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3: Gesteine ​​und der Gesteinskreislauf - Geowissenschaften

3: Gesteine ​​und der Gesteinskreislauf - Geowissenschaften


In diesem Abschnitt lernen wir den Gesteinskreislauf kennen. So entsteht Boden durch den Abbau von Gesteinen. Wir brauchen Erde, um zu überleben – stellen Sie sich vor, wir versuchen, ohne sie Gemüse anzubauen. Dies ist eine unmittelbare Verbindung zur Nahrungskette. Der Gesteinskreislauf gibt Wissenschaftlern und Ingenieuren auch eine Vorstellung davon, wo sich Energiequellen (hauptsächlich fossile Brennstoffe, die nur in Sedimentgesteinen vorkommen) und Baustoffe wie Marmor oder Granit befinden. Wir werden im Laufe des Kurses sehen, wie dieser Zyklus in fast jeden Aspekt der Geologie eingreift.

Thumbnail: Der Gesteinszyklus. Legendär: Magma; Kristallisation (Einfrieren von Gestein); Magmatische Gesteine; Erosion; Sedimentation; Sedimente und Sedimentgesteine; tektonische Bestattung und Metamorphose; Metaphorische Felsen; schmelzen. (Public Domain; ).


3.1 Der Gesteinskreislauf

Die Gesteinsbestandteile der Kruste verändern sich langsam aber stetig von einer Form in eine andere und die beteiligten Prozesse sind in der Gesteinskreislauf (Abbildung 3.2). Der Gesteinskreislauf wird von zwei Kräften angetrieben: (1) der inneren Wärmemaschine der Erde, die Material im Kern und im Mantel bewegt und zu langsamen, aber signifikanten Veränderungen innerhalb der Kruste führt, und (2) dem hydrologischen Kreislauf, der die Bewegung ist aus Wasser, Eis und Luft an der Oberfläche und wird von der Sonne angetrieben.

Der Gesteinskreislauf ist auf der Erde immer noch aktiv, weil unser Kern heiß genug ist, um den Mantel in Bewegung zu halten, unsere Atmosphäre relativ dick ist und wir flüssiges Wasser haben. Auf einigen anderen Planeten oder ihren Satelliten, wie dem Mond, ist der Gesteinskreislauf praktisch tot, weil der Kern nicht mehr heiß genug ist, um die Mantelkonvektion anzutreiben und es weder Atmosphäre noch flüssiges Wasser gibt.

Abbildung 3.2 Eine schematische Ansicht des Gesteinskreislaufs. [SE]

Bei der Beschreibung des Gesteinskreislaufs können wir überall beginnen, obwohl es bequem ist, mit Magma zu beginnen. Wie wir weiter unten noch genauer sehen werden, ist Magma Gestein, das so heiß ist, dass es vollständig geschmolzen ist. Dies geschieht bei ca. 800° bis 1300°C, je nach Zusammensetzung und Druck, auf die Oberfläche und kühlt schnell (innerhalb von Sekunden bis Jahren) ab – sich bildend extrusives Eruptivgestein (Abbildung 3.3).

Abbildung 3.3 Magma bildender Pahoehoe-Basalt am Kilauea-Vulkan, Hawaii [SE]

Magma kann entweder langsam innerhalb der Kruste abkühlen (über Jahrhunderte bis Millionen von Jahren) – sich bildend aufdringlich Eruptivgestein oder an der Oberfläche ausbrechen und schnell abkühlen (innerhalb von Sekunden bis Jahren) - Bildung extrusiv Eruptivgestein. Intrusives Eruptivgestein kristallisiert typischerweise in Tiefen von Hunderten von Metern bis zu Dutzenden von Kilometern unter der Oberfläche. Um seine Position im Gesteinskreislauf zu verändern, muss intrusives Eruptivgestein angehoben und durch die Erosion der darüber liegenden Gesteine ​​freigelegt werden.

Durch die verschiedenen plattentektonischen Prozesse der Gebirgsbildung werden alle Gesteinsarten angehoben und an der Oberfläche freigelegt. Sobald sie freigelegt sind, werden sie sowohl physikalisch (durch mechanisches Brechen des Gesteins) als auch chemisch (durch Verwitterung der Mineralien) verwittert und die Verwitterungsprodukte – meist kleine Gesteins- und Mineralfragmente – werden erodiert, transportiert und dann als Sedimente. Transport und Ablagerung erfolgen durch die Einwirkung von Gletschern, Bächen, Wellen, Wind und anderen Stoffen, und Sedimente werden in Flüssen, Seen, Wüsten und im Ozean abgelagert.

