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Lexikon der Geowissenschaften: Kreislauf der Gesteine

Kreislauf der Gesteine, permanenter Stoffkreislauf unter der Wechselwirkung der exogenen Dynamik und endogenen Dynamik ( Abb. ). Die drei großen Gesteinsgruppen (Magmatite, Metamorphite und Sedimente) stehen in einem Kreislauf miteinander in Beziehung, in dem jedes Gestein durch fortwährende Prozesse aus dem anderen hervorgeht. Schon J. Hutton hat in seinem Buch "Theory of the Earth" (1785) die Grundzüge dieses Phänomens beschrieben. Im ersten Teilkreislauf, der unter dem Einfluß exogener Kräfte steht, wird ein an der Erdoberfläche anstehendes beliebiges Gestein von der Verwitterung angegriffen und entweder chemisch gelöst oder physikalisch zerlegt. Das Wasser der Flüsse (bzw. Eis oder Wind) nimmt die Verwitterungsprodukte auf und verfrachtet sie zum Meer, wo die Wiederablagerung entweder als klastisches Sediment (Sand, Silt oder Ton) oder als Fällung aus der chemischen Lösungsfracht des Wassers (Carbonate, Evaporite) erfolgt. Mit zunehmender Überdeckung erfahren die Lockersedimente durch Diagenese eine allmähliche Verfestigung. Danach ergeben sich zwei Möglichkeiten: Entweder werden die Gesteine durch Hebung wieder an die Erdoberfläche gebracht, dann beginnt der Zyklus von vorn. Oder aber die Sedimente gelangen durch anhaltende Absenkung und Überdeckung in größere Tiefe. Damit geraten sie in den Wirkungsbereich der endogenen Kräfte und werden unter dem Einfluß von Druck und Temperatur einer Metamorphose unterzogen. Mit weiterer Erhitzung schmelzen die Gesteine und ein Magma entsteht, aus dem bei späterer Abkühlung die Magmatite auskristallisieren, entweder in größerer Tiefe als Plutonite (Tiefenmagmatite) oder nahe der Erdoberfläche als Vulkanite. Auch die Plutonite können durch endogene Kräfte wieder gehoben und an der Oberfläche exponiert werden. Damit geraten die Gesteine wieder in den Einflußbereich der exogenen Dynamik und der Zyklus von Verwitterung und Abtragung startet von neuem.

Der hier geschilderte Kreislauf ist eine Variante unter vielen, da einige der Schritte auch übersprungen werden können. Sämtliche Stadien (Verwitterung, Metamorphose und Aufschmelzung) sind letztlich Anpassungen an die physikalisch-chemischen Bedingungen der unterschiedlichen Bereiche der Erdkruste. Der Kreislauf der Gesteine wird vorwiegend durch die in der Plattentektonik wirksamen endogenen Kräfte in Bewegung gehalten. Mit dem Abtauchen der Platten zum Erdmantel schmelzen die Gesteine und es entstehen die Magmatite. Plattenkollisionen lassen die Gebirge aufsteigen und bedingen hohe Drucke und Temperaturen, die Metamorphosen im tieferen Untergrund zur Folge haben. Mit der Verwitterung und Abtragung der Gebirge wird neues Sedimentmaterial den vorgelagerten Meeresbecken zugeführt, deren Böden wiederum einer Absenkung unterliegen. Aus den unterschiedlichen Stadien, die in der Erdkruste weltweit zu beobachten sind, kann geschlossen werden, daß der Kreislauf der Gesteine permanent in der Erdgeschichte in Funktion war. [HK]


Kreislauf der Gesteine: schematische Darstellung. Kreislauf der Gesteine:

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