Dem Sand auf der Spur

Lange Reise aus dem Hochgebirge

Der Ufersand kommt von weit her. Kälte, Wind und Regen sprengen im Himalaya Gesteinsbrocken aller Größen ab. Auf ihrem Weg nach unten schleifen und reiben sich die Brocken aneinander. Auf etwa 4000 Metern Höhe landen sie in den beiden Quellflüssen des Ganges. Hier ist das Wasser noch kalt und kristallklar, anders als später im Ganges. Die Flüsse tun ihr Übriges, um die mittlerweile kieselgroßen Steine auf ihrem Weg flussabwärts weiter zu zermalmen. Wenn er an den Ufern des Yamuna ankommt, hat der Sand eine Reise hinter sich, die Hunderte, teils Tausende Jahre gedauert hat.

Sand ist also ein erneuerbarer Rohstoff. Das ist die gute Nachricht. „Weniger gut ist die Gier, mit der wir ihn abbauen”, sagt Pascal Peduzzi, der Leiter von GRID, einem Team von Umweltdaten-Wissenschaftlern der Vereinten Nationen. „Mit dem abgebauten Sand könnten wir jedes Jahr eine erdumspannende Mauer von 27 Metern Höhe und derselben Breite errichten. Das ist doppelt so viel, wie natürlicher Sand entsteht“, sagt er. Die Natur kommt dem menschlichen Hunger nach Sand nicht mehr hinterher.

Angriff der Schwimmbagger

Peduzzi sagt, besonders stark lasse sich das im Mekong-Delta im Süden Vietnams beobachten. Die „Reiskammer Vietnams“ erstreckt sich auf einer Fläche von 41.000 Quadratkilometern. Hier wohnen 18 Millionen Menschen. Der Reis, der hier geerntet wird, ernährt die Hälfte Vietnams. Doch schwimmende Saugbagger durchpflügen die Mitte des Mekong. Die Rohre der typisch blau lackierten Schwimmbagger stecken wie Rüssel im Wasser des Flusses und pumpen tonnenweise ein Wasser-Sand-Gemisch auf ihre Ladefläche.

Über Monate hat ein britisch-kambodschanisches Forscherteam per Satellit die etwa 70 Meter langen Sandschiffe beobachtet. Es hat die Schwimmbagger vermessen und dabei ausgerechnet, dass jeder pro Arbeitsgang etwa 2100 Kubikmeter Sand abträgt und an Land schafft. Die Studie zeigt auch, dass die Forschung die bisher abgebauten Sandmengen enorm unterschätzt hat: Hochgerechnet graben die Baufirmen im Mekong-Delta siebenmal so viel Sand ab wie nachfließt.

Das Flussbett wird deshalb tiefer, und der Fluss reißender. Er wird so reißend, dass er Ufer großflächig wegrasiert, wie zahlreiche Studien zeigen. Dieser Effekt hätte Tran Van Bi beinahe das Leben gekostet. Der 60-jährige Metzger wohnte am Flussufer eines Mekong-Nebenflusses. Als er 2018 nach Hause zurückkehrte, konnte er nur noch per Video festhalten, wie das Ufer abbrach und sein Haus und die Metzgerei in den Fluss rutschten. Nach nur zehn Sekunden war Van Bis Lebenswerk verschwunden – wie auch die 14 Nachbarhäuser und die Straße. Der Fluss hat das halbe Ufer verschluckt.

Van Bi war von der Tragödie überrascht worden. Doch Wissenschaftler wissen schon länger, wie stark der Sandabbau die Ufer im Mekong-Delta zurückdrängt. Ein Team französischer und vietnamesischer Geoinformatiker hat mithilfe historischer Satellitenbilder errechnet, dass sich diese um mehr als zwei Quadratkilometer pro Jahr verkleinern. Das ist nicht dem Sandabbau allein geschuldet, sondern auch den Staudämmen. Sie werden zu Hunderten im Mekong-Delta gebaut, um den vietnamesischen Stromhunger zu stillen. An den Dämmen bleibt aber auch der Sand hängen, der aus dem Gebirge nachfließt. So fehlt er nicht nur am Flussufer. Er kann auch das Ziel seiner langen Reise nicht erreichen: das Meer.

