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Strömungskamm

Physik

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Basiswissen｜ Definition｜ Entstehung｜ Schwermineral-Muster｜ Fossiliert｜ Verwandte Phänomene｜ Fußnoten


Basiswissen


Ein Strömungskamm ist ein oft kleines Muster im Sand von Stränden. Es entsteht, wenn Wasser um ein Hindernis wie kleine Sandhaufen, Schalen von Muscheln oder Steinchen fließt. Typisch ist der sichelförmige Kamm (englisch: crescent wie beim Mond). In fossilisierten Stränden zeigt ein Strömungskamm die ehemalige Richtung der Strömung an.

Definition


DEFINITION:

"Ein Strömungskamm ist eine Hindernismarke, die durch eine Ansammlung von Sand auf der stromabwärts gelegenen Seite eines Objekts gebildet wird. Dabei entsteht ein kleiner Rücken, der stromabwärts auskeilt und eine halbkreisförmige Mulde auf der stromaufwärts gerichteten Seite zeigt. Die Strömungsrichtung kann anhand der stromaufwärts gelegenen Mulde und der stromabwärtigen Sedimentakkumulation abgeleitet werden." [1] [2]

Entstehung


Die physikalische Entstehung der Strömungskämme ist ähnlich wie bei einem fahrenden Schiff mit "Bugwellen - stationären Ablenkungen des Wassers". [3] Zunächst staut sich das "auftreffende Wasser" vor dem Hindernis. Es fließt dann "an dessen Seiten etwas schneller vorbei". Durch die "Verengung des verfügbaren Raums" entsteht an den "Seiten" des Hindernisses eine "erhöhte Fließgeschwindigkeit". Das wiederum führt dazu, dass dort "mehr Sand aufgewirbelt und abtransportiert" wird als in der "weiteren Umgebung". Dadurch entstehen "Vertiefungen". Hinter dem Hindernis "treffen die beschleunigten Teilströme wieder aufeinander". Dadurch wird dort das Wasser "verwirbelt" [4]. "Turbulenzen wühlen den Sand" auf. Es entsteht ein "Strudelloch" [5], an der Nordsee aus "Kolk" oder Auskolkung genannt.

"Zu den Erosionsmarken zählen auch die Kolke, wie sie hinter morphologischen Hindernissen durch Strömung oder Seegang, entstehen. Kolke entstehen bei jeder Wassertiefe […]"  [7]

Wenn bei Ebbe das Wasser in eine Richtung abfließt nimmt es den "ausgehobenen Sand" in einem kleinen "Kanal" mit. Am Ende bleibt strömungsabwärts eine "charakteristische Rinne" übrig.

Schwermineral-Muster


Besonders gut studieren kann man die Physik der Strömungskämme, wenn sie an Stränden mit hellen und darunter beigemischten dunklen Sandkörnern entstehen. Helle Sandkörner bestehen oft aus dem spezifisch leichten Quarz mit einer Dichte von etwa 2,65 g/cm³. Sandkörner aus "Muschelkalk", "Korallenbruchstücken" und den den "Überresten anderer Meeresorganismen" bestehen oft aus Calciumcarbonat mit der Summenformel CaCO₃. [3] Calciumcarbonat kommt in den Kristallformen Aragonit mit einer Dichte von 2,93 [6] sowie - am Strand weit häufiger - als Calcit mit einer Dichte von 2,73 g/cm³ [3] vor. Dunkle Sandkörner bestehen oft aus Schwermineralen. Schwerminerale sind per Definition Minerale mit einer Dichte von mehr 2,9 g/cm³. Siehe auch 👉 Schwermineral

Magnet-Versuch
Ein solches Schwermineral ist zum Beispiel Magnetit mit der chemischen Summenformel Fe₃O₄. Seine Körner kann man mit einem starken Magneten aus dem Sand "fischen". Um die kleinen Körnern nach dem Versuch wieder gut vom Magneten abstreifen zu können, empfiehlt Professor Schlichting, den Magneten vorher in dünne Plastikfolie einzuwickeln. [3]

Entmischung
Wenn sich Sandkörner vor allem in ihrer Dichte (und nicht auch stark in ihrer Form oder Größe) unterscheiden, dann werden sie "durch das strömende Wasser deutlich entmischt". Das strömende Wasser "nimmt die leichteren hellen Körner weiter mit als die schwereren dunklen." [3] Die dunklen Körner reichern sich "zum großen Teil am Boden" an, etwa "innerhalb der Rinne" [3].

