Apr15

Geschlossene Geode - was sich wohl in ihrem Inneren versteckt?Mit etwas Fantasie kann man auch in der Geologie Ostereier entdecken – sogar gefüllte – allerdings natürlich nicht mit Schokolade ;-)

In diesem Fall meine ich Geoden und Drusen in vulkanischem Gestein. Lava enthält Gas, welches entweder sofort austritt oder als Blase noch eine Weile mit der Gesteinsschmelze mittransportiert wird. Am Rande eines Lavastromes sind die Blasen kleiner, gegen die Mitte und Tiefe hin können auch grössere Blasen erhalten bleiben beim Erstarren der Schmelze. Beim Abkühlen der ursprünglich rund 1000 Grad Celsius heissen Schmelze bilden sich Kondensationswässer. Bereits aus diesen Wässern können sich die ersten Minerale in den Hohlräumen (Geoden) abscheiden. Tritt später im Laufe der Erdgeschichte sehr stark Drusen im Osternest. Drusen entstehen in Hohlräumen (Geoden), in denen Kristalle an den Wänden wachsen.mineralhaltiges Wasser ins Gestein, können sich in den Hohlräumen Kristalle in Schalen oder frei wachsend bilden. Prinzipiell können sich in jedem Gesteinshohlraum, auch in Sedimenten und in magmatischen Gesteinen, Kristalle ausscheiden. Eine mit Kristallansammlungen gefüllte Geode nennt man Druse. Bekannt sind vor allem Achat-Drusen, die durch ihre bunten Mineralringe charakterisiert sind und die Amethyst-Drusen mit den violetten Kristallspitzen im Innern. Oftmals gibt es auf Mineralienbörsen die Gelegenheit, eine noch geschlossene Druse zu kaufen und diese vor Ort zu knacken, um sich vom glitzernden Inneren überraschen zu lassen.

Ich wünsche allen erdwissen-Lesern frohe Ostern und glitzernde Überraschungen im Osternest!

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Apr01

Meeresstrand mit grossem Fährschiff. In Ufernähe kommt meist mehr und gröberes Material zur Ablagerung.Steine wachsen in der Regel seeeehr langsam. In den Meeren gibt es Ablagerungsräume, wo neue Gesteine unterschiedlich schnell entstehen können.

Im Uferbereich kann die Sedimentationsrate je nach Topographie des Hinterlandes relativ hoch sein durch den Eintrag vom Festland. Im Mississippi-Delta gelangen im Durchschnitt 200 mm pro 1000 Jahre zur Ablagerung. Korallen, welche ein Kalkskelett abscheiden, wachsen etwa 1 cm in 100 Jahren. Im Schelfbereich – der Meeresbereich am Rande der Kontinente bis in eine Meerestiefe von 200 m – kommen rund 10–60 mm zur Ablagerung. In der Tiefsee sind die Ablagerungsmengen sehr gering. Radiolarienschlamm, ein Schlamm aus Einzellern mit einem kieseligen (aus Quarz) Skelett, entsteht nur gerade mal 2–10 mm pro 1000 Jahre. Auch Tone bilden nicht mehr als 1–15 mm pro 1000 Jahre.

Irgendwo auf dem weiten Meer. Hier begegnet man beim Eindunkeln nicht Fuchs und Hase sondern höchstens einem Frachter in der Ferne. Im offenen Meer lagert sich nur sehr wenig feines Material ab.Immerhin, wenn 1000 m Meerwasser verdunsten würden ohne weiteren Wassereintrag, dann blieben etwa 15 m Verdunstungsgesteine (Evaporite), wozu verschiedene Salze gehören.

Zum Vergleich, weils grad in die Vorosterzeit passt: Die Schalendicke eines Hühnereis beträgt 0,2 bis 0,4 mm. Rechnen wir mit 0,3 mm pro Eierschale und 300 Eiern pro Jahr, dann würde ein Huhn in 100 Jahren eine Kalkschicht von 9 Metern produzieren!

Heisst das nun, Hühner sind produktiver als Korallen?

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Mrz25

Das Maggiadelta im Lago Maggiore bei Locarno (Tessin, Schweiz)Wir wissen, dass Steine aus vergangenen Zeiten erzählen können. Aber wie viel Zeit steckt eigentlich in einem einzelnen grauen Kiesel, den wir im Flussbett kaum beachten?

Ablagerungsgesteine entstehen an vielen verschiedenen Orten – in Flüssen, in Seen, im Meer, durch Windverwehungen in sandigen Gebieten, durch Gletscher oder Vulkane. Und für all diese Ablagerungsmilieus gibt es keine einheitlichen Sedimentationsraten, viel zu viele Parameter spielen jeweils mit; von einem Millimeter pro 1000 Jahre bis zu 1m pro Tag ist alles möglich.

