La sabbia è un materiale granulare naturale non consolidato. La sabbia è composta da granelli di sabbia che variano in dimensioni da 1/16 a 2 mm (62,5 microm 2000 micrometri). I granelli di sabbia sono particelle minerali, frammenti di roccia o di origine biogenica. Il materiale granulare più fine della sabbia è indicato come limo. Il materiale più grossolano è ghiaia. La maggior parte della sabbia è composta prevalentemente da minerali di silicato o frammenti di roccia di silicato. Di gran lunga il minerale più comune nella sabbia è il quarzo., Quindi, il termine “sabbia” senza qualificazione è immaginato per essere composto principalmente di quarzo. Tuttavia, la sabbia è una miscela naturale che significa che non è mai pura. In nessun modo si può dire che quarzo e sabbia sono la stessa cosa. La sabbia consolidata è un tipo di roccia noto come arenaria.

Campioni di sabbia colorata da vari angoli del mondo:
1. Sabbia di vetro da Kauai, Hawaii
2. Dune di sabbia dal deserto del Gobi, Mongolia
3. Sabbia di quarzo con glauconite verde dall’Estonia
4. Sabbia vulcanica con rossastro alterato basalto da Maui, Hawaii
5., Sabbia corallina da Molokai, Hawaii
6. Corallo dune di sabbia rosa da Utah
7. Sabbia di vetro vulcanico dalla California
8. Granato sabbia da Emerald Creek,Idaho
9. La sabbia di olivina da Papakolea, Hawaii

La sabbia si forma principalmente per la rottura chimica e/o fisica delle rocce. Questo processo è noto collettivamente come agenti atmosferici. Gli agenti atmosferici fisici e chimici sono solitamente trattati separatamente, ma in realtà di solito vanno di pari passo ed è spesso difficile separarsi l’uno dall’altro perché tendono a sostenersi a vicenda.,

Agenti atmosferici chimici è molto più importante fattore di produzione di sabbia nel complesso. Funziona in modo più efficiente in clima umido e caldo. Gli agenti atmosferici fisici dominano nelle zone fredde e/o asciutte. Agenti atmosferici di roccia che produce sabbia di solito si svolge nel terreno. Il suolo copre la roccia come uno strato sottile, fornendo umidità per il processo di disintegrazione delle rocce.

Granito rapakivi esposto alle intemperie sulla costa della Carelia, Russia (Golfo di Finlandia).

Il granito è un tipo di roccia comune e serve come un grande esempio di processi di formazione della sabbia., Il granito è composto da feldspato (rosa e bianco) che si decompone chimicamente in minerali argillosi. Un altro importante costituente del granito è il quarzo (grigio). Il quarzo è molto resistente agli agenti atmosferici chimici. Non altera a qualsiasi altro minerale — il quarzo è quarzo e rimarrà così. Alla fine va in soluzioni, ma MOLTO lentamente. Quindi, il granito disintegrato produce molti grani di quarzo che saranno trasportati principalmente dall’acqua corrente come granelli di sabbia. Il campione viene dall’Italia. Larghezza di vista 21 cm.,

Ecco una foto di granito disintegrato (campione di sabbia) dalla Svezia. È una miscela di quarzo angolare e grani di feldspato. L’abbondanza di feldspato e l’angolosità dei grani è un forte indizio che questo campione di sabbia non è stato trasportato a lungo dalla sua area di origine e le condizioni climatiche non possono essere umide e calde. Larghezza del campione 20 mm.

Ecco un esempio di campione di sabbia matura dagli Stati Uniti (arenaria di San Pietro del periodo ordoviciano). È composto da grani di quarzo quasi puri e ben arrotondati., Questo è ciò che alla fine accade se diamo abbastanza tempo per la natura per distruggere chimicamente la maggior parte degli altri minerali che erano presenti nelle rocce di origine. La pietra arenaria di San Pietro ha visto molto aumentare la domanda negli ultimi anni perché è adatta per scopi di fracking. Larghezza di vista 20 mm.