Strände verlieren Sand

An den Stränden ist Sand ohnehin ein knappes Gut, auch wenn das zunächst absurd klingt. Wind und Wellen nagen ständig an den Küsten und spülen Strandsand ins Meer. An der Nordsee ist man daran gewöhnt und ergreift Gegenmaßnahmen. Auf Sylt landen nach Stürmen jedes Jahr eine Million Kubikmeter Sand im Meer. Der Nordseeinsel gehen dabei vier Meter Strandbreite verloren. Der Sand ist hier kein Rohstoff für Glas oder Bauwerke, sondern ein strategisches Material, das insbesondere den Tourismus am Laufen hält.

Auch deshalb saugen hier Baggerschiffe zwei Kilometer vor der Küste ein Wasser-Sand-Gemisch aus dem Meeresboden. Sie pressen die Meersand-Brühe dann in eine Pipeline, die sie mit Hochdruck an den Strand spült. Dort warten schon Bulldozer, um den nassen Sand festzudrücken. Schleswig-Holstein lässt sich die Sylter Sandaufspülungen sechs Millionen Euro pro Jahr kosten. Das klingt nach einer großen Investition, doch bei einem jährlichen Tourismus-Umsatz von 500 Millionen Euro sind die Kosten schnell getilgt.

Überwachung der Baggerschiffe

Indes versucht Pascal Peduzzi in Genf herauszufinden, wie viel Meeresboden weltweit vor den Küsten ausgebaggert wird. Dafür hat sein 20-köpfiges Team die Software „Global Marine Sand Watch“ entwickelt, die den Sandabbau unter Wasser in Echtzeit verfolgt. Die Software zapft das Funksignal größerer Schiffe an und zeichnet ihre Bewegungsmuster auf. „Daran erkennen wir Schwimmbagger, weil sie sich immer in rechtwinkligen Zickzack-Mustern fortbewegen“, sagt
Peduzzi. „Die Daten kreuzen wir dann mit der Tonnage der Schiffe. So finden wir heraus, wie viel Sand insgesamt aus dem Meer verschwindet.“

Nicht alle Schiffe, die Sand ausbaggern, geben sich auch als solche aus, sagt Peduzzi. Zur Identifizierung holt sich die Software deshalb aus einer Datenbank Flagge und Namen der Schiffe. Sie zeichnet zudem auf, wie viele Stunden die Schwimmbagger pro Erntegang auf dem Meer verbringen und wo sie ihre Fracht an Land abladen. Auf diese Weise entsteht eine interaktive Sandschürfkarte, die an Google Earth erinnert. Wer sehr tief hineinzoomt, kann auf den Satellitenbildern sogar die Anlegestellen der Schiffe erkennen.

Die UN-Software soll Forschern und Politikern helfen, den Sandabbau zu regulieren. „Denn genau genommen wissen wir derzeit weder, wie viel Sand es auf der Welt gibt, noch wie viel abgebaut wird“, sagt Peduzzi. Klar sei aber, dass ein unregulierter Raubbau in dieser Größenordnung umweltschädlich sei. Das zeige sich nicht nur an den aussterbenden Krokodilen im Ganges, sondern auch im Meer. Peduzzi hat bereits 2014 eine Studie über den Sandabbau im Ozean veröffentlicht. Darin zeigte er, dass die Baggerschiffe die Meeresböden regelrecht kahlschlagen und haufenweise grobes Gestein einfach wieder ausspucken.

