Über Sedimente und andere Gesteine

Vor etwa 4 Mrd. Jahren bildete sich die Erdkruste durch Erkalten der glühend flüssigen Gesteinsschmelze, dem Magma (griech.: Teig). Das war zugleich der Beginn der Entstehung und des Kreislaufs der Gesteine auf der Erde, der bis zur Gegenwart anhält (Bild 1):

Aus dem in die Erdkruste aufsteigenden Magma bilden sich Erstarrungsgesteine. Nach ihrem Ausgangsmaterial werden sie auch magmatische Gesteine genannt. Je nachdem, wo ihre Erstarrung zu festen Gesteinen erfolgt, in den Tiefen der Erdkruste oder an der Erdoberfläche, entstehen entweder Oberflächengesteine oder Tiefengesteine.

Kreislauf der Gesteine

Kreislauf der Gesteine

Ein bekanntes Oberflächengestein ist der Basalt. Das sehr harte Gestein vulkanischen Ursprungs ist Resultat vulkanischer Tätigkeit und zählt deshalb auch zu den Vulkaniten. Charakteristisch für Basalt ist, dass er bei der Abkühlung in Vulkanschloten regelmäßige sechseckige Säulen, die sogenannten „Orgelpfeifen“, bildet.

Ein verbreitetes Tiefengestein ist der Granit. Seine gut sichtbare kristalline Struktur aus Feldspat, Quarz und Glimmer zeugt im Unterschied zum Basalt von der allmählichen Abkühlung der Magmaschmelze weit unter der Erdoberfläche.

An der Erdoberfläche unterliegen alle Gesteine der Verwitterung und Abtragung. Physikalische Verwitterungsprozesse, wie die Frostsprengung, oder die chemische Verwitterung, wie die Auslaugung von Kalkstein und löslichen Salzen und Verbindungen, zerstören in langen Zeiträumen die Gesteine. Die Verwitterungsprodukte werden durch Wind, Wasser, Eis oder die Meeresbrandung abgetragen, abtransportiert und in Senken auf dem Festland bzw. in Meeresbecken abgelagert. Die zunächst lockeren Ablagerungen verfestigen sich – z. B. durch die Überdeckung mit weiteren Schichten von Ablagerungen und die damit verbundene Druck- und Temperaturerhöhung – zu festen Gesteinen. Es sind Sedimentgesteine entstanden, die nach der Art ihrer Entstehung auch Ablagerungs- oder Schichtgesteine genannt werden.

Je nachdem, ob die Sedimentation auf dem Festland oder am Meeresgrund erfolgt, entstehen terrestrische oder marine Sedimente (lat. „terra“ = Erde, Land; lat. „marin“ = zum Meer gehörend). Ein bekannter Vertreter mariner Sedimente ist der Muschelkalk. Er ist vorwiegend aus den Schalenresten von Meerestieren entstanden und deshalb sehr fossilienreich.
Sedimente sind eine recht umfangreiche Gesteinsgruppe. Ihre Klassifizierung wird nach Art des Ausgangsmaterials und Entstehung vorgenommen:

Art der Sedimente

typische Vertreter

klastische Sedimente
(Trümmergesteine)
Sand, Sandstein, Tonschiefer
chemische SedimenteKali- und Steinsalze, Gips
organogene SedimenteMuschelkalk, Kreide
biogene SedimenteKohle, Erdöl, Erdgas

Werden Erstarrungsgesteine und Sedimentgesteine hohem Druck und hohen Temperaturen ausgesetzt, so setzt ihre Umwandlung ein. Bei Beibehaltung ihres festen Zustands wandeln sie sich in metamorphe Gesteine (griech. „metamorph“ = die Form wandelnd) um. Sie werden deshalb auch als Umwandlungsgesteine bezeichnet.
Solche Vorgänge vollziehen sich, wenn Erstarrungs- oder Sedimentgesteine, beispielsweise durch gebirgsbildende Vorgänge, in größere Tiefen der Erdkruste gelangen oder wenn Magma in Spalten aufsteigt und mit dem umliegenden festen Gestein Kontakt bekommt.

Durch Metamorphose verwandelt sich beispielsweise Granit zu Gneis, bei dem die Minerale typisch schichtartig ausgerichtet sind. Aus Kalkstein wird Marmor. Und aus Tonschiefer entsteht Glimmerschiefer, der wie andere metamorphe Gesteine ein schiefriges Gefüge aufweist und deshalb auch als kristalliner Schiefer bezeichnet wird.

Geraten an den Verschluckungszonen der Lithosphäreplatten die Gesteine der Erdkruste in noch größere Tiefen, dann kommt es zu ihrem erneuten Aufschmelzen zu Magma. Der Kreislauf der Gesteine ist dann geschlossen bzw. kann erneut einsetzen – ein seit Jahrmillionen andauernder Kreislauf.

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