Sedimentaire gesteenten

Het meeste gesteente dat aan het aardoppervlak ontsloten is, is sedimentair en korrel voor korrel opgebouwd uit stukken ouder gesteente.

Een zandstrand, een modderige rivieroever en een meerbodem vol schelpen zijn allemaal sediment: los materiaal dat gesteente kan worden. Volgens de USGS is het meeste gesteente dat aan het oppervlak blootligt sedimentair. Het ontstaat uit deeltjes van ouder gesteente die door water of wind zijn losgemaakt. Daarvoor is een reeks stappen nodig, en elke stap laat sporen in het uiteindelijke gesteente achter.

Gesteente afbreken

Verwering is het afslijten of uiteenvallen van gesteente op zijn eigen plek. De BGS onderscheidt drie soorten. Bij fysische verwering sijpelt water in scheuren en bevriest het. IJs is ongeveer 9% minder dicht dan water (USGS) en neemt dus ongeveer een tiende meer ruimte in en duwt de scheur verder open. Na het dooien komt er meer water in en herhaalt de cyclus zich. Bij chemische verwering is regenwater door opgelost koolstofdioxide uit de lucht licht zuur. Het reageert langzaam met mineralen in het gesteente. Bij biologische verwering groeien wortels in scheuren en wrikken gravende dieren gesteente uiteen.

Erosie voert de stukken af. Zwaartekracht, wind, regen, rivieren, de zee en gletsjers verplaatsen allemaal gesteentefragmenten. Die kunnen ver van hun oorspronkelijke gesteente terechtkomen. Afzetting is het neerleggen van sediment (depositie) wanneer het water, de wind of het ijs dat het vervoert vertraagt. Tijdens het bezinken sorteren de korrels zich. Midden jaren 1600 zag de Deense wetenschapper Nicholas Steno dat de grootste of zwaarste deeltjes eerst bezinken en de kleinste als laatste. Kleine veranderingen in grootte of samenstelling vormen afzonderlijke lagen, banken genoemd. Gelaagdheid is het opvallendste kenmerk van sedimentgesteenten.

Van sediment tot steen

Als nieuwe lagen zich opstapelen, raken oudere begraven. Het gewicht erboven perst korrels dichter op elkaar en duwt water weg: dat is compactie. Daarna groeien mineralen uit het water dat door de openingen stroomt rond de korrels en plakken die aan elkaar, zoals cement zand bindt in mortel. De Geological Society noemt calciet, silica, ijzeroxiden en kleimineralen als gebruikelijke bindmiddelen. Samen veranderen compactie en verkitting los sediment in vast gesteente.

Sedimentgesteenten benoemen

Klastische sedimentgesteenten bestaan uit stukken, of klasten, van ouder gesteente en worden naar korrelgrootte genoemd. Van klein naar groot zijn dat klei, silt en zand; korrels groter dan 2 mm zijn kiezels. Schalie bestaat vooral uit klei, siltsteen uit silt, zandsteen uit zand en conglomeraat uit kiezels in een matrix van zand of modder. Andere sedimentgesteenten ontstaan door levende organismen. Sterven veel organismen, dan kunnen hun schelpen of skeletten zich opstapelen tot hoornsteen of kalksteen. Kalksteen kan ook ontstaan als mineralen rechtstreeks uit het water neerslaan.

Sedimentgesteenten bewaren gegevens die in andere gesteenten verloren gaan. Volgens de USGS worden fossielen vrijwel uitsluitend in sedimentgesteenten gevonden. Stollingsgesteenten zijn bij hun ontstaan te heet en de hitte en druk bij de vorming van metamorfe gesteenten vernietigen fossielen meestal. Planten en dieren die in of bij water sterven worden snel door sediment begraven. Daarom is zeeleven zo sterk vertegenwoordigd in het fossielenarchief.