3. Wie steil wird eigentlich eine Sandböschung ?

Durch die herabrieselnden Körner bildet sich im unteren Teil einer Sanduhr ein kegelförmiger Haufen, dessen Böschung anfangs zunehmend steiler wird. Nach kurzer Zeit erreicht die Neigung der Böschung (anders ausgedrückt: der Böschungswinkel) einen kritischen Wert. Die Zufuhr weiterer Sandkörner löst dann kleine Lawinen in der obersten Schicht aus, die von der Kegelspitze aus hangabwärts gleiten. Für einen Moment verringert sich dadurch die Hangneigung auf einen stabilen Wert. Doch schon mit den nächsten herabfallenden Körner wiederholt sich der Prozess: erneute Versteilung der Böschung und erneute Lawinenabgänge. Der Böschungswinkel pendelt sich auf diese Weise selbständig auf einen "kritischen" Wert ein, ohne dass es dazu einer weiteren Regelung bedarf. Physiker haben für diese Verhaltensweise den Begriff "selbstorganisierte Kritikalität" eingeführt.

Bei trockenem Sand liegt der Böschungswinkel meist im Bereich von 30-35 Grad. Der exakte Wert hängt u.a. von der Form der Sandkörner ab. Leicht nachzuvollziehen ist, dass eckige Körner steilere Böschungen ermöglichen als stärker gerundete (versuchen Sie einmal, mit Glasmurmeln einen Kegel aufzuschichten !). Übrigens lassen professionelle Sandburgenbauer aus diesem Grund vorzugsweise Flusssande mit wenig gerundeten Körnern für den Bau ihrer Kunstwerke anfahren.
In Sand- und Kiesgruben trifft man häufig auf Abbauwände, die deutlich steiler sind als die genannten Winkel. Überwiegend ist dafür die natürliche Feuchtigkeit im Sand verantwortlich (® Sandphysik 6). Aber auch natürliche mineralische Bindemittel (Kalk, Eisenverbindungen), die aus dem Grundwasser ausgefällt wurden, können für eine verbesserte Standfestigkeit sorgen.
In etwas größerer Dimension lassen sich Lawinen in Kiesgruben beobachten, wenn das gesiebte Material von Förderbändern zu Kies- und ® Sandhalden abgesetzt wird (Foto rechts). Schnell stößt man hier  noch auf weitere Sand-Geheimnisse.

Im Unterschied zu Sanduhren, die besonders fein- und gleichkörnigen Sand enthalten, umfaßt der Sand auf den Sandhalden ein breiteres Korngrößenspektrum, in der Regel zwischen 0 und 2 mm Korndurchmesser. Besonders im Sommer, wenn die Oberfläche schnell abtrocknet, fällt auf, dass sich größere Sandkörner vorzugsweise im unteren Teil der Böschung sammeln (Foto links). Um diesem Phänomen auf die Spur zu kommen, nehmen wir erneut eine Sanduhr zu Hilfe, allerdings eine besonders gestaltete ...
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