe oder auch mit einer guten Makrofunktion einer Kamera kann man die Korngrößen selbst gut abschätzen. Mehr dazu unter Sandkorngrößen ↗

Woraus besteht Sand?


  • Sand besteht aus verwittertem Gestein.
  • Das ursprüngliche Gestein kann z. B. Basalt, Granit oder Kalkstein gewesen sein.
  • Aus dunklem Vulkangestein (z. B. Basalt) kann dan dunkler schwarzer Sand entstehen.
  • Der helle Sand an der Nordseeküste besteht zu größten Teil aus Quarzkörner.
  • Quarz ist unter anderem in Granitgestein enthalten.

Woher kommt der Sand am Strand?


  • Der Sand an der Nordsee- oder Ostseeküste hat viele Herkunftsorte.
  • Zum einen verwittert ständig Gestein in den Bergen, etwa den Alpen.
  • Über Bäche und Flüsse wird das Gestei abtransportiert.
  • Dabei wird es zerkleinert. Manche Bestandteiel lösen sich auch ganz auf.
  • Am Meer kommen dann oft feste aber kleine Sandkörner an.
  • Wind und Strömungen verteilen sie dann entlang der ganzen Küste.
  • Liegen Gebirge oder Dünen direkt an der Küste, dann ...
  • kann der Sand auch von dort kommen.

Kommt der Sand immer aus Gebirgen?


  • Nein, zumindest nicht direkt.
  • Viel Sand kommt aber auch vom Meeresgrund der Nord- oder Ostsee selbst.
  • Der Meeresgrund war während der letzten Eiszeiten trockenes Festland.
  • Als sich das Klima erwärmte überspülte der Ozean weite Landstriche.
  • Strömungen können den Untergrund der Meere oft zu den Küsten transportieren.
  • Dort trägt der alte Festlandboden dann zur Bildung von Sand bei.

Gibt es Sand nur am Strand?


  • Nein, Sand gibt es auch weit entfernt von den Küsten.
  • Sand füllen zum Beispiel große Wüstenflächen, wie die Sahara.
  • Aber auch manche Gebirge und Gegenden in Deutschland sind sehr sandig.
  • So besteht der Boden in Brandenburg oder im Rheinland oft aus viel Sand.
  • Und manche Hügellandschaften, die der Aachener Stadtwald, bestehen aus Sandkörpern.- Der Sand stammte oft aus alten Ozeanen und Meeren und hat sich abgelagert.
  • Als sich das Meer zurückzog, blieb der Sand fern der Meere zurück.

Wann erscheint Sand hell bis weiß?


Der Sand an der Küste der Nordsee, etwa von Calais bis ins nördliche Dänemark, ist im Vergleich mit anderen Sanden oft recht hell. Auf einer geographischen Führung des Nationalparkhauses Wangerooge wurde das näher erklärt. So sei der Sand an der Nordsee oft aus Gestein entstanden, das viele helle Minerale wie Quarz, Feldspat und Glimmer enthielt. Diese drei Minerale sind mit Ausnahme der dunklen Glimmerart Biotit recht hell. Ein typisches Herkunftsgestein ist der Granit. Er wurde mit den Gletschern der letzten Eiszeiten vor allem von Skandinavien in die Nordsee und nach Mitteleuropa transportiert. Ein weiterer Grund für die Helligkeit des Sandes sind viele kleine Bruchstücke von hellen kalkhaltigen Muschel- oder Schneckenschalen. Wenn sich aus diesem Sand Dünen bilden, spricht man an der Nordseeküste auch von einer Weißdüne ↗

Was sagt die Kornform über die Enstehung des Sandes?