Übung 3.1 Rock rund um die Rock-Cycle-Uhr

Listen Sie unter Bezugnahme auf den Gesteinskreislauf (Abbildung 3.2) die Schritte auf, die erforderlich sind, um einiges geologisches Material zu zirkulieren, beginnend mit einem Sedimentgestein, das dann in ein metamorphes Gestein umgewandelt wird, und schließlich ein neues Sedimentgestein.

EIN konservativ Schätzungen gehen davon aus, dass jeder dieser Schritte ungefähr 20 Millionen Jahre dauern würde (einige könnten weniger sein, andere mehr und einige könnten viel mehr sein). Wie lange kann es dauern, bis dieser gesamte Prozess abgeschlossen ist?

Wenn sie nicht wieder erodiert und weiterbewegt werden, werden Sedimente schließlich von weiteren Sedimenten begraben. In Tiefen von Hunderten von Metern oder mehr werden sie komprimiert und zementiert Sedimentgestein. Auch hier werden durch verschiedene Mittel, die größtenteils auf plattentektonische Kräfte zurückzuführen sind, verschiedene Arten von Gesteinen entweder angehoben, wieder erodiert oder tiefer in der Kruste vergraben, wo sie erhitzt, zusammengedrückt und umgewandelt werden metamorphes Gestein.

Abbildung 3.5 Metamorphosierter und gefalteter Kalkstein aus der Trias, Quadra Island, v. [SE]


Der Rock-Zyklus

Der Gesteinszyklus ist eine Reihe von Prozessen, die die Gesteinsarten in der Erdkruste erzeugen und umwandeln.

Chemie, Geowissenschaften, Geologie

Vulkan der Insel La Réunion

Aktive Vulkane wie dieser auf der Insel La Réunion – östlich von Madagaskar im Indischen Ozean – bilden eine Art Eruptivgestein. Extrusive oder vulkanische Eruptivgesteine ​​werden gebildet, wenn geschmolzenes heißes Material abkühlt und erstarrt.

Foto von Steve Raymer

Es gibt drei Haupttypen von Gesteinen: Sedimentgestein, Eruptivgestein und metamorphes Gestein. Jedes dieser Gesteine ​​entsteht durch physikalische Veränderungen – wie Schmelzen, Abkühlen, Erodieren, Verdichten oder Verformen– die Teil des Gesteinskreislaufs sind.

Sedimentgesteine ​​werden aus Stücken von anderem vorhandenen Gestein oder organischem Material gebildet. Es gibt drei verschiedene Arten von Sedimentgesteinen: klastische, organische (biologische) und chemische. Klastische Sedimentgesteine, wie Sandstein, bilden sich aus Klasten oder anderen Gesteinsstücken. Organische Sedimentgesteine ​​wie Kohle entstehen aus harten, biologischen Materialien wie Pflanzen, Muscheln und Knochen, die zu Gestein gepresst werden.

Die Bildung von klastischen und organischen Gesteinen beginnt mit der Verwitterung oder dem Zerfall des freigelegten Gesteins in kleine Bruchstücke. Durch den Erosionsprozess werden diese Fragmente von ihrer Quelle entfernt und durch Wind, Wasser, Eis oder biologische Aktivität an einen neuen Ort transportiert. Sobald sich das Sediment irgendwo abgesetzt hat und sich genug davon ansammelt, werden die untersten Schichten so fest verdichtet, dass sie festes Gestein bilden.

Chemische Sedimentgesteine ​​wie Kalkstein, Halit und Feuerstein entstehen durch chemische Fällung. Ein chemischer Niederschlag ist eine chemische Verbindung - zum Beispiel Calciumcarbonat, Salz und Kieselsäure - die sich bildet, wenn die Lösung, in der es gelöst wird, normalerweise Wasser, verdampft und die Verbindung zurücklässt. Dies geschieht, wenn Wasser durch die Erdkruste fließt, das Gestein verwittert und einige seiner Mineralien auflöst und an andere Orte transportiert. Diese gelösten Mineralien werden beim Verdunsten des Wassers ausgefällt.

