Okt14

Die Inselgruppe Hawaii im Pazifik liegt über einem Hotspot. die Inseln werden nach Nordwesten hin älter. Bild: Screenshot Google mapsHawaii, die Malediven, Osterinseln – diese Traumdestinationen sind aus dem Meer geboren und werden dahin auch wieder zurückkehren. Sie sind Inseln, bzw. Inselketten, die zu einem Hotspot gehören. Ein Hotspot ist eine punktuelle Magmaquelle (Manteldiapir) im Erdmantel. Ähnlich einem Schweissbrenner brennt der Hotspot ein Loch in die Kruste, es kommt zu Intraplattenvulkanismus. Weil die ozeanische Kruste sehr dünn ist, treten Hotspots hier einfacher an die Oberfläche. Die Lava-Ergüsse türmen sich zu immer höheren erst untermeerischen Bergen auf bis sie eines Tages mit lautem Gezisch über den Meeresspiegel steigen. So ist eigentlich der Mauna Kea auf Hawaii der grösste Berg auf der Erde – mit über 10’000 m, wenn man vom Ozeanboden aus misst.

So lange die neue Insel über dem Hotspot liegt, wird sie stetig genährt und wächst weiter. Weil sich aber die Erdplatten unaufhaltsam bewegen, entfernt sich irgendwann auch diese jüngste Vulkaninsel von der Magmaquelle. Erosion dominiert und es ist eine Frage von Jahrmillionen bis die Insel wieder unter den Meeresspiegel sinkt. Gleichzeitig bildet sich am Meeresboden bereits ein neuer Berg und der Prozess beginnt von vorne. Dadurch entstehen Inselketten, die sich über viele Kilometer durchs Meer erstrecken. Diejenige Insel, die direkt über dem Hotspot liegt ist dabei immer die jüngste. Im Falle der Hawaii-Inseln beträgt die Geschwindigkeit der Pazifischen Platte etwa 10 cm/Jahr.

Wo waren Sie schon mal auf einem Hotspot?

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Jun24

In Brasilien findet gerade die Fussball-WM statt. Das Land bietet aber auch geologisch viel Abwechslung.Aus offensichtlich aktuellem Anlass will auch erdwissen einen Blick nach Brasilien werfen. Brasilien ist das bevölkerungsreichste Land Südamerikas und nimmt 47% der Fläche auf dem Kontinent ein. Geologisch bietet es aufgrund der Grösse eine gewisse Vielfalt. Das Land hat als Basis einen alten Präkambrischen Kontinentalschild. Neben diesen alten metamorphen und magmatischen Komplexen gibt es auch weite Bereiche, die von Sedimenten bedeckt sind, Karsterscheinungen, Wasserfälle und reiche Mineralvorkommen. So werden im Bundesstaat Minas Gerais Gold, Diamant und zahlreiche Minerale abgebaut. Die intensiv violetten Amethyste, die es in Mineralienshops zu kaufen gibt, stammen meist aus dem Brasilianischen Bergland nördlich von Rio de Janeiro.

Die höchsten Berge Brasiliens erreichen knapp 3000 m. Bekannt sind aber vor allem der Corcovado mit der 30m grossen Christus-Statue und der 395 m auf einer Halbinsel aus dem Meer ragende Zuckerhut in Rio de Janeiro. Beide bestehen aus einem ca. 560 Millionen Jahre alten Pluton, also einer in der Tiefe zu Granit erstarrten, domförmigen Magmakammer. Diese Form wird heute an der Erdoberfläche durch die schalenartige Verwitterung weiter verstärkt. Die ursprünglichen Granite wurden leicht metamorph überprägt und zeigen ein gneisartiges Gefüge.

Wenn Sie die Wahl hätten zwischen Stadion-hopping inkl. Fussballspiele oder geologische Exkursion in Brasilien – was würden Sie wählen?

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Apr02

Die Torres del Paine - eine markante Berggruppe im gleichnamigen Nationalpark im Süden Chiles (Patagonien)Die Torres del Paine in Patagonien sind geologisch einmalig. Die Torres (Türme) bestehen aus hellen, kristallinen Tiefengesteinen mit einer Haube aus dunklen Sedimenten. Auch Trekking-Freunde finden in diesem Nationalpark im Süden Chiles viele Möglichkeiten. Am Südende der Anden liegen die bis zu 3000 m hohen Torres del Paine über einer Subduktionszone. Hier taucht die Nazca-Platte unter die Südamerikanische Kontinentalplatte.

