EarthCache: The Colors of Petra
English
Petra (ancient Greek Πέτρα [ˈpɛtʁa] "rock, rock massif", Arabic البتراء al-Batrā', Nabataean probably Reqmu "the red one"), a ruined site in present-day Jordan, was the capital of the Nabataean Empire in ancient times. It is considered a unique cultural monument due to its monumental burial temples, whose facades were carved directly out of the rock. On December 6, 1985, Petra was added to the UNESCO World Heritage List.
In Petra, you should take time to admire the multicolored and rhythmic patterns of the Umm Ishrin sandstone layers formed 540 million years ago. The bright shades originate from various iron and manganese oxides that come together with hydroxides in the sandstone.
The Jordanian architect and artist Ammar Khammash wrote: "Petra is a wonderful place where geology and archaeology coexist in a beautiful way. To better understand the monuments of Petra, one should pay some attention to the geology of the site and make an effort to understand the properties of the stones that were available to the Nabataean stonemasons at the site.
It can be assumed that the sandstone layers in Petra are the decisive factor for the choice of this location, the size of the monuments, the fine architectural details and the good degree of preservation that the city of Petra has retained to this day.
It might be more appropriate to think of Petra not as a collection of monuments with geological features in between, but rather as a place with special geological features whose splendor is enhanced by the monuments.
The geological history of Jordan dates back more than 600 million years to the Precambrian, when the continental base plate of the Arabian Peninsula was formed. For over 550 million years, numerous deep-sea and shallow shelf transitions determined the geological development of Jordan and deposited huge sediments of clay, sandstone, siltstone, limestone and fossils. In contrast, large parts of the marine sediments were once again eroded away by the erosive effects of water and wind during the geological eras. Today, 120-520 million year old marine and terrestrial sandstone sediments cover the Petra and Wadi Rum region, forming an impressive landscape of reddish-brown rock towers up to 1700 meters high, perched on the ancient Precambrian (Arabian) basement and surrounded by sandy valleys (southern basement complex and Paleozoic sandstone area). The last and protracted transgressions took place during the Cretaceous and Tertiary periods, leaving their sediments covering about 70% of Jordan as a flat limestone plateau (central and northeast Jordanian limestone area). In the middle Tertiary (Miocene, 25-20 million years ago), the entire region became part of the important East African Rift System after the separation of the Palestine region from the African continent. The process included the opening of the Red Sea between the African and Arabian plates, the Gulf of Aqaba and the Wadi Araba-Dead Sea-Jordan Rift Valley. The Dead Sea itself, a last remnant of the former great Quaternary Lake Lisan, is the deepest point on earth and has the highest salinity of any aquatic system in the world. The continental plate movements led to widespread magmatic activity with extensive volcanic fields and basalt outflows in the north-eastern desert region of Jordan (basalt plateau), which also cover large areas of the Hauran in south-eastern Syria. The extensive and saline depression of the Al Azraq oasis with its rich groundwater resources and the salt pan of Al Jafr were covered by large lakes during the humid Pleistocene. In the past, copper from the mines in the Wadi Araba formed the basis for the wealth of the Nabataean kings, but today mining is unprofitable. Jordan's current wealth is based on immense phosphate deposits that were once deposited as organic sediments on the seabed in the late Cretaceous period. An inexhaustible resource is the salt of the Dead Sea, which is used for industrial, medical and cosmetic purposes.
But how do the bright colors in the rock of Petra come about?
The type of rock found in Petra is sandstone. Sandstone is a sedimentary rock that has formed from sand that has been compacted and held together over time. Sandstone consists of sand-sized mineral or rock particles that are held together by a natural cement such as silica or calcite.
The sandstone in Petra consists of a variety of different rock formations, including the Mujib Sandstone, the Qusayr-'Amra Sandstone and the Umm Ishrin Sandstone. These rock formations were formed from sand that was deposited in the region millions of years ago and have been subjected to various geological processes over time, such as erosion, weathering and tectonic activity, which have shaped and altered the rock.
Sandstone is a relatively hard and durable rock that is often used as a building material.
