Gesteinsklassen

aus ZUM-Wiki, dem Wiki für Lehr- und Lerninhalte auf ZUM.de
Wechseln zu: Navigation, Suche


Diese Doppelstunde soll dazu dienen, noch einmal die Prozesse der Plattentektonik zu verinnerlichen. Außerdem werden wir einige Prozesse der Gesteinsbildung kennen lernen.

Inhaltsverzeichnis

Wiederholung: Plattentektonik

Die Beiträge aus der Arte-Reihe Mit offenen Karten behandeln meist geographische, politische oder wirtschaftliche Themen, die mit Hilfe von Karten sehr gut dargestellt werden. Seit 2007 werden alle Folgen auf der Homepage der Sendung archiviert. Ältere Beiträge finden sich häufig aber noch auf Youtube. So auch der Beitrag Mit offenen Karten: Tsunamis von 2005 mit dem wir in die erste Stunde starten werden.


Nuvola Stift.png   Aufgabe 1

Im Film werden die Bewegungen der Kontinentalplatten zueinander beschrieben.
Notier die Bezeichnungen der drei Bewegungen, jeweils einen Ort an dem sie auftreten und je ein Stichwort um sie zu beschreiben.

Mittelatlantischer Rücken

Die divergente (auseinandertreibend, verbreiternd) Plattengrenze des Mittelatlantischen Rückens hat zur Entstehung von Island beigetragen. Wir können die Plattengrenze an einem Graben sehr deutlich erkennen.

Ausbruch des Eyjafjallajökull

Im Gebiet der Plattengrenze finden sich viele aktive Vulkane. Der Eyjafjallajökull brach im April 2010 zuletzt aus. Seine Aschewolke breitete sich bis auf das europäische Festland aus und behinderte dort teilweise den Flugverkehr.


Gesteine

Wir betrachten einige Gesteinsproben und werden uns über deren Entstehen informieren..

Tuff

Nuvola Stift.png   Aufgabe 2

Erläutere die Begriffe

  • Tuff
  • Pyroklasten
  • Vulkanische Asche

Notiere die Definitionen in Stichworten auf die Folie!
Überlege, ob es sich bei einer der Gesteinsproben um Tuff handeln könnte! Begründe Deine Überlegungen!

Unter Tuff (auch Tuffstein) versteht man ein Gestein, das zu mehr als 75 % aus Pyroklasten aller Größen besteht.

Bei Tuffen handelt es sich um Auswurfprodukte von Vulkanen, die verfestigt wurden. Die Farben der vorkommenden vulkanischen Tuffe reichen von grau über gelblich, bräunlich und rötlich bis kräftig rot. Aufgrund der vulkanischen Gaseinschlüsse ist Tuff häufig sehr porös.

Als Pyroklasten bezeichnet man (Gesteins-)Fragmente, die durch Zerreißen oder Zerbrechen infolge vulkanischer Aktivität aus einem festen oder flüssigen vulkanischen Ausgangsmaterial (Lava, Vulkanische Asche) entstanden sind.

Der Begriff Vulkanische Asche bezeichnet in der Vulkanologie sehr kleine Pyroklasten beliebiger Form (< 2 mm), die bei einem explosiven Ausbruch eines Vulkans entstehen. Zusammen mit den größeren Pyroklasten (z.B. Lapilli 2mm - 64mm) gehört sie zu den pyroklastischen Sedimenten. Diese werden auch Tephra genannt, wenn sie noch unverfestigt sind bzw. nach ihrer Verfestigung pyroklastische Gesteine.
Asche als Verbrennungsrückstand von organischem Material ist von anderer Zusammensetzung und hat mit der Definition von Asche im vulkanologischen Sinn nichts zu tun.


