Gesteenten en de gesteentekringloop: sediment, magma en metamorf

De drie hoofdgroepen

Gesteenten worden ingedeeld naar de manier waarop ze zijn ontstaan, niet naar hoe ze eruitzien. Dat is belangrijk, want twee gesteenten die op elkaar lijken kunnen tot verschillende groepen horen.

Fossielen zijn een handig kenmerk: die vind je alleen in sedimentgesteente. In magma van duizend graden overleeft geen enkel organisme, en bij metamorfose worden fossielen vervormd tot ze onherkenbaar zijn. Zie je een fossiel, dan weet je dus dat het om sedimentgesteente gaat.

Magmatisch gesteente: afkoeling van magma

Magmatisch gesteente, ook eruptief gesteente genoemd, ontstaat als magma afkoelt en kristalliseert. De plek waar dat gebeurt bepaalt de korrelgrootte, en dat is het belangrijkste onderscheid binnen deze groep.

De regel is dus: langzame afkoeling geeft grote kristallen, snelle afkoeling geeft kleine kristallen. Kristallen hebben tijd nodig om te groeien, en die tijd is er diep in de korst wel en aan de oppervlakte niet. Aan de korrelgrootte van een steen kun je dus aflezen waar hij is ontstaan.

Puimsteen is een bijzonder geval: het is zo snel afgekoeld terwijl er nog gassen in zaten dat het vol gaatjes zit. Daardoor is het zo licht dat het op water blijft drijven.

Sedimentgesteente: van los deeltje naar steen

Sedimentgesteente ontstaat in vier stappen die je in deze volgorde moet kennen, want ze vormen samen precies de exogene keten.

De vierde stap heet diagenese en bestaat uit compactie (samendrukken) en cementatie (verkitten). Kalk, kwarts en ijzeroxide werken daarbij als lijm.

Steenkool en steenzout zijn interessante gevallen. Steenkool is organisch van oorsprong: het is plantenmateriaal dat in een moeras onder water lag zodat het niet kon verrotten, waarna druk en tijd er kool van maakten. Steenzout is chemisch van oorsprong: het is achtergebleven nadat zeewater verdampte. Beide horen bij de sedimentgesteenten omdat ze door afzetting ontstaan.

Metamorf gesteente: vervormd door druk en warmte

Metamorf betekent van vorm veranderd. Een bestaand gesteente komt onder hoge druk of hoge temperatuur te staan, bijvoorbeeld doordat het diep in de korst wordt geduwd bij gebergtevorming of doordat er magma langs komt. De mineralen herkristalliseren dan zonder dat het gesteente smelt.

Dat laatste is het scherpe onderscheid: smelt het gesteente, dan wordt het magma en krijg je magmatisch gesteente. Verandert het zonder te smelten, dan is het metamorf.

Het onderscheid tussen metamorfose door druk en door warmte is een examenonderwerp. Contactmetamorfose gebeurt lokaal, waar magma tegen bestaand gesteente aankomt en het door de warmte verandert. Regionale metamorfose gebeurt over een groot gebied, bij gebergtevorming, en levert de banderingen op die je in gneis en schist ziet.

De gesteentekringloop

De drie groepen staan niet los van elkaar. Elk gesteente kan in elk ander gesteente veranderen, en dat proces gaat oneindig door. Dat heet de gesteentekringloop.

Let op dat de kringloop geen vaste route heeft. Sedimentgesteente hoeft niet eerst metamorf te worden voordat het smelt, en magmatisch gesteente kan direct verweren tot sediment. Dat is precies waarom het een kringloop met veel dwarsverbindingen is en niet een keten.

Twee groepen processen drijven de kringloop aan. Endogene processen brengen materiaal omhoog en zorgen voor de druk, de warmte en de opheffing. Exogene processen breken af aan de oppervlakte en zorgen voor het transport. Zonder de een zou de kringloop stil komen te staan.

Aardlagen lezen

Sedimentgesteenten liggen in lagen op elkaar, en die lagen zijn een archief. De onderste laag is het oudst en de bovenste het jongst. Dat lijkt vanzelfsprekend, maar het is de basis waarmee geologen de geschiedenis van een gebied reconstrueren.

Zo kun je uit een profiel het klimaat van het verleden aflezen. Dat de Nederlandse ondergrond zowel steenkool als steenzout bevat, betekent dat het klimaat hier in de loop van honderden miljoenen jaren sterk is veranderd, en dat de plek zelf door plaatbeweging over de aardbol is geschoven.

De gesteenten en sedimenten van Nederland

Nederland heeft nauwelijks gesteente aan de oppervlakte. Wat je hier ziet, zijn vooral jonge, losse sedimenten die door rivieren, de zee, de wind en het landijs zijn aangevoerd. Het vaste gesteente ligt bijna overal diep begraven, behalve in Zuid-Limburg.

Alleen in Zuid-Limburg komt echt gesteente aan de oppervlakte: kalksteen en krijt uit de tijd dat daar een warme zee lag. Dat is de reden dat je daar wel groeven en grotten hebt en in de rest van Nederland niet, en dat het landschap daar heuvelachtig is.

Het onderscheid tussen deze sedimenten verklaart veel van de Nederlandse landbouwgeografie. Op de kleigronden in Zeeland en de Flevopolders zit akkerbouw, op de arme zandgronden in Brabant en de Achterhoek zit intensieve veehouderij, en op de loessgrond in Zuid-Limburg zit de meest productieve akkerbouw van het land.

Deel deze pagina met je vrienden