Mensen zien zand als een oneindige hulpbron. We zijn verbaasd te ontdekken dat er meer sterren in het universum zijn dan zandkorrels op onze stranden.

Maar in sommige gebieden, zand is schaars en wetenschappers hebben ontdekt dat de manier waarop we deze hulpbron bijhouden ons misleidende informatie heeft gegeven.

In veel gevallen, we hebben simpelweg zand op de verkeerde manier gemeten.

"Niet al het zand is hetzelfde, "Zei universitair hoofddocent Ana Vila-Concejo van de University of Sydney School of Geosciences. "Toch zijn de modellen voor het beoordelen van zand en hoe het beweegt, meestal gebaseerd op één type. Dit betekent dat we een onnauwkeurig beeld hebben van wat er gebeurt, vooral in kustgebieden die kwetsbaar zijn voor klimaatverandering."

Dr. Amin Riazi van de Eastern Mediterranean University werkte tijdens een kort verblijf aan de Universiteit van Sydney samen met universitair hoofddocent Vila-Concejo om nieuwe technische modellen te ontwikkelen die rekening houden met de verschillende vormen van zandkorrels. Standaardmodellen gaan ervan uit dat zandkorrels bolvormig zijn, wat prima is voor gewoon zand dat bestaat uit vermalen silica en kwartsgesteenten.

Echter, carbonaatzand afkomstig van schelpen, koralen en de skeletten van zeedieren zijn meestal elliptisch, minder dicht en hebben meer gaten en randen. Het nieuwe onderzoek heeft hier rekening mee gehouden met verbazingwekkende resultaten, vinden dat bestaande modellen het oppervlak van carbonaatzand met 35 procent onderschatten.

Vandaag gepubliceerd in de Natuur logboek Wetenschappelijke rapporten , Het team van universitair hoofddocent Vila-Concejo heeft aangetoond dat standaard technische modellen ook het transport van carbonaatzand op de zeebodem met meer dan 20 procent overschatten en het zwevend transport van dit zand met ten minste 10 procent onderschatten.

"Dit betekent dat we zand niet correct verantwoorden, "zei ze. "Hoewel dit gevolgen heeft voor de bouw en productie, het kan ook een groot effect hebben op het beheer van kustgebieden die worden beïnvloed door klimaatverandering."

Zand wordt overal in de industrie gebruikt. Van het glas in je mobiele telefoon tot de basis voor wegen, zand wordt overal in onze economie gebruikt. In feite, zand en grind zijn de meest gewonnen materialen op aarde, die van fossiele brandstoffen overtreffen.

Natuur vorig jaar werd gemeld dat illegale zandwinning plaatsvindt in ongeveer 70 landen en dat honderden mensen zijn gedood in gevechten om zand in het afgelopen decennium.

Universitair hoofddocent Vila-Concejo zei:"Hoewel er geen zandoorlogen plaatsvinden in Australië, we hebben wel gebieden met chronische kusterosie en zandverlies, zoals bij Jimmys Beach in Port Stephens."

Nieuwe wiskundige modellen

Haar team nam carbonaatzand van nabij Heron Island op het Great Barrier Reef en observeerde hoe het reageerde onder experimentele omstandigheden. Op basis van deze observaties, ze ontwikkelden nieuwe wiskundige vergelijkingen die veel beter voorspellen hoe carbonaatzand beweegt.

Het team bevestigde dit door hun vergelijkingen toe te passen op bestaande gegevens over de beweging van carbonaatzand die gedurende zes jaar zijn verzameld door observaties voor de noordkust van Oahu, Hawaii.

"Het bijhouden van carbonaatzand wordt steeds belangrijker, " zei dr. Tristan Salles, ook van de School of Geosciences van de Faculteit Wetenschappen.

"Als eilanden en atollen worden bedreigd door erosie veroorzaakt door zeespiegelstijging, het is van vitaal belang om te begrijpen hoe het zand dat hen beschermt, zal reageren op de oceaanstromingen, golven en hoogenergetische deining van de zee beuken ze."

Hij zei dat deze nieuwe vergelijkingen waarschijnlijk zullen worden gebruikt om alle sedimenttransportmodellen bij te werken. "Dit omvat het evalueren van strand- en atolreacties op de hydrodynamica van de oceaan in carbonaatzandrijke regio's, waarvan sommige het meest kwetsbaar zijn voor de gevolgen van klimaatverandering, ' zei dokter Salles.

Momenteel, kusttechniek maakt gebruik van modellen op basis van siliciclastische zanden. Universitair hoofddocent Vila-Concejo hoopt dat de modellen die haar team heeft ontwikkeld gebruikt kunnen worden om het beheer van kustgebieden te verbeteren.

"Dit betekent dat we een veel nauwkeuriger beeld kunnen ontwikkelen van hoe veranderende oceanen mariene ecosystemen zullen beïnvloeden waar carbonaatzand dominant is, "Zei universitair hoofddocent Vila-Concejo.

"Begrijpen hoe, waarom en wanneer sedimenten bewegen is cruciaal voor het beheersen en voorspellen van de effecten van klimaatverandering en ons nieuwe werk zal helpen bij de ontwikkeling van mitigatie- en aanpassingsstrategieën."