Geomorphologie

• An Spreading-Zonen werden Platten auseinandergeschoben, es entsteht ein Druckabfall und in der Asthenosphäre entsteht basisches, gasarmes Magma.
• Das Magma steigt durch die Öffnungen nach oben, weil es eine kleinere Dichte hat als die Umgebung.
• Es bilden sich Magmakammern und das Magma kommt an die Oberfläche, wo es 4 Grad ist und es sofort abkühlt.
• Es entsteht ein Basalt (=dunkler Vulkanit). Was in der Magmakammer abkühlt wird zum Gabbro (=grobkörniger Plutonit).

• An Subduktionszonen wird die ozeanische Platte im Erdmantel versenkt und dabei Wasser freigesetzt (=Fluid, weil andere Eigenschaften als auf der Oberfläche). Dieses wiederum führt zu einer Schmelzpunkterniedrigung und es entsteht basisches, gasreiches Magma.
• Das Magma kommt nur sehr schwer an die Oberfläche und bleibt in jeder Magmakammer eine Zeit lang stecken.
• Das Magma kühlt ab und die fraktionierte Kristallisation (= teilweiser Kristallwachstum wegen Schmelzpunkten) beginnt. Was auskristallisiert ist, bleibt zurück, so wird die Schmelze kieselsäurereicher. Diese Tatsache der Veränderung der chemischen Zusammensetzung nennt man magmatische Differenziation.
• Meist kühlt sie in der Erdkruste aus und wird zu einen hellen Plutonit: dem Granit. Wenn sie es doch an die Oberfläche schafft, explodiert sie wegen der Gase und kühlt dann sofort aus; es bilden sich glasige Vulkanite, z.B. Bimsstein.

Tiefengesteine sind Plutonite, unterhalb der Erdoberfläche, Mineralien erkennbar, hart

Ergussgesteine sind Vulkanite, oberhalb der Erdoberfläche, Mineralien nicht erkennbar

Die Witterung zerkleinert Gesteine; Gletscher, Flüsse usw. transportieren diese Teile und lagert sie ab, wenn sie verhärten entstehen Sedimentgesteine.

• Abgelagertes Material wird von immer neuen Schichten überlagert und so steigt der Druck und die Temperatur und die Sedimentschicht beginnt sich zu verändern. Dies nennt man Diagenese.
  • Es gibt die Kompaktion, also die physikalische Veränderung durch Zusammenpressen und dadurch Volumenverkleinerung des Sediments und die Zementation, also die Verkittung von einzelnen Sedimentkörner durch die ausgefällten Mineralien aus Lösungen in den Porenräumen.

Es gibt marine Sedimente (in Meeresbecken) und terrestrische Sedimente (auf dem Land).

Erkennen kann man Sedimentgesteine an den Schichten verschiedener Gesteine, die sich über viele Jahre übereinander gelagert haben. Diese Schichten können auch durch Gradierungen (=nach oben immer kleinere Körner) in Flussbetten entstehen. Bei Sanddünen und Hängen ist die Schichtung nicht horizontal sondern schräg.

Sedimentstrukturen, z. B. Wellenabdrücke oder Abdrücke von Bauten von Meereslebewesen, Fossilien, Hohlräume

Diese bestehen aus Gesteinsbruchstücken verschiedenster Korngrössen.

• Es gibt Brekzien, die in Gebirgsbächen, Vulkanausbrüchen und Schutthalden entstehen. Die anderen von ihnen heissen Konglomerate.
• Gerölle sind länger von viel Wasser transportiert worden und sind nicht mehr kantig und eckig. Sie wurden in Gebirgsnähe abgelagert.
• Sand hat Körner mit max. 2mm Durchmessern. Verhärtet heisst er Sandstein.
• Silt- und Tonsteine entstehen in Überschwemmungsgebieten.

Chemische Sedimente entstehen entweder durch Übersättigung oder Ausfällung und dazu muss sowohl eine hohe Verdunstung und ein geringer Wasseraustausch mit dem Meer gegeben sein, wodurch der Salzgehalt hoch ist (zu finden in Meeresarmen oder -becken, Seen usw.). Sie entstehen hauptsächlich aus Evaporiten, die sich am Boden eines Meeres oder Sees sammeln.

