Rysunek 3 najlepiej ilustruje układ ziaren w skale osadowej okruchowej o największej porowatości. Mamy tu do czynienia z bardzo regularnym, uporządkowanym układem ziaren o tej samej wielkości, które stykają się ze sobą punktowo – bez dodatkowych drobnych cząstek pomiędzy nimi. W praktyce taki układ, zwany układem luźnym, jest wzorcowy i pokazuje, jak przestrzeń pomiędzy ziarnami (czyli porowatość) pozostaje największa, gdy ziarna nie są ułożone zbyt ciasno ani nie wypełniają się mniejszymi cząstkami. Taki sposób ułożenia jest szczególnie istotny w geologii inżynierskiej i hydrogeologii – skały o dużej porowatości sprawdzają się jako dobre magazyny wód podziemnych, bo mogą więcej wody przechować czy przepuścić. Moim zdaniem, warto też wiedzieć, że w praktyce takie idealne ułożenie nie występuje zbyt często w naturze, ale na schematach pomaga zrozumieć podstawowe zależności. W branży budowlanej, podczas analizowania przepuszczalności gruntu, ten model jest często punktem odniesienia do oceny potencjalnej migracji płynów. Ogólnie, ziarna o podobnej frakcji, ułożone w sposób regularny, zawsze dadzą największą porowatość i na to zwracają uwagę geolodzy i inżynierowie przy doborze materiałów filtracyjnych czy analizie warstw wodonośnych. Warto zapamiętać ten obrazek – to taki klasyk w literaturze fachowej!
Na ilustracjach widać różne sposoby rozmieszczenia ziaren i to jest bardzo często mylące, bo intuicja podpowiada, że to, co wygląda na najbardziej "luźne" czy nieuporządkowane, daje największą porowatość. Jednak to nie zawsze prawda. W rysunkach 1 i 2 ziarna ułożone są w stosunkowo ścisłych stosach – mamy tutaj tzw. układ heksagonalny i układ z niewielkim przesunięciem, które rzeczywiście często występują w naturze, ale nie są rekordowo porowate. Porowatość w tych konfiguracjach jest już ograniczona przez ścisłe przyleganie ziaren, a wolna przestrzeń pomiędzy nimi jest względnie niewielka. Jeszcze bardziej interesujący jest rysunek 4, gdzie występuje mieszanina dużych ziaren i wielu mniejszych, które wypełniają wolne przestrzenie. Taki układ na pierwszy rzut oka może się wydawać najbardziej porowaty, bo jest dużo różnych rozmiarów ziaren, ale w rzeczywistości, według klasycznych standardów (np. według podręczników geologii osadów), porowatość tu jest najmniejsza – drobne frakcje wypełniają puste przestrzenie, przez co nie zostaje już miejsce na wodę czy powietrze. To typowy błąd wnioskowania, który pojawia się, gdy mylimy porowatość z różnorodnością granulometryczną. W praktyce, im bardziej jednorodne i regularnie ułożone ziarna o tej samej wielkości, tym większa jest przestrzeń pomiędzy nimi – i tym samym porowatość skali. Dlatego właśnie wybierając np. materiały filtracyjne, inżynierowie zawsze kierują się zasadą selekcji jednej frakcji i jej luźnego ułożenia. Warto o tym pamiętać – a układy mieszane są najlepsze, jeśli zależy nam na zmniejszeniu przepuszczalności, nie na jej zwiększeniu. Porowatość a przepuszczalność to nie to samo – i to jest taka pułapka, na którą wiele osób się nabiera podczas nauki o skałach okruchowych.