Sand

Der Sand ist ein körniger Feststoff , bestehend aus kleinen Teilchen aus dem Zerfall von Materialien mineralischen Ursprung (hauptsächlich schaukelt) oder organischen ( shells skelett Korallen ,  usw. ) , deren Größe zwischen 0,063  mm ( Stringer ) und 2  mm ( Kies ) nach die Definition von körnigen Materialien in der Geologie . Seine Zusammensetzung kann bis zu 180 offenbaren verschiedenen Mineralien ( Quarz , Glimmer , Feldspat , etc.) sowie Kalkstein Debris .

Sand hat viele Anwendungen als körniges Material , vor allem bei der Herstellung von Beton . Es handelt sich um eine nicht erneuerbare Ressource .

Physikochemische Eigenschaftenchemical

Ein einzelnes Teilchen wird Sandkorn genannt. Sand durch identifizierten Korngröße ( Korngröße ). Sand zeichnet sich durch seine Fließfähigkeit aus. Je runder die Körner, desto leichter fließt der Sand. Künstlicher Sand, der durch Schneiden oder mechanisches Zerkleinern von Gestein gewonnen wird, besteht hauptsächlich aus Körnern mit ausgeprägter Rauheit. Wir können auch einen Sand, der vom Wind transportiert wurde, von einem Sand unterscheiden, der vom Wasser transportiert wurde. Der erste ist runder, kugelförmiger, der zweite eher eiförmig. Darüber hinaus hat äolischer Sand eine dunklere Durchsichtigkeit als Fluss- oder Meeressand, der als "matt-glänzend" bezeichnet wird. Das Aussehen der Oberfläche des äolischen Sandkorns ist auf die mehrfachen Stöße zurückzuführen, denen der Sand während seiner Bewegung ausgesetzt ist.

Sand ist oft das Produkt der Zersetzung von Gesteinen durch Erosion . Die häufigsten seiner Bestandteile sind Quarz , der den am wenigsten veränderlichen Granit darstellt, sowie Glimmer und Feldspäte.

Es kann mehrere Farben haben:

Die extreme Vielfalt kommt von den rund 180 verschiedenen Mineralien, die im Sand von den 4.900 bekannten und von Mineralogen beschriebenen Arten entdeckt wurden.

Sand kann auch andere Formen annehmen: Arena , Sandstein .

Die Sandkörner sind leicht genug, um von Wind und Wasser getragen zu werden . Sie sammeln sich dann zu Stränden , Dünen . Ein starker Wind, der sich mit Sand auflädt, ist ein „  Sandsturm  “. Die schwersten Körner werden zuerst in energiereichen Umgebungen (Fluss, Strandspitze) abgelagert, die feinsten in energieärmeren Umgebungen (Delta, See, Becken, Bach).

Die Dichte von trockenem Sand variiert je nach Korngröße und Zusammensetzung zwischen 1,7 und 1,9  kg / l (im Durchschnitt 1.850 kg / m 3 ).

Physikalische Eigenschaften

Der Sand bildet naturgemäß stabile Steigungen bis etwa 30°, jenseits dieses Winkels fließt er durch aufeinanderfolgende Lawinen, um diesen stabilen Hang zu finden. Diese Eigenschaft kann ausgenutzt werden, um perfekte Formen zu untersuchen, die durch das Fließen von Sand auf Platten unterschiedlicher Form erzeugt werden. Wenn Sie beispielsweise Sand auf eine quadratische Basis gießen, bildet der Sand eine perfekte Pyramide mit einer Neigung von 30°.

Ökologie sandiger Umgebungen

Vom Meeresboden bis zur Sandwüste , durch Flüsse und Flussböden und Strände, sind viele Arten an einen Lebenszyklus angepasst, der ganz oder teilweise im Sand stattfindet.
Die Flora des Sandes ist heute ziemlich bekannt, aber die Ökologie der interstitiellen Sandmikrofauna und die Ökologie des Sandes sind noch junge Disziplinen, obwohl sie mindestens in den 1930er Jahren (mit einer akademischen Arbeit von Robert William Pennak) entstanden sind und einige Studien über Der Strand gilt als Ökosystem. In der natürlichen Umgebung (insbesondere in der Gezeitenzone) schwer zu untersuchen, werden sie manchmal im Labor untersucht.

An Land und in trockenen oder entwässernden Gebieten sind Pflanzen oft dornig (Kakteen, Panikauten ...), knorrig oder an die Erhaltung ihres Wassers angepasst und fixieren die Umwelt (Oyats).

