Planetary Geology on Earth: Steinzeugen - Gips
Der Park der Sinne war ein Kernstück des Expo-Projektes und wurde zur EXPO 2000 eröffnet.
Über 50 Gesteine, darunter mehr als 500 Millionen Jahre alte Basalte, Sandsteine, Travertine, Gneise und Granite sind hier stumme Zeitzeugen aus ganz Deutschland.
Dieser EarthCache gibt dir einen Einblick über Gesteinstypen, sichtbare Phänomene, Verwitterung und die regionale Verbreitung der Steine sowie deren geologisches Zeitalter.
Die geologische Reise durch die bedeutenden Erdzeitalter
Präkambrium (Die „Erdurzeit“)
Das Präkambrium (prae = „vor“) (auch Erdurzeit oder Erdfrühzeit genannt) umfasst die ersten 4 Milliarden Jahre der Erdgeschichte.
Das Präkambrium (4600 – 540 Millionen Jahren) untergliedert sich in die Zeitalter
Hadaikum oder Präarchaikum
Archaikum sowie
Proterozoikum
Hadaikum oder Präarchaikum (4600 – 4000 Millionen Jahren)
Das Archaikum (4000 – 2500 Millionen Jahren) untergliedert sich in:
Jung-/Neo-Archaikum
Mittel-/Meso-Archaikum
Alt-/Paläo-Archaikum
Eo-Archaikum
Das Proterozoikum (2500 – 540 Millionen Jahren) untergliedert sich in:
Jung-/Neo-Proterozoikum
Mittel-/Meso-Proterozoikum
Alt-/Paläo-Proterozoikum
Phanerozoikum
An das Präkambrium schließt sich das Phanerozoikum an.
Das Phanerozoikum untergliedert sich in …
Erdaltertum, Paläozoikum (540 – 250 Millionen Jahren)
Erdmittelalter, Mesozoikum (250 – 66 Millionen Jahren)
Erdneuzeit, Känozoikum (seit 66 Millionen Jahren)
Das Präkambrium umfasst den Zeitraum von der Entstehung der Erde bis zur Entwicklung der „Tierwelt“ zu Beginn des Kambriums vor etwa 541 Millionen Jahren
Jüngerers Präkambrium (= Proterozoikum)
Wie sah es zu dieser Zeit auf der Erde aus? Die Erdoberfläche hat sich auf weniger als 100 Grad abgekühlt. Die Erdkruste war zu diesem Zeitpunkt bereits „fest“.
Vulkane sind entstanden, aus denen Wasserdampf ausgestoßen wird. Dieses Wasser kondensiert und sammelt sich in Senken als Wasser. Nach und nach entsteht das Urmeer.
Ältestes Phanerozoikum (= Erdaltertum, Paläozoikum)
Es begann die Entwicklung der „Tierwelt“.
Mit dem Begriff „Tierwelt“ ist das erste Auftreten sogenannter Makrofossilgesellschaften (beispielsweise die Ediacara-Fauna) gemeint, die aus der Zeit des ausgehenden Proterozoikums (die jüngste Stufe des Präkambriums) vor etwa 580–540 Mio. Jahren stammen.
Bei den Vertretern der Makrofossilgesellschaften handelt es sich vermutlich um vielzellige Tiere (Metazoa), im Gegensatz zu den Bakterien. Der genaue Startpunkt der Entwicklung des Lebens ist nicht bekannt. Jedoch konnte bereits in etwa 3,8 Milliarden Jahre alten (präkambrischen) Gesteinen organische Spuren nachgewiesen werden.
Das Leben auf der Erde basiert auf Nukleinsäuren. Man nimmt an, dass sich im Präkambrium im Urmeer bereits die ersten Lebewesen entwickelten, von denen aber nur wenige Fossilien (einzellige Lebewesen wie die Cyanobakterien) erhalten geblieben sind.
An das ausgehende Proterozoikum knüpft die älteste Stufe des Erdaltertums, bzw. des Paläozoikum – das Kambrium – an.
Kambrium („Das Erdaltertum“)
Erdgeschichtlich umspannt das Kambrium den Zeitraum von vor ca. 541 bis vor 485 Millionen Jahren.
Aufgrund zunehmenden Sauerstoffs in der Erdatmosphäre und im Meereswasser und begünstigt durch das sich erwärmende, milde Klima explodierte das Leben auf der Erde („Kambrische Explosion“).