Bei der Subduktion in der Tiefe frei gesetztes Wasser aus den abtauchenden Meeressedimenten schmilzt überlagerndes Gestein partiell auf. Im Falle der Torres del Paine blieb das Magma während seines Aufstiegs in der Erdkruste stecken und erstarrte. Andernorts entlang der Andenkette bildeten sich zahlreiche Vulkane in denen das Magma in Form von Lava austritt.

Torres del Paine, Chile. Granitintrusion in SchwarzschieferErosion hat die in der Tiefe erstarrten magmatischen Gesteine im Laufe der Jahrmillionen an die Oberfläche gebracht; rundherum noch von Schwarzschiefer-Resten umgeben, ursprünglich ein marines, feinkörniges Sedimentgestein, in welches das Magma intrudierte, d.h. eindrang. Mit genügend Vorstellungskraft lässt sich die dreidimensionale Form erahnen. Die Intrusionsgesteine sind mit 13 Millionen Jahren relativ jung und heben sich farblich sehr gut vom dunklen Umgebungsgestein ab. Wissenschaftler konnten fünf Generationen von Magmen ausmachen, die sich chemisch unterscheiden und die über einen Zeitraum von lediglich 150’000 Jahren eindrangen.

Waren Sie schon mal im Torres del Paine Nationalpark – ich würde diese Berge gerne mal selber sehen…

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Dez11

Blick auf das Jungfraujoch aus dem FlugzeugHeute ist der Unesco Welttag der Berge. Gute Gelegenheit mal anzuschauen, wie Gebirge überhaupt entstehen.

Es gibt verschiedene gebirgsbildende Prozesse. Ein offensichtlicher ist Vulkanismus. Vulkane wachsen durch Auswurf und –fluss von Lava. Sie können eine einzelne Erhebung bilden oder ganze Massive und Vulkanketten. Dies ist beispielsweise bei den Anden der Fall. Die Anden liegen über einer Subduktionszone, wo schwere ozeanische Kruste unter leichtere kontinentale Kruste gleitet. Aus der ozeanischen Kruste tritt in der Tiefe Wasser aus, dieses erniedrigt die Schmelztemperatur der Gesteine der kontinentalen Kruste; Magma entsteht und sucht sich einen Weg nach oben. Dadurch ergibt sich die Vulkankette parallel zum Westrand der südamerikanischen Kontinentalplatte.

Schwarze Hörner am PizolDie Alpen (und auch der Himalaya) sind ein Kollisionsgebirge. Hier treffen zwei Kontinentalplatten aufeinander. Es kommt zur Verkeilung, Hebung und Versenkung, Deckenüberschiebungen… und dabei wird die Erdkruste verdickt und wächst in die Höhe.

Kleinräumigere tektonische Bewegungen können ebenfalls zu Erhebungen führen, so liegen die Vogesen und der Schwarzwald auf den Schultern des Rheingrabens.

Berge faszinieren – Erstbesteigungen, neue, schwierigere Routen, mit und ohne Sauerstoff, durch immer jüngere oder immer ältere Bergsteiger… Berge sorgen regelmässig für Schlagzeilen und werden das auch weiterhin.

Was fasziniert Sie an den Bergen?

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Jul31

Etikett des Porphyr Rotweins aus dem SüdtirolDas elementare Bier «Kupfer» habe ich schon vor längerer Zeit als Anlass für einen Artikel genommen; diesmal war eine Weinflasche mit Name «Porphyr» Ideenlieferant.

Als «porphyrisch» wird ein Gesteinsgefüge bezeichnet, das bei magmatischen Gesteinen des öfteren anzutreffen ist. Dabei sind einzelne grössere Kristalle in einer sonst sehr feinkörnigen bis glasigen Grundmasse (Matrix) eingeschlossen. Die grossen, meist in ihrer Form gut ausgebildeten Kristalle sind tief in der Erdkruste auskristallisiert und wurden bei einem plötzlichen und schnellen Aufstieg des Magmas mitgerissen. Je nach dem wie weit das Magma fliessen kann, bevor es stecken bleibt, kristallisiert die Restschmelze feinkörnig aus oder erstarrt an der Erdoberfläche zu Vulkanglas.

