Gesteentes

Als je al die mooie kristallen ziet vraag je je soms af hoe de natuur zo iets kan maken. Allereerst is het belangrijk om te weten dat er verschillende soorten gesteentes zijn. Gesteentes worden ingedeeld naar de manier waarop ze ontstaat zijn.

Stollingsgesteentes zijn gesteentes die een vulkanische oorsprong hebben. Onder het vaste gesteente van de aardkorst zit magma. Op bepaalde plekken langs breuklijnen komt dit magma omhoog. Dit kennen we onder andere als vulkanen. Op de plekken waar vulkanisme voorkomt en de magma dus als lava de aarde uitkomt kan gesteente zich vormen. Dit gesteente dat is ontstaan doordat het uit een vulkaan is gestroomd en daarna gestold noemen we uitvloeiingsgesteente. Voorbeelden van uitvloeiingsgesteente zijn onder andere basalt, ryoliet en andesiet. Het kan lava zijn dat relatief rustig uit de vulkaan stroomt en stolt, maar vulkanen kunnen ook met veel kracht en geweld lava en steen uitspuwen. Welk type gesteente er gevormd wordt is afhankelijk van een aantal factoren. Natuurlijk van de chemische samenstelling van de magma, deze bepaalt grotendeels welke gesteentes er gevormd kunnen worden. Maar ook de temperatuur en de snelheid waarmee de magma of lava afkoelt zijn van groot belang bij het vormen van gesteentes. Als lava erg snel afkoelt krijgen de moleculen niet de kans om zich in een kristalrooster te schikken en vormt zich een amorf gesteente zonder kristalrooster. Dit is bijvoorbeeld het geval bij obsidiaan, vulkanisch glas gesteente. Als lava langzaam afkoelt kunnen zich wel verschillende mineralen gaan vormen in het gesteente.

Stollingsgesteente, porfier

Maar niet altijd bereikt het magma het oppervlak. Vaak blijft magma zitten in grote bellen, kamers, in de aarde en komt het niet naar het oppervlak. In de aarde kan het magma ook weer stollen en gesteente vormen. Dit gesteente is vaak langzaam afgekoeld en heeft de kans gehad om grotere kristallen te vormen. Dit noemen we dan dieptegesteentes. Voorbeelden hiervan zijn graniet en gabbro. Als je een stuk graniet met een goede loep bekijkt zie je dat er allemaal verschillende mineralen inzitten. Deze stollen allemaal net bij een iets andere temperatuur en vormen de onderdelen, bouwstenen, waaruit graniet, of een ander gesteente, is opgebouwd. Zo’n gestolde magmakamer in de aarde noemen we een pluton. Deze kunnen soms erg groot zijn. Het kan ook zijn dat deze kamers alsnog aan de oppervlakte komen te liggen door tektoniek en erosie en de dieptegesteentes dus aan het aardoppervlak te vinden zijn terwijl ze heel diep in de aarde gevormd zijn.
Tussen de uitvloeiingsgesteentes en de dieptegesteentes zit nog een derde type stollingsgesteente, de ganggesteentes. Stel je voor dat de magma in de aarde via een smallere gang naar boven gestuwd wordt om daar als een vulkaan uit de aarde te komen. Maar wat als het magma niet de weg naar buiten bereikt en in deze gang stolt? Dan spreken we van een ganggesteente. Deze heeft het aardoppervlak niet bereikt maar is ook geen dieptegesteente meer dat nog ver onder de aardkorst zit. Het verschil tussen een ganggesteente en een dieptegesteente is niet altijd even duidelijk. Meestal wordt het verschil gemaakt op basis van de grootte van de aanwezige mineralen. Doleriet is bijvoorbeeld een ganggesteente.

De meeste stollingsgesteentes zijn kristallijn en bestaan voor het grootste deel uit slechts drie tot vijf mineralen die gesteentevormend zijn. Kwarts, veldspaat en mica zijn de meest voorkomende. Hiernaast kunnen er talloze afzonderlijke mineralen inzitten.

Samenvattend zijn er dus drie types stollingsgesteente, namelijk uitvloeiingsgesteente, ganggesteente en dieptegesteente.

Afzettingsgesteente of sedimentgesteente zijn gesteentes die zijn ontstaan door het neerslaan van erosiemateriaal of organische resten. Erosie is het afslijten en verplaatsen van bijvoorbeeld gesteente door weer en wind. We onderscheiden een aantal soorten erosie. Winderosie wordt eolische erosie genoemd en betekent dat de wind materiaal kan doen verplaatsen. Denk aan zandverstuivingen en duinen. Watererosie wordt als het door een rivier gedaan wordt fluviatiele erosie genoemd, kijk naar hoe een rivier zich door een gesteente kan snijden als in de Grand Canyon of in kloven in de Alpen en daarbij grote stukken steen kilometers verderop kan neerleggen. Als het door de zee komt heet het mariene erosie, bijvoorbeeld aan de kust waar de zee grote delen van kliffen wegspoelt. Erosie door ijs heet ook wel glaciale erosie, denk hierbij aan gletsjers en hoe de gigantische pakketten ijs in de voorlaatste ijstijd in Nederland grote stukken land hebben uitgesleten en stuwwallen van dit materiaal in midden Nederland hebben neergelegd. Weersinvloeden en menselijke activiteit kunnen zorgen voor meer erosie, bijvoorbeeld stenen die barsten door grote verschillen in temperatuur en door vorst of stukken land waar de bomen gekapt worden waardoor de wind vrij spel krijgt. Belangrijk is om verschil te maken tussen verwering en erosie. Bij verwering gaat een gesteente kapot, maar blijft het wel op de plek liggen. Erosie zorgt daadwerkelijk voor het verplaatsen van gesteente. Dit afbraak materiaal wordt ook weer ergens neergelegd, daardoor ontstaat afzettingsgesteente.

