Kreislauf der Gesteine
Unter dem Kreislauf der Gesteine oder manchmal auch nur als Recycling bezeichnet, versteht man in der Geologie jenen Zyklus, in dessen Verlauf Gesteine entstehen, verändert werden können und schließlich auf die ein oder andere Weise wieder zerstört werden. Ein solcher Zyklus dauert in der Regel etwa 200 Millionen Jahre.
Grundlagen
Die verschiedenen Gesteinstypen und Einzelgesteine werden durch Kräfte der Geodynamik (Erosion, Sedimentation, Gesteinsmetamorphose usw.) ineinander umgewandelt. Die Plattentektonik führt vor allem bei Subduktionszonen zu einer Art langsamer Konvektion zwischen Erdinnerem und Erdkruste und zu einer Drift der ozeanischen und Kontinentalplatten (einige Zentimeter pro Jahr).
Im Verstreichen geologischer Zeiträume verwittern große Mengen von Gestein infolge des Einflusses von Wind, Wasser, Eis, täglichen bzw. jahreszeitlichen Temperaturunterschieden oder chemischen Verwitterungsvorgängen. Diese Verwitterungsprodukte können zwischenzeitlich Böden bilden, gehen in Wasser in Lösung oder in Suspension, werden als Staub von Wind verfrachtet, und ähnliches. Irgendwann aber, meist nach geologisch kurzer bis sehr kurzer Zeit, lagern sie sich stabil ab (was auch eine Ausfällung vormals chemisch verwitterter und in Lösung transportierter anorganischer Stoffe beinhalten kann), petrifizieren („versteinern“) und bilden Sedimentgesteine. Diese werden in tiefere Regionen der Erdkruste verfrachtet, erfahren gegebenenfalls eine Umwandlung (Metamorphose) oder werden sogar so tief versenkt, dass sie aufschmelzen und zu Magma werden. Nach der Versenkung kann ein (ggf. durch Metamorphose) verändertes Sedimentgestein durch eine tektonische Hebung der Krustenscholle, in der es sich befindet, angehoben und durch Erosion der auflagernden Gesteine wieder freigelegt werden, sodass der Kreislauf von neuem beginnt. Hat in der Tiefe eine Aufschmelzung stattgefunden kann das Magma als Lava an der Erdoberfläche austreten und dort zu einem Vulkangestein erstarren, das dort anschließend ebenso wieder der Verwitterung ausgesetzt ist.
Die wahre Dauer des Gesteinszyklus ist abhängig vom geologisch-tektonischen Bau der Region, der Dichte der beteiligten Gesteinspakete und den bewegenden Kräften. Letztere kommen aus Erosion, Gebirgsbildung, tektonischen Störungen und Vulkanismus, und damit letztendlich von der Plattentektonik.
Bestimmte Minerale sind wesentlich verwitterungsresistenter als andere, was dazu führt, dass man vor allem bei Zirkonen (welche sehr einfach datiert werden können) sehr hohe Alter nachgewiesen hat, während das Gestein, in dem diese Zirkone einmal kristallisiert sind, schon längst verwittert ist. Die ältesten Minerale auf der Erde, die aufgeschlossen sind – also an der Oberfläche freiliegen – sind vermutlich die 4,28 Milliarden Jahre alten Zirkone aus den Jack Hills in Australien. Diese Minerale sind heute in Sedimentgesteinen enthalten, welche deutlich später abgelagert wurden, während die Gesteine, in denen die Zirkone ursprünglich kristallisierten, bis auf diese Zirkone spurlos verschwunden sind.[1] Diese Minerale entstanden – erdgeschichtlich betrachtet – in einer Zeit, die schon nahe an den Epochen der Ausbildung der Erde als (oberflächlich) fester Körper liegt.
Schema des Gesteinskreislauf
Das folgende Schema zeigt, wie die Gruppen von Gesteinen, die auf der Erde auftreten, ineinander umgewandelt werden:
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Die Gesteinsklassen sind:
Die Prozesse sind:
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Siehe auch
- Liste der Gesteine
- Erdkruste, Erdmantel
- Orogenese, Sedimentation
- Geosynklinale
- Tektonik, Kontinentaldrift, Tiefseegraben
- Carbonat-Silicat-Zyklus, ein Unterzyklus, der auch Hydrosphäre und Atmosphäre betrifft
Literatur
- Klaus-Henning Georgi: Kreislauf der Gesteine. Eine Einführung in die Geologie (= rororo 7758 rororo-Sachbuch). 44.–53. Tausend. Rowohlt, Reinbek bei Hamburg 1983, ISBN 3-499-17758-7.
- Herbert Lüftner: Kreislauf der Gesteine. Eigenverlag geo.uni-dortmund.de
Weblinks
Einzelnachweise
- ↑ Neodymium-142 Evidence for Hadean Mafic Crust von Jonathan O'Neil et al. in Science: [1]