Betrachtet man Sandkörner unter einer Lupe, dann kann man oft sehr unterschiedliche Kornformen erkennen. Frisch verwittertes Gestein, dessen Bruchstücke noch nicht von Wind oder Wasser transportiert wurden, ergibt kantige Sandkörner. Beim Laufen fühlt sich solcher Sand pickend oder stechend an[1]. Im Licht erscheint solcher Sand wegen der glatten Bruchflächen oft auch glitzernd. Der Sand an der deutschen Nordseeküste hat aber eine lange Geschichte von Transport hinter sich. Er wurde teilweise von Gletschern (glazial), vom Wind (äolisch) und von Wasser (aquatisch) fort bewegt. So transportierte Sandkörner erscheinen rundlich. Wurden sie nur durch Wasser transportiert, sind sie rundlich und glatt, wurden sich zuletzt vom Wind transportiert erscheinen sie rundlich und matt. Die Mattheit kommt daher, dass sich die Sandkörner beim Windtransport durch gegenseitige Stöße Dellen zugefügt haben. Diese vielen Dellen machen die Oberfläche kraterartig und matt.

Wofür wird Sand benötigt?


Aus Sand kann man zum einen Glas herstellen. Zum anderen wird Sand vor allem auch als Zuschlagstoff in der Bauindustrie verwendet. Für ein Einfamilienhaus benötigt man für den Beton und das Glas rund 200 Tonnen Sand, für ein Krankenhaus rund 3000 Tonnen und für einen Kilometer Autobahn rund 30 Tausend Tonnen[2].

Ist der Nordseesand für Beton geeignet?


Nein: für guten festen Beton benötigt man Sand als sogenannten Zuschlagstoff. Aber die Sandkörner müssen möglicht kantig sein. Nur wenn sie sich untereinander verhaken können, wird der Beton fest. Dasselbe gilt auch für Sand als Zuschlagstoff für Asphalt oder Mörtel. Der Sand aus den meisten Wüsten sowie an der Nordsee hat aber rundliche Körner. Damit sind sie als Zuschlag für Beton nicht geeignet. Siehe auch Beton ↗

Kann man Sand elektrisch aufladen?


Ja, es gibt verschiedene Methoden. Reiben sich Körner aneinander, etwa bei einem Sandsturm[9] oder auch bei der Saltation von Flugsand[10] dann laden sich die kleineren Körner (bis 250 µm) elektrisch negativ auf, die größeren (ab 500 µm) positiv.[10] Dabei können Sandstürme zum Beispiel Feldstärken von über 160 V/m erzeugen.[11] Das wenige an Sandkörner oft über Adsorption gebundene Wasser spielt bei dieser Form der Reibungselektrizität eine vielleicht wichtige Rolle.[11] Das Phänomen wurde unter anderem schon 1860 nahe den Cheops-Pyramiden beschrieben und gilt auch heute als noch nicht endgültig verstanden.[12]

