Deutschland in der Urzeit

Typische Gesteine unserer Heimat

Für den Geologen sind Gesteine, was für den Botaniker die Pflanzen und für den Zoologen die Tiere. Dabei haben Gesteine gegenüber den Lebewesen einen großen Vorteil: Sie stehen nicht nur für die Gegenwart. Gesteine sind die Seiten im Buch der Erdgeschichte.

Von Dieter Engelmann

Sedimente und Sedimentgesteine

Die gesamte norddeutsche Tiefebene ist mit bis zu 200 Meter mächtigen Sandablagerungen bedeckt, die während der Eiszeit entstanden, als mächtige Gletscher ganz Norddeutschland bedeckten, das Gestein unter sich zerrieben und nach ihrem Abschmelzen den Sand zurückließen. Diese Sedimente sind noch nicht verfestigt, sind also noch nicht Gestein geworden.

Auch weite Bereiche des Alpenvorlandes bestehen aus Schotter- und Sandansammlungen, die sich durch die Erosion der Alpen ansammelten – auch hier vor allem während der Eiszeiten. Solche ursprünglich lockeren Sedimente verfestigen sich im Laufe der Jahrmillionen durch ihr hohes Eigengewicht zu neuem Gestein, sogenanntem Sedimentgestein, wobei gelöste Minerale bei ihrer Ausfällung als eine Art Zement wirken.

Auf diese Weise, wenn auch bereits vor 250 Millionen Jahren, entstand auch der in Deutschland weit verbreitete Buntsandstein. Damals sammelten sich bei uns Sand- und Tonsedimente aus der Abtragung des variszischen Gebirges an, die schließlich zu festem Gestein wurden.

Doch Sedimente bestehen nicht nur aus den Abtragungsprodukten von Landmassen. Gerade im Meer kann es auch zur Sedimentation von so genanntem biogenem Material kommen. So bestehen der Kalkstein der Schwäbischen Alb, der Fränkischen Alb, aber auch die nördlich davon gelegenen Muschelkalkgebiete, aus Skelettbruchstücken von Meeresbewohnern, wie etwa den Riffschwämmen und Riffkorallen.

Aus diesem kalkhaltigen Schalenmaterial entsteht, ebenfalls durch den Druck des aufliegenden Materials und durch Zementation, im Laufe der Zeit ein Festgestein. Kalksteine enthalten häufig einen großen Reichtum an Fossilien, wie etwa der berühmte Solnhofer Plattenkalk.

Ein dritte Form von Sedimentgesteinen entsteht auf chemischem Weg. Sie werden aus übersättigten Lösungen im Wasser ausgefällt. Typisch sind solche Sedimente für sehr trockene und heiße Gebiete, in denen Wasser in größeren Mengen, etwa in einem abgeschnittenen Meeresbusen, verdunstet.

Durch die Ausfällung entstehen Kalk, Gips- und Salzsedimente. Die Gipslagerstätten und Salzvorkommen, die in Deutschland weit verbreitet vorkommen, sind Sedimentgesteine aus der heißen Phase am Ende des Erdaltertums.

Granit und Basalt

Magmatisches Gestein, wie etwa den Granit, findet man in den Zentralalpen, im Schwarzwald, dem Bayerischen Wald oder im Fichtelgebirge, wo er im Bergmassiv der Kösseine eine in Europa einzigartige blaue Färbung aufweist und hier auch lange Zeit als "Blauer Granit" für den Handel abgebaut wurde.

Magmatische Gesteine entstehen, wie ihr Name bereits verrät, aus Magma, also aus geschmolzenem Gestein, wenn dieses abkühlt und fest wird. Befindet sich das Magma dabei tief unter der Erdoberfläche, kühlt es sehr langsam, teilweise über Jahrmillionen, ab.

Dies führt im Gestein zur Ausbildung großer, deutlich erkennbarer Kristalle, wie etwa beim Granit. Granit als "anstehendes Gestein", also als Gestein an der Erdoberfläche, zeigt dem Geologen, dass hier eine Hebung über einen langen Zeitraum stattgefunden haben muss.

Magmatisches Gestein, welches als Lava bei einem Vulkanausbruch an der Erdoberfläche abkühlte, erstarrt dagegen sehr schnell. Es hat keine Zeit zur Auskristallisierung und sieht meist recht homogen aus.

Der dunkle Basalt, mit seiner häufig anzutreffenden sechseckigen Säulenstruktur, ist ein typischer Vertreter. Basalt gibt es in allen Vulkangebieten Deutschlands, wie etwa dem Hegau im Süden Baden-Württembergs, der Vulkaneifel oder am Vogelsberg in Hessen, dem größten zusammenhängenden Basaltmassiv Mitteleuropas.

Schiefer und Gneis

Bei plattentektonischen Vorgängen werden Gesteine teilweise starkem Druck ausgesetzt. Werden sie dabei noch tief in die Erde geschoben, steigt auch die Temperatur entsprechend. Unter solchen Bedingungen kann es zu Veränderungen im Gestein kommen, der so genannten Metamorphose. Die Minerale im Gestein gehen dabei in neue Verbindungen über, ohne dass das Ausgangsgestein dabei aufschmilzt.

Das Gestein kann sich durch die Metamorphose grundlegend verändern. So ist Marmor ein metamorphes Gestein, welches aus Kalkstein entsteht. Auch der Schiefer, wie er etwa in den Bereichen des Rheinischen Schiefergebirges anzutreffen ist, ist ein metamorphes Gestein.

Schiefer entsteht aus tonreichen Sedimentgesteinen, die sich typischerweise bei der Ablagerung in tieferen Meeresbereichen bilden. Durch den hohen Druck bei der Metamorphose werden die einzelnen Tonplättchen gleichmäßig ausgerichtet und es entsteht die typisch schieferige, aus einzelnen Schichten aufgebaute Struktur.

Auch die berühmten Fossilien aus dem Schwarzen Jura, dem sogenannten Lias, sind Beispiele für Schiefergestein, welches wir heute an der Erdoberfläche finden. Aus magmatischem Gestein entsteht durch die Metamorphose sogenannter Gneis, wie er etwa im Schwarzwald oder im Bayerischen Wald anzutreffen ist und der, ähnlich wie der Granit, meist ein hohes Alter aufweist.

Der Kreislauf der Gesteine

Gesteine unterliegen – ähnlich wie wir Lebewesen – einem Kreislauf aus Werden und Vergehen. So kann etwa Sedimentgestein zu neuem Magma aufgeschmolzen werden, danach in größerer Tiefe zu Granit erstarren, und anschließend durch die Kollision zweier Kontinentalplatten metamorph zu einem Gneis umgewandelt werden.

Der Gneis wird anschließend freigelegt und an der Erdoberfläche erodiert, abgelagert und schließlich wieder zu Sedimentgestein. Sämtliche Umwandlungen und Übergänge zwischen den verschiedenen Gesteinsgruppen sind möglich und finden auch tatsächlich in der Natur statt.