In Seen bilden sich etwa 1-2 mm pro Jahr. Vor allem in Seen, die im Winter zufrieren, lässt sich nicht nur eine jährliche sondern eine halbjährliche Schichtung erkennen. Im Sommer entsteht eine dünne Schicht heller Ablagerungen. Im Winter wenn der See zugefroren ist, kommt kein neuer Eintrag und die dunklen Tonpartikel, die im bewegten See in Schwebe gehalten wurden, können absinken und bilden eine dünne dunkle Schicht. Ein Paket aus einer hellen und einer dunklen Schlammlage bildet eine Warve und stellt ein Jahr dar. Die Warven lassen sich zählen und gewähren Einblick in die vergangenen paar Zehntausend Jahre – vergleichbar mit den Wachstumsringen von Bäumen.

In Seen, die von einem Fluss durchflossen und gespeist werden, lagert sich im Mündungsbereich am meisten Material ab. Gerade nach Starkniederschlägen kann in einem Delta an einzelnen Tagen auch mal ein ganzer Zentimeter Material deponiert werden.

Bis zu einem Meter Material kommt bei Hangrutschungen unter Wasser am Seegrund zur Ablagerung.

Wie die Situation in den Ozeanen aussieht, bespreche ich ein ander Mal an dieser Stelle.

Es fehlt noch die Antwort auf die eingangs gestellte Frage. Nehmen wir an, der Stein ist im See entstanden, dann sind mindestens 50 Jahre in einem 5 cm grossen Stein enthalten; nach der Ablagerung wird das Material ja auch noch zusammengedrückt während es zu hartem Stein wird.

Wo stellen Sie sich sonst noch die Frage nach der Entstehungsgeschwindigkeit?

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Feb18

Geröll aus Taveyannaz-Sandstein. Stein ist angefeuchtet, damit die grün-schwarze Musterung besser zur Geltung kommt.Seine Herkunft liegt im Glarnerland; seit Tausenden Jahren liegt er nun aber schon im Küsnachter Tobel bei Zürich – der Alexanderstein, benannt nach dem Küsnachter Geologen Alexander Wettstein. Ein hausgrosser Findling, der einst mit dem Linthgletscher während der Eiszeit bis vor die Tore Zürichs transportiert wurde. Der Findling besteht aus Taveyannaz-Sandstein. Dieser ist aufgrund seiner typischen grün-schwarzen Musterung auch als Geröll relativ einfach an Flüssen und Ufern erkennbar. Das harte Gestein besteht vor allem aus Quarzkörnern und kleinen, von Auge meist nicht sichtbaren, vulkanischen Gesteinsresten, welche darauf hindeuten, dass während der Entstehung und während der Deckenüberschiebungen auch vulkanische Aktivität vorhanden war. Die Sandsteine sind 50 bis 35 Millionen Jahre alt, kommen ursprünglich aus den Helvetischen Decken und sind häufig als Geröll in der Unteren Meeresmolasse anzutreffen.

Geröll aus Taveyannaz-Sandstein im KiesbettIm Küsnachter Tobel lassen sich viele geologische Prozesse rund um Erosion und Ablagerung beobachten. Auswaschungen an steilen Prallhängen, Ablagerung an den flachen Gleithängen, Bildung von Kalktuff an Quellaustritten und sogar eine dünne Lage vulkanischer Asche, sogenannter Bentonit ist aufgeschlossen. Falls Sie also an einem Wochenende mal nicht wissen wohin zum Spazieren…

Grün, grau, schwarz, weiss, … welches ist Ihr Lieblingsstein?

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Feb11

Wattenmeer an der Nordsee, Wattfläche mit Priel - BriefmarkeSchon mal so richtig tief im Schlamm gesteckt? Nein? Dann waren Sie vermutlich noch nie bei Regenwetter auf einer Wattwanderung. Wattenmeere gibt es nicht nur an der Nordsee sondern weltweit. Als Wattenmeer bezeichnet man sehr flache Küstenbereiche, die zweimal täglich trocken fallen und wieder überschwemmt werden. Der Unterschied zwischen Niedrig- und Hochwasser beträgt mindestens 2m. Das Gefälle ist mit weniger als 1m auf 1km Länge sehr gering, wodurch das Wattenmeer seine grosse Ausdehnung erhält.

Die einzelnen Wattbereiche unterscheiden sich bezüglich der hydrodynamischen Energie und daraus folgernd bezüglich der Oberfläche und der vorkommenden Tiere und Pflanzen.

Die Wattebenen bestehen aus Sand oder Schlick (Schlamm mit einer Korngrösse <0.063mm) und sind von tieferen Abflusskanälen, den Prielen durchzogen. Durch die Priele fliesst das Wasser ein und ab. Weil dadurch das Wasser nicht grossflächig anschwillt bei Flut, kann eine Wattfläche auch von Landseite her überflutet werden. Es kommt daher immer wieder vor, dass Wattwanderer von der Flut eingeschlossen werden.