Metamorphe Gesteine ​​sind Gesteine, die durch immense Hitze oder Druck aus ihrer ursprünglichen Form verändert wurden. Metamorphe Gesteine ​​haben zwei Klassen: blättert und nicht blätterig. Wenn ein Gestein mit flachen oder länglichen Mineralien unter enormen Druck gesetzt wird, reihen sich die Mineralien in Schichten an und bilden eine Schieferung. Unter Folierung versteht man das Ausrichten von länglichen oder plattenförmigen Mineralien wie Hornblende oder Glimmer senkrecht zur Druckrichtung. Ein Beispiel für diese Transformation ist Granit, ein Eruptivgestein. Granit enthält lange und plattenförmige Mineralien, die anfangs nicht ausgerichtet sind, aber wenn genügend Druck hinzugefügt wird, verschieben sich diese Mineralien in die gleiche Richtung, während sie zu flachen Platten gequetscht werden. Wenn Granit diesen Prozess durchläuft, wie an einer tektonischen Plattengrenze, wird er zu Gneis (ausgesprochen &ldquonice&rdquo).

Ungeblätterte Gesteine ​​werden auf die gleiche Weise gebildet, aber sie enthalten nicht die Mineralien, die dazu neigen, sich unter Druck aneinander zu reihen und haben daher nicht das geschichtete Aussehen von blätterigen Gesteinen. Sedimentgesteine ​​wie bituminöse Kohle, Kalkstein und Sandstein können sich bei ausreichender Hitze und Druck in unverblätterte metamorphe Gesteine ​​wie Anthrazitkohle, Marmor und Quarzit verwandeln. Unfolierte Gesteine ​​können sich auch durch Metamorphose bilden, die passiert, wenn Magma mit dem umgebenden Gestein in Kontakt kommt.

Eruptivgesteine ​​(abgeleitet vom lateinischen Wort für Feuer) entstehen, wenn geschmolzenes heißes Material abkühlt und erstarrt. Eruptivgestein kann auch auf verschiedene Arten hergestellt werden. Wenn sie im Inneren der Erde gebildet werden, werden sie intrusive oder plutonische Eruptivgesteine ​​genannt. Wenn sie außerhalb oder auf der Erdkruste gebildet werden, werden sie als extrusive oder vulkanische Eruptivgesteine ​​bezeichnet.

Granit und Diorit sind Beispiele für häufig vorkommende intrusive Gesteine. Sie haben eine grobe Textur mit großen Mineralkörnern, was darauf hindeutet, dass sie Tausende oder Millionen von Jahren im Inneren der Erde abgekühlt haben, ein Zeitverlauf, der das Wachstum großer Mineralkristalle ermöglichte.

Alternativ haben Gesteine ​​wie Basalt und Obsidian sehr kleine Körner und eine relativ feine Textur. Dies geschieht, weil Magma, wenn es zu Lava ausbricht, schneller abkühlt, als wenn es in der Erde bleiben würde, wodurch Kristalle weniger Zeit haben, sich zu bilden. Obsidian kühlt beim Ausstoßen so schnell zu vulkanischem Glas ab, dass die Körner mit bloßem Auge nicht zu erkennen sind.

Extrusive magmatische Gesteine ​​können auch eine blasige oder &ldquoholey&rdquo-Textur aufweisen. Dies geschieht, wenn das ausgestoßene Magma noch Gase enthält, so dass beim Abkühlen die Gasblasen eingeschlossen werden und dem Gestein eine sprudelnde Textur verleihen. Ein Beispiel hierfür wäre Bimsstein.

Aktive Vulkane wie dieser auf der Insel La Réunion und östlich von Madagaskar im Indischen Ozean bilden eine Art Eruptivgestein. Extrusive oder vulkanische Eruptivgesteine ​​werden gebildet, wenn geschmolzenes heißes Material abkühlt und erstarrt.


Der Rock-Zyklus

Der Gesteinszyklus ist ein Konzept, das verwendet wird, um zu erklären, wie die drei grundlegenden Gesteinstypen miteinander verbunden sind und wie Erdprozesse im Laufe der geologischen Zeit ein Gestein von einem Typ in einen anderen ändern. Plattentektonische Aktivitäten sowie Verwitterungs- und Erosionsprozesse sind für das kontinuierliche Recycling von Gesteinen verantwortlich.

