Kreislauf der Gesteine
Unter dem Kreislauf der Gesteine, in bestimmten Zusammenhängen auch als Recycling bezeichnet, versteht man in den Geowissenschaften jenen Zyklus, in dessen Verlauf Gesteine entstehen, verändert werden können und schließlich auf verschiedene Weisen wieder zerstört werden. Ein solcher Zyklus dauert in der Regel etwa 200 Millionen Jahre.
Grundlagen
Die verschiedenen Gesteinstypen und Einzelgesteine werden durch geodynamisch vermittelte Prozesse (Erosion, Sedimentation, Gesteinsmetamorphose usw.) ineinander umgewandelt.
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 Periodenzyklus 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 (die zudem besonders geeignet sind für eine radiometrische Datierung nach der Uran-Blei-Methode) sehr hohe Alter nachgewiesen hat, während das magmatische Gestein, in dem diese Zirkone einst kristallisiert sind, schon längst verwittert ist. Das älteste je datierte Mineralkorn ist ein 4,4 Milliarden Jahre alter Zirkon aus den Jack Hills in Australien. Er ist in einem Sedimentgestein enthalten, das zwar immer noch sehr alt ist, aber deutlich nach der Kristallisierung des Zirkons abgelagert wurde, wohingegen sein ursprüngliches magmatisches Wirtsgestein spurlos verschwunden ist.[1] Dieses Mineralkorn entstand – erdgeschichtlich betrachtet – relativ kurz nach der Bildung der ersten festen Erdkruste.
Schema des Gesteinskreislaufs
Das folgende Diagramm zeigt, wie die Vertreter der drei Gesteinsklassen, die auf der Erde auftreten, ineinander umgewandelt werden:
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Die Gesteinsklassen sind:
Die Prozesse sind:
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Dieses Schema verbindet verschiedene geologische Themen (insbesondere der Gesteinskreislauf) und ordnet sie in einen geografischen Kontext ein:
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.
- John Grotzinger, Tom Jordan: Press/Siever Allgemeine Geologie. 7. Auflage. Deutsche Übersetzung: Volker Schweizer. Springer Spektrum, 2017, ISBN 978-3-662-48341-1, S. 77 f., 114 f, 430.
Weblinks
Einzelnachweise
- Simon A. Wilde, John W. Valley, William H. Peck, Colin M. Graham: Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago. Nature. Bd. 409, 2001, S. 175 (PDF 197 kB).