Ma cosa succede ad altri minerali? Sono convertiti in nuovi minerali stabili in condizioni atmosferiche (principalmente minerali argillosi) o vengono portati via come ioni in soluzioni idriche e finiscono negli oceani., Quindi questi sono fiumi d’acqua dolce che portano ioni al mare e lo rendono salato. C’è una bella dose di ironia in esso. I minerali argillosi sono trasportati anche dai fiumi e di solito ci riferiamo a questo carico di argilla come fango. C’è un letto del fiume fangoso temporaneamente asciutto sulla foto. Il fango che ricopre queste rocce è una miscela di minerali argillosi, sabbia fine, limo e acqua. Barranco de las Augustias, Caldera de Taburiente, La Palma.

Composizione della sabbia

La sabbia è un materiale residuo di rocce preesistenti., È quindi composto da minerali che erano già lì nelle rocce prima che iniziasse la disintegrazione. Tuttavia, c’è un aspetto importante: la sabbia si verifica in un ambiente duro in cui sopravvivono solo i più forti. Con” più forte ” intendo il più resistente ai processi atmosferici.

Il quarzo è uno di questi minerali (elenco dei minerali nella sabbia) ma non l’unico. È così dominante nella maggior parte dei campioni di sabbia perché è così abbondante. il 12% della crosta è composto da esso. Solo i feldspati sono più abbondanti del quarzo. (Ecco ulteriori informazioni sulla composizione della crosta).,

Minerali relativamente rari come tormalina, zircone, rutilo, ecc. sono anche molto resistenti agli agenti atmosferici, ma raramente costituiscono più di poche percentuali della composizione della sabbia. Questi minerali sono collettivamente indicati come minerali pesanti.

Spiaggia di sabbia dallo Sri Lanka che contiene un sacco di minerali pesanti. La maggior parte di loro sono spinello rossastro e granato. Larghezza di vista 20 mm.

Minerali pesanti possono talvolta verificarsi nella sabbia in concentrazioni molto più elevate. Ciò è solitamente un risultato di ordinamento idrodinamico., Le onde del mare o il flusso del fiume risolvono i grani più pesanti e portano via quelli più leggeri. Tali eventi sono noti come placer e sono spesso usati come una preziosa risorsa minerale. I minerali che vengono spesso estratti dai depositi di placer sono oro, cassiterite, ilmenite, monazite, magnetite, zircone, rutilo, ecc.

Concentrato di zircone estratto dalla sabbia della spiaggia in Sud Africa. Larghezza di vista 12 mm.

Il quarzo domina sicuramente nella maggior parte degli ambienti sabbiosi, ma di solito è accompagnato da feldspati., I feldspati sono solo moderatamente stabili in condizioni atmosferiche, ma il loro volume complessivo nelle rocce comuni è enorme. Più della metà dell’intera crosta è composta da feldspati. Altri minerali comuni che formano la roccia come anfiboli e miche si verificano spesso anche nella sabbia. Alcuni minerali comuni in alcune rocce come olivina e pirosseni si verificano nella sabbia in volume più piccolo perché la loro resistenza agli agenti atmosferici non è nulla di cui vantarsi.

Tuttavia, ci sono abbastanza spiagge sabbiose che sono per lo più composte da pirosseni e olivina con magnetite. Come puo ‘ succedere una cosa del genere?, Tali spiagge con sabbia nera si verificano in aree vulcanicamente attive dove mancano rocce portanti quarzo. I pirosseni e l’olivina sono minerali comuni nelle rocce mafiche come il basalto. La sabbia nera è un fenomeno tipico delle isole vulcaniche oceaniche dove manca il granito e le rocce ricche di quarzo felsico sono rare.

I ciottoli di basalto vicino alla punta meridionale di La Palma si trasformano lentamente in sabbia nera tipica delle isole oceaniche vulcaniche.

La sabbia nera si forma nelle isole vulcaniche se non sono disponibili quarzo e grani biogenici., Ecco una scogliera basaltica e sabbia nera su La Palma, Isole Canarie.

