Der Grand Canyon ist eine der Sehenswürdigkeiten in den USA. Dabei handelt es sich um Sedimentschichten aus Sedimenten und Sedimentgesteinen, durch die sich der Colorado River seinen Weg gebahnt hat.
Man unterscheidet zwischen verschiedenen Arten an Sedimenten. Je nach Bestandteil wird zwischen klastischen, chemischen und biogenen Sedimenten unterschieden. Unterscheidet man nach Transportmedium, gliedern sich die Sedimente in äolische, fluviale, marine und glaziale Sedimente und Sedimentgesteine.
Sedimente und Sedimentgesteine – Grundlagen
Sedimente und Sedimentgesteine sind wichtige Bestandteile des Gesteinskreislaufs. Der Kreislauf der Gesteine beschreibt die Entstehung und den Zerfall der drei verschiedenen Gesteinsarten. Dazu gehören Magmatite, Metamorphite und Sedimentite, die auch Sedimentgesteine genannt werden.
Sedimente – Definition
Sedimente sind der Hauptbestandteil von Sedimentgesteinen und spielen daher eine große Rolle bei der Entstehung dieser Gesteine.
Sedimente sind Lockermaterialien aus Mineralen oder organischen Substanzen.
Sedimente entstehen, wenn Gesteine durch Verwitterung, also durch chemische oder mechanische Prozesse zerfallen und durch Wasser, Eis oder Wind abtransportiert werden. Durch den Transport nehmen die Gesteinsbruchstücke unterschiedliche Formen an.
Ein Beispiel für ein Sediment ist Sand oder Löss.
Mehr zu Verwitterung gibt es weiter unten im Text und in einer eigenen Erklärung dazu.
Sedimentgesteine – Definition
Sedimentgesteine bestehen aus Sedimenten wie Sand oder Löss.
Bei Sedimentgesteinen handelt es sich um Festgesteine, die durch bestimmte Prozesse aus Sediment entstehen.
Sedimentgesteine werden auch Sedimentite genannt.
Ein Beispiel für ein Sedimentit ist der Sandstein, der aus dem Sediment Sand besteht.
Sedimentgestein – Entstehung
Die Entstehung von Sedimentgesteinen ist auf den Gesteinskreislauf zurückzuführen. Magmatische oder metamorphe Gesteine zerfallen durch Erosion, Transport und Ablagerung. Daraus entsteht dann ein Sediment.
Die Erosion beschreibt den Prozess der Abtragung und Zerkleinerung von Gesteinen.
Der Transport von Gesteinen und Sedimenten erfolgt durch Wind, Wasser und Eis. Dadurch kommt es zu unterschiedlichen Geschwindigkeiten und die Sedimente weisen jeweils eine andere Form auf. Aufgrund der Form und Größe der Sedimente können Rückschlüsse auf das Transportmedium geschlossen werden.
Wind hat zwar eine hohe Energie, kann aber nur kleine, leichte Körner transportieren. Sedimente, die durch Wind transportiert werden, nennt man auch äolische Sedimente.
Wasser kann Sedimente zum Beispiel in Form von Flüssen transportieren. Durch den Transport kommt es zur Abschürfung der Körner und sie erhalten eine immer rundere Form.
Als Faustregel gilt hier: Je runder die Kornform, desto höher war die Energie und die Länge des Transports.
Nachdem die Transportenergie abgenommen hat, kommt es zur Ablagerung des Sediments. Lagern sich immer mehr Sedimente aufeinander ab, führt der entstehende Druck dazu, dass sich das Sediment verfestigt – ein Sedimentgestein entsteht. Der Prozess der Verfestigung wird als Diagenese bezeichnet.
Sedimentschichten
Durch den Transport und die Ablagerung der Sedimente oder Sedimentgesteine bilden sich sogenannte Sedimentschichten. Diese Schichten entstehen mit fortlaufender Zeit, wenn sich immer mehr Sedimente aufeinander ablagern und sich somit schichten.
Die Schichtung der Sedimente ist ein typisches Merkmal der Sedimentgesteine.