Das Wattenmeer ist ein einzigartiger Lebensraum, aber auch ein einzigartiger Ablagerungsraum. Ein Teil der Sedimente stammt vom offenen Meer, während Flüsse feinkörniges Material und Schwebstoffe vom Festland einbringen. Die feinkörnigen Stoffe werden auf hochgelegenen Zonen abgelagert, während sich die grösseren Körner in den tiefergelegenen Bereichen ansammeln. Vereinzelt treten auch Schillhorizonte auf; Lagen, die aus zerbrochenen Muschelschalen bestehen und während eines heftigen Sturmes entstanden sind.

Wattenmeere oder zumindest weite Rippelfelder in sehr feinem Gestein findet man auch versteinert, so zum Beispiel südlich von Dresden bei Altenberg.

Wattenmeer heute oder gestern, mit Gummistiefel oder Wanderschuh? Wer bevorzugt was.

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Dez31

Matterhorn-Relief bei dem die Schichten entsprechend der Geologie bemalt sind. Relief fotografiert an der ETHZürich im NO-Gebäude (Erdwissenschaften).Vielleicht feiern Sie Silvester grad in Zermatt? …

Eine Wanderung von Europa nach Afrika dauert geologisch gesehen nicht besonders lange, wenn man durchs Mattertal im Wallis wandert; trockenen Fusses passiert man sogar die ozeanischen Überbleibsel.

Das Matterhorn ist mit Abstand der markanteste Alpengipfel, ein Berg, den man auf der ganzen Welt kennt – wenn schon nicht als Erosionsrest einer afrikanischen Gesteinsdecke, dann zumindest als Schokospitze ;-)

Die berühmte Pyramide besteht aus Gneisen der Dent-Blanche-Decke die afrikanischen Ursprungs sind. Die steilen Flanken, Geologische Karte Matterhorn. Quelle: map.geo.admin.chwelche dem Berg die charakteristische Form verleihen wurden durch Gletscher und Wasser geformt. So war es auch die Erosion, die mit dem Gipfel eine isolierte Decken-Klippe übrig liess – vorübergehend. Unter der Dent-Blanche-Decke liegen Sedimente und Gesteine des ehemaligen Jura-zeitlichen Meeresbodens des Piemonttroges, der zwischen Europa und Afrika lag. Gegen Ende der Kreidezeit vor rund 80 Millionen Jahren setzte die frühe Alpenfaltung ein und die Meeresablagerungen wurden zwischen den granitischen Gesteinen der Kontinentteile eingeklemmt und mit fortschreitender Kollision“verschmiert“. Die afrikanischen Kontinentteile kamen damit über die ozeanischen Reste auf die europäische Platte zu liegen wie wir es heute beobachten.

Ist das Matterhorn für Sie typisch Schweiz oder verbinden Sie damit andere Assoziationen?

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Dez17

Steine in einem bestellten Feld - immer wieder neuLegenden über alljährlich nachwachsende Steine auf Feldern und im freien Gelände dürften weltweit an mehreren Orten entstanden sein. Zudem passen Geschichten gerade zur Jahreszeit.

Wie kam es, dass die Bauern im Frühjahr auf ihren Äckern die grossen Steine mühsam zusammen klaubten und ein Jahr später waren die Felder wieder voller Steine? Die Steine mussten hier über den Winter gewachsen sein.

Nun, wirklich neu gewachsen sind die Steine natürlich nicht, sie wurden lediglich an die Oberfläche befördert. Durch Gefrierprozesse im Winter und Bodenbearbeitung gelangen Steine an die Erdoberfläche. Wenn Wasser unter den Steinen gefriert, dehnt es sich aus und schiebt damit die Steine nach oben. Je häufiger der Boden gefriert und wieder auftaut, desto effektiver ist der Prozess. In nördlichen Regionen entstanden dadurch über Jahrhunderte kreisförmige Steinansammlungen. Lange Zeit konnte man sich die fast vollkommenen Kreise nicht erklären. Vielleicht gibt es Sagen, die diese Steinkreise kleinen Trollen zuschreiben, wer weiss, aber mittlerweile hat man herausgefunden, dass die Kreise natürlich entstanden sind.

Die wachsenden Feldsteine wurden entweder während der Eiszeiten als Geschiebe abgelagert oder entstehen laufend neu im Untergrund durch Verwitterung von anstehendem Fels. Es kann einige Jahrzehnte dauern, bis ein Boden „leer“ von Geschiebesteinen ist.

Wo haben Sie schon von wachsenden Steinen gehört?

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