Als die Gesteinshülle der Erde am Ende des Hadaikum, also die Zeit, in der die Erde noch ein glühender Protoplanet war, sich so weit abgekühlt hatte, dass die Lava zum Ergussgestein erstarrte, entstanden mit Hilfe der Uratmosphäre die Sedimentgesteine. Man nennt sie auch Ablagerungsgesteine.

Die erste Atmosphäre bestand aus einer ätzenden Mischung. Die Ur-Atmosphäre muss noch sehr dicht gewesen sein, und es herrschten auf der Erde Bedingungen, wie wir sie uns nicht vorstellen können. Das Gestein verwitterte sehr rasch und schwefelsäurehaltige Regenfälle schwemmten das Urgestein als Sand in Meeresbecken - Geosynklinalen, wie der Geologe diese Ablagerungsgebiete nennt. Das erste Sedimentgestein besteht daher aus dem zum Stein verfestigten Sand. In den Meeresbecken ist die Gesteinskruste nur rund 5 km mächtig (dick). Durch die Auffüllung mit immer neuen Sedimenten wird die auflastende Sedimentschicht immer schwerer. Sie wird immer mehr zusammengepresst und verfestigt sich zu Sandstein. Über 10 km mächtig wurde die Ablagerungsschicht des "Old Red".

Schon damals war die Erdkruste in ständiger Bewegung. In ihrem Inneren steckt eine gewaltige Kraft, die die Sedimentgesteine immer wieder zu Gebirge auffaltet. Jetzt entstanden die ersten Faltengebirge, die aber schon längst alle abgetragen sind. Als die Gesteinsschichten mit der Atmosphäre in Berührung kamen, setzte sofort wieder die Erosion ein. Manches Gestein wurde aber durch die Tektonik wieder hinunter in den glühend heißen Erdmantel gepresst und neu aufgeschmolzen. Durch Hitze verändern sich die Gesteine immer, sie werden metamorph.

SedimenteWir leben auf einer unruhigen Erde. Nichts auf ihr hat zeitlichen Bestand. Gebirge falten sich auf und sie erodieren wieder. Aus ihnen wird wieder Sedimentgestein werden. Es ist ein ewiger Kreislauf der Gesteine. Unser Vorstellungsvermögen ist ein wunderbares virtuelles Laboratorium, in dem sich selbst lang zurückliegende Vorgänge rekonstruieren lassen. Folgendes Gedankenexperiment erklärt uns das Prinzip der Entstehung von Sedimentgesteinen: Wir füllen ein Marmeladenglas mit Wasser und geben etwas Sand und Erde dazu. Der schwerere Sand wird sofort zu Boden herabsinken, während der Boden das Wasser eintrüben wird. Aber nach einem Tag werden sich alle Bodenteile abgesetzt und Sedimentschichten gebildet haben. Nach dem gleichen Schema entstanden alle Sedimentgesteine, also alle Gesteinsfolgen, die auf dem Urgestein liegen. Die verschiedenen Ablagerungsschichten entstehen durch die Richtungsänderung der Wasserströmung. Es lagern sich immer mehr Schichten ab. Druck und Zeit verfestigen die abgelagerten Schichten und machen sie zu festem Gestein.

(c) Bilder: Thomas Soldner

Wissen kompakt

• Die Entstehung des Sedimentgesteines Nachdem sich der noch glühende Protoplanet Erde abgekühlt hatte, erstarrte die Lava zu Ergussgestein. Da die Lithosphäre noch sehr instabil war, versank sie immer wieder in den Erdmantel, wo sie neu aufgeschmolzen wurde.
• Die Uratmosphäre war rund 60 mal dichter als heute und sie bestand aus Schwefelsäure und Ammoniak. Die Uratmosphäre war sehr aggressiv und verwitterte das Gestein sehr schnell. Die heftigen Regenfälle der Frühzeit der Erde spülte das erodierte Gestein in die Senken. Dort sammelte es sich und die Ablagerungsschicht wurde immer mächtiger und schwerer.
• Durch das Gewicht verdichtete sich das Sediment immer mehr und wurde schließlich zu Sandstein. Über 10.000 m mächtig ist die Sandsteinschicht des Old Red im Norden Schottlands.
• Sedimentgesteine entstehen in der Regel dadurch, dass Flüsse erodiertes Material in Meeresbecken eintragen.
• Wenn wir Sand und Erde in ein Marmeladenglas füllen und alles durchschütteln, wird der Sand durchgewirbelt und das Wasser wird undurchsichtig. Nach einigen Stunden werden sich auch die feinsten Teile abgesetzt haben. Nun ist ein Sediment entstanden. So etwa entstehen Sedimentgesteine.
• Sedimentgesteine entstehen durch Druck, der über viele Millionen Jahre anhalten muss. Aus dem Urgestein sind alle Gesteinsarten entstanden.

© 2010 Alexander von Behaim Schwartzbach