La sabbia della spiaggia di Siesta Key in Florida, d’altra parte, è composta quasi esclusivamente da grani di quarzo ed è quindi bianca come può essere.

La maggior parte dei campioni di sabbia sono costituiti da granelli di sabbia che sono composti da un singolo minerale — grani di quarzo, grani di feldspato, ecc. Ma la sabbia può anche contenere grani che sono aggregati di cristalli cioè frammenti di rocce (noti anche come frammenti litici). La sabbia litica è solitamente immatura e tende anche a formarsi quando le rocce sono a grana molto fine., Granito di solito si disintegra in grani minerali distinti, ma fillite e basalto per esempio sono spesso così a grana fine che tendono a verificarsi nella sabbia come frammenti litici. I frammenti litici sono comuni anche nelle regioni in cui l’erosione è rapida (terreno montuoso). Potete trovare di più su sabbia immatura in questo articolo: Sabbia che ricorda la roccia che era una volta.

A volte la sabbia contiene nuovi minerali o aggregati minerali che erano inesistenti nelle rocce di origine. Un esempio notevole è una glauconite minerale argillosa che si forma nella sabbia marina e conferisce un caratteristico colore verde scuro a molti campioni di sabbia. In alcuni casi la glauconite nella sabbia può provenire da arenaria glauconitica disintegrata nelle vicinanze, ma alla fine è comunque di origine marina.

Sabbia glauconitica dalla Francia. Larghezza di vista 20 mm.

Ci sono molti altri strani campioni di sabbia che richiedono particolari condizioni di formazione., Un buon esempio è la sabbia nel New Mexico che è composta da gesso puro. Ne ho scritto qui: Sabbia di gesso. La sabbia con una tale composizione è strana e inaspettata perché il gesso è un minerale di evaporite. È stato precipitato da acqua iper-salina e va facilmente in soluzione di nuovo. Quindi, può sopravvivere solo in condizioni asciutte senza sbocco al mare. L’alite, che è ancora più solubile del gesso, è anche nota per formare sabbia in condizioni speciali.

La cenere vulcanica viene solitamente trattata separatamente, non come un tipo di sabbia., Probabilmente perché noi umani tendiamo a creare barriere artificiali e principi di classificazione. Pensiamo che la sabbia sia un insieme di particelle sedimentarie, ma le rocce sedimentarie e ignee sono due mondi diversi. In realtà, questo è più complicato perché ci sono tutte le ragioni per dire che i grani di cenere vulcanica (e altre particelle piroclastiche come lapilli e bombe vulcaniche) sono anche particelle sedimentarie perché si sono depositate sul terreno non in modo molto diverso rispetto ai granelli di sabbia in una duna., La cenere vulcanica e la sabbia hanno anche principi di classificazione comparabili: la cenere vulcanica è un sedimento piroclastico con una granulometria media inferiore a 2 millimetri. Quindi, la cenere vulcanica è un analogo vulcanico di sabbia e limo.

La cenere vulcanica di St. Helens è composta da frammenti di pomice e grani minerali. Larghezza di vista 20 mm.

Il terzo componente principale e versatile della sabbia (altri due erano grani minerali e frammenti litici) sono grani di origine biogenica. La sabbia biogenica è composta da frammenti di esoscheletri di organismi marini., I contributori comuni sono coralli, foraminiferi, ricci di mare, spugne, molluschi, alghe, ecc. Tale sabbia è solitamente conosciuta come sabbia corallina anche se in molti casi non contiene affatto frammenti di corallo. La sabbia biogenica è di colore chiaro e diffusa nelle spiagge marine a bassa latitudine anche se ci sono delle eccezioni. I coralli infatti vivono solo in acqua calda, ma molti altri taxon possono fare bene nel clima più freddo (alghe coralline, vongole, alcuni forami). La maggior parte dei granelli di sabbia biogenici sono calcarei e forniscono materiale per la formazione di calcare. La maggior parte dei calcari sono ex fanghi calcarei depositati sul fondo marino.,

A volte la sabbia contiene o è interamente composta da grani di carbonato ben arrotondati che non sono frammenti di organismi marini morti. Questi grani sono ooidi che richiedono anche condizioni di formazione speciali.

