Gesteenten en gesteentekringloop

Leerdoelen

•Je kunt de drie hoofdgroepen van gesteenten (stollingsgesteente, sedimentgesteente en metamorfgesteente) benoemen.

•Je kunt uitleggen hoe deze gesteenten ontstaan en wat hun kenmerken zijn.

•Je kunt uitleggen wat de gesteentekringloop is.

De drie hoofdgroepen van gesteenten

Gesteenten in de aardkorst worden op basis van hun ontstaanswijze en kenmerken ingedeeld in drie hoofdgroepen: stollingsgesteente, sedimentgesteente en metamorfgesteente

Stollingsgesteente

Stollingsgesteente ontstaat, zoals de naam al zegt, door het stollen van gesmolten gesteente (magma of lava). Afhankelijk van waar deze stolling plaatsvindt, onderscheiden we twee typen stollingsgesteenten.

Basalt

Basalt is een voorbeeld van een uitvloeiingsgesteente. Dit gesteente ontstaat wanneer hete lava uit een vulkaan stroomt en aan het aardoppervlak snel afkoelt en stolt. Hierdoor krijgt basalt vaak een donkere, egale kleur en is het, net als andere stollingsgesteenten, erg hard. Een bijzonder kenmerk is de vaak zeshoekige vorm die het kan aannemen wanneer het afkoelt.

Graniet

Graniet daarentegen is een dieptegesteente. Het ontstaat diep in de aardkorst, op de overgang tussen de aardmantel en de aardkorst, waar magma langzaam afkoelt en stolt. Door deze langzame afkoeling krijgen de mineralen in graniet de tijd om grotere kristallen te vormen, wat je terugziet in de spikkels en de kleurverschillen in het gesteente. Graniet is, net als basalt, een zeer hard gesteente.

Sedimentgesteente

Sedimentgesteente ontstaat uit opeenhopingen van sediment. Dit zijn losse deeltjes zoals zand, klei, schelpen of koraal, die laagje voor laagje op elkaar worden afgezet. Door de druk van de bovenliggende lagen en verkitting (waarbij de deeltjes aan elkaar 'plakken' en verharden, ook wel verstening genoemd) worden deze sedimentlagen samengedrukt tot vast gesteente.

Een belangrijk kenmerk van sedimentgesteente is de zichtbare gelaagdheid en de mogelijkheid om fossielen (zoals schelpen of botten) te bevatten, omdat het ontstaat in omgevingen waar organismen leefden en begraven konden worden. Een bekend voorbeeld is kalksteen, dat vaak ontstaat uit de resten van schelpen en koraal op de bodem van zeeën en oceanen.

Metamorfgesteente

Metamorfgesteente is een bijzondere groep. Het ontstaat wanneer bestaande gesteenten – of dit nu stollingsgesteente, sedimentgesteente of zelfs ander metamorfgesteente is – onder hoge druk en/of hoge temperatuur worden omgevormd. Het woord 'metamorfose' betekent dan ook 'verandering'. Deze omstandigheden zijn typisch voor diepere delen van de aardkorst, waar gesteenten dieper worden ingedrukt.

Een opvallend kenmerk van metamorfgesteente zijn de vaak mooie, vloeiende lijnen die erin te zien zijn, veroorzaakt door de druk en beweging tijdens het omvormingsproces. Het is daarom vaak een geliefd materiaal voor gebruik in gebouwen, zoals bijvoorbeeld marmer. In tegenstelling tot sedimentgesteente zul je in metamorfgesteente geen fossielen vinden; de hitte en druk vernietigen deze tijdens de metamorfose.

Van sediment naar metamorfgesteente

Stel je voor dat kalksteen, dat op de zeebodem is gevormd uit schelpen, steeds dieper onder nieuwe sedimentlagen wordt bedolven. Door het toenemende gewicht wordt het pakket kalksteen steeds verder de aardkorst ingedrukt. Dieper in de korst neemt de temperatuur toe. De combinatie van diepe ligging (en dus hoge druk) en hogere temperaturen zorgt ervoor dat het kalksteen van samenstelling verandert. Dit proces duurt duizenden tot miljoenen jaren. Het resultaat van deze metamorfose is marmer.

De gesteentekringloop: een eeuwigdurend proces

Gesteenten zijn niet statisch; ze zijn onderdeel van een dynamische cyclus die miljoenen jaren kan duren: de gesteentekringloop. Binnen deze kringloop kan het ene type gesteente overgaan in het andere, afgebroken worden en opnieuw gevormd.

Endogene en exogene processen

De gesteentekringloop wordt aangedreven door zowel endogene processen (processen die van binnenuit de aarde komen) als exogene processen (processen die van buitenaf de aarde beïnvloeden).

•Endogene processen omvatten bijvoorbeeld vulkanisme, waarbij magma en lava aan het oppervlak komen en stollingsgesteenten vormen. Ook plooiing en opheffing van gebergten dragen bij aan de vorming en blootstelling van gesteenten.

•Exogene processen zijn onder andere verwering (het uiteenvallen van gesteente door invloeden als vorst, regen, wind en plantenwortels) en erosie (het transport van verweerd materiaal door water, wind of ijs). Deze processen breken bestaand gesteente af tot sediment.

Het afgebroken materiaal, het sediment, kan vervolgens weer een bouwsteen worden voor nieuw gesteente. Zo kan verweerd materiaal van een berg door een rivier worden meegenomen en ergens anders worden afgezet, waardoor sedimentlagen ontstaan die later sedimentgesteente worden. Dit sedimentgesteente kan op zijn beurt weer dieper de aardkorst in zakken en transformeren tot metamorfgesteente, of zelfs verder smelten en opnieuw magma worden, klaar om als stollingsgesteente weer aan het oppervlak te komen.

De lange gesteentekringloop

De lange gesteentekringloop omvat de volledige cyclus van verwering en erosie van bergen, transport van sediment naar de oceaan, vorming van sedimentgesteente, diepe indrukking en transformatie tot metamorfgesteente, verder smelten tot magma en tenslotte weer uitvloeien als lava om nieuw stollingsgesteente te vormen. Dit is een proces dat zich over extreem lange geologische tijdschalen uitstrekt.

De korte gesteentekringloop

Naast de lange kringloop bestaat er ook een korte gesteentekringloop. Een voorbeeld hiervan zie je bij mid-oceanische ruggen. Hier komt magma omhoog en stolt snel tot basalt (stollingsgesteente). Door plaattektoniek kan dit basalt weer onder een andere plaat schuiven (subductie) en dieper in de aardmantel smelten. Het gesmolten materiaal kan vervolgens via een vulkaan weer omhoog komen en als lava uitvloeien, waardoor de cyclus relatief snel wordt doorlopen. Deze kringloop is "korter", omdat bepaalde stappen, zoals uitgebreide verwering en de vorming van sediment- en metamorfgesteenten, worden overgeslagen.