UMWELT: Fluch und Segen der kleinen Körnchen

Die Wüste wächst rasant, fast ein Drittel der weltweiten Fläche ist betroffen. Sand ist aber auch ein faszinierendes Material, von dem die Natur und der Mensch profitieren.

Christian Satorius
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Sanddünen in der Sahara sind ein faszinierender Anblick, spannend ist auch die Entstehung eines einzelnen Sandkorns - die Ausbreitung der Wüste stellt aber viele Länder vor grosse Probleme. (Bild: Keystone)

Sanddünen in der Sahara sind ein faszinierender Anblick, spannend ist auch die Entstehung eines einzelnen Sandkorns - die Ausbreitung der Wüste stellt aber viele Länder vor grosse Probleme. (Bild: Keystone)

Im Jahr 2050 soll sie fertig sein, die neue chinesische Mauer. Wie schon die historische «Grosse Mauer» soll auch der neue Schutzwall helfen, den Feind abzuwehren, nämlich die Unmengen von Sandkörnern, die tagtäglich auf die Volksrepublik einstürmen und ihr Körnchen für Körnchen das fruchtbare Land rauben. 2500 Quadratkilometer verliert das Reich der Mitte jedes Jahr durch die Desertifikation, also im wahrsten Sinne des Wortes durch die «Verwüstung» des Landes. Seit den 1970er-Jahren wehrt sich China gegen diese Art des Landraubes mit dem grössten Wiederaufforstungsprojekt der Welt: Bis 2050 sollen 350 000 Quadratkilometer neu bepflanzt werden mit Bäumen, Büschen und Gräsern. Sie sollen nicht zuletzt mit ihrem Wurzelwerk verhindern, dass der Boden weggetragen wird, und darüber hinaus als Schutzwall gegen anstürmende Sandmassen dienen.

110 Länder sind betroffen

Obwohl das Projekt noch nicht einmal beendet ist, zeigen sich heute schon erste Erfolge: Allein die bisher gepflanzten Wälder sorgen dafür, dass Jahr für Jahr 200 Millionen Tonnen Sand weniger verweht werden. Aber nicht nur China, viele Länder auf der ganzen Welt haben grosse Probleme mit der Desertifikation. Laut der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) in Eschborn sind 110 Länder betroffen und mit ihnen fast ein Drittel der gesamten Landoberfläche der Erde. 75 Milliarden Tonnen Bodensubstanz gehen den Fachleuten zufolge jedes Jahr durch Wind- und Wassererosion verloren. Damit hat die Verwüstung Einfluss auf über 40 Prozent der Weltbevölkerung. Vieles davon ist hausgemacht: Abholzung, Überweidung und falsche Bewässerung sorgen dafür, dass die schützende Pflanzendecke zurückgeht, ehemals fruchtbarer Boden wird im wahrsten Sinne des Wortes vom Winde verweht, die Wüste hat nun leichtes Spiel.

Saharastaub in Skandinavien

Wissenschaftler gehen davon aus, dass allein aus den Wüsten jedes Jahr bis zu zwei Milliarden Tonnen Staub rund um den Erdball verteilt werden. Saharastaub kann so bis nach Skandinavien vordringen. Im Jahr 2003 haben Forscher in Europa Staub nachweisen können, der aus der zentralasiatischen Wüste Takla Makan stammt. In nur 14 Tagen haben die winzigen Körnchen 20 000 Kilometer zurückgelegt. Überhaupt spielt die Körnchengrösse für den Transport des Sandes eine grosse Rolle. Je kleiner die Körner sind, desto einfacher lassen sie sich vom Wind davontragen beziehungsweise vom Wasser befördern. Wenn man es ganz genau nimmt, dann gilt den Geologen eigentlich nur eine Körnchengrösse von 0,063 Millimetern bis 2 Millimetern als Sand. Grössere Körner bis zu 63 mm bezeichnen sie als Kies, noch grössere als Steine. Feinere Körnungen heissen bis zu einer Grösse von 0,002 Millimetern Schluff und noch kleinere Ton.