Wiite krijtkalk, Chalk, een afzettingsgesteente


Een andere manier waarop afzettingsgesteente kan ontstaan is door organisch materiaal dat afsterft en bijvoorbeeld in zee naar de bodem zakt en daar lagen gaat vormen. Kijk bijvoorbeeld naar de witte kliffen in Frankrijk en Engeland. Deze bestaan grotendeels uit afgestorven micro-organismen die in de zee leefden. Zandsteen en schalie zijn voorbeelden van afzettingsgesteente. Evaporieten vallen hier ook onder, dat zijn gesteentes die ontstaan zijn door het verdampen van (zee)water waarna bijvoorbeeld zoutpakketten ontstaan. Haliet en gips zijn hier voorbeelden van. Afzettingsgesteente is een grote bron van grondstoffen, denk hierbij aan steenkool, gas en olie.

Gipslagen tussen kalksteenlagen

Het tempo waarin afzettingen worden gevormd wisselt sterk. Op het land kan het zijn dat er in miljoenen jaren slechts een paar centimeter wordt afgezet, terwijl in de zee in diezelfde tijd meters dikke pakketten worden gevormd. Catastrofale gebeurtenissen als bijvoorbeeld tsunami’s, modderstromen en pyroklastische wolken kunnen binnen een paar uur zorgen voor een metersdik pakket aan afzetting. Afzettingsgesteentes zijn vaak min of meer gelaagd en zij ook de gesteentes met de meeste fossielen. Op een aantal plekken is in de afzetting van gesteente een cyclus te herkennen. Dit zouden astronomische cycli zijn de te maken hebben met de stand van de aardas die verschuift, de baan van de aarde om de zon die niet altijd gelijk is en het omkeren van de magnetische polen. In deze processen zijn cycli te onderscheiden die hun invloed hebben op bijvoorbeeld het afzetten van sedimenten. Dit worden Milanković cycli of Milanković parameters genoemd.

Het derde type gesteente dat we onderscheiden is metamorf gesteente. Metamorf betekent dat het omgezet is van het ene gesteente in een ander gesteente, bijvoorbeeld onder invloed van druk en temperatuur of vloeistoffen die door het gesteente heen dringen. Metamorfe gesteentes worden vaak op grotere diepte gevormd. Als het oorspronkelijke gesteente (protoliet) aan andere omstandigheden blootgesteld wordt zetten de mineralen zich om en ontstaat een nieuw soort gesteente. Marmer, leisteen, schist en gneis zijn hier een goed voorbeeld van. Metamorfe gesteentes bevatten vaak metamorfe mineralen, dit zijn mineralen die van vorm veranderen onder invloed van temperatuur en druk. Van sommige van deze mineralen weten we onder welke omstandigheden ze ontstaan en hun voorkomen in een gesteente kan dus een aanwijzing zijn over de temperatuur waaraan de steen is blootgesteld of de diepte waarop het gevormd is.

Metamorf gesteente, Lewisian gneis

Dan is er nog een vrij zeldzaam type gesteente dat ontstaat bij het inslaan van een meteoriet op aarde, de zogenaamde impactieten. Dit zijn oorspronkelijk gesteentes die vallen onder de hierboven genoemde groepen, maar door de inslag van een meteoriet zijn ze veranderd van bijvoorbeeld structuur.

Impactiet, Stac Fada

Bij een inslag komt grote warmte vrij en is er drukverplaatsing, daardoor kunnen gesteentes veranderen. Impactiet kan zijn een gesteente dat door de schok van de impact van structuur veranderd is, gesteente dat kapot gebarsten en weer vergroeid is (impactbreccie), een gesteente dat deels gesmolten is en weer gestold (sueviet) of een tektiet, geheel gesmolten gesteente dat weer tot een glasachtig gesteente gestold is. Een heel bekend voorbeeld van tektiet is Moldaviet, een soort groen glas dat ontstaan is bij de inslag van een meteoriet in Zuid Duitsland. Dit glas wordt op verschillende plekken in onder ander Tsjechië gevonden. De krater van deze meteorietinslag ligt bij het dorp Nördlingen in Beieren en de moldaviet wordt tot in Tsjechië gevonden, zo ver is het glas van deze inslag gekomen. Het dorpje zelf is in de krater gebouwd, deze krater heet de Rieskrater. In en om de krater kunnen ook allerlei impactgesteentes gevonden worden met bijvoorbeeld ‘shocked quartz’, kwarts dat door de schok van de impact een ‘shocked’ structuur heeft gekregen.