The Umm Ishrin Formation consists of medium to coarse-grained, well to moderately sorted, poorly cemented quartz arenites with minor amounts of siltstone and mudstone [17,18]. The color is generally reddish-brown with shades of red, orange, yellow and white, which is due to the presence of iron oxides, mainly limonite.
The color variation of sandstone is truly fascinating. It ranges from white, yellow, red, brown to gray and even black. The specific colors of a sandstone are mainly determined by the minerals that form it.
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White
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Mainly due to the quartz content. Quartz is often seen as a colorless crystal, but can also appear white.
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Red and yellow
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Caused by iron oxides, e.g. hematite, goethite, which are also known as rust. Limonite often gives sandstone a yellowish hue.
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Brown and black
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Iron oxides and carbon can also cause brown and black shades, especially if they are present in large quantities.The more carbon, the darker the sandstone.
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German
Petra (altgriechisch Πέτρα [ˈpɛtʁa] „Felsen, Felsmassiv“, arabisch البتراء al-Batrā’,nabatäisch wahrscheinlich Reqmu „die Rote“), eine Ruinenstätte im heutigen Jordanien, war in der Antike die Hauptstadt des Reiches der Nabatäer. Wegen ihrer monumentalen Grabtempel, deren Fassaden direkt aus dem anstehenden Fels gemeißelt wurden, gilt sie als einzigartiges Kulturdenkmal. Am 6. Dezember 1985 wurde Petra in die Liste des UNESCO-Welterbes aufgenommen.
In Petra sollte man sich Zeit nehmen, die vielfarbigen und rhythmischen Muster der vor 540 Millionen Jahren formierten Umm Ishrin Sandsteinschichten zu bewundern. Die leuchtenden Töne haben ihren Ursprung in verschiedenen Eisen- und Manganoxiden, die im Sandstein mit Hydroxiden zusammenkommen.
Der jordanische Architekt und Künstler Ammar Khammash schrieb dazu: "Petra ist ein wundervoller Ort, an dem Geologie und Archäologie auf schöne Weise koexistieren. Um die Monumente Petras besser zu begreifen, sollte man der Geologie des Ortes etwas Aufmerksamkeit widmen und sich bemühen, die Eigenschaften der Steine zu verstehen, die den nabatäischen Steinmetzen an dieser Stätte zur Verfügung standen.
Es ist anzunehmen, dass die Sandsteinschichten in Petra der maßgebliche Faktor für die Wahl dieser Lage, die Größe der Monumente, die feinen architektonischen Details und den guten Erhaltungsgrad sind, den die Stadt Petra bis heute bewahrt hat.
Es könnte angemessener sein, Petra nicht als eine Ansammlung von Baudenkmälern mit geologischen Merkmalen dazwischen zu betrachten, sondern vielmehr als einen Ort mit speziellen geologischen Eigenschaften, dessen Pracht durch die Monumente gesteigert wird.
Die geologische Geschichte Jordaniens reicht mehr als 600 Millionen Jahre zurück bis ins Präkambrium, als sich die kontinentale Grundplatte der arabischen Halbinsel bildete. Über 550 Millionen Jahre lang bestimmten zahlreiche Tiefsee- und flache Schelfübergänge die geologische Entwicklung Jordaniens und lagerten gewaltige Sedimente aus Ton, Sandstein, Schluff, Kalksteinen und Fossilien ab. Im Gegensatz dazu wurden während der Erdzeitalter durch erosive Einflüsse von Wasser und Wind noch einmal große Teile der marinen Sedimente abgetragen. Heute bedecken 120-520 Millionen Jahre alte marine und terrestrische Sandsteinsedimente die Region von Petra und Wadi Rum und bilden eine beeindruckende Landschaft mit rotbraunen, bis zu 1700 m hohen Felstürmen, die auf dem alten präkambrischen (arabischen) Grundgebirge thronen und von sandigen Tälern umgeben sind (südlicher Grundgebirgskomplex und paläozoisches Sandsteingebiet).