Granit, Feldspat, Quarz, GlimmerVor allem Granite zeigen häufig ein porphyrisches Gefüge. In einer feinkörnigen Matrix sind grosse Feldspatkristalle eingeschlossen. Feldspat kristallisiert früher aus dem Magma aus als Quarz. Deshalb wird man in einem Granit nie grosse Quarz-Einsprenglinge finden.

Es gibt auch Ammonitenwein – kennen Sie noch weitere solche Wein-Beispiele?

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Feb15

Kohlenstoff Graphit BleistiftHaben Sie zum gestrigen Valentinstag einen Diamantring geschenkt bekommen? Wenn ja, herzlichen Glückwunsch! Wenn nein, könnten Sie theoretisch eine Bleistiftmine umwandeln – allerdings ist das mit erheblichem Aufwand verbunden, zumal die Mine nicht rein ist.

Kohlenstoff (C) tritt in reiner elementarer Form als Diamant oder Graphit auf. Die beiden Varietäten könnten unterschiedlicher nicht sein. Die räumliche Anordnung der einzelnen C-Atome macht Graphit sehr weich und Diamant zum härtesten natürlichen Material überhaupt.

Die Fullerene – teils auch bekannt als Fussball-Moleküle – sind kugelförmige C-Gebilde, die unter anderem in Russ vorkommen.

Kohlenstoff kann eine riesige Vielfalt von chemischen Verbindungen eingehen. Kohle, Erdöl und Erdgas enthalten C, der grösste Teil ist aber in Carbonatgesteinen (z.B. Kalkstein) gespeichert.

Diamanten stammen vor allem aus dem Süden Afrikas und Russland, wo man sie in vulkanischen Schloten und angereichert in Sedimenten findet. Entstanden sind die Diamanten in rund 150 km Tiefe im Erdmantel. Von dort wurden sie mit dem Magma mitgerissen und relativ schnell nach oben transportiert. Bei langsamem Aufstieg würde Diamant in Graphit umgewandelt. Mikrodiamanten entstanden auch bei Meteoriteneinschlägen.

Wichtige Graphitvorkommen gibt es in Indien und China in metamorphen Gesteinen. Graphit kann erst unter sehr hohen Drucken (60’000 bar) und einer Temperatur von 1500°C in Diamant umgewandelt werden; was sich leider nicht mit haushaltüblichen Werkzeugen bewerkstelligen lässt. In den 1950er Jahren wurde der erste künstliche Diamant hergestellt. Trotzdem liegt der Marktanteil von künstlichen Diamanten in der Schmuckindustrie heutzutage noch unter 1 Prozent.

Diamonds are a girl’s best friend. Liebe Frauen, stimmt das? Männer dürfen ihre Meinung dazu natürlich auch abgeben :-)

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Dez28

Granit, Feldspat, Quarz, GlimmerMagmatische Tiefengesteine entstehen 20 bis 10 Kilometer tief in der Erdkruste beim Abkühlen von Magma. Durch das sehr langsame Abkühlen der Gesteinsschmelze (ca. 700 bis 1250 °C heiss) können Kristalle wachsen, bis sie sich gegenseitig behindern, verkannten und letztlich eine feste kristalline Struktur bilden.

Feldspat, Quarz und Glimmer, das vergess’ ich nimmer. Ich bin sicher, Sie haben diesen Merkspruch auch schon mal gehört. Diese drei Minerale sind im >> Granit relativ einfach von Auge zu erkennen. Der Feldspat ist weiss (teils leicht rötlich oder grünlich), der Quarz grau und speckig und die Glimmer hell oder dunkel glänzend.

Aus der Tiefe gelangen die Granite durch Erosion der darüberliegenden Gesteinseinheiten mit der Zeit an die Oberfläche, wo wir sie heute bewundern können. Die genaue Zusammensetzung der kristallinen Gesteine hängt von der Chemie und dem Wassergehalt der Schmelze sowie den Druckverhältnissen ab. Granite sind u.a. beliebte Dekorsteine für Küchen (poliert) und Gartenmauern (roh); die grossen, meist rosafarbenen Feldspatkristalle sind darin besonders attraktiv.

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