• Evaporitablagerungen sind zyklisch aufgebaut, wobei zuerst das schwerstlösliche und zuletzt das bestlösliche Salz ausgeschieden wird.
• Es kommt zu folgender Reihenfolge: Karbonate, Gips und Anhydrit, Steinsalz und zuletzt Abraumsalze (=Edelsalze).

Biogene Sedimente bestehen grösstenteils aus organischem Material und bilden sich aus Ablagerungen abgestorbener Pflanzen und Tiere.

• Kohle
• Erdöl/Erdgas
• Hornstein

Hornstein ist auch als Feuerstein bekannt und wird gebildet, in dem kleine, grüne Kieselalgen (=Diatomeen) und Radiolarien (=Strahlentierchen), deren Gehäuse aus Kieselsäure besteht, absinken. Sie bilden auf dem Grund Kieselschlamm. Man findet Diatomeen in kalten und Radiolarien in warmen Gewässern. Dieser Kieselschlamm ist druckbeständig und löst sich nicht auf. Wenn er überlagert wird, verfestigt er sich zu Hornstein.

• Blätter, Äste und Stämme von Bäumen und Farnen müssen auf einem wassergesättigten Boden sein, wo sie rasch mit Schlamm eingedeckt und überflutet werden (damit die Zerstörer von organischem Material, die Sauerstoff benötigen, fernbleiben).
• Das Material verwandelt sich langsam in Torf. Wenn sich über dem Torf neue Sedimentlagen bilden, steigt der Druck und es kommt zu Pressung und Entwässerung des Torfs.
• Durch diverse chemische und physikalische Prozesse entsteht Braunkohle.
• Wenn dies wiederum überdeckt wird, steigt die Temperatur und es entsteht Steinkohle und später Anthrazit.
  • Der Prozess von Torf zu Anthrazit heisst Inkohlung. Während dem Prozess wird das Material immer härter und der Kohlenstoffgehalt nimmt stetig zu.

• Erdöl und Erdgas sind Flüssigkeiten bzw. Gase und entstehen in den Poren von Sedimentgesteinen;
• In belebten Schelfbereichen mit klarem, nährstoffreichen Wasser kann das absinkende organische Material (=Tier-, Pflanzen-, Organismenreste) nicht vollständig abgebaut werden. Die zurückbleibende Substanz wird ständig überlagert und dank des resultierenden Druck und Temperaturanstiegs wird durch chemische Reaktionen das organische Material der Sedimentgesteine (=Muttergesteine) in kleinste Tröpfchen flüssiges bzw. gasförmiges Kohlenwasserstoff umgewandelt.
• Diese wandern wegen ihrer kleinen Dichte nach oben durch Sandsteine und Kalke bis zu einer undurchlässigen Schicht, wobei sie das Wasser nach unten verdrängen. Durch Gesteinsfalten entstehen sogenannte Erdölfallen, durch die die Tröpfchen nicht kommen.
• Darin werden die Teilchen nach Dichte sortiert; oben Erdgas, dann Erdöl und zuletzt Wasser. Das Gestein, in dem dies passiert, heisst Speichergestein.

• Oberlauf Brekzien, Mittellauf Konglomerate, Unterlauf Sandsteine
• Wegen Bergrutschen und Steinschlägen entstehen ungerundete Komponenten, die durch Diagenese zu Brekzien werden
• Brekzien bzw. Sand-, Silt- und Tonsteine
• Konglomeraten, Sand-, Silt, und Tonsteine
• Silt- und Tonstein und wenn sie karbonatreich sind auch Kalksteine und Mergel

• Wenn die Diagenese durch Druck und Temperatur verstärkt wird, geht sie zur Metamorphose über. Die Intensität wird Metamorphosegrad genannt.
• Wenn es in den Tiefen der Erde immer wärmer wird, lösen sich chemische Bindungen und Mineralien werden umkristallisiert oder es entstehen neue. Dies geschieht immer im festen Zustand
  • Bei einer intensiven Metamorphose ist das Ausgangsgestein nicht mehr auszumachen..
  • Wenn Druck und Temperatur noch mehr ansteigen, schmelzen die Gesteine und werden zu Magma => Magmatische Gesteine

• Die Regionalmetamorphose entsteht durch konvergente Plattenbewegungen (=an Subduktionszonen und bei Kollision zweier Kontinentalplatten). Führt zu Striemen.
• Die Kontaktmetamorphose entsteht durch hohe Temperaturen durch Magmakammern in der Nähe. Keine Striemen, kleinste Unebenheiten.

