Spur der Steine

Dieser EarthCache führt dich auf einem kleinen Spaziergang durch die Innenstadt von Halle zu geologisch interessanten Fassaden. Du erfährst im Listing grundlegende Dinge zu den drei Gesteinshauptarten. Alle diese Gesteine findest du an den Gebäuden. Deine Aufgabe ist es, die Gesteine richtig zuzuordnen und wesentliche Details zu beschreiben.

Der Kreislauf der Gesteine 

 

Bildquelle Grafik: https://www.bildhau.de/en/gestein-seine-entstehung

Die Entstehung der verschiedenen Gesteinsarten ist auf einen andauernden Kreislauf zurückzuführen. Auch wenn es so erscheint, dass die Erdoberfläche fest geformt ist, sie ist im Gegenteil ständig in Bewegung. Erdbeben und vulkanische Aktivität sind Zeugen dieser ständigen Veränderungen. Die feste Oberfläche unserer Erde besteht zum größten Teil aus vielen verschiedenen Gesteinen. Unter der dünnen Erdkruste, die etwa 24 km misst, befindet sich flüssiges Magma. Am Übergang vom Magma zur Erdkruste entstehen und zerfallen bereits seit ewigen Zeiten viele Gesteinsarten. Da die Erdschichten in dauernder Bewegung sind, kommen Steinschichten aus der Tiefe nach oben und andere senken sich ab. Diese fortlaufenden Bewegungen der scheinbar festen Erdkruste haben während der Erdentwicklung viele unterschiedliche Steinsorten an die Oberfläche gebracht. Hier werden sie vom Menschen abgebaut oder sie verwittern über die Jahrtausende und gehen wieder in den ewigen Kreislauf der Steinentstehung ein.

Man unterscheidet drei Hauptgruppen von Gesteinen, die während ihrer Entstehungsprozesse im Laufe von Millionen von Jahren miteinander in Verbindung stehen:

1. Magmatische Gesteine

Das flüssige Magma kann auf zwei Arten zu Stein werden: Unter der Erdkruste erhärtet es in einem langsamen Prozess über Jahrtausende in kristalline Steinsorten wie Granit, Gabbro oder Diorit (Plutonite). Anders ist es, wenn heißes Magma z.B. bei Vulkanausbrüchen durch die Erdkruste an die Oberfläche dringt und relativ schnell erhärtet: So entstehen Steinsorten mit sehr wenig Kristallstruktur wie Basalt, Rhyolit und Trachyt (Vulkanite).

Erkennungsmerkmale der Plutonite und Vulkanite
Da die Schmelze der Plutonite nur langsam abkühlt, können sich große Kristalle formieren, so dass Plutonite eine grobe Kristallstruktur aufweisen. Das am häufigsten vorkommende Tiefengestein der Erde ist der Granit.
Ein bekanntes Beispiel für Vulkanite ist der Porphyr. Das Gestein besteht aus einer dichten Grundmasse in die Kalifeldspat und Quarz als größere Kristalle eingesprengt sind. Die Farbe der Porphyre ist meist rot auf Grund von feinverteiltem Eisenoxid.
Ein anderer Vertreter der Vulkanite ist der Basalt. Seine Struktur ist dicht oder porphyrisch, die Farbe grau bis schwarz.
Vulkanische Gesteine sind frei von Fossilien.

2. Sedimentgesteine

Durch den Einfluss von Sonne, Wind und Regen verwittern magmatische Gesteine und zerfallen in Sand, Ton und in Wasser aufgelösten Kalk. Der im Wasser gelöste Kalk wird u.a. von kleinen Seetierchen dem Wasser entzogen und, wenn diese absterben, zu Kalkschalen, die sich in großer Zahl auf dem Seeboden ablagern. Um diese fossilen Überreste herum sammelt sich Kalkschlamm an. Sand und Ton bilden auf dem Land und auf dem Meeresboden dicke Schichten. Der Druck all dieser übereinander abgelagerten Schichten verfestigt Kalk, Sand und Ton zu Kalkstein, Sandstein, Tonstein und Gesteinen aus verschiedenen Mischungen dieser Sedimente.  