Fußnoten


  • [1] Der Autor erinnert sich an den Strand der türkischen Stadt Inebolu an der Küste zum Schwarzen Meer. Dort konnte man bei trockenem heißen Wetter hören, wie eine Steilwand von Festgestein verwitterte. Der so gebildete Sand fühlte sich bei Laufen tatsächlich sehr prickelig an.
  • [3] Harald Elsner: Sand und Kies. Band II. Gewinnung in den Bundesländern. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe. 2022. ISBN: 978-3-948532-65-9. Detailliert fachliche Darstellung der Geologie, Nutzung und Verfügbarkeit für die Zukunft.
  • [4] Harald Elsner: Sand und Kies. Band II. Gewinnung in den Bundesländern. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe. 2022. ISBN: 978-3-948532-67-3. Detaillierte Übersicht zur Entstehung von Sand- und Kieslagerstätten in Deutschland. Dort als Beispiel die Bohlenbergerfeld Sandgrube bei Zetel nahe Wilhelmshaven. Seite 182.
  • [5] Schluff ist feiner als Sand. Die Korngrößen von Schluff gehen von 0,002 Millimeter bis hin zu 0,063 Millimeter. Siehe mehr unter Schluff ↗
  • [6] Kies ist größer als Sand. Die Korngrößen beginnen bei 2 Millimeter und gehen bis zu 63 Millimeter. Siehe mehr unter Kies ↗
  • [7] Eine graphische Übersicht zu den Korngrößen von Sand an der Niedrigwasserlinie, der Hochwasserlinie und im Vordünenbereich der ostfriesischen zeigt, dass dort die typischen Korngrößen von etwa 200 bis knapp über 300 Mikrometern, kurz µ genannt (1 µ = 0,001 mm) liegen. Mehr dazu findet man in: Hansjörg Streif: Das ostfriesische Küstengebiet. Nordsee, Inseln, Watten und Marschen. Sammlung Geologischer Führer 57. Verlag der Gebrüder Bornträger. Zweite, völlig neubearbeitete Auflage. 1990. ISBN: 3-443-15051-9. Dort vor allem das Kapitel "6. Die holozänen Sedimente". Auf den Seiten 101 und 102 werden die Korngrößen auf dem Meeresboden behandelt. Auf Seite 133 findet man Angaben zu den Korngrößen von der Niedrig- und der Hochwasserlinie sowie den Vordünen. Auf den Inseln Juist, Norderney und Baltrum werden an der Niedrigwasserlinie bis gut 400 Mikrometer oder 0,4 mm erreicht. Im Bereich der Vordünen liegen die Korngrößen meist zwischen 150 bis vielleicht 280 Mikrometer. Nur auf Norderney gehen sie auch knapp über 300 Mikrometer hinaus. Festhalten kann man, dass die typischen Korngrößen meist zwischen 200 bis 300 Mikrometern liegen, mit gelegentlichen Ausreißern nach oben und unten.
  • [8] Sand als Bezeichnung wird verwendet zur "1) Angabe zum Korndurchmesser einer Gesteinskomponente, die zwischen 0,063-2 mm oder 4 bis –1 Phi variiert (Korngröße). Unterteilt wird Sand in Feinsand (0,063-0,2 mm), Mittelsand (0,02-0,63 mm) und Grobsand (0,63-2 mm). 2) Ein loses Aggregat von Mineral- oder Gesteinspartikeln entsprechender Größe." In: der Artikel "Sand" in: Spektrum Lexikon der Geowissenschaften. Abgerufen am 27. Juli 2025. Im Originalartikel war der Grobsand von 0,063 bis 2 mm Korngröße angegeben. Der Wert für die untere Grenze ist ein Druckfehler. Anmerkung: Phi = -log2d mit d als Durchmesser in Millimetern. Online: https://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/sand/13950
  • [9] Zur elektrischen Aufladung durch Reibung: "Insulating particles can become highly electrified during powder handling, volcanic eruptions, and the wind-blown transport of dust, sand, and snow. Measurements in these granular systems have found that smaller particles generally charge negatively, while larger particles charge positively." In dem Forschungsartikel wird gezeigt, dass trotz gleicher stofflichen Beschaffenheit die Aufladung funktioniert, und zwar rein über die Geometrie der Körner. In: Jasper F. Kok, Daniel J. Lacks: Electrification of granular systems of identical insulators. 2009. Online: https://doi.org/10.48550/arXiv.0902.3411
  • [10] Elektrische Aufladung von Flugsand bei Saltation: "the sign of electric charge, either negative or positive, is mainly dependent on the diameter size of sand particles, i.e., negative charge is gained when the diameter is smaller than 250 μm and positive charge is obtained if the diameter is larger than 500 μm, and that for both “uniform” and mixed sands, the average charge-to-mass ratio decreases with increasing the wind velocity, and increases with height from sand bed. " In: Zheng, X. J., N. Huang, and Y.-H. Zhou (2003), Laboratory measurement of electrification of wind-blown sands and simulation of its effect on sand saltation movement, J. Geophys. Res., 108, 4322, doi:10.1029/2002JD002572, D10.
  • [11] Zum Einfluss des Wassers auf die Reibungselektrizität und den Wert von 166 V/m bei Sandstürmen: Gu Z, Wei W, Su J, Yu CW. The role of water content in triboelectric charging of wind-blown sand. Sci Rep. 2013;3:1337. doi: 10.1038/srep01337. PMID: 23434920; PMCID: PMC3580324.
  • [12] Siemens, W.: Beschreibung ungewöhnlich starker elektrischer Erscheinungen auf der Cheops-Pyramide bei Cairo während des Wehens des Chamsin. In: Poggendorff’s Annalen der Physik und Chemie 185, S. 355–359, 1860.