Der Gesteinskreislauf

Ein Quarzkorn kann in Granit stecken, als Sand an einen Strand gespült werden, zu Sandstein verfestigt werden und schließlich in Quarzit landen.

Gesteine wirken beständig, werden aber über geologische Zeiträume immer wieder umgewandelt. Der BGS beschreibt den Gesteinskreislauf als Bild der Erde als dynamisches System: Alle Teile hängen zusammen. Eine Veränderung an einer Stelle bewirkt eine Veränderung an anderer Stelle, in einem Kreislauf, der während der gesamten Erdgeschichte abläuft. Die drei Gesteinsarten sind Stationen dieses Kreislaufs; die Vorgänge aus den letzten drei Einheiten sind die Wege dazwischen.

Die wichtigsten Wege

Beginne an einer beliebigen Stelle. Magma kühlt ab und kristallisiert zu magmatischem Gestein. Wird dieses an die Oberfläche gehoben, machen Verwitterung und Erosion daraus Sediment. Das Sediment wird abgelagert, versenkt, verdichtet und zu Sedimentgestein verkittet. Bei tieferer Versenkung oder an kollidierenden Platten wird Sedimentgestein erhitzt und zu metamorphem Gestein zusammengedrückt. Bei weiterer Erwärmung schmilzt es zu Magma, und der Kreis schließt sich.

Es gibt auch Abkürzungen, und der Kreislauf hat keine feste Richtung. Magmatisches Gestein kann metamorph werden, ohne zuvor Sediment zu sein: Granit, der in einem Gebirgsgürtel zusammengedrückt wird, wird zu Granitgneis. Metamorphes Gestein, das zu Bergen angehoben wird, zerfällt wie jedes andere Gestein zu Sediment. Sedimentgestein kann wieder zu Sediment verwittern, etwa wenn Sandsteinklippen zu Sand zerfallen, der eines Tages erneut Sandstein werden kann. Und jedes Gestein schmilzt, wenn es heiß genug wird.

Einem einzelnen Korn folgen

Quarz ist hart (7 auf der Mohs-Skala), und der BGS beschreibt ihn sowohl als Kristalle in Granit als auch als Körner in Sandstein. Stell dir einen Quarzkristall vor, der tief im Untergrund in einem Granit gewachsen ist. Hebung und Erosion bringen den Granit an die Oberfläche, wo er verwittert. Das Gestein zerfällt, und das Quarzkorn wird einen Fluss hinuntergespült und an einem Strand abgelagert. Unter weiterem Sand begraben, wird es in Sandstein eingebunden. Millionen Jahre später gerät der Sandstein in eine gebirgsbildende Kollision und wird zu Quarzit. Jede Station entspricht einem hier beschriebenen Gestein oder Sediment: Granit, Sand, Sandstein, Quarzit.

Probiere denselben Gedanken im Schaubild aus. Tippe auf Sedimentgestein und sieh dir die Ausgänge an: Es kann wieder zu Sediment verwittern oder durch Hitze und Druck zu metamorphem Gestein werden. Tippe dann auf Metamorphes Gestein. Es kann zu Magma schmelzen oder zu Sediment abgetragen werden. Magmatisches Gestein, Sedimentgestein und metamorphes Gestein haben im Schaubild jeweils zwei Ausgänge. Deshalb müssen zwei Reisen durch den Kreislauf nicht gleich aussehen.

Warum so wenig sehr altes Gestein erhalten bleibt

Weil Gesteine ständig umgewandelt werden, sind auf der Erde nur wenige aus ihrer Frühzeit erhalten. Laut USGS wurden die ältesten Gesteine durch Plattentektonik umgewandelt und zerstört. Falls etwas von der allerersten Erdkruste im ursprünglichen Zustand erhalten ist, wurde es noch nicht gefunden. Zu den ältesten zuverlässig datierten Gesteinen der Erde gehören die metamorphen Acasta-Gneise im Nordwesten Kanadas mit einem Alter von etwa 4.03 Milliarden Jahren. Selbst sie haben den Kreislauf schon mindestens einmal durchlaufen.