Magmatische Gesteine

Obsidian ist vulkanisches Glas: Lava, die so schnell abkühlte, dass ihre Atome keine Zeit hatten, sich zu Kristallen zu ordnen.

Das englische Wort igneous stammt vom lateinischen Wort für Feuer. Magmatische Gesteine entstehen, wenn heißes, geschmolzenes Gestein auskristallisiert und erstarrt. Die Schmelze entsteht tief im Erdinneren, nahe den Rändern tektonischer Platten oder über Hotspots, und steigt zur Oberfläche auf. Unter der Oberfläche heißt sie Magma; nach dem Austritt heißt sie Lava. Wo sie schließlich abkühlt, entscheidet über die Gesteinsart.

Die Abkühlgeschwindigkeit bestimmt die Kristallgröße

Beim Abkühlen einer Schmelze verbinden sich Atome zu Mineralkristallen. Bleibt genug Zeit, lagern sich weitere Atome an und jeder Kristall wächst. Das meiste Magma erreicht nie die Oberfläche. Es bleibt im Untergrund eingeschlossen, umgeben von warmem Gestein, und kühlt über viele Tausend oder Millionen Jahre sehr langsam ab. Die Kristalle haben lange Zeit zum Wachsen. So entsteht grobkörniges Gestein, dessen einzelne Körner mit bloßem Auge sichtbar sind. Diese Gesteine heißen Intrusivgesteine oder Plutonite. Beispiele sind Granit, Diorit, Gabbro und Peridotit.

Lava, die aus einem Vulkan oder einer offenen Spalte austritt, trifft auf viel kältere Luft oder kälteres Wasser und erstarrt fast sofort. Die Kristalle haben kaum Zeit zum Wachsen. Deshalb sind Extrusivgesteine oder Vulkanite sehr feinkörnig, manchmal sogar glasig und völlig ohne Kristalle. Obsidian ist ein solches Glas. Gasblasen, die in rasch abgekühlter Lava eingeschlossen werden, hinterlassen Hohlräume. Geologen nennen dieses Gefüge blasig. Rhyolith, Andesit, Basalt und Obsidian sind häufige Vulkanite.

Warum tief entstandene Gesteine sichtbar werden

Wenn Granit kilometerweit unter der Erde entsteht, wie kann er dann Berge und Bordsteine bilden? Die Antwort des BGS lautet: Zeit. Granitintrusionen kühlten tatsächlich langsam in der Tiefe ab. Doch über Millionen Jahre wurde das darüberliegende Land angehoben und das Deckgestein durch Verwitterung und Erosion abgetragen. Heute sehen wir die freigelegten Wurzeln alter Magmakammern. Kleinere Magmakörper dringen in Risse ein und erstarren nahe der Oberfläche zu dünnen Platten, etwa zu den Basaltgängen, die auf BGS-Karten andere Gesteine durchschneiden.

Um ein magmatisches Gestein zu deuten, helfen zwei Fragen. Sind die Körner groß genug, um sie zu sehen? Dann kühlte es langsam im Untergrund ab. Sind sie unsichtbar klein, oder ist das Gestein glasig oder voller Hohlräume? Dann kühlte es schnell an oder nahe der Oberfläche ab. Auch die Farbe kann helfen: Der BGS beschreibt Granit als meist helles Gestein mit deutlich sichtbaren Kristallen. Farbe allein kann aber täuschen, deshalb prüft ein Geologe auch die Minerale.

Das Schaubild nutzen

Öffne den Gesteinskreislauf oben und tippe auf Abkühlung. Das Feld beschreibt beide Möglichkeiten: langsames Abkühlen in der Tiefe und schnelles Abkühlen an der Oberfläche. Tippe dann auf Magmatisches Gestein und lies die möglichen nächsten Schritte. Ein magmatisches Gestein bleibt nicht unverändert. An der Oberfläche kann es zu Sediment verwittern. Es kann aber auch versenkt und zu metamorphem Gestein umgewandelt werden, ohne je das Tageslicht zu erreichen. Drücke mehrmals Weg verfolgen, jeweils ausgehend von Magma, und zähle, wie oft der Weg vor der Rückkehr zum Magma durch magmatisches Gestein führt.