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Lexikon der Geographie: Sandkorngrößen

Sandkorngrößen, Korngrößenklasse von Sand. Sie reichen von Durchmessern von 0,063 mm bis 2,0 mm und werden nochmals unterteilt in Feinsand (0,063-0,2 mm), Mittelsand (0,2-0,63 mm) und Grobsand (0,63-2 mm). Bei äolischen Sanden spielt die Korngrößenanalyse eine große Rolle, da aus den Korngrößenparametern und den Korngrößenverteilungen wichtige Rückschlüsse auf Sandquellen, Sandtransport, Dünenentstehung, Dünentypen, Sand- und Dünenmobilität und -stabilität, Prozesse wie Akkumulation und Deflation und deren Bilanzen, Windstärken und Paläowinde, Paläodünen und ganze Paläo-Landschaften (z.B. auch in Äolianiten) gezogen werden können. Die Auswertungsmethode wird als Granulometrie bezeichnet. Bewährt haben sich für die notwendige Fraktionierung durch Siebung sog. φ-Siebsätze, deren Maschenweiten dem negativen Logarithmus des Korndurchmessers zur Basis 2 folgen:
φ=- 2log d (also z.B. Maschenweiten von φ=0 (1 mm), φ=1 (0,5 mm), φ=2 (0,25 mm), φ=3 (0,125 mm), φ=4 (0,063 mm) oder Bruchteile davon (l/2 φ, 1/4 φ ...). Die ausgewogenen und in Prozentanteile umgerechneten Fraktionen werden als Korngrößensummenkurve in ein Wahrscheinlichkeitsnetz (mit an beiden Enden logarithmisch gedehnter Ordinate) gezeichnet (oder digital danach berechnet). Auf der Abszisse werden die φ-Werte zu den Prozentwerten abgegriffen, die zur Berechnung der Korngrößenparameter Mittlere Korngröße (Mz), Sortierung (So), Schiefe (Sk) und Kurtosis (K) nach bestimmten Formeln benötigt werden:

Mz=(φ16+φ50+φ84)/3

So=(φ84-φ16)/4+(φ95-φ5)/6,6

Sk=(φ16+φ84-2φ50)/2(φ84-φ16)+(φ5+φ95-2φ50)/2(φ95-φ5)

K=(φ95-φ5)/2,44(φ75-φ25).
Die Mittlere Korngröße gibt genauer als der Median den Mittelwert aller in der Sandprobe enthaltenen Körner wieder. Da die meisten äolisch bewegten Sande ein Maximum in der Korngrößenfraktion 0,125-0,25 mm besitzen, bewegt sich auch die Mittlere Korngröße innerhalb dieser.
Die Sortierung ist ein Maß für die Breite der Häufigkeitsverteilung, wäre also am besten (kleinste Werte) bei einer Probe mit identischen Korngrößen (am nahesten kommt dem der Treibsand). Sonst sind die Sande der aktiven Dünenkämme am besten sortiert. Von Wasser abgelagerte Sande sind in der Regel deutlich schlechter sortiert.
Die Schiefe (Sk von engl. skewness) gibt die Asymmetrie der Korngrößenverteilung wieder und ist bei Dünensanden normalerweise positiv, weil der Feinkornanteil den Grobkornanteil überwiegt (bei Strandsanden z. B. negativ).
Die Kurtosis ist ein Maß für die Gipfelhöhe der Häufigkeitsverteilung und für die Interpretation besonders wichtig, weil übersteilte Gipfel (Leptokurtosis) ein Hinweis auf äolisch vorsortierte Sande und verflachte Gipfel (Platykurtosis) ein Hinweis auf Ablagerung in einem anderen (Paläo-) Milieu sind. Normale mobile Dünensande liegen dazwischen (Mesokurtosis).
Aussagekräftiger als die Korngrößenparameter sind jedoch die Korngrößenhäufigkeitsverteilungen selbst, sofern sie korrekt als 1. Ableitung der Summenkurve, d.h. Gew.%/dmm auf der Ordinate, gezeichnet werden ( Abb. ). Offensichtlich reagiert die 1. Ableitung sensibler auf äolische Prozesse, die aus Einzelkornbewegungen bestehen, da nicht nur das Fraktionsgewicht (Gew.%) sondern auch die bei gleichem Gewicht unterschiedliche Kornzahl (dmm) mit berücksichtigt wird. Da jetzt die Feinkornfraktionen stärker betont werden, lassen sich die Korngrößenparameter (z. B. Schiefe) an diesem Diagramm nicht mehr überprüfen. Anhand der unterschiedlichen Kurvenformen lassen sich granulometrische Sandtypen unterscheiden, die in allen Wüsten der Erde vorzukommen scheinen und kennzeichnend für die Ablagerungsgeschichte und äolische Dynamik des jeweiligen Sandes sind. Bei Barchanen lässt sich auf diese Weise auch unterschiedliches Alter erkennen.

HBe


Sandkorngrößen: Sandkorngrößen: Granulometrische Sandkorngrößen.

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Grafik:
Mathias Niemeyer (Leitung)
Ulrike Lohoff-Erlenbach
Stephan Meyer

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