Gesteine ​​werden nach ihrer Entstehung in drei Grundtypen eingeteilt.

  • Eruptiv - Ein Gestein, das durch die Abkühlung und Kristallisation von Magma (geschmolzenem Gestein) an oder unter der Erdoberfläche entsteht.
  • Sedimentär - Ein durch Verwitterung entstandenes Gestein, entweder durch Verdichtung und Zementierung von Gesteinsmineralfragmenten oder durch Ausfällung gelöster Mineralien.
  • Metamorphisch - Diese Gesteine ​​entstehen, wenn vorhandene Gesteine ​​intensiver Hitze und/oder Druck ausgesetzt sind, normalerweise über lange Zeiträume.

Die Felsen in der Anzeige sollen im Uhrzeigersinn betrachtet werden. Denken Sie beim Gehen daran, dass sich vorhandenes Gestein im Laufe der geologischen Zeit durch natürliche Prozesse verändern oder schmelzen kann, um neues Gestein zu bilden.


Was ist der Gesteinskreislauf?

Gesteine ​​können: (1) aus Mineralien bestehen, von denen jedes eine spezifische Kristallstruktur und chemische Zusammensetzung hat (2) aus Stücken anderer Gesteine ​​bestehen (3) glasig (wie Obsidian) oder (4) Material von lebenden Organismen enthalten (zum Beispiel Kohle, die Kohlenstoff aus Pflanzen enthält). In den verschiedenen Umgebungen der Erde an oder unter der Erdoberfläche bilden sich verschiedene Gesteinsarten. Eruptivgesteine ​​bilden sich zum Beispiel, wenn geschmolzenes Gestein aus dem Mantel oder in der Kruste (siehe Plattentektonik) kühlt ab und erhärtet entweder langsam unter der Erde (z. B. Granit) oder härtet schnell aus, wenn es aus einem Vulkan (z.B. Basalt). Felsen, die genug erfahren Wärme und Druck innerhalb der Erde, ohne zu schmelzen, verwandeln sich in metamorphes Gestein. Fels ausgesetzt von Berggebäude oder sogar bescheiden erheben Wetter und erodiert und das resultierende Sedimente Sedimentgesteine ​​bilden können. Die Entstehung und Umwandlung der verschiedenen Gesteinsarten kann je nach Umweltbedingungen viele Wege durch den Gesteinskreislauf nehmen, wie in der nachfolgenden Grafik dargestellt.

Ein vereinfachtes Diagramm des Gesteinszyklus, das einige der UGC-Konzepte im Zusammenhang mit diesem Prozess hervorhebt

Abkühlung geschmolzener Lava zu magmatischen Gesteinen, die sich im Hawaii-Nationalpark (links) bilden, metamorphes Gestein im Death Valley-Nationalpark (rechts). Quelle: NPS Igneous Rocks und NPS Metamorphic Rocks

Der Gesteinskreislauf wird durch verschiedene menschliche Aktivitäten und Umweltphänomene beeinflusst, darunter:

Sedimentgesteine ​​entlang der kalifornischen Küste. Quelle: Story Map von Sedimenten erkunden