Dieser zunehmende Sauerstoff resultiert als Folge des Stoffwechsels früher Arten einzelliger Lebewesen im Meerwasser im Präkambrium.
Sedimentgesteine aus dieser Zeitepoche zeugen von biomineralisierten Skeletten. Wusstest du, dass Sedimentgesteine die einzigen Gesteine sind, die Fossilien enthalten können?
Häufig findet man tierische Kleinstorganismen in Grauwacke, einem schwachmetamorphen grauen bis grüngrauen Sandstein. Grauwacken bestehen zu einem hohen Prozentsatz aus Quarz und Feldspat sowie prozentual geringeren Anteilen an Glimmer, Chlorit, Karbonaten und kleinen Anteilen an Begleitmineralien. Fossile Strukturen finden sich meist als Abdruck auf der Gesteins-(Bruch-)fläche.
Ganz links im Steinkreis findest du übrigens Grauwacke ausgestellt.
Das Mesozoikum („Das Erdmittelalter“)
Das Mesozoikum ist eine geologische Ära, die vor etwa 250 Millionen Jahren begann und vor etwa 66 Millionen Jahren endete.
Es gliedert sich in Trias, Jura und Kreide.
Die Trias ist in der Geologischen Zeitskala das unterste System bzw. die älteste Periode des Mesozoikums.
Die Trias setzte vor etwas über 252 Millionen Jahren ein und markierte den ersten Abschnitt des Mesozoikums. Diese Zeitperiode dauerte nur etwa 50 Millionen Jahre. Geologisch teilt sich das Trias in das Unter-, der Mittel- und der Obertrias.
Übrigens bedeutet Trias Dreiheit und wurde wegen der Gesteinsarten Keuper, Muschelkalk und Buntsandstein so genannt.
Es ist das große Zeitalter der Dinosaurier und alle Kontinente waren noch zu einer gigantischen Landmasse verschmolzen (übrigens auf beiden Seiten des Äquators). Sicherlich hast du schon von diesem Superkontinent Pangaea gehört? Oder zumindest von Gondwana.
Im Laufe des Perm (der letzte Abschnitt des Erdaltertums, Paläozoikums) war der sogenannte Superkontinent Pangaea entstanden, der bis auf wenige kleinere Land-massen, fast die gesamte kontinentale Kruste der Erde in einem Kontinent vereinigte.
Gondwana war ein erdgeschichtlicher Großkontinent, der fast über das gesamte Phanerozoikum die südliche Hemisphäre dominierte. Vom späten Karbon bis in den Jura bildete Gondwana über einen Zeitraum von etwa 150 Millionen Jahren den Südteil des Superkontinents Pangaea.
Doch bereits Ende des Perms begann sich dieser Superkontinent wieder aufzulösen.
Dieses Zeitalter ist besonders spannend, weil noch große Wüsten und Savannen den Superkontinent bedeckten. Erst über Jahrmillionen verschoben sich die Kontinentalplatten und es entstanden ganz langsam die heutigen Kontinente.
Tertiär („Die Erdneuzeit“)
Das Tertiär (66 – 2,6 Millionen Jahren) ist in der Geologischen Zeitskala das oberste System bzw. die jüngste Periode der Erdneuzeit, Känozoikum.
Zur der Zeit war das Klima weitaus wärmer als heute. Im Tertiär formierte sich allmählich die heutige Verteilung von Land und Meer. Es entstanden große Gebirge: die Alpen, das Hochland von Tibet, die Karpaten und die Anden. Es war auch die Zeitepoche der – vermutlich durch einen Meteoriteneinschlag - wieder aussterbenden Dinosaurier
Sicherlich kennst du die jüngsten Gesteinsschichten des Tertiärs: z.B. Mergel, Sandsteine oder Quarzite. Exemplare findest Du auch hier vor Ort im Steinkreis.
Die geologische Reise durch das uns bisher bekannte Marszeitalter
Wusstest Du, dass die Oberfläche des Mars nur etwa ein Viertel der Oberfläche der Erde beträgt? Das entspricht in Etwa der Gesamtoberfläche aller Kontinente der Erde.
Bislang galt es als gesichert, dass die rote Färbung der Marsoberfläche auf Eisenoxid-Staub zurückzuführen ist, der sich in der Atmosphäre verteilt hat. Weiterhin gibt es (wie auf der Erde) hohe Berge und ausgedehnte Vulkane und – ebenso wie auf der Erde – Einschlagkrater von Meteoriten. Diese Krater belegen das Alter des Mars von fast 4 Milliarden Jahren.