Die verschiedenen Sedimentschichten geben Aufschlüsse über die geologische Entwicklung. An den verschiedenen Farben der Schichten kann etwa der Sauerstoffgehalt zum Zeitpunkt, an dem das Sediment abgelagert worden ist, ermittelt werden. Anhand des Sauerstoffgehaltes können dann Rückschlüsse auf die Tier- und Pflanzenwelt zu diesem Erdzeitalter geschlossen werden.
Ein Beispiel, dass die Schichtung von Sedimenten aufzeigt, ist der Grand Canyon in den USA. Dieser entstand durch die Erosion, den Transport und die Ablagerung von Sedimenten durch den Colorado River.
Abbildung 1: Grand Canyon, USA
Sedimentite und Sedimente – Arten
Es gibt verschiedene Arten von Sedimenten und Sedimentgesteinen. Durch Diagenese werden Sedimente verfestigt und Sedimentite, wie Sedimentgesteine auch genannt werden, entstehen. Deshalb werden die Begriffe Sediment und Sedimentit auch häufig synonym verwendet. Das bedeutet, dass Sedimentite häufig einfach Sedimente genannt werden.
Man unterscheidet zwischen:
- klastischen Sedimenten
- chemischen Sedimenten und
- biogenen Sedimenten
Diese Unterscheidung beruht auf dem Material des Sedimentgesteins und wird am häufigsten zur Klassifizierung von diesen Gesteinen genutzt.
Es kann auch nach dem Transportmedium unterschieden werden. Diese Klassifizierung ist jedoch der nach Bestandteilen untergeordnet, wird also weniger häufig angewendet.
Ein Transportmedium ist ein Mittel, mit dem etwa Sedimente, oder andere Gegenstände transportiert werden können.
Klastische Sedimente
Klastische Sedimente oder Sedimentite werde auch Trümmergesteine oder Klastika genannt.
Klastische Sedimente sind Sedimente, die aus Gesteinstrümmern bestehen.
Sie entstehen, wenn Gesteinsbruchstücke, sogenannte Klasten, von einem Gestein gelöst, transportiert und abgelagert werden.
Gesteinsbruchstücke lösen sich durch physikalische oder mechanische Verwitterung von einem Gestein.
Eine Verwitterung beschreibt den natürlichen Zerfall des Gesteins. Dabei unterscheidet man zwischen chemischer, physikalischer/mechanischer und biochemischer Verwitterung.
Die physikalische oder mechanische Verwitterung resultiert aus Temperatur-, Volumen- oder Druckänderungen.
In Gesteinen befinden sich kleine oder auch größere Risse. In diese Risse kann Wasser eindringen. Kommt es nun zu einem Abfall der Temperaturen, gefriert das Wasser in den Rissen und das Volumen des Wassers vergrößert sich, da Eis ein höheres Volumen als Wasser hat.
Dadurch wird eine höhere Kraft aus das Gestein ausgeübt und das Gestein zerfällt, da es dem Druck nicht mehr standhalten kann. Diese Form der physikalischen Verwitterung nennt man auch Frostverwitterung.
Schau Dir gerne die Erklärung zu Gestein und Verwitterung an, um mehr über diese Themen zu lernen.
Die Klassifizierung, also die Gesteinsbestimmung, von Trümmergesteinen erfolgt nach der Korngröße:
| Name | Korngröße | Beispiel |
| Psephite | Gesteinstrümmer > 2 mm | Schotter |
| Psammite | 2 mm bis 0,02 mm | Sandsteine |
| Pelite | Gesteinstrümmer < 0,02 mm | Tonstein |
Tabelle 1: Klassifizierung von Trümmergesteinen
Chemische Sedimente
Chemische Sedimente sind das Resultat chemischer Prozesse und chemischer Verwitterung. Die chemische Verwitterung führt dazu, dass sich verschiedene Substanzen lösen. Dadurch wird zum Beispiel das Gestein instabil und zerfällt.