  • Das Innere Wärme der Erde und Druck, der dazu führen kann, dass das Gestein vollständig geschmolzen oder in ein metamorphes Gestein umgewandelt wird.
  • Das Erhebung des Landes verursacht durch tektonische Prozesse, die unterirdisches Gestein freilegt Verwitterung und Erosion.
  • Die Rate der Verwitterung, die von klimatischen Bedingungen beeinflusst wird, wie z Niederschlag und Temperatur. Die Geschwindigkeit, mit der die chemischen Reaktionen der Verwitterung Mineralien abbauen, nimmt häufig in Gegenwart von Wasser und bei wärmeren Temperaturen zu. Pflanzenwachstum, insbesondere Wurzeln können Gesteine ​​physikalisch aufbrechen und auch die Umweltchemie verändern (z. B. den Säuregehalt erhöhen), wodurch die chemische Verwitterungsrate erhöht wird. Die Art des verwitterten Gesteins wiederum bestimmt Bodenqualität, Nährstoffgehalt (insbesondere Stickstoff- und Phosphor Ebenen) und lokale Biodiversität.
  • Preise von Erosion verursacht durch Wasser, Wind, Eis, oder Schwerkraft, die vom Wasserkreislauf angetrieben werden, atmosphärisch und Ozeanzirkulation Muster und regionale Topographie (die Struktur der Landschaft).
  • Die Größe und Tiefe der Körper von Wasser, wie Seen, Flüsse oder das Meer, wo Sediment hinterlegt ist. Eine langsamere Wasserströmung führt zur Ablagerung feinkörniger Sedimente und zu langsameren Ablagerungsraten.
  • Das Extraktion von Felsen und fossile Brennstoffe, was wiederum destabilisieren kann Böden, Zunahme Erosion, und abnehmen Wasserqualität durch Erhöhen Sediment und Schadstoffe in Flüssen und Bächen. , bei dem das Land mit Beton gepflastert wird, was zunehmen kann Wasser Abfluss, zunehmend Erosion und abnehmend Bodenqualität in den umliegenden Gebieten.
  • Hydraulisches Fracking zur Entfernung von Öl und Gas, bei dem Wasser, Sand und Chemikalien verwendet werden, um neue oder bestehende Risse in Gesteinen zu schaffen oder bestehende Risse zu erweitern, die es Öl und Gas ermöglichen, in Bohrlöcher zu fließen Extraktion.
  • Menschenland und Wasserverbrauch, einschließlich Abholzung und landwirtschaftliche Aktivitäten. Das Entfernen von Bäumen und anderen Pflanzen, das Pflügen von Feldern und die Überweidung durch Vieh destabilisieren Böden und kann die Raten von erhöhen Erosion um das 10- bis 100-fache.
  • Flüsse stauen und extrahieren Wasser aus Süßwasserökosystemen für den menschlichen Gebrauch ändert sich wo und wie stark Sedimentation auftritt, was sich auswirkt Bodenqualität und verursacht Veränderungen in Lebensräume.
  • Pflanzen und andere Organismen, beispielsweise solche, die Korallenriffe bauen, können Sedimente einfangen, die andernfalls anderswo abgelagert werden könnten. , was zu beschleunigten Raten von Erosion durch Hochwasser oder Wellengang.

Warum ist der Rock Cycle wichtig

  • Helfen bei der Bodenbildung und erhalten so alle Lebensformen auf der Erde
  • Bildung lebenserhaltender Mineralien wie Natrium, Eisen, Kalium und Kalzium in der Biosphäre
  • Bildung der Energiereserven der Erde wie fossile Brennstoffe und radioaktive Quellen
  • Bereitstellung der für den Bau von Bauwerken verwendeten Baumaterialien wie Eisen, Kalkstein, Marmor, Granit und Basalt
  • Bereitstellung von Rohstoffen für Währungen, Investitionen und Schmuck wie Gold, Diamanten, Rubine und Smaragde

Antwort Die beiden Hauptkräfte, die Energie für den Gesteinskreislauf der Erde liefern, sind die Sonne und die innere Wärme der Erde. Während die Sonne Energie für Verwitterung, Erosion und Transport liefert, hilft die innere Wärme der Erde bei Prozessen wie Subduktion, Schmelzen und Metamorphose.

Antwort Das Konzept des Gesteinszyklus wurde zuerst von James Hutton, dem Begründer der modernen Geologie im 18. Jahrhundert, vorgeschlagen.

Antwort Da der Gesteinskreislauf ein kontinuierlicher Prozess ist, endet der Kreislauf nicht nach der Bildung von Quarzit. Schließlich könnte sich das Quarzitgestein in ein Sedimentgestein oder ein magmatisches Gestein verwandeln, um den Kreislauf fortzusetzen.

Antwort Verdichtung ist der Prozess, bei dem Sedimente zusammengedrückt werden, um den Porenraum zwischen den Körnern aufgrund des Gewichts und des Drucks der darüber liegenden Schichten zu verkleinern. Zementierung ist der Prozess, bei dem Sedimente durch Mineralien, die durch Wasser abgelagert werden, zusammengeklebt werden. Sowohl Verdichtung als auch Zementierung tragen zur Bildung von Sedimentgesteinen bei.


