Gesteinskreislauf einfach erklärt

Gesteine lassen sich nach ihrer Entstehung grob in drei Gruppen einteilen: magmatische Gesteine (Magmatite), Sedimentgesteine und metamorphe Gesteine (Metamorphite).

Magmatite entstehen, wenn geschmolzenes Material aus dem Erdinneren, das Magma, erkaltet und auskristallisiert. Es kommt darauf an, wo das passiert. Erkaltet das Magma tief in der Erdkruste, spricht man von Plutoniten (Tiefengesteinen). Dort kühlt es nur langsam ab, weil die Gesteine darüber die Wärme gut halten. So können große Kristalle wachsen, die du mit bloßem Auge siehst. Ein Beispiel ist Granit. Tritt das Magma als Lava an der Erdoberfläche aus, erkaltet es schnell. Dann entstehen Vulkanite (Ergussgesteine), die überwiegend sehr feinkörnig sind. Ein Beispiel ist Basalt. Wird Lava durch Kontakt mit Wasser abgeschreckt, kann sogar vulkanisches Glas wie Obsidian entstehen.

Sedimentgesteine entstehen aus Ablagerungen. Wind, Wasser oder Eis zerkleinern Gestein (Verwitterung und Erosion) und transportieren die Bruchstücke weg. Sie werden irgendwo abgelagert. Wird die Ablagerung von weiterem Material bedeckt, verdichtet sie sich unter Druck, bis aus dem weichen Sediment ein hartes Sedimentgestein geworden ist. Beispiele sind Sandstein, Kalkstein und Steinsalz.

Metamorphite entstehen aus älteren Gesteinen beliebigen Typs. Hoher Druck oder hohe Temperatur wandeln sie um. Dabei bleibt das Gestein fest.

Die drei Gesteinsgruppen werden durch Prozesse ineinander umgewandelt. Das nennt man den Gesteinskreislauf. Ein solcher Zyklus dauert in der Regel rund 200 Millionen Jahre.

Ein möglicher Weg beginnt an der Erdoberfläche. Dort verwittern Gesteine durch Wind, Wasser, Eis, Temperaturunterschiede oder chemische Reaktionen. Die Bruchstücke werden transportiert und lagern sich ab (Sedimentation). Anschließend können sie sich zu Sedimentgestein verfestigen. Diese Verfestigung heißt Diagenese.

Wird ein Sedimentgestein in tiefere Regionen der Erdkruste verfrachtet, können Druck und Hitze es in ein anderes Gestein umwandeln (Metamorphose). Bei ausreichend hohen Temperaturen kann ein Teil des Gesteins aufschmelzen und zu Magma werden. Diese Aufschmelzung heißt Anatexis.

Steigt Magma auf und bleibt in der Erdkruste stecken, kühlt es relativ langsam ab und wird zu plutonischem Gestein. Tritt es als Lava aus, erstarrt es rasch zu Vulkangestein. Durch Hebung und Erosion kann Gestein wieder freigelegt werden. An der Oberfläche verwittert es erneut. Der Kreislauf beginnt von neuem.

Wie lange ein Zyklus dauert, hängt zum Beispiel vom Bau der Region und von der Art und Stärke der beteiligten Prozesse ab.

Der Gesteinskreislauf ist keine feste Reihenfolge. Ein Gestein kann verschiedene Wege nehmen.

Ein magmatisches Gestein kann bei steigender Temperatur oder steigendem Druck zu einem metamorphen Gestein werden, zum Beispiel bei einer Gebirgsbildung. Es kann aber auch verwittern und als Sediment an anderer Stelle abgelagert werden. Auch Sedimentgesteine selbst können aus Material jeder Gesteinsgruppe entstehen.

Auch bei den Metamorphiten gibt es mehrere Möglichkeiten. Bei der Regionalmetamorphose (Umwandlung im Zusammenhang mit einer Gebirgsbildung) werden Gesteine gefaltet. So können tonige Sedimente zu Schiefer werden und magmatische Gesteine zu Gneis. Aus Quarzsandstein kann Quarzit werden, aus Kalkstein Marmor. Der Kreislauf schließt sich, wenn Metamorphite wieder an die Oberfläche gelangen oder tief unten aufgeschmolzen werden und so Rohmaterial für neue Magmatite bilden.

Manche Teile eines Gesteins überleben sogar mehrere Gesteine. Körner von Mineralen, die besonders widerstandsfähig gegen Verwitterung sind, können mehrfach zumindest den Teil des Kreislaufs an der Erdoberfläche durchlaufen. Körner mit einem besonders hohen Schmelzpunkt können sogar komplette Zyklen durchlaufen. Ein Beispiel ist das Mineral Zirkon.