Wie viele Sandkörner gibt es auf der Welt? Die Schätzung

Kurz gesagt: Eine oft zitierte Abschätzung kommt auf rund 7,5 Trillionen Sandkörner — eine Sieben mit achtzehn Nullen — auf allen Stränden der Erde. Rechnet man Wüsten und Meeresböden mit, wird die Zahl um ein Vielfaches größer. Die Zahl der Sterne im beobachtbaren Universum übertrifft beide Werte deutlich.

Woher die Zahl stammt

Die bekannteste Abschätzung stammt von Forschern der Universität von Hawaii, die aus der geschätzten Länge und dem Querschnitt der Strände weltweit ein Gesamtvolumen berechneten. Daraus ergab sich, geteilt durch das Volumen eines durchschnittlichen Sandkorns, die Größenordnung von etwa 7,5 mal zehn hoch achtzehn. Die Zahl bezieht sich ausdrücklich nur auf Strände.

Solche Rechnungen heißen Abschätzungen der Größenordnung und beanspruchen keine Genauigkeit. Sie sollen zeigen, ob eine Zahl bei Millionen, Milliarden oder Trillionen liegt. Ob das Ergebnis am Ende um den Faktor zwei danebenliegt, spielt dabei keine Rolle.

Genau deshalb kursieren unterschiedliche Werte: Je nachdem, welche Korngröße und welche Strandbreite angenommen wird, verändert sich das Ergebnis um Faktoren. Die Größenordnung bleibt jedoch stabil. Sie liegt im Bereich von Trillionen.

Wie man so etwas berechnet

Der Weg ist immer derselbe: Man zerlegt eine unlösbare Frage in mehrere schätzbare Teilfragen und multipliziert die Ergebnisse. Wie lang sind die Strände der Erde? Wie breit und wie tief ist eine typische Sandschicht? Wie viele Körner passen in einen Kubikzentimeter?

Für ein Sandkorn wird meist ein Durchmesser von einem halben Millimeter angesetzt, woraus sich etwa acht Millionen Körner je Liter ergeben. Multipliziert mit dem geschätzten Gesamtvolumen entsteht die Endzahl. Jeder Schritt ist nachvollziehbar und einzeln überprüfbar.

Diese Methode geht auf den Physiker Enrico Fermi zurück und wird deshalb Fermi-Abschätzung genannt. Sie wird in Physik und Ingenieurwesen regelmäßig eingesetzt. Für Alltagsfragen ist sie ebenso brauchbar.

Wüsten und Meeresböden

Die Schätzung von 7,5 Trillionen betrifft ausschließlich Strände. Wüsten enthalten deutlich mehr Sand, weil sie riesige Flächen mit teils hunderte Meter mächtigen Ablagerungen bedecken. Allein die Sahara übertrifft alle Strände zusammen um ein Vielfaches.

Dazu kommen die Sedimente auf den Meeresböden, die den größten Teil der Erdoberfläche bedecken. Auch sie bestehen zu erheblichen Teilen aus Sand und feinerem Material. Eine Gesamtzahl dafür anzugeben, ist kaum sinnvoll.

Wer alle diese Vorkommen zusammenrechnet, kommt auf Zahlen jenseits von zehn hoch zwanzig. Die Angaben schwanken dann allerdings um Größenordnungen. Deshalb beschränkt sich die bekannte Schätzung auf Strände.

Der Vergleich mit den Sternen

Die Milchstraße enthält hundert bis vierhundert Milliarden Sterne, und im beobachtbaren Universum gibt es hunderte Milliarden bis Billionen Galaxien. Daraus ergeben sich schätzungsweise zehn hoch zweiundzwanzig bis zehn hoch vierundzwanzig Sterne. Das ist tausend- bis millionenfach mehr als die Zahl der Sandkörner an den Stränden.