Chlorsalz macht Beton marode

Das Interesse an Meersand ist groß, auch wenn er für die Bauindustrie oft ungeeignet ist. Denn er enthält Chlorsalz, das die Stahlrippen im Beton rosten lässt. Außerdem ist er mit Muschelschalen und Algenresten verunreinigt. Aus Meersand gemischter Beton ist daher brüchiger und weniger belastbar. In Ländern wie Sri Lanka, Marokko und Jamaika, wo der Häuserbau häufig unreguliert ist, wird trotzdem mit Meersand gebaut. Wenn Schiffe zum Abbau vor der Küste fehlen, beauftragen Baufirmen einfach lokale Arbeitskräfte, die den Sand vom Strand wegholen.

Das dürfte wohl auch an der Nordküste Jamaikas passiert sein, unweit der Geburtsstätte des Weltrekordsprinters Usain Bolt. An einem Julimorgen 2008 rieben sich Badegäste ungläubig die Augen, als der weiße Strand vom Vortag einfach weg war. Über Nacht hatten Unbekannte am Coral Spring Beach einen 400 Meter langen Abschnitt aufgeladen und weggekarrt. 500 Lkw-Ladungen Strand waren plötzlich verschwunden. Die Polizei verhaftete zwar zehn Männer, doch das Verfahren gegen sie wurde 2011 eingestellt, weil sich der Hauptzeuge nach Morddrohungen zurückgezogen hatte.

Sand hat einen Fingerabdruck

Dennoch übergab die Polizei einem forensischen Labor einige Sandproben des gestohlenen Strandes. Die Forensiker bestrahlten die Sandkörner in einem Forschungsreaktor mit Neutronen und konnten auf diese Weise bestimmen, in welcher Menge sich Elemente wie Aluminium und Kalzium im Coral-Beach-Sand befanden. Diesen geochemischen Fingerabdruck verglichen sie anschließend mit Proben umliegender Strände. So fanden sie heraus, dass sich ein kleiner Teil des gestohlenen Sandes auf den Nachbarstränden befand. Der Rest des Sandes tauchte nicht wieder auf. Die Vermutung liegt nahe, dass er illegal im Beton von Neubauten steckt.

Mit der jamaikanischen Fingerprint-Methode ließe sich Sand zertifizieren und nachverfolgen, fast wie Holz. Doch sie ist teuer und langsam. Deshalb hat die Ökologin Aurora Torres einen günstigeren Sand-Fingerabdruck entwickelt und das Verfahren mit einem Kollegen aus Texas in einer noch nicht begutachteten Studie vorgestellt. Die Forscherin der Universität Alicante in Spanien schoss mit ihrem Smartphone Fotos von Sandhäufchen auf kleinen Plastikschälchen, die aus texanischen Schürfgebieten stammten. Mit den Fotos fütterte sie einen Algorithmus, der dank Künstlicher Intelligenz (KI) lernte, wie beispielsweise eine typische Sandprobe aus der Nähe des Flusses Colorado aussieht.

Dann musste die Software selbstständig Fotos von Sandproben erkennen. Die KI tippte nur selten daneben: Sie konnte 86 Prozent der Sandproben ihren Ursprungsminen zuordnen. „Damit das funktioniert, muss man die gesamte Lieferkette des Sandes betrachten“, erläutert Torres. „Jeder Ort hat seine spezielle Sand-Signatur, und gerade Bausand werden noch weitere Mineralien beigemischt.“ Für Torres sind derlei Methoden bedeutsame, aber kleine Rädchen, um den Raubbau am Sand bekämpfen zu können. „Sie sind wichtig, bleiben aber ein Tropfen auf dem heißen Stein“, sagt sie, „denn letztlich hilft nur ein Eindämmen unseres Sandkonsums.“

In Dubai kann davon allerdings keine Rede sein. Gerade haben die Projektentwickler des staatlichen Unternehmens Nakheel die Arbeiten an den künstlichen Inseln „Dubai Islands“ erneut in Angriff genommen. Schwimmbagger sollen Millionen Tonnen Sand aus dem Meer saugen und vor der Küste des Arabischen Emirats aufschütten.