Erkennungsmerkmale der Sedimentgesteine
Typisch für Sedimentgestein ist dessen Schichtung. Hat die Sedimentation im Meer (marin) stattgefunden, sind die Schichten regelmäßig. Bei einer Ablagerung im Fluss (fluviatil) treten die Schichten unregelmäßig auf. Eiszeitliche Sedimente (glazial) sind ungeschichtet und unsortiert.
Im Muschelkalk findet man häufig Fossilien. Diese Schalen können gesteinsbildend auftreten, wenn praktisch das gesamte Gestein aus Schalenresten besteht.
Die typische rote Farbe des Buntsandsteins entsteht durch im Gestein verteiltes Eisenerz. Im Laufe der Zeit begann dieses Eisen zu „rosten“ und gab so dem Buntsandstein seine typisch rostrote Farbe. Durch Ausbleichung entstanden auch gelbe bis fast weiße Sandsteine. Die typische Schichtung ist im Buntsandstein meistens sehr gut zu erkennen.

3. Metamorphe Gesteine

Manche Schichten von Sedimentgestein werden statt an die Erdoberfläche in die Nähe des Erdmagmas verschoben und durch Hitze und Druck in neue kristalline Gesteine metamorphosiert. Kalkstein wird in Marmor umgewandelt, Sandstein in Quarzit und Tonstein in Schiefer und Speckstein. Auch Granit kann wieder unter Einfluss des Magmas geraten und verwandelt sich dann in Gneis. Es kann auch sein, dass metamorphe Gesteine im heißen Magma schmelzen und dann wieder zu Granit oder Basalt erstarren.
 
Erkennungsmerkmale der Metamorphen Gesteine
Typisches Erkennungsmerkmal der Metamorphite sind die eingeschlossenen Minerale. Sie wachsen in eine bestimmte Richtung, um dem Druck zu entgehen, es entsteht dabei eine sogenannte Schieferung.
Ein typisches metamorphes Gestein ist Marmor. Es entwickelt sich aus Dolomit oder auch Kalkstein. Auch Schiefer gehört zu den gängigen Metamorphiten, gebildet aus Tongesteinen. Er enthält sogenannte Glimmerminerale, die dem Material den charakteristischen grünlich, rötlichen Schimmer geben.

 

Die Aufgaben für diesen EarthCache

Besuche nacheinander alle 6 Wegpunkte und die dort befindlichen Gebäude. Ordne die dort sichtbaren Gesteine jeweils einer der drei Gesteinshauptgruppen zu. Die konkreten Stellen (Fassade, Boden usw.) sind in den Wegpunkten eindeutig beschrieben.

Diese Gesteine musst du finden und richtig zuordnen:

Basaltlava
Löbejüner Quarzporphyr
Muschelkalk
Charnokit
Mainsandstein

An diesen drei Stages gibt es zusätzliche Aufgaben:

STAGE 1 Robertinum
Beschreibe die Struktur des rötlichen Gesteins unter der Außentreppe. Begründe anhand der Struktur, ob dieses Gestein sehr schnell, oder langsam erkaltet ist.

STAGE 4 Apotheke Weißer Engel
Fertige eine Skizze des im Bereich der Fassade verwendeten Gesteins an und füge diese zu deinem Logeintrag hinzu. Welche besonderen Einschlüsse sind hier zu erkennen?

STAGE 6 Leipziger Straße 12
Beschreibe die Struktur des Gesteins in den Säulen und die verschiedenen Farben, die du hier erkennen kannst.

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Quellen
https://www.chemie.de/lexikon/Magmatisches_Gestein.html
https://www.t-online.de/heim-garten/bauen/id_77684318/metamorphe-gesteine-entstehung-und-verwendung.html
http://www.geo.tu-freiberg.de/tektono/privatesites/pfaender/lectures/ggt3p.pdf
https://www.iste.de/steine-und-erden-erleben/geokoffer-gesteine/
https://geopark-wlt.de/der-kreislauf-der-gesteine-2

Viel Spaß auf der Spur der Steine in Halle wünscht gagarin