Bei chemischen Sedimentgesteinen unterscheidet man zwischen:
- Ausfällungsgesteinen und
- Eindampfungsgesteinen (Evaporiten)
Ausfällungsgesteine entstehen durch Fällungsreaktionen. Eine Fällungsreaktion ist eine chemische Reaktion, bei der eine Lösung vorliegt. Eine Lösung ist ein flüssiges Gemisch. In dieser Lösung befinden sich verschiedene Stoffe, die unterschiedlich löslich sind.
Der Stoff, der am wenigsten löslich ist, fällt aus. Das bedeutet, dass er sich am Boden absetzt. Man nennt die Bestandteile, die sich am Boden absetzen, Fällungsprodukte. Bei chemischen Sedimenten handelt es sich um anorganische Fällungsprodukte.
Eindampfungsgesteine sind Sedimentgesteine, die durch das Verdunsten von Salzwasser entstehen. Beim Verdunsten bleibt das Salz zurück und verfestigt sich zu einem sogenannten Evaporit.
Je nachdem, wie viel Wasser in einem salzigen Gewässer verdunstet, bilden sich verschiedene Arten von Evaporiten in einer bestimmten Reihenfolge. Evaporite sind die am häufigsten vorkommenden chemischen Sedimente und Sedimentgesteine.
Die Evaporitsequenz, also die Verdunstungsreihe der Evaporite, wird häufig Salinarzyklus genannt. Mit zunehmender Verdunstung setzen sich Salze am Boden des Gewässers ab. Man spricht auch von einer Ausfällung der Salze.
Die Salar de Uyuni in Bolivien ist die weltweit größte Salzwüste. Sie entstand durch die Verdunstung eines Salzsees. Zurückgeblieben ist eine Wüste aus Salz.
Biogene Sedimente
Biogene Sedimente umfassen alle Sedimente oder Sedimentgesteine, die durch biologische Prozesse gebildet werden.
Biogene Sedimente sind Sedimente, die unter Mitwirkung von Organismen entstehen oder Organismenreste enthalten.
Biologischen Prozesse werden von Organismen, wie Coccolithen, angestoßen. Dabei kann es sich zum Beispiel um die Ausscheidungsprodukte der Organismen handeln, die sich zu Sedimentansammlungen häufen können. Sterben Pflanzen ab und häufen sich, so kann zum Beispiel Kohle entstehen.
Zu den biogenen Sedimenten gehören:
- Kalksteine
- Dolomite
- Hornsteine und
- Kaustobiolithe
In der folgenden Tabelle sind die einzelnen biogenen Sedimentgesteine mit ihrer Entstehungsgeschichte aufgelistet.
| Biogenes Sediment | Entstehung und Bestandteile | Beispiel |
| Kalkstein | Entstehen durch Organismen, die Kalk bilden. | Ooide |
| Dolomit | Entsteht durch die Umwandlung von Kalkgestein. Diese Umwandlung geschieht durch Organismen. | Dolomit |
| Hornsteine | Setzen sich aus den kieseligen Hartteilen, wie Schalen oder Knochen, von Organismen zusammen. | Radiolarit |
| Kaustobiolithe | Entstehen aus brennbarem, organischem Material während des Inkohlungsprozesses. Das bedeutet, dass durch Versenkung und Temperaturerhöhung Kohlenstoff entsteht. | Braunkohle |
Tabelle 2: Biogene Sedimente
Die Dolomiten in Italien sind ein Gebirge, die aus biogenen Sedimentgesteinen bestehen. Sie entstanden unter Mitwirkung von Korallen, denn diese Region war früher von Meer bedeckt.
Abbildung 3: Dolomiten, Italien
Sedimente – Unterscheidung nach Transportmedium
Neben der Unterscheidung nach Bestandteilen können Sedimentgesteine auch nach ihrem Transportmedium unterschieden werden.
Man unterscheidet zwischen äolischen, fluvialen/marinen, und glazialen Sedimenten.
Häufig werden fluviale und marine Transportmedien zu einem aquatischen Transportmedium zusammengefasst.
Äolische Sedimente
Äolische Sedimente sind Sedimente, die durch Wind transportiert werden. Wind kann nur kleine Sedimentkörner transportieren, da größere Körner zu schwer sind. Daher sind kleine Korngrößen typisch für äolische Sedimentansammlungen und Sedimentgesteine.