Bevorzugte Richtung
Die Strömungsmuster zeigen mit ihrer Rinne meist hin zum Meer und mit dem halbkreisförmigen Gebilde meist hin zum Land. Bei Flut strömt das Wasser Richtung Land, bei Ebbe Richtung Meer. Schlichting sieht den Grund für dieses Phänomen in der Steigung des Strand hin zum Land. Bei Flut strömt das Wasser sozusagen bergauf, bei Ebbe bergab. Und "wegen der Neigung des Strands zum Meer hin", bewegt sich das Wasser meerwärts, tut es das mit "größerer Heftigkeit". [3]

Land-Meer
Wenn das Wasser bei Ebbe langsam von Land Richtung Meer zurückfließt, werden vor allem die helleren, leichten Körner mitgerissen. Die schweren dunklen Körner lagern sich landseitig im Luv der Strömung flächig ab und machen diesen Bereich dunkler als die Umgebung. Und meerwärts vom Hindernis nimmt das Wasser wieder vor allem die helleren Körner aus den Rinnen mit. In den Rinnen bleiben die dunklen Körner zurück. Die weißen Körner bilden weiter in Strömungsrichtung eine kleine helle Böschung. [3]

Fossiliert


Stumme Zeugen
Wer solche Strömungsmarken (scour marks) lesen kann, kann damit auch in Fossilien die Strömungsrichtung längst vergangener Meere erkennen. So können Geologen noch Jahrmillionen oder sogar Jahrmilliarden später sagen, in welche Richtung das Wasser vor Urzeiten geflossen ist.

Verwandte Phänomene


Von ihrer Entstehungsweise und ihrer Erscheinungen eng verwandt mit den Strömungskämmen ist die Sandfahne. Während aber die Strömungsmuster von fließendem Wasser erzeugt werden, ist es bei den Sandfahnen der Wind.


Dieses Bild ist für das Verständnis des Textes nicht wichtig. Das Bild wird im Text nicht erwähnt.
Wie Strömungskämme bilden sich auch die Strandfahnen zu tausenden dort am Strand der Nordsee, wo kleine Hindernisse die freie Bewegung eines Fluids wie Wasser oder Luft behindern. Siehe auch 👉 Sandfahne

Aus einer Sandfahne kann letzten Endes eine meterhohe Düne entstehen. Der nächste Schritt in diese Richtung ist das Aufwachsen des Sandhügels bis auf wenige Zentimeter Höhe.


Dieses Bild ist für das Verständnis des Textes nicht wichtig. Das Bild wird im Text nicht erwähnt.
Embryonaldünen zeigen schon einen ersten Pflanzenbewuchs. Die charakteristische Form bleibt oft noch erhalten. Helligkeitsunterschiede deuten auch hier auf den Einfluss unterschiedlicher Dichten, Formen und Größen der Materialien hin. Siehe auch 👉 Embryonaldüne

Noch größere Strukturen kann man in Sandwüsten bestaunen. Die sogenannten Sicheldünen oder Barchane sind oft mehrere Zehnermeter hoch. Auch hier sind die prägenden Kräfte vor allem durch die Geschwindigkeiten von Wind und seiner Fähigkeit Körner mitzunehmen geprägt.

Professor Schlichting erwähnt auch die Ähnlichkeit der Strömungskämme zu einer Bugwelle. [3] Auch Bugwellen zeigen aus Sicht des Wassers hin zum Hindernis einen Hügel, eben die Bugwelle, und dahinter tiefere Bereiche.


Dieses Bild ist für das Verständnis des Textes nicht wichtig. Das Bild wird im Text nicht erwähnt.
Bugwellen ähneln von ihrer Form her den Strömungskämmen. Doch anders als bei diesen ist es hier nicht das Wasser, das sich bewegt, sondern das Hindernis (nämlich das Schiff). Siehe auch 👉 Bugwelle

Fußnoten


  • [2] Hans-Erich Reineck: Das Watt. Ablagerungs- und Lebensraum. Dritte Auflage. Senckenberg-Buch 50. Verlag Waldemar Kramer. Frankfurt am Main. 1982. ISBN: 3-7829-1067-2.
  • [3] H. Joachim Schlichting: Strömungsmuster am Strand. Spektrum der Wissenschaft 7.26 (Juli 2026). Dort sehr ausführlich und mit Bildern auf den Seiten 38 und 39. Der Autor verweist beispielhaft auf den Strand von Maspalomas auf Gran Canaria. Dort werden die Strömungsmuster durch dunkle Schwerminerale im ansonsten weißen Sand besonder gut sichtbar.
  • [4] Bei einem Wirbel gibt es immer eine kreisartige Strömung. Ein Wirbel kann, muss aber nicht auch eine senkrechte, das heißt vertikale Richtung haben. Siehe auch 👉 Wirbel (Strömungslehre)
  • [5] Ein Strudel ist ein Wirbel mit einer vertikalen Strömungsrichtung. Klassisch sind Wassertrudel, die treibende Gegenstände "nach unten reißen" können. Siehe auch 👉 Wasserstrudel
  • [6] Die Dichten von Aragonit und Calcit stammen aus: der Eintrag "Calciumcarbonat". GESTIS-Datenbank. Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetztlichen Unfallversicherung. Abgerufen am 28. Juni 2026. Online: https://gestis.dguv.de/data?name=001650
  • [7]



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