Treibsand

Warnschild vor Treibsand

Treibsand (auch Schwimmsand) ist eine Suspension aus Sand in Wasser. Obwohl er im ungestörten Zustand einigermaßen fest erscheint, verhält er sich unter Druckeinfluss wie ein spezieller Typ Flüssigkeit, ein nichtnewtonsches Fluid.

Funktionsweise

Bei Erschütterungen oder auflagerndem Druck verlieren die Sandkörner den Kontakt untereinander und verschieben sich in ihrer wässrigen Umgebung ohne größeren Widerstand. Trockener Sand würde sich unter diesen Umständen verdichten und verfestigen.

Die nur sehr kleinen Poren zwischen den Sandkörnern verhindern den raschen Abfluss der Flüssigkeit (Kies ist wesentlich durchlässiger und weist dieses Phänomen folglich nicht auf): Die gesamte Suspension geht kurzfristig in einen „verflüssigten“, thixotropen Zustand über, der so lange anhält, bis die Sandkörner nach Abpressung des Porenwassers wieder Kontakt zueinander bekommen.

Der Effekt kann nur auftreten, wenn

• die Sandkörner frisch aufgeschüttet oder umgelagert wurden, die Körner also noch unverkittet in loser Beziehung zueinander stehen und sich die Porenräume leicht mit Wasser füllen.
• genügend Wasser vorhanden ist, um die Porenräume vollständig zu füllen: An Flussläufen in Sedimentationszonen mit sandigem Sediment (also eher im Flussunterlauf), an Quellen unter ständiger Wasserzufuhr sowie in den Küstenbereichen von Seen und Meeren.

Ein wasserstauender Untergrund kann bei entsprechender Geländeform raschen Abfluss des ausgepressten Wassers und Wiederverfestigung des Sandkörpers fast ganz verhindern.

Auftreten von Treibsand

Schön anzusehen ist der Treibsand in Sandbildern: Im frisch rieselnden Sand sind noch größere Mengen Wasser eingeschlossen, der Sand verdichtet sich beim „Anklopfen“ sofort. Dabei reiben die Sandkörner aneinander, die Suspension wird durch die Scherung verdickt und der innere Widerstand - die Viskosität - der Suspension steigt. Kippbewegungen lassen hingegen den flüssigen Zustand wiederaufleben.

Gefahren

Treibsand steht insbesondere durch übertriebene Darstellungen in Abenteuerliteratur und -filmen in dem Ruf, lebensgefährlich zu sein, sobald man in ihn hineingerät. Das ist nur teilweise richtig. Die hohe Gesamtdichte der Wasser-Sand-Dispersion macht das Untergehen tiefer als bis etwa zum Bauch praktisch unmöglich, da die spezifische Dichte des menschlichen Körpers nahe der von Wasser ist; Treibsand hingegen hat mindestens die doppelte. Ein vollständiges Untergehen ist somit ausgeschlossen. In Wattgebieten kann das Einsinken in Treibsand bei aufkommender Flut jedoch tatsächlich zur Todesfalle werden.^[1]

Sich ohne Hilfe aus Treibsand zu befreien, kann je nach Beschaffenheit des Untergrunds und Tiefe des Einsinkens schwierig oder sogar unmöglich sein. Sind die Beine bereits zu tief versunken, wird empfohlen, sich so wenig wie möglich zu bewegen, da der Sand nach einiger Zeit zur Ruhe kommt und der Körper leicht aufgetrieben wird. In betroffenen Gebieten sind die Rettungskräfte mit Pumpen ausgerüstet, die mittels Wassereinspritzung das Gemisch soweit verflüssigen, dass eine Rettung möglich ist.

Treibsand-Effekte (Bodenverflüssigung) können bei Erdbeben Nebenschäden anrichten, wenn größere Flächen thixotroper Sande mitbetroffen sind – so etwa beim Erdbeben von Kōbe 1995 oder beim Untergang von Port Royal 1692.

„Trockener“ Treibsand

In der Zeitschrift Nature publizierten Detlef Lohse (Universität Twente in Enschede) und Koautoren ein Experiment, das „trockenen“ Treibsand erklären könnte.^[2]

Siehe auch

• Quickerde
• Quickton

Einzelnachweise

1. ↑ http://www.planet-wissen.de/alltag_gesundheit/werkstoffe/sand/sand_treibsand.jsp
2. ↑ Detlef Lohse u. a.: Granular physics: Creating a dry variety of quicksand. In: Nature. 432, 2004, S. 689–690, doi:10.1038/432689a.

Weblinks

• Wie Treibsand funktioniert (englisch)
• Grafiken zum Treibsand-Phänomen
• Andrea Naica-Loebell: Kein Entkommen aus dem Treibsand. In: Telepolis. 3. Oktober 2005.
• Bilder von Experimenten mit trockenem Treibsand von Lohse u. a.