Die letzten und langwierigen Transgressionen fanden während der Kreide- und Tertiärzeit statt und hinterließen ihre Sedimente, die etwa 70 % von Jordanien als flaches Kalksteinplateau bedecken (zentral- und nordostjordanisches Kalksteingebiet). Im mittleren Tertiär (Miozän, vor 25-20 Millionen Jahren) wurde die gesamte Region nach der Abtrennung der Region Palästina vom afrikanischen Kontinent Teil des wichtigen ostafrikanischen Grabensystems. Der Prozess umfasste die Öffnung des Roten Meeres zwischen der afrikanischen und der arabischen Platte, des Golfs von Akaba und des Wadi Araba-Toten Meer-Jordanien-Grabens. Das Tote Meer selbst, ein letztes Überbleibsel des ehemaligen großen quartären Sees Lisan, ist der tiefste Punkt der Erde und hat den höchsten Salzgehalt aller aquatischen Systeme weltweit. Die kontinentalen Plattenbewegungen führten zu einer weit verbreiteten magmatischen Aktivität mit ausgedehnten Vulkanfeldern und Basaltausflüssen in der nordöstlichen Wüstenregion Jordaniens (Basaltplateau), die auch weite Gebiete des Hauran im Südosten Syriens bedecken. Die ausgedehnte und salzhaltige Senke der Oase Al Azraq mit ihrem reichen Grundwasservorkommen und die Salzpfanne von Al Jafr waren während des feuchten Pleistozäns von großen Seen bedeckt. Früher bildete das Kupfer aus den Minen im Wadi Araba die Grundlage für den Reichtum der nabatäischen Könige, doch heute ist der Bergbau unrentabel. Der heutige Reichtum Jordaniens beruht auf immensen Phosphatvorkommen, die sich einst in der späten Kreidezeit als organische Sedimente auf dem Meeresboden ablagerten. Eine unerschöpfliche Ressource ist das Salz des Toten Meeres, das für industrielle, medizinische und kosmetische Zwecke genutzt wird.
Doch wie kommt es zu den bunten Farben im Fels von Petra?
Die Gesteinsart, die in Petra zu finden ist, ist Sandstein. Sandstein ist ein Sedimentgestein, das sich aus Sand gebildet hat, der im Laufe der Zeit verdichtet und zusammengehalten wurde. Sandstein besteht aus sandgroßen Mineral- oder Gesteinspartikeln, die durch einen natürlichen Zement wie Kieselsäure oder Kalzit zusammengehalten werden.
Der Sandstein in Petra besteht aus einer Vielzahl verschiedener Gesteinsformationen, darunter der Mujib-Sandstein, der Qusayr-'Amra-Sandstein und der Umm Ishrin-Sandstein. Diese Gesteinsformationen entstanden aus Sand, der vor Millionen von Jahren in der Region abgelagert wurde, und waren im Laufe der Zeit verschiedenen geologischen Prozessen wie Erosion, Verwitterung und tektonischen Aktivitäten ausgesetzt, die das Gestein geformt und verändert haben.
Sandstein ist ein relativ hartes und haltbares Gestein, das häufig als Baumaterial verwendet wird.
Die Umm Ishrin-Formation besteht aus mittel- bis grobkörnigen, gut bis mäßig sortierten, schlecht zementierten Quarzareniten mit geringen Anteilen an Schluffstein und Tonstein [17,18]. Die Farbe ist im Allgemeinen rötlich-braun mit Schattierungen von rot, orange, gelb und weiß, was auf das Vorhandensein von Eisenoxiden, hauptsächlich Limonit, zurückzuführen ist.
Die Farbvariation von Sandstein ist wirklich faszinierend. Sie reicht von Weiß, Gelb, Rot, Braun bis zu Grau und sogar Schwarz. Die spezifischen Farben eines Sandsteins werden hauptsächlich durch die Mineralien bestimmt, die ihn bilden.
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Weiß
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Hauptsächlich aufgrund des Quarzgehalts. Quartz wird häufig als farbloser Kristall angesehen, kann jedoch auch in Weiß erscheinen.
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Rot und Gelb
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Verursacht durch Eisenoxide z.B. Hämatit, Goethit, die auch als Rost bekannt sind. Limonit verleihen Sandstein oft gelbliche Farbtöne.
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Braun und Schwarz
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Eisenoxide und Kohlenstoff können auch braune und schwarze Farbtöne verursachen, insbesondere wenn sie in großen Mengen vorhanden sind.
Je mehr Kohlenstoff desto dunkler der Sandstein.
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