In alten, feuchten, oligotrophen und sauren Sanden überleben grabende Tiere wie Regenwürmer nicht, aber winzige Enchytraeidae (die wie durchscheinende oder weiße Regenwürmer aussehen) können reichlich vorhanden sein. Die Dünen werden von halophilen Organismen bewohnt und stabilisiert, die an schwierige Lebensbedingungen, insbesondere in kalten oder heißen Ländern, angepasst sind. In allen Fällen leben zwischen den Sandkörnern, geschützt vor ultravioletten Sonnenstrahlen, Gemeinschaften von mikroskopisch kleinen Organismen. Sogar in Gebieten, in denen es die meiste Zeit des Jahres gefriert, können Mikroorganismen und Bärtierchen gefunden werden.

Der Fall von Stränden

An den Stränden, die zweimal täglich von steigenden und fallenden Gezeiten gefegt werden und wo der Sand oft vom Wind aufgewirbelt wird, sind an der Oberfläche nur wenige Spuren von Leben zu sehen, außer den Sprüngen kleiner Krebstiere wie Talitres; Talitrus Saltator zum Beispiel, wenn das Meer steigt.

Mit einem guten Mikroskop und geeigneten Farbstoffen (da die meisten dieser Organismen transparent sind) würden wir ab den ersten Millimetern oder Zentimetern eine große Menge Bakterien und einige Pilze beobachten.

Diese Organismen ernähren sich (sowie das Mikroplankton und ein Teil des benthischen oder schwebenden Planktons, das bei Ebbe zum Teil in den Sand flüchtet) andere etwas größere Mikroorganismen („  Meiofauna  “). Diese Meiofauna kann durch ihre Anwesenheit, ihren Stoffwechsel, ihre Ausscheidungen und ihre körperliche Aktivität die bakterielle Aktivität fördern, und sie wird selbst als Nahrung für Tiere dienen, die größer sind als sie selbst, insbesondere unter Wasser in der benthischen Gemeinschaft. Letztere sind leichter zu sehen, wenn auch oft versteckte ihre Feinde zu entkommen (dies ist beispielsweise der Fall von Herzmuscheln , Venusmuscheln und Rasierer Muscheln , kleinen Krabben, usw. zum Boden des Strandes und talitres ein wenig mehr in der Höhe).
Die Meiofauna besteht hauptsächlich aus Zersetzern und Raubtieren vom Typ Copepoden , Rädertierchen oder Bärtierchen . Einige ernähren sich von Bakterien und Pilzen, die organisches Material abbauen, andere können sich von Schleim oder verschiedenem Detritus ernähren, der durch Wasser auf der Oberfläche abgelagert wird, oder sogar Leichen oder Exkremente. Andere ernähren sich von ersterem und andere schließlich von letzterem. Unter den Meeresleinen nimmt die Biomasse dank reichlicherer Nahrung erheblich zu.

Umwelt- und physikalisch-chemische Faktoren, die Meiofauna und Mikrofauna in Sand kontrollieren

In den 1970er und 1980er Jahren wurden zahlreiche Studien zu diesem Thema durchgeführt, um die natürlichen Variationen in Verbindung mit physikalischen Faktoren differenzieren und mögliche Auswirkungen menschlicher Aktivitäten unterscheiden zu können.

Die Arten und Biozönosen des Sandes variieren je nach Sandart und Klima, aber auch je nach Jahreszeit, sogar in der Gezeitenzone . Ein weiterer Variationsfaktor am Meer, Teich oder Bach ist die Zoneneinteilung, die der täglichen oder saisonalen Dauer des Eintauchens in den Sand entspricht.

Die Primärproduktivität wird manchmal ziemlich stark durch die Photosynthese gesteuert (zum Beispiel an einem etwas schlammigen und sehr horizontalen Strand, wo sich bei Ebbe ein Biofilm aus Algen und Bakterien bilden kann.

Eine stärkere Belastung durch Wind, Strömungen oder Wellen ist ein weiterer Faktor, insbesondere für die am meisten "exponierten" "extremen" Sandumgebungen, das heißt in diesem Fall sehr häufig stark von den sogenannten "Wellen" geschlagen.

Auch Temperatur- und Salzgehaltsschwankungen sind Ursachen für Veränderungen dieser Ökosysteme. Umweltverschmutzung kann dieses Ökosystem auch stark verändern.