Den Sand, den Du in Wüsten finden kannst, ist ein Beispiel für ein äolisches Sediment.
Wird die Windgeschwindigkeit geringer, lagert sich das Sediment ab. Durch Verfestigung des Sediments entstehen dann Sedimentgesteine.
Fluviale Sedimente
Werden Sedimente durch Wasser in Form von Flüssen transportiert, spricht man fluvialen oder fluviatilen Sedimenten. Die Strömungsgeschwindigkeit des Flusses und die Länge des Transports lässt sich anhand der Kornform des Sediments ermitteln.
| Kornform | Strömungsgeschwindigkeit | Strecke des Transports |
| rund mit runden Kanten | schnell | lang |
| länglich mit runden Kanten | schnell | kurz |
| rund mit spitzen Kanten | langsam | lang |
| länglich mit spitzen Kanten | langsam | kurz |
Tabelle 3: Kornform der fluvialen Sedimente
Nach der Ablagerung der Sedimente kommt es zur Diagenese und fluviale Sedimentgesteine entstehen.
Marine Sedimente
Marine Sedimente oder Sedimentgesteine werden ebenfalls durch Wasser transportiert. Bei diesen Sedimenten findet der Transport jedoch im Meer statt. Marine Sedimente werden also durch Meeresströmungen transportiert und bei Abnahme der Strömung am Meeresgrund abgelagert. Deswegen spricht man auch von einem marinen Ablagerungsraum der Sedimente.
In marinen Sedimentgesteinen sind häufig Meeresorganismen, wie Muscheln, eingeschlossen.
Glaziale Sedimente
Eis ist das Medium, durch das glaziale Sedimente und Sedimentgesteine transportiert werden können. Dabei ist hauptsächlich der Transport durch Gletscherbewegungen gemeint.
Gletscher bewegen sich durch die Veränderung des Gletschereises, zum Beispiel durch Schmelzen. Der Gletscher transportiert dann Sedimente und Gesteine mit seiner Bewegung mit. Gletscherbewegungen haben eine hohe Energie, weshalb große Sedimentgesteine, wie auf dem Foto zu sehen sind, transportiert werden können.
Abbildung 4: Gletscherzunge mit glazigenen Sedimentiten
Sedimente – Das Wichtigste
- Sedimente und Sedimentgesteine sind wichtiger Bestandteil des Gesteinskreislaufs.
- Sedimente sind Lockermaterialien. Werden sie verfestigt, entstehen Sedimentgesteine, die auch Sedimentite genannt werden.
- Die Sedimentschichten geben Aufschluss über die geologische Entwicklung.
- Sedimente werden anhand ihrer Bestandteile in klastische, chemische und biogene Sedimente unterteilt.
- Die Unterteilung kann auch durch das Transportmedium erfolgen: Man unterscheidet zwischen äolischen, marinen, fluvialen und glazialen Sedimenten.
Nachweise
- mineralienatlas.de: Sedimentite. (24.09.2022)
- geowiki.geo.lmu.de: Biogene Sedimente. (24.09.2022)
- geowiki.geo.lmu.de: Chemische Sedimente. (24.09.2022)
- Tabelle 1: Klassifizierung von Trümmergestein. Quelle: Universität Tübingen, Gesteinskundeskript, 2017. (uni-tuebingen.de).
- Tabelle 2: Biogene Sedimente. Quelle: LMU München. (geowiki.geo.lmu.de: Biogene Sedimente).
- Abbildung 1: Grand Canyon, USA (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Grand_Canyon_National_Park.jpg) by Clément Bardot (https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Cl%C3%A9ment_Bardot) licensed by CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.en).
- Abbildung 3: Dolomiten, Italien (https://de.m.wikipedia.org/wiki/Datei:Dolomiti_3.jpg) licensed by CC0 (https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.de).
- Abbildung 4: Gletscherzunge mit glazigenen Sedimentiten (Abbildung 4: Gletscherzunge mit glazigenen Sedimentiten) licensed by CC0 (https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.de).
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