Man erkennt sie durch Schieferung (Striche), Marmorierung und weil sie keine Fossilien einschliessen oder Hohlräume haben. Es gibt geschieferte Gesteine, entstanden durch hohen Druck, die Schieferung zieht sich gleichmässig durch das Gestein und ähnelt der "Schichtung" bei Sedimentgestein.

Diese Verwitterung verändert die chemische Zusammensetzung der Gesteine bzw. Mineralien und braucht hohe Temperatur und Feuchtigkeit. Sie ist an Wasser gebunden, weil die darin gelösten Salze und Säuren die Mineralien chemisch verändern und kann bis tief in die Erde eindringen.

• Lösungsverwitterung
• Kohlensäureverwitterung

Kalisalze und Natriumsalze lösen sich in Wasser besonders gut auf; die Salze werden vom Wasser transportiert und bei dessen Verdunstung wieder kristallisiert. Es entstehen Evaporitschichten.

Auch Karstverwitterung: Dabei wird dem Wasser entweder Kohlensäure entzogen oder zugefügt und dementsprechend bildet oder löst sich Kalk auf. Es entstehen Karstlandschaften. Die Striemen heissen Karren und entstehen, weil Wasser sich in den Stein frisst. Die Löcher heissen Dolinen. Es können Höhlen mit Tropfsteinen entstehen: Oben auf der Höhle sind Pflanzen, die die Kohlensäure entziehen und darum gibt es keine Lösung sondern Bildung von Kalken. Es gibt auch tropischen Karst, wo aus kleinen Löchern im Boden grosse Säulen werden und der Boden stetig absinkt, bis er auf einen nicht-kalkhaltigen Boden stösst. Dabei entstehen zuerst Cockpitkarste und dann Turmkarste.

• Oxidationsverwitterung (=Rosten
• Rauchgasverwitterung (saurer Regen)

Auch Rosten: In Eisen und Schwefelmineralien lagert sich Sauerstoff an, was zu einer Volumenzunahme derer und somit zur Auflockerung des Gesteins führt. Das Eisen eines Gesteins färbt sich dabei rot. Vor allem bei lufthaltigem Wasser und wasserhaltiger Luft.

Ensteht durch Verbrennung von Öl und Kohle. Dadurch ist in der Luft viel Schwefeldioxid, welches mit Wasser zu Schwefelsäure reagiert => saurer Regen. Dieser zerstört Bauwerke, Farben und Metalle. Sandstein ist bspw. sehr anfällig.

• Temperaturverwitterung
• Schwächezone
• Frostsprengung
• Salzsprengung
• Wurzelsprengung

Diese Verwitterung ist oberflächlich und es gibt keine Stoffveränderungen. Sie ist bei starken Temperaturschwankungen anzutreffen. Voraussetzung sind Spalten und Risse, die durch Tektonik bei endogenen Prozessen und chemische Verwitterung entstehen.

Die Temperaturverwitterung greift, wenn durch Temperaturänderungen (Kühlen zusammenziehen u. u.) Sprengungen stattfinden. Besonders betroffen sind Granite (generell Gesteine mit unterschiedlich farbigen Mineralien, weil diese sich unterschiedlich erwärmen). In Hochgebirge und Wüsten.

Manche Steine haben Schwächezonen, z. B. Schichtflächen und Schieferungsebenen, entlang denen sie sich leicht aufbrechen lassen.

Frostsprengung ist es, wenn Wasser in Poren und Risse von Gestein eindringt und zu Eis gefriert, denn dann dehnt es sich aus. Besonders durch Wiederholen von Eis/Wasser Nacht/Tag in Hochgebirgen.

Wenn Wurzeln in Gesteinsspalten gelangen und dort wachsen.

Zur Salzsprengung kommt es, wenn salzhaltiges Wasser verdunstet und sich in Spalten Salze auskristallisieren, die dann bei erneuter Befeuchtung zu Hydraten werden und sich stark ausdehnen. In eher ariden Gebieten mit gelegentlichem Niederschlag.