Der Satz, es gebe mehr Sterne als Sandkörner, stimmt also — sofern man Strände meint. Zieht man Wüsten und Meeresböden hinzu, rücken beide Zahlen näher zusammen. Ganz aufholen lässt sich der Abstand aber nicht.

Umgekehrt gilt eine andere Rechnung: In einem einzigen Glas Wasser stecken mehr Moleküle als Sterne im beobachtbaren Universum. Beide Vergleiche zeigen dasselbe. Unsere Anschauung versagt bei solchen Zahlen vollständig.

Was Sand überhaupt ist

Sand ist keine Materialangabe, sondern eine Korngrößenklasse: Körner zwischen etwa 0,063 und zwei Millimetern gelten als Sand. Feineres heißt Schluff, Gröberes Kies. Diese Einteilung ist in Normen festgelegt.

Zusammensetzung und Farbe hängen vom Ursprungsgestein ab. Der häufigste Bestandteil ist Quarz, weil er sehr verwitterungsbeständig ist. Auf vulkanischen Inseln findet man schwarzen Sand, auf Korallenriffen weißen aus Kalk.

Unter dem Mikroskop unterscheiden sich Sandproben von verschiedenen Stränden deutlich. Form und Rundung verraten, wie weit das Material transportiert wurde. Für Geologen ist Sand deshalb eine informative Probe.

Warum Sand knapp wird

So unvorstellbar die Zahl ist, brauchbarer Sand ist ein knappes Gut. Beton benötigt kantigen Sand, wie ihn Flüsse und Meeresböden liefern — Wüstensand ist durch den Windschliff zu rund und dafür ungeeignet. Deshalb kann ein Land mit riesigen Wüsten Sand importieren.

Weltweit werden jährlich Milliarden Tonnen Sand und Kies gefördert, überwiegend für Bau und Glasherstellung. Der Abbau verändert Flussläufe und Küsten und ist vielerorts ein ökologisches Problem. Illegaler Abbau ist verbreitet.

Dass ein scheinbar unbegrenzter Rohstoff knapp werden kann, liegt an der Verfügbarkeit am richtigen Ort in der richtigen Qualität. Das ist bei vielen Rohstoffen so. Bei Sand überrascht es besonders.

Große Zahlen benennen

Im deutschen Sprachraum gilt die lange Skala: Nach der Million kommt die Milliarde, dann die Billion, Billiarde und Trillion. Eine Trillion ist eine Eins mit achtzehn Nullen. Im Englischen bedeutet trillion dagegen nur eine Billion.

Aus dieser Verwechslung entstehen regelmäßig falsche Übersetzungen in Nachrichten und Texten. Wer eine Zahl aus einer englischsprachigen Quelle übernimmt, sollte sie umrechnen. Sicherer ist die Schreibweise als Zehnerpotenz.

Für die Sandkörner heißt das: 7,5 mal zehn hoch achtzehn, im Deutschen also 7,5 Trillionen. Englische Quellen nennen dieselbe Zahl als 7.5 quintillion. Beides ist korrekt.

Sand unter dem Mikroskop

Ein einzelnes Sandkorn wirkt mit bloßem Auge einheitlich, unter dem Mikroskop zeigen sich dagegen Bruchflächen, Einschlüsse und Farbunterschiede. Manche Körner sind Bruchstücke von Muscheln oder Korallen, andere Mineralkristalle. Sammler legen Sandproben aus aller Welt nebeneinander, weil sie sich deutlich unterscheiden.

Die Form verrät die Geschichte des Korns: Frisch verwitterte Körner sind kantig, lange transportierte rund. Wüstensand ist durch den Windschliff besonders glatt. Genau deshalb eignet er sich nicht für Beton.

Für Geologen ist eine Sandprobe damit ein kleines Archiv. Sie zeigt Ursprungsgestein, Transportweg und Ablagerungsbedingungen. Diese Information geht bei einer reinen Zählung verloren.

Häufige Fragen