Der Rock Cycle ist nicht zirkulär

Beachten Sie, dass all diese Veränderungen die Essenz eines Zyklus ausgelassen haben, weil es keine allgemeine Richtung für den Kreis gibt. Mit der Zeit und der Tektonik bewegt sich das Material der Erdoberfläche in keinem bestimmten Muster hin und her. Das Diagramm ist kein Kreis mehr und auch nicht auf Felsen beschränkt. Daher ist der "Steinzyklus" schlecht benannt, aber er ist der, der uns allen beigebracht wird.

Beachten Sie noch etwas an diesem Diagramm: Jedes der fünf Materialien des Gesteinskreislaufs wird durch den einen Prozess definiert, der ihn herstellt. Schmelzen macht Magma. Erstarrung macht Eruptivgestein. Erosion bildet Sediment. Die Lithifizierung macht Sedimentgestein. Metamorphismus macht metamorphes Gestein. Aber die meisten dieser Materialien können zerstört auf mehr als eine Weise. Alle drei Gesteinsarten können erodiert und metamorphosiert werden. Auch magmatische und metamorphe Gesteine ​​können geschmolzen werden. Magma kann sich nur verfestigen und Sediment kann nur versteinern.

Eine Möglichkeit, dieses Diagramm zu sehen, besteht darin, dass Gesteine ​​Wegstationen im Materialfluss zwischen Sediment und Magma, zwischen Verschüttung und Umwälzung sind. Was wir wirklich haben, ist ein Schema des Stoffkreislaufs der Plattentektonik. Wenn Sie den konzeptionellen Rahmen dieses Diagramms verstehen, können Sie es in die Teile und Prozesse der Plattentektonik übersetzen und diese großartige Theorie in Ihrem eigenen Kopf zum Leben erwecken.


6.3 Der Gesteinskreislauf

Nachdem Sie nun geübt haben, alle drei Hauptkategorien von Gestein zu identifizieren, lassen Sie uns untersuchen, wie sich diese Gesteine ​​langsam, aber ständig von einer Form in eine andere verwandeln. Die Prozesse, die an der ständigen Veränderung dieser Bestandteile der Erdkruste beteiligt sind, sind in der Gesteinskreislauf (Abbildung 6.3.1). Der Gesteinskreislauf wird durch zwei Kräfte angetrieben: (1) die innere Wärmemaschine der Erde, die Material im Kern und im Mantel bewegt und zu langsamen, aber signifikanten Veränderungen innerhalb der Kruste führt, und (2) der hydrologische Kreislauf, der die Bewegung ist aus Wasser, Eis und Luft an der Oberfläche und wird von der Sonne angetrieben.

Der Gesteinskreislauf ist auf der Erde immer noch aktiv, weil unser Kern heiß genug ist, um den Mantel in Bewegung zu halten, unsere Atmosphäre relativ dick ist und wir flüssiges Wasser haben. Auf einigen anderen Planeten oder ihren Satelliten, wie dem Mond, ist der Gesteinskreislauf praktisch tot, weil der Kern nicht mehr heiß genug ist, um die Mantelkonvektion anzutreiben und es weder Atmosphäre noch flüssiges Wasser gibt.

Abbildung 6.3.1: Schematische Darstellung des Gesteinskreislaufs.

Bei der Beschreibung des Gesteinskreislaufs können wir überall beginnen, obwohl es bequem ist, mit Magma zu beginnen. Wie Sie in Labor 4 erfahren haben, ist Magma ein bis zur vollständigen Schmelze heißes Gestein mit einer Temperatur zwischen etwa 800° und 1300°C, je nach Zusammensetzung und Druck.

Magma kann entweder innerhalb der Kruste langsam abkühlen (über Jahrhunderte bis Millionen von Jahren) – sich bilden aufdringliche Eruptivgesteine , oder an der Oberfläche ausbrechen und schnell abkühlen (innerhalb von Sekunden bis Jahren) – Bildung extrusive magmatische Gesteine (Vulkangesteine). Intrusive Eruptivgesteine ​​kristallisieren typischerweise in Tiefen von Hunderten von Metern bis zu Dutzenden von Kilometern unter der Oberfläche. Um seine Position im Gesteinskreislauf zu verändern, muss intrusives Eruptivgestein angehoben und dann durch die Erosion der darüber liegenden Gesteine ​​freigelegt werden.

