Sedimentgesteine

Die meisten an der Erdoberfläche freiliegenden Gesteine sind Sedimentgesteine. Sie entstanden Korn für Korn aus Bruchstücken älterer Gesteine.

Ein Sandstrand, ein schlammiges Flussufer und ein mit Schalen bedeckter Seegrund bestehen aus Sediment: lockerem Material auf dem Weg zum Gestein. Laut USGS sind die meisten an der Oberfläche freiliegenden Gesteine Sedimentgesteine. Sie entstehen aus Teilchen älterer Gesteine, die Wasser oder Wind zerlegt haben. Ihre Entstehung durchläuft mehrere Schritte, und jeder hinterlässt Spuren im fertigen Gestein.

Gestein zerfällt

Verwitterung ist die Zermürbung oder Zerkleinerung von Gestein an Ort und Stelle. Der BGS unterscheidet drei Arten. Bei der physikalischen Verwitterung dringt Wasser in Risse und gefriert. Eis hat eine etwa 9% geringere Dichte als Wasser (USGS), beansprucht also ungefähr ein Zehntel mehr Platz und weitet den Riss. Beim Auftauen dringt weiteres Wasser ein, und der Vorgang wiederholt sich. Bei der chemischen Verwitterung reagiert leicht saures Regenwasser, das Kohlendioxid aus der Luft aufgenommen hat, langsam mit den Mineralen im Gestein. Bei der biologischen Verwitterung wachsen Wurzeln in Risse und grabende Tiere lockern das Gestein.

Erosion transportiert die Bruchstücke ab. Schwerkraft, Wind, Regen, Flüsse, Meer und Gletscher bewegen Gesteinsfragmente, die sich weit von ihrem Ursprung entfernen können. Ablagerung heißt es, wenn dieses Sediment liegen bleibt, sobald der transportierende Wind, das Wasser oder das Eis langsamer wird. Beim Absinken sortieren sich die Körner. Mitte der 1600er-Jahre bemerkte der dänische Wissenschaftler Nicholas Steno, dass die größten oder schwersten Teilchen zuerst absinken und die kleinsten zuletzt. Kleine Unterschiede in Größe oder Zusammensetzung erzeugen dabei Schichten. Diese Schichtung ist das auffälligste Merkmal von Sedimentgesteinen.

Vom Sediment zum Stein

Wenn neue Schichten hinzukommen, werden ältere versenkt. Das Gewicht darüber drückt die Körner dichter zusammen und presst Wasser heraus: Das ist Kompaktion. Anschließend wachsen Minerale, die mit Wasser durch die Poren gelangen, um die Körner herum und verkitten sie. Ähnlich bindet Zement den Sand im Mörtel. Die Geological Society nennt Calcit, Kieselsäure, Eisenoxide und Tonminerale als häufige Bindemittel. Kompaktion und Zementation verwandeln lockeres Sediment gemeinsam in festes Gestein.

Sedimentgesteine benennen

Klastische Sedimentgesteine bestehen aus Bruchstücken älterer Gesteine, den Klasten, und werden nach der Korngröße benannt. Von klein nach groß folgen Ton, Schluff und Sand; Körner über 2 mm gehören zum Kies. Schieferton besteht überwiegend aus Ton, Schluffstein aus Schluff, Sandstein aus Sand und Konglomerat aus Geröllen in einer sandigen oder schlammigen Grundmasse. Andere Sedimentgesteine entstehen durch Lebewesen. Sterben viele Organismen, können sich ihre Schalen oder Skelette zu Hornstein oder Kalkstein anhäufen. Kalkstein kann auch entstehen, wenn Minerale direkt aus dem Wasser ausfallen.

Sedimentgesteine bewahren Aufzeichnungen, die andere Gesteine verlieren. Laut USGS findet man Fossilien fast ausschließlich in Sedimentgesteinen. Magmatische Gesteine sind bei ihrer Entstehung zu heiß. Hitze und Druck, die metamorphe Gesteine erzeugen, zerstören Fossilien in der Regel. Pflanzen und Tiere, die im oder am Wasser sterben, werden rasch von Sediment bedeckt. Deshalb sind Meereslebewesen im Fossilbericht besonders stark vertreten.