Abstufung nach "Höhe" des Sortiments
  • Die Biodiversität des Lebens, die sich im sandigen Substrat von Stränden etabliert hat, ist nach einem Gradienten organisiert, insbesondere für Meiofauna und Weichtiere. Die im Sand am Grund der Strände lebenden Organismen beteiligen sich an der Reinigung des Sandbodens. Sie sind auch eine wichtige Nahrungsquelle für die Larven und Jungfische einiger Fische. Dies gilt insbesondere für Plattfische (in ihren "Kinderzimmern") und direkt oder indirekt für den Rest der benthischen Gemeinschaft .
  • An der Spitze von Sandstränden und in Dünen spielen diese Gemeinschaften auch eine Rolle für die physische Stabilität von Stränden und Dünen; Tatsächlich kleben die von vielen dieser Mikroorganismen abgesonderten Schleimstoffe die Sandkörner zusammen. Und einige dieser Organismen sind Wühler; indem sie den Sand graben und sich darin bewegen, reichern sie die Umgebung mit Sauerstoff an. Wieder andere leben in Symbiose mit den Wurzeln bestimmter Sandpflanzen und helfen ihnen, Stickstoff zu binden .
Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf Strandsandökosysteme

Studien (die an Stränden der Ostsee und des Mittelmeers durchgeführt wurden ) haben gezeigt oder bestätigt, dass die Anwesenheit von Touristen an einem Strand das Ökosystem des Sandes sowie die Zusammensetzung der Mikrofauna, die zwischen den Sandkörnern lebt, verändert. In diesem Fall ist der " anthropogene  " Effekt  umso ausgeprägter, je näher man sich dem oberen Ende des Strandes nähert (während sich die Mikrofauna am unteren Ende des Strandes auf der Meerseite nicht oder nur sehr wenig ändert, egal ob Touristen oder nicht).

Eine Meeresverschmutzung durch Kohlenwasserstoffe wirkt sich auch auf die Mikrofauna und den Mikroflora-Sand aus, auch wenn die Verschmutzung erschreckend ist (zB ein Strand, der von Müll und Hausmüll ausgesetzt ist oder Morphologie oder Strömungen verändert wurden, zum Beispiel durch den Bau von Buhnen zur Bekämpfung von Erosion.

Verschmutzter Sand

Sande als Drainagemedium können große Mengen bestimmter Schadstoffe (im Falle einer Verschüttung) aufnehmen. Die Kieselsäure adsorbiert ebenso leicht an ihrer giftigen Oberfläche (zB Blei). Verstopfung oder Tod durch biozide Schadstoffe des Lebens des Sandes können eine Ursache für die Schwärzung der Sandschicht sein (mit unangenehmem Geruch in Verbindung mit Mercaptanen und Emission von Treibhausgasen (CO2, Methan) und giftigen Gasen ( H 2 S ) Wasserverschmutzung oder Sand wirkt sich auf die dort lebenden Gemeinschaften aus, insbesondere in der Meeresumwelt .

Ausbildung

Sandstrände wurden durch Meeresströmungen geschaffen, die Sand von einem Strand zum anderen tragen. Die meisten Sande stammen aus der Erosion von Granitfelsen an den Küsten. Es gibt aber auch einen großen Teil des Sandes, der durch Flussströmungen eingebracht wird. Die Sandbänder entlang der Küste hängen daher stark von der Beschaffenheit der sie umgebenden Gesteinsarten und der Kraft der Wellen ab. Kiesstrände haben mehrere Erklärungen. Es ist möglich, dass die Meeresströmungen und die Kraft der Wellen die Sandkörner woanders hingetragen haben: Am Strand sind nur Kieselsteine ​​​​aus der Nähe geblieben. Andere Strände wurden von Grund auf von Männern geschaffen. Diese laden sie regelmäßig mit Kieselsteinen auf, wie es in Südfrankreich der Fall ist.

Auf jeden Fall sind die Strände keine unveränderlichen Orte, sie können durch das Meer, das sie angrenzt, verändert werden. Wir können auch Strände mit Deichen und gelagerten Buhnen anlegen, um die schädlichen Auswirkungen von Wellen zu minimieren.

Nutzung und Wirtschaftlichkeit

benutzen

Die Größe, Natur und mehr oder weniger abgerundete Form seiner Maserung machen es zu einem begehrten Qualitätsmaterial für den Bau.