Robuste kleine Körnchen

Woher der Sand im Einzelnen kommt, können Fachleute in der Regel ganz genau bestimmen. So gibt es Sande, die aus Vulkanausbrüchen stammen, die so genannten pyroklastischen Sande. Sie finden sich unter anderem auf den bei Touristen so beliebten Kanarischen Inseln, die ja allesamt vulkanischen Ursprungs sind. Auf den Bahamas und auch auf den Karibischen Inseln geht es farblich genau entgegengesetzt zu: Hier findet sich vor allem schneeweisser Sand, der so genannte Karbonatsand, der vor allem aus winzigen Stückchen von Muscheln, Schneckengehäusen und Korallen besteht. Meist ist der Sand aber terrestrischen Ursprungs, und es handelt sich ganz schlicht und einfach um Quarzsand (Siliziumdioxid). Zum einen gibt es natürlich sehr viel davon, Silizium ist mit 27-prozentigem Anteil das zweithäufigste Element der Erdkruste, gleich nach Sauerstoff mit 46 Prozent. Zum anderen ist Quarzsand sehr hart, oftmals bleibt er ganz einfach aus diesem Grund noch lange Zeit als Körnchen bestehen und widersetzt sich der Verwitterung so gut es geht.

Je nach Ausgangsmaterial dauert es seine Zeit, bis ein ideales rundes Sandkörnchen entstehen kann. Wird etwa durch Frosteinwirkung ein kleines Mineralstückchen aus einem Berg abgesprengt und anschliessend in einem Gletscher zu Tale transportiert, so kann man das sehen: Der Druck der anderen Steine, die im Gletscher über diesem transportiert werden, zersprengt das Mineral in immer weitere kleinere Teilchen und sorgt so für immer mehr scharfe Kanten. Kommt der Gletscher nun zum Erliegen und taut das Eis, werden die kleinen Mineralstückchen freigesetzt und können sich ablagern. Nun setzt die Verwitterung ein, das Teilchen wird verweht oder weggeschwemmt, verliert so durch mechanische Reibung, aber auch durch chemische Prozesse ständig an Grösse. Irgendwann kann sich das Körnchen ablagern und wird von anderen Sedimenten überdeckt. Bindemittel wie Kieselsäure verkitten die Körner untereinander (Diagenese). Eines Tages kommen sie wieder ans Tageslicht (etwa durch tektonische Hebung), werden abgesprengt, und der Zyklus beginnt von Neuem.

Ältestes Sandkorn der Welt

Bis auf diese Art und Weise ein schönes ideales rundes Sandkörnchen entsteht, können schon mal 200 Millionen Jahre ins Land gehen – aber auch nur bei weichem Sandstein, Quarz benötigt etwa zehnmal so lange. Erst vor wenigen Jahren entdeckten Wissenschaftler der Universität Perth in Australien ein Sandkörnchen, das älter ist als alle anderen bisher gefundenen, also quasi das älteste Sandkorn der Welt. Sie konnten es auf 4,4 Milliarden Jahre datieren. Damit ist es in etwa genauso alt wie die Erde selbst mit ihren zirka 4,6 Milliarden Jahren. Nun sind diese im Wortsinne steinalten Körnchen, die vom Winde verweht werden, aber nicht nur ein Fluch für die Menschheit – Stichwort Desertifikation –, sie sind auch ein Segen. Allein die 240 Millionen Tonnen Sand aus der Sahara, die alljährlich bis zu 5 Kilometer weit in die Luft aufsteigen, düngen nicht nur das Plankton im Meer, sondern auch den Regenwald des Amazonas in 5000 Kilometer Entfernung. Dort kommen immerhin noch 50 Millionen Tonnen Sand im Jahr an. Vielen Tierarten sind selbst die Wüsten zur Heimat geworden. So gibt es allein in der Sahara fast einhundert Vogelarten, mehr als halb so viele Echsenspezies, mehrere Dutzend Arten von Schlangen und noch mehr Nager, ebenso wie zahlreiche Insekten- und Spinnentiere oder Skorpione.

Aber auch wir Menschen setzen vielfach auf Sand als Baumaterial, für die Glasherstellung, selbst in Gummi und Zahnpasta befinden sich Sandbestandteile, Sand filtert sogar unser kostbares Trinkwasser. Ja unser gesamtes Computerzeitalter wäre ohne den Rohstoff Silizium, der in der Chipherstellung verwendet wird, undenkbar. Sand kann eben Fluch und Segen zugleich sein.