La sabbia biogenica delle Tuamotu è composta principalmente da forame. Larghezza di vista 20 mm.

Ooid sabbia da Cancún, Yucatán, Messico. Larghezza di vista 5 mm.

La sabbia non ha bisogno di essere una raccolta pura di grani minerali, litici o biogenici. In molti casi due di loro e talvolta anche tre sono mescolati.,

Miscela di rocce vulcaniche mafiche e vari grani biogenici in una sabbia dell’arcipelago delle Azzorre. Larghezza di vista 20 mm.

Miscela di rocce vulcaniche di colore scuro, grani biogenici usurati e alcuni grani di silicato dell’isola di Jeju-do, Corea del Sud. Larghezza di vista 20 mm.

Struttura e trasporto della sabbia

I geologi descrivono la sabbia misurando la rotondità dei grani e la distribuzione delle dimensioni dei grani. In questo modo sperano di far luce sull’origine dei grani misurati., La rotondità di solito fornisce informazioni sulla lunghezza del percorso di trasporto e la distribuzione delle granulometrie aiuta a determinare da quale ambiente provengono questi grani. La sabbia del fiume è solitamente scarsamente ordinata e compositivamente immatura. La sabbia della spiaggia è più arrotondata e la sabbia delle dune eolie è generalmente ben ordinata.

Sabbia di fiume mal ordinata dal Sikkim, India. Larghezza di vista 20 mm.

La dimensione media dei grani è determinata dall’energia del mezzo di trasporto. Una maggiore velocità di corrente (flusso di flusso o onde marine) può trasportare carichi più pesanti. I sedimenti a grana grossa rivelano quindi che sono stati influenzati dal mezzo energetico perché il materiale più fine viene portato via.

A volte il flusso del fiume è così energico che i granelli di sabbia vengono portati via e rimangono solo grandi pietre arrotondate. Tali depositi litificati di precedenti letti fluviali sono noti come conglomerati. Foto scattata a Cipro.,

La sabbia è per lo più trasportata dai fiumi, ma i granelli di sabbia medi sono troppo grandi e pesanti perché il fiume medio li porti in sospensione. Quindi, i granelli di sabbia tendono a muoversi in salti. Vengono sollevati da una corrente più energica e si depositano quando la velocità della corrente diminuisce e quindi aspettano il prossimo salto. Questa modalità di movimento è nota come saltazione. Il grano medio di limo si muove in modo diverso. È abbastanza leggero da essere trasportato in sospensione per lungo tempo e questo è in realtà uno dei motivi più importanti per cui trattiamo il limo separatamente dalla sabbia.,

La maggior parte dei granelli di sabbia trasportati dai fiumi si depositano alle bocche dove la velocità della corrente scende improvvisamente. Quindi le onde del mare (correnti longshore) prendono il sopravvento e trasportano sabbia lungo la costa. I granelli di sabbia trasportati dai fiumi si depositano anche su pianure alluvionali e barre puntiformi (all’interno della curva dei torrenti dove il flusso di corrente è il più lento).

La sabbia viene anche trasportata dal vento, dalle correnti oceaniche, dai ghiacciai, dalle correnti di torbidità, ecc. La sabbia in movimento forma forme come increspature e dune.

Ondulazioni su un piano di marea in Irlanda.,

Dunes of Maspalomas on Gran Canaria.

Sand dunes near Stovepipe Wells, Death Valley (Mesquite Dunes).

Sand dune in Sahara (Morocco) on a windy day.

Further reading

Pettijohn, F. J., Potter, P. E. & Siever, R. (1973). Sand and Sandstone. Springer
Siever, R. (1988). Sand, 2nd Edition. W H Freeman & Co.