Durch die verschiedenen plattentektonischen Prozesse der Gebirgsbildung werden alle Gesteinsarten angehoben und an der Oberfläche freigelegt. Sobald sie freigelegt sind, werden sie sowohl physikalisch (durch mechanisches Brechen des Gesteins) als auch chemisch (durch Verwitterung der Mineralien) verwittert, und die Verwitterungsprodukte – meist kleine Gesteins- und Mineralfragmente – werden erodiert, transportiert und dann als Sedimente . Transport und Ablagerung erfolgen durch die Einwirkung von Gletschern, Bächen, Wellen, Wind und anderen Stoffen, und Sedimente werden in Flüssen, Seen, Wüsten und im Ozean abgelagert.

Übungsaufgabe 6.4 Rocken rund um die Rock-Cycle-Uhr

Listen Sie unter Bezugnahme auf den Gesteinskreislauf (Abbildung 6.3.1) die Schritte auf, die erforderlich sind, um geologisches Material zu zirkulieren, beginnend mit einem Sedimentgestein, das dann in ein metamorphes Gestein umgewandelt wird, und schließlich ein neues Sedimentgestein.

EIN konservativ Schätzungen gehen davon aus, dass jeder dieser Schritte ungefähr 20 Millionen Jahre dauern würde (einige könnten weniger sein, andere mehr und andere könnten viel mehr sein). Wie lange kann es dauern, bis dieser gesamte Prozess abgeschlossen ist?

Wenn sie nicht erneut erodiert und weiterbewegt werden, werden Sedimente schließlich von weiteren Sedimenten begraben. In Tiefen von Hunderten von Metern oder mehr werden sie komprimiert und zementiert Sedimentgestein . Auch hier werden durch verschiedene Mittel, die größtenteils auf plattentektonische Kräfte zurückzuführen sind, verschiedene Arten von Gesteinen entweder angehoben, wieder erodiert oder tiefer in der Kruste vergraben, wo sie erhitzt, zusammengedrückt und umgewandelt werden metamorphes Gestein .

Medienzuordnungen

die Reihe von Prozessen, durch die Gesteine ​​von einer Art in eine andere umgewandelt werden

ein magmatisches Gestein, das langsam unter der Oberfläche abgekühlt ist

Eruptivgestein, das an der Oberfläche abgekühlt ist

Lockere Mineral- oder Gesteinspartikel

Gestein, das durch die Versteinerung von Sedimenten entstanden ist

ein Gestein, das durch metamorphe Prozesse gebildet wurde, die die Zusammensetzung, Textur oder beides eines bereits existierenden Muttergesteins (Protolith) verändern


3: Gesteine ​​und der Gesteinskreislauf - Geowissenschaften

In diesem Abschnitt lernen wir den Gesteinskreislauf und die verschiedenen Gesteinsarten kennen. Bitte sehen Sie sich dieses kurze Video für eine Einführung an:


Wie Sie sehen, ist der Gesteinszyklus nie zu Ende. Das Video erklärte, wie sich Gesteine ​​von einem Gesteinstyp zum anderen ändern, und – ebenso wichtig – zeigte es die Prozesse, die diese Veränderungen verursachen.

Das Erlernen des Gesteinskreislaufs und das Verständnis der damit verbundenen Prozesse hilft uns allen. Sie haben zum Beispiel im Video gesehen, wie alle Gesteine ​​zu feinen Partikeln erodiert werden. So entsteht Boden durch den Abbau von Gesteinen. Wir brauchen Erde, um zu überleben – stellen Sie sich vor, wir versuchen, ohne sie Gemüse anzubauen. Dies ist eine unmittelbare Verbindung zur Nahrungskette. Der Gesteinskreislauf gibt Wissenschaftlern und Ingenieuren auch eine Vorstellung davon, wo sich Energiequellen (hauptsächlich fossile Brennstoffe, die nur in Sedimentgesteinen vorkommen) und Baustoffe wie Marmor oder Granit befinden. Wir werden im Verlauf des Kurses sehen, wie dieser Zyklus in nahezu jeden Aspekt der Geologie eingreift.

Hier eine visuelle Darstellung des Gesteinszyklus:

Im weiteren Verlauf des Moduls greifen Sie auf dieses Bild zurück. Denken Sie daran, dass alle Prozesse des Gesteinskreislaufs miteinander verbunden sind.


Schau das Video: Der Gesteinskreislauf einfach erklärt - Magmatite, Metamorphite, Sedimentgesteine