Wie ein Edelstein entsteht
Vor Millionen von Jahren entstand das Universum aus dem Zusammenspiel von Materie, Energie, Rotation und Gravitation. Auch die Erde war nach heutiger Auffassung der Forscher zunächst nicht mehr als ein Staubnebel, der sich durch die Wirkung großer Anziehungskräfte immer mehr verdichtete, unzählige kleine Teilchen aus Staub und Gas klumpten durch Rotationsbewegungen zusammen und bildeten die Keime der heutigen Planeten.
Kleinere Materiepartikel, aber auch größere Gesteins- und Metallbrocken, die sich im Gravitationsbereich befanden, wurden mit hohen Fallgeschwindigkeiten von dem wachsenden Zentrum angezogen. Je mehr Masse dazukam, desto weiter verdichtete sich das ganze Gebilde. Durch die großen Fallgeschwindigkeiten erhöhte sich die Temperatur der gesamten Masse - es entstand ein riesiger Feuerball aus flüssiger Glut, über endlose Zeiträume kühlte der Ball ab, es entstand die Oberfläche unseres Planeten - eine feste Schale, die das im Innern weiterglühende Feuer umschließt. Der Kern, das brodelnde Magma, garantiert der Erde bis heute die wärmende Mitte voller Energie. Im Magma sind alle Stoffe enthalten, aus denen Kristalle und Steine geformt sind. Alle Substanzen, die wir auf der Erdoberfläche finden können, existieren dort in flüssigem Zustand. Erst wenn sie an die Oberfläche steigen und abkühlen, gehen sie neue Verbindungen ein und bringen dadurch den Reichtum an unterschiedlichsten Gesteinsformationen hervor.
Die zu Stein erkaltete Erdkruste ist zwar ziemlich dick - unter den Ozeanen ca. fünf und unter den Kontinenten sogar 30 bis 100 Kilometer -, im Vergleich zu den etwa 12 756 Kilometern Durchmesser der Erde ist das aber nur eine relativ dünne Haut, unter der Kruste wird es immer heißer, je mehr man sich dem Erdkern nähert. Dass wir uns nicht auf einem vollständig zu Stein erstarrten Planeten befinden, wird uns dann bewusst, wenn wir mit Erdbeben oder Vulkanausbrüchen konfrontiert werden. Geschmolzenes Gestein in Form von zähflüssiger, glühender Lava dringt an die Erdoberfläche, erkaltet und erzeugt so die typischen Krater der Vulkane. Im Falle von Vulkanausbrüchen sind Brüche und dünne Stellen in der Erdkruste - z. B. an den Plattengrenzen - dafür verantwortlich, dass das heiße Magma die Erdkruste mit gewaltigem Druck aufbricht.
Primärgestein - die Glut kühlt aus
Magmatite Der erste Schritt bei der Entstehung von Steinen vollzieht sich immer durch die Abkühlung von heißem Magma. Deshalb nennt man die so entstandenen Bildungen auch Primärgestein oder Magmatite. Beim Erkalten des Magmas bilden sich Kristalle, die während der Abkühlungsphase wachsen. Die Zusammensetzung des Magmas ist aber nicht an jeder Stelle gleich. Dies ist bereits eine Ursache für die ganz unterschiedlichen Gesteins- oder Mineralienstrukturen. Zusätzlich können aus der gleichen Grundmasse verschiedene Formen gebildet werden. Bestehen die Kristalle aus lediglich einem Grundstoff, nennt man sie Mineralien; haben sie sich aus mehreren Stoffen gebildet, spricht man von Gestein. Ihre Größe ist im Wesentlichen abhängig von der Geschwindigkeit und Dauer des Erstarrungsprozesses.
Vulkanite Das aus dem Vulkan an die Erdoberfläche tretende Magma erkaltet relativ schnell; es bildet sich zähflüssige Lava. Wenn die Lava an die Oberfläche steigt und erstarrt, kristallisieren darin Steine aus, so genannte Vulkanite. Da der Abkühlungsprozess verhältnismäßig rasch abläuft, sind die meisten vulkanischen Steine nicht besonders groß. Sie haben keine Zeit, zu großen Kristallen heranzuwachsen. Heilende Vulkanite sind Porphyrit und Jaspis. Bilden sich beim Erkalten des Magmas keine Kristalle, so entsteht der Obsidian, das vulkanische Glas.
Plutonite Mehr Zeit zum Abkühlen bleibt den Steinen, die sich direkt im Erdinneren bilden. Sie werden Plutonite genannt. Bilden sich die Gesteine und Mineralien im flüssigen Magma, sinken die schwereren in die tieferen Schichten, während die leichteren aufsteigen. Das erklärt die Funde bestimmter Mineralien und Gesteine in einzelnen Erdschichten. Durch die Bewegungen der tektonischen Platten gelangen einige der tief im Erdinnern entstandenen Steine irgendwann an die Oberfläche. Nicht alle Plutonite kristallisieren direkt im flüssigen Magma aus. Einige Formen entstehen durch Gase und heiße Dämpfe. Dringen sie mit hohem Druck in Spalten und Poren des bereits auskristallisierten Gesteins ein, lösen sie dort einige Stoffe wieder heraus und gehen mit ihnen eine neue chemische Verbindung ein. Das geschieht auch, wenn Gase zu Wasser kondensiert sind, was bei hohem Druck ab einer Temperatur von 375 °C möglich ist. Hier haben Steine wie z. B. Achat, Amethyst, Bergkristall, Chalzedon oder Rauchquarz genug Raum und Zeit, um durch langsame Abkühlung zu ihrer vollen Pracht zu reifen. Heilende Plutonite sind z. B. Aventurin, Olivin, Rosenquarz und Zirkon. Im Wasser entstandene Heilsteine sind z. B. Amazonit, Aragonit, Fluorit, Kunzit und Mondstein.
Sekundärgestein - von der Natur geschliffen
Die Verwitterung von Felsen und Gebirge schreitet langsam, aber unaufhaltsam voran, und abgelöste Felsbrocken, Steine oder Kies stürzen in Gerölllawinen zu Tal. Durch das Rutschen, Rollen und Fließen werden die oberen Gesteinsschichten abgeschliffen und zerkleinert. Sand, Schlamm und im Wasser gelöste Mineralstoffe werden ausgeschwemmt und lagern sich in tieferen Gesteinsschichten, Flussbetten, Seen oder am Meeresgrund ab. Dieser Bodensatz (lat.: sedimentum) bildet neue Verbindungen; gelöste Bestandteile scheiden sich in Form neuer Minerale aus. Die abgelagerten Schichten verdichten sich schließlich zu dem nach seiner Entstehung benannten Sedimentgestein. Das Grundprinzip der sekundären Bildung ist einfach zusammenzufassen: Bestehende Gesteine werden durch Umwelteinflüsse zerstört, die jeweiligen Bestandteile in alle Winde zerstreut und an anderen Orten zu etwas Neuem zusammengesetzt. Als heilend gelten vor allem die Sedimente Calcit und Pyrit.
Tertiärgestein - Umwandlung unter Druck
Die dritte Entwicklungsstufe - die Bildung von