Auch die Marsentstehung definiert man in zeitliche Abschnitte; den „Perioden“:
Die Noachische Periode (vor 3,8 bis 3,5 Milliarden Jahre)
Hie entstanden verkraterte Hochländer und es gab starke vulkanische Eruptionen auf dem Mars
Die Hesperianische Peronde (vor 3,5 bis 1,8 Milliarden Jahren)
Gewaltige Lavamassen traten aus der Marskruste aus und bildeten weite Ebenen und tiefe Täler. Außerdem entstand ein Wasserkreislauf, jedoch keinen typischen Wetterzyklus mit Verdunstung und Niederschlag.
Die Amazonische Periode (vor 1,8 Milliarden Jahre bis heute)
Es entstanden Geysire auf dem Mars, die aber wieder vor einigen Millionen Jahren versiegten. Derzeit herrscht Winderosion und Hangrutschung auf dem roten Planeten, welche die Oberfläche noch heute formen. Natürlich gibt es Winderosion auch auf der Erde.
Der Marsrover Perseverance hat 2021 beeindruckende Bilder von der Marsoberfläche gesendet und sammelt seit seiner Landung Gesteinsproben.
Gips auf dem Mars
Schon der Marsrover Opportunity fand bereits im Herbst 2011 am Rande des Marskraters Endeavour die Ganglagerstätte „Homestake“.
Sehr wahrscheinlich handelt es sich hierbei um das Mineral Gips (CaSO4 • 2H2O), also Calciumsulfat-Dihydrat.
Dieses wäre der bisher direkteste Hinweis auf neutrales, flüssiges Wasser in der Vergangenheit auf dem Mars.
Gips (Calciumsulfat mit zwei Wassermolekülen) bildet sich nur in Anwesenheit von flüssigem Wasser, das relativ neutral (und somit lebensfreundlich) ist.
Marserkundungssatelliten orteten schon früher bereits Dünen aus Gipsstaub; deren Herkunft bzw. Anwehungen aber stets unklar blieb. Die nun von Marsgeologen lokalisierte Stelle belegt, wo einst Wasser floss.
Der Aufschluss ist ca. 1 cm – 2 cm breit und 40 – 50 cm lang. Diese Lagerstätte wurde „Homestake“ getauft und entstand vermutlich als aufsteigendes Grundwasser Calcium aus vulkanischem Gestein löste. Das Calcium verband sich dann mit Schwefel, der ebenfalls aus dem Vulkan stammte, wodurch sich Calciumsulfat bildete.
Andere Gipsvorkommen auf dem Mars sind z.B. vom Wind verwehte Dünenformationen, wo sich das Mineral möglicherweise weit von seinem Ursprungsort entfernt hat.
Dieses zeigt, dass uns der Mars in geologischer Hinsicht doch ziemlich vergleichbar ist
(Quellen: Wikipedia & science.nasa.gov)
Begebe dich zu den angegebenen Koordinaten und schau dir den Gesteinspark genau an. Beantworte bitte die nachstehenden Fragen und schicke mir die Antworten (über das Messagecenter oder per Email).
Ihr dürft dann sofort loggen. Ich melde mich, falls es Probleme gibt.
- Die Steine sind allesamt in einem Kreis angeordnet, und zwar vom Erdaltertum über das Erdmittelalter bis zur Erdneuzeit. Ordne bitte zu jedem der Erdzeitalter mindestens 2 der hier ausgestellten Gesteine mit ihrem Namen dem richtigen Erdzeitalter zu (z.B. xxx Stein = Erdaltertum, yyy Stein = Erdmittelalter, zzz Stein = Erdneuzeit)
- Bringe bitte folgende Systeme (früher auch „Formationen“ genannt) in die richtige „zeitliche“ Reihenfolge: Dyas, Tertiär, Devon, Jura, Perm, Quartär, Kreide, Karbon, Trias.
- Beobachte bitte den ausgestellten Zechstein-Gips vor Ort und vergleiche ihn mit der Abbildung des Gipsvorkommens auf der Marsoberfläche im Foto dieses Listings. Was könnt ihr uns über ihre Farbe, Form und Struktur sagen? Sind diese ähnlich oder findet ihr grundlegende Unterschiede?
- Bitte hänge ein Foto von Dir oder Deinem GPS dem Logeintrag bei, welches Dich an deinem Lieblingsstein zeigt.
Viel Spass