Was ist der Gesteinskreislauf und wie funktioniert er?

Gesteine wirken wie das Beständigste auf der Erde, doch sie verändern sich ständig, nur sehr langsam. Ein Sandkorn am Strand war vielleicht einmal Teil eines Gebirges, und irgendwann wird es vielleicht wieder Teil eines Gebirges sein. Der Gesteinskreislauf fasst die Vorgänge zusammen, die das Material der Erde zwischen den drei großen Gruppen von Gesteinen hin und her bewegen.

Magmatische Gesteine (Magmatite) entstehen, wenn geschmolzenes Gestein abkühlt und fest wird. In der Tiefe heißt die Gesteinsschmelze Magma, an der Oberfläche Lava. Magma, das tief unten langsam abkühlt, hat Zeit, große Kristalle zu bilden, wie beim Granit (ein Tiefengestein oder Plutonit). Lava, die an Vulkanen an der Oberfläche schnell abkühlt, bildet winzige Kristalle, wie beim Basalt (ein Ergussgestein oder Vulkanit). Kühlt sie fast schlagartig ab, entsteht glasiger Obsidian, und schaumige Lava voller Gasblasen wird zu Bimsstein, der schwimmen kann.

Sedimentgesteine entstehen aus Bruchstücken anderer Gesteine. Regen, Wind, Frost und Temperaturwechsel zerlegen Gestein in kleine Teile (Verwitterung). Flüsse, Wind, Gletscher und das Meer tragen sie fort (Abtragung oder Erosion, und Transport). Wo das Wasser langsamer wird, setzen sich die Teilchen in Schichten ab (Ablagerung oder Sedimentation), oft am Grund eines Sees oder Meeres. Mit der Zeit drücken die oberen Schichten die unteren zusammen (Verdichtung), und im Wasser gelöste Minerale verkitten die Körner (Zementation). So entstehen Sandstein, Tonstein, Kalkstein und Kreide. Sedimentgesteine sind oft geschichtet, und in ihnen findet man die meisten Fossilien.

Metamorphe Gesteine (Metamorphite) entstehen, wenn ein vorhandenes Gestein in der Tiefe durch große Hitze und hohen Druck umgewandelt wird, ohne zu schmelzen. Seine Minerale ordnen sich zu neuen Kristallen, oft in Bändern. Aus Kalkstein wird Marmor, aus Tonstein Tonschiefer, aus Sandstein Quarzit, und aus Granit kann Gneis werden.

Wird irgendein Gestein heiß genug, um zu schmelzen, wird es wieder zu Magma, und beim Abkühlen geht der Kreislauf weiter. Die Bewegungen der Erdplatten ziehen Gestein in die Tiefe, wo es schmilzt oder gepresst wird, und heben begrabenes Gestein zu Gebirgen empor (Hebung), wo die Verwitterung von Neuem beginnt.

Der Kreislauf hat keine feste Reihenfolge und keinen Anfang. Ein magmatisches Gestein kann verwittern und zu Sediment werden, sich in ein metamorphes Gestein umwandeln oder wieder schmelzen, und für die beiden anderen Gruppen gilt dasselbe. Zwei Energiequellen treiben alles an: die innere Wärme der Erde, die Gestein schmilzt, presst und die Platten bewegt, und die Energie der Sonne, die Wetter, Regen und Flüsse antreibt, die Gestein abtragen. Die Schwerkraft zieht die Bruchstücke bergab.

Ein Modell für zu Hause: Raspel alte Wachsmalstifte zu Spänen (Verwitterung), presse die Späne in Alufolie (Verdichtung, ein „Sediment“-Stift), presse sie warm (Hitze und Druck, „metamorph“), und schmilz sie und lass sie abkühlen (ein „magmatischer“ Stift). Das Schmelzen übernimmt ein Erwachsener.

Was ist der Gesteinskreislauf, einfach erklärt?#

Er ist die Art, wie die Erde Gestein wiederverwertet. Gesteine schmelzen, zerfallen in Stücke, werden begraben und gepresst, und so wird mit der Zeit aus jeder Gesteinsart eine andere.

Wie funktioniert der Gesteinskreislauf?#

Durch Vorgänge, die die drei Gesteinsgruppen verbinden: Schmelzen und Erstarren (magmatische Gesteine), Verwitterung, Abtragung, Ablagerung, Verdichtung und Verkittung (Sedimentgesteine), Hitze und Druck (metamorphe Gesteine) und die Hebung, die Gestein wieder an die Oberfläche bringt.

Wie lange dauert der Gesteinskreislauf?#

Meist Millionen von Jahren. Manche Schritte gehen schnell (Lava kann in Stunden oder Tagen erstarren), aber ein Gebirge abzutragen oder Gestein zu versenken und umzuwandeln dauert sehr viel länger.

Wo beginnt der Gesteinskreislauf?#

Er hat weder Anfang noch Ende. Fachleute nehmen an, dass die ersten Gesteine der Erde magmatisch waren, entstanden beim Abkühlen des jungen, glutflüssigen Planeten, aber heute wandelt sich jede Gesteinsart weiter in die anderen um.

Was hat der Gesteinskreislauf mit der Plattentektonik zu tun?#

Die Bewegung der Erdplatten liefert die Wege nach unten und oben: Platten tauchen ab, wo Gestein schmilzt oder umgewandelt wird, und Platten stoßen zusammen, wo Gebirge gehoben werden.

Warum ist der Gesteinskreislauf wichtig?#

Er erzeugt den Boden, in dem Pflanzen wachsen, Bausteine wie Granit, Sandstein und Schiefer und die Sedimentschichten, die Fossilien bewahren und von der Vergangenheit der Erde erzählen.