  • Im Mauerwerk wird Sand als Zuschlagstoff gemischt mit einem Bindemittel wie Kalk oder Zement verwendet.
  • In der Elektronik wird Sand, genauer gesagt das in Kieselsäure enthaltene Silizium, zur Herstellung von Mikroprozessoren verwendet
  • In der Gießerei von Eisenmetallen oder Leichtmetalllegierungen können die Formen aus mit Harzen oder Tonen agglomeriertem Sand hergestellt werden, um die Teile zu gießen.
  • In Kochen , wurde in verwendet XIX - ten  Jahrhundert für die Konservierung von Fleisch .
  • Es wird als Rohstoff für Glas verwendet .
  • Es kann verwendet werden, um Flüssigkeiten (einschließlich Schwimmbadwasser, Abwasser usw.), Gase oder Luft zu filtern (Sandfilter, der die Dämpfe eines Bleiofens filtert , oder Sandfilterluft , die wahrscheinlich Radionuklide enthält, die versehentlich in die Luft eines Kernkraftwerks abgegeben werden emitted Installation  ; „nach der Three Mile Island , Französisch Kraftwerke wurden mit Sandfiltern ausgestattet , um die Eindämmung im Fall eines schweren Unfalls drucklos“ , aber diese Art von Filter wirkungslos bleibt für bestimmte Elemente wie organisches Jod , außerdem nach dem Gutachten nach der Katastrophe von Fukushima " Sandfilter halten Erdbeben nicht stand " ).
  • Aufgrund seiner einfachen Handhabung wird es auch verwendet, wenn Sie Material (egal welcher Art) an einen Ort transportieren müssen, um beispielsweise als Ballast zu dienen oder zu schützen (Sandsack vor Explosionssplittern und Kugeln).
  • Es wird in Fabriken als Schleifmittel verwendet , um Metallteile zu reinigen: Dieses Verfahren ist Sandstrahlen .
  • Sand ist auch ein wichtiges Element im Tourismus, wenn er an Stränden und Dünen vorhanden ist, wo er auch ein wesentliches Element für den Schutz der Küste ist.
  • Es wird auch als Hochdruckstrahl verwendet, um Jeans den gewaschenen Effekt zu verleihen .
  • Landwirtschaftliche Änderung, um sowohl den pH-Wert von zu saurem Boden (z. B. Gemüseanbau) zu erhöhen als auch die Textur des Bodens und natürlich den Mineralstoffbeitrag ( Calciumcarbonat , im Fall von Muschelsand ) für bestimmte Kulturen ( z . B. Kohl ) zu verbessern .
  • Küstenschutz , für die Aufladung von Stränden , um der Erosion entgegenzuwirken, oder für die Schaffung bestimmter künstlicher Inseln, insbesondere derjenigen im Persischen Golf .

Wirtschaft

Sand ist nach Luft und Wasser die am häufigsten genutzte Ressource der Welt. Es repräsentiert ein internationales Handelsvolumen von 70 Milliarden Dollar pro Jahr. Jährlich werden weltweit mehr als 15 Milliarden Tonnen gefördert, das entspricht einer Menge, die der natürlichen Produktion dieser Sedimente durch Flüsse entspricht.

Die Hälfte des jährlich in Marokko für Bauarbeiten verwendeten Sandes, das sind 10 Millionen Kubikmeter, wird laut einem 2019 veröffentlichten Bericht des Umweltprogramms der Vereinten Nationen (UNEP) illegal abgebaut und gefährdet die Küste. Verantwortlich sind laut marokkanischen Umweltverbänden privilegierte Unternehmen, die mit Honoratioren, Parlamentariern oder pensionierten Militärs verbunden sind. Der Sand wird hauptsächlich für den Bau von Infrastruktur im Zusammenhang mit dem Tourismus verwendet

Ökologische Probleme

Wüstensand besteht aus zu runden und zu feinen Körnern, die vor allem eine zu glatte, für ihre Aggregation ungünstige Oberfläche haben  ; es ist daher für den Bau nicht verwendbar.

In vielen Ländern wird Sand daher direkt von Stränden , Meeresböden oder an Stränden angrenzenden Steinbrüchen gewonnen . Die Notwendigkeit des Neubaus führt oft zu einer unkontrollierten Entnahme von Sand, ohne Rücksicht auf die ökologischen Folgen. Sie sind oft schwerwiegend und verursachen an bestimmten Orten das Verschwinden von Stränden, die Verunstaltung der Landschaften und die Versalzung des Grundwasserspiegels. Aufgrund der Bedeutung des finanziellen Einsatzes werden die gesetzlichen Bestimmungen manchmal umgangen oder sogar ganz einfach ignoriert.

Im XXI ten  Jahrhundert, 75 bis 90% der Strände sind gefährdet durch menschliche Ausbeutung oder Meeresuntertauchen.

Auch die alternativen Lösungen, das Ausbaggern von Häfen und Flussbetten, haben im Übermaß schädliche ökologische Folgen. Eine andere Methode besteht darin, weiches Gestein zu zerkleinern , um Sand zu machen, aber die Kosten sind höher. Grünere Baumethoden können den Einsatz von Sand (Holz, Verbundwerkstoffe, Stahl, Recycling von Materialien usw.) vermeiden, dies wird jedoch nicht in allen Teilen der Welt möglich sein.

2018 gaben Forscher bekannt, dass es gelungen sei, auf Basis des reichlich vorhandenen Wüstensandes Beton herzustellen, der es ermöglichen würde, den zu erwartenden Mangel an Meeressand zu vermeiden.

Durch den Einsatz von solarbetriebenen Kraftwerken könnten Glasziegel- Sandschmelzanlagen es ermöglichen, Sandwüsten aus dem Sand zu entfernen, die wieder grün werden und Gewächshäuser in kalten Gebieten mit diesen Glas- Legos zu bauen .

Sandmobilität

In Wasser und Luft werden feine Sande und deren Staub leicht transportiert, manchmal über Tausende von Kilometern. Sie verändern die Chemie meteorischer Wässer , und die Geowissenschaften haben kürzlich gezeigt, dass sie in Bezug auf den Nährstoffhaushalt großer Ökosysteme ( insbesondere Amazonien ) manchmal eine große Rolle spielen :

So werden bestimmte Mineralstoffe durch Stürme von der Sahara in den Atlantik und in den Amazonas-Regenwald und nach Mittelamerika transportiert. Dieses Phänomen wird jetzt insbesondere von der NASA dank Satellitenbildern und Analysen, die mit verschiedenen Mitteln in der Atmosphäre durchgeführt wurden, gut beschrieben . Es wurde geschätzt, dass "Jedes Jahr fast 182 Millionen Tonnen Sand hochfliegen und den Atlantik überqueren" . Laut Reichholf im Jahr 1986 ist der Amazonasboden von Natur aus oft sehr arm an Kalium und Phosphor ( oligotroph ) und sauer, aber dieser luftgetragene Sand (in Kombination mit anderen Aerosolen aus Vulkanen und Meeresgischt ) ist lokal eine essentielle und ausreichende Nährstoffquelle insbesondere für den Amazonas-Regenwald würde dies durchschnittliche jährliche Einträge von 26,9 kg / ha / Jahr für Phosphor und 12,6 kg / ha / Jahr für Kalium erklären. Die Ökosysteme der Anden profitieren auch von Kalzium und anderen Nährstoffen, die von der Sahara bereitgestellt werden.

Die fortschreitende Wüstenbildung in Afrika oder in der Wüste Gobi kann daher den Luftgehalt an Kieselsäure und Partikeln aus Wüsten erhöhen und von Tornados und Sandstürmen mitgerissen werden. Diese Phänomene werden langsam modelliert .

Verschlammung

Die Versandung ist ein Phänomen der Sandversorgung an Land oder im Wasser.

Beispiele sind der Canal du Midi , die Lagune von Venedig , die Versandung des marokkanischen Straßennetzes , sowie die Bucht von Mont Saint-Michel .

Verschlammung bezieht sich auch auf die Lähmung eines im Sand steckenden Fahrzeugs.

Ausdrücke

Sable war der Name eines feinen Pulvers aus Bimsstein oder anderen absorbierenden Substanzen, das vor der Verallgemeinerung von Löschpapier über einen geschriebenen Brief verteilt wurde, um die Tinte zu trocknen .

Manchmal genügt ein Sandkorn , um den Betrieb eines Mechanismus zu blockieren  ; als Erweiterung bezeichnet der Begriff eine kleine Störung, die ein ganzes System blockiert (menschliche Organisation, Strategie, einzelner Gedanke usw.).

Der Sandkasten ist ein Spielort für Kinder; es bezeichnet im weiteren Sinne die kindliche Umgebung ("die Playboys der Sandkästen", Morgane de toi , Renaud ) oder einen Lernort.

Der Sand der Zeit  : der Fluss der Zeit, analog zur Sanduhr .

Der Sandmann  : Figur aus der Fantasie des Kindes, die den Abend im Kinderzimmer verbringt und Sand nach ihnen wirft, damit sie die Augen schließen und einschlafen. So endet jede Folge der Kultserie "  Gute Nacht die Kleinen  ".

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Siehe auch

Literaturverzeichnis

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Filmografie

Zum Thema passende Artikel

Externe Links