2. Störungen im Sand

Apropos Verformung: Lassen wir eine Glaskugel (oder einen anderen größeren Gegenstand) aus einiger Höhe auf trockenen Sand fallen, verformt sich der Sand am Auftreffpunkt mehr oder minder heftig. In unserem Beispiel (Foto unten) werden regelrechte Sandfontänen wellenartig zur Seite katapultiert.

Glaskugel im Anflug
Physikalisch betrachtet wird dabei die Bewegungsenergie der Glaskugel im Bruchteil einer Sekunde auf unzählige Sandkörner übertragen. Während die Kugel schlagartig zur Ruhe kommt, vollzieht sich der Energieabbau im Sand durch ungezählte Kollisionen von Sandkörnern, die sich aneinander reiben, gleitende, drehende und springende Bewegungen vollführen. Diese auch als Dissipation bezeichnete Eigenschaft körniger Medien ist beispielsweise der Grund dafür, warum Sandsäcke in kriegerischen Zeiten als Schutz gegen Geschossen dienen. ® Beachsportlern garantiert dieses Verhalten weiche Landungen und fordert gleichzeitig erhöhte Leistungen von der Beinmuskulatur.
Ein Stauchungs-Experiment 
in der ® Sandbox


Geologische Störungen (Verschiebungen) im Sand
Noch ein Experiment: wir nehmen einen kleinen Holzkasten, der auf der Vorderseite mit einer Glasscheibe und innen mit einer beweglichen Trennwand ausgestattet ist. Diesen befüllen wir mit Schichten aus trockenem Sand unterschiedlicher Farben. Nun schieben wird die Trennwand langsam gegen den Sand. Wer nun nach dem vorherigen Experiment diffuse Stauchungseffekte im Sand erwartet hätte, dürfte vom Ergebnis überrascht sein. Stattdessen findet die Verformung im Sand nur innerhalb schmaler Zonen statt, während dazwischenliegende Bereiche quasi wie Blöcke gegeneinander verschoben werden. Auf Ebene der Sandkörner vollziehen sich in den Scherzonen komplexe Vorgänge. Dazu gehören die schon genannte Dilatanz, die Einregelung von Körnern oder auch Entmischungsvorgänge (s.u.).
Solche Scherzonen (Geowissenschaftler sprechen dabei auch von geologischen Störungen) lassen sich in der Natur in Sandgruben beobachten, in denen eiszeitliche Ablagerungen aufgeschlossen sind, die durch Gletschereis gestaucht oder bei Rutschungen deformiert wurden. 
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