CC-BY-SA-icon-80x15.pngQuelle: zum.de Gesteinsklassen (https://wiki.zum.de/wiki/Europa_im_Blick/Gesteinsklassen)

Bims

Nuvola Stift.png   Aufgabe 2

Erläutere die Begriffe

  • Bims
  • basaltische (oder mafische) Lava
  • saure (oder felsische) Lava

Notiere die Definitionen in Stichworten auf die Folie!
Überlege, ob es sich bei einer der Gesteinsproben um Bims handeln könnte! Begründe Deine Überlegungen!

(auch: Bimsstein) ist ein poröses, glasiges Vulkangestein, dessen Dichte wegen der Poren kleiner als die von Wasser ist. Seine Farbe kann stark variieren. Bims aus basaltischer Lava mit großen Blasen ist nahezu schwarz und wird auch Gesteinsschaum genannt, mit abnehmender Blasengröße (zunehmendem Kieselsäuregehalt, zähflüssiger) wird die Farbe heller, so dass auch nahezu weißer Bims möglich ist, sowie sämtliche Zwischentöne.

Bims entsteht durch gasreiche vulkanische Eruptionen, bei denen die Lava durch Wasserdampf und Kohlendioxid aufgeschäumt wird. Chemisch unterscheidet sich Bims nicht von anderer Lava (der Chemismus kann ebenso stark wie bei Lava variieren), er ist jedoch deutlich leichter (hat ungefähr ein Drittel der Dichte) und hat wegen der enthaltenen vulkanischen Gase oft eine deutlich hellere Farbe als Lava bei gleicher Zusammensetzung

Der unterschiedliche Kieselsäuregehalt (SiO2) bestimmt wesentliche Eigenschaften der Lava. Je höher der Kieselsäuregehalt ist, desto zähflüssiger ist die Lava (bei gleicher Temperatur). Wir unterscheiden folgendermaßen:

  • felsische Gesteinsschmelzen (SiO2-Gehalt > 65 %) (früher sauer)
  • intermediäre Gesteinsschmelzen (SiO2-Gehalt zwischen 52 % und 65 %).
  • mafische (o. basaltische) Gesteins-Schmelzen (SiO2-Gehalt < 52 %) (früher basisch).

CC-BY-SA-icon-80x15.pngQuelle: zum.de Gesteinsklassen (https://wiki.zum.de/wiki/Europa_im_Blick/Gesteinsklassen)

Obsidian

Nuvola Stift.png   Aufgabe 2

Erläutere die Begriffe

  • Obsidian
  • Glas
  • amorph

Notiere die Definitionen in Stichworten auf die Folie!
Überlege, ob es sich bei einer der Gesteinsproben um Obsidian handeln könnte! Begründe Deine Überlegungen!

Obsidian ist ein natürlich vorkommendes, vulkanisches Gesteinsglas. Obsidian entsteht bei rascher Abkühlung von Lava mit einem Massenanteil an Wasser von maximal 3–4 Prozent. Bei höheren Gehalten an flüchtigen Stoffen (neben Wasser hauptsächlich CO2) würde sich sonst, auch bei schneller Abkühlung, das Gestein zu Bimsstein aufblähen. Die Bildung vulkanischer Gläser ist in hohem Maße von der Zähflüssigkeit und deshalb vom Kieselsäuregehalt der Lava abhängig (je höher der Kieselsäuregehalt (SiO2), desto zähflüssiger ist die Lava).

Auf Grund der raschen Abkühlung hat das Glas, aus dem der Obsidian besteht, ein chaotisches, amorphes Gefüge (In der Physik und der Chemie ist amorphes Material (amorph gr. ohne Gestalt) ein Stoff, bei dem die Atome keine geordneten Strukturen, sondern ein unregelmäßiges Muster bilden).
Wie alle Gläser ist Obsidian metastabil und zeigt innerhalb geologischer Zeiträume die Tendenz zur Kristallisation. Vulkanische Gläser sind daher aus älteren erdgeschichtlichen Epochen unbekannt.
Die meisten Obsidiane haben einen Kieselsäure-Gehalt von 70 % und mehr.

Glas ist ein Sammelbegriff für einen amorphen Feststoff. Bei der Schmelze zum Glas können sich zwar Kristallkeime bilden, für den Kristallisationsprozess verbleibt jedoch nicht genügend Zeit.



CC-BY-SA-icon-80x15.pngQuelle: zum.de Gesteinsklassen (https://wiki.zum.de/wiki/Europa_im_Blick/Gesteinsklassen)

Granit

Nuvola Stift.png   Aufgabe 2

Erläutere die Begriffe

  • Granit
  • Lava und Magma
  • Magmakammer

Notiere die Definitionen in Stichworten auf die Folie!
Überlege, ob es sich bei einer der Gesteinsproben um Granit handeln könnte! Begründe Deine Überlegungen!

Granite sind massige und relativ grobkristalline magmatische Tiefengesteine, die reich an Quarz und Feldspaten sind, aber auch dunkle Minerale, zum Beispiel Glimmer, enthalten. Der Merkspruch „Feldspat, Quarz und Glimmer, die drei vergess’ ich nimmer“ gibt die Zusammensetzung von Granit vereinfacht wieder. Granit entspricht in seiner chemischen und mineralogischen Zusammensetzung dem vulkanischen Rhyolith (z.B. Obsidian).

Granite entstehen durch die Erstarrung von Gesteinsschmelzen (Magma) innerhalb der Erdkruste, meistens in einer Tiefe von mehr als 2 km unter der Erdoberfläche. Im Gegensatz dazu stehen die vulkanischen Gesteine, bei denen das Magma bis an die Erdoberfläche dringt und als Lava bezeichnet wird. Granit ist daher ein Tiefengestein (Fachausdruck: Plutonit).

Die Kontinentalplatten der Erdkruste "schwimmen" gewissermaßen auf der flüssigen Gesteinsschmelze (Magma) des Erdmantels. Diese Schicht flüssigen Gesteins wird als Asthenosphäre bezeichnet.
Tektonische Verwerfungen (Spalten in der Erdkruste), die durch Bewegungen der Erdkruste entstehen, dienen den Magmen als Aufstiegswege. Man bezeichnet den Aufstieg derartiger Magmablasen nach oben als „Intrusion“. Dabei bilden sich in der Erdkruste große, oft riesige Magmenkörper. Sie erreichen beträchtliche Ausmaße von mehreren Kilometern bis hin zu mehreren 100 Kilometer Länge und einer entsprechenden Breite. Diese Körper nennt man Plutone.
Wie alle Plutonite erstarrt auch Granit sehr langsam in größeren Tiefen von mehreren Kilometern. Entsprechend den Schmelztemperaturen beginnen sich die ersten Kristalle zu bilden. Dabei besitzen die dunklen Minerale - die auch meistens eine hohe Dichte haben - den höchsten Schmelzpunkt und erstarren zuerst. Erst danach kristallisieren Feldspäte und Quarz. Für die Entstehung von Kristallen ist eine sehr langsame Abkühlung nötig. Dies ist an der Erdoberfläche kaum möglich, die Gesteinsschmelze erstarrt zu rasch.



CC-BY-SA-icon-80x15.pngQuelle: zum.de Gesteinsklassen (https://wiki.zum.de/wiki/Europa_im_Blick/Gesteinsklassen)

Ziele dieser Stunde

  • Gesteinsbildung von Plutoniten und Vulkaniten erklären können
  • Gesteinesklassen Plutonite und Vulkanite aufgrund ihrer Eigenschaften unterscheiden können
  • Magma und Lava unterscheiden können
  • an Raumbeispielen erklären können, welche Gesteinsklassen dort gebildet werden
  • Eine Liste mit Erklärungen wichtige Begriffen
    • Glas
    • Lava und Magma
    • Magmakammer
    • Vulkanische Asche
    • Tuff
    • Bims
    • Obsidian
    • Granit
    • Pyroklasten
    • basaltische (oder basische) Lava
    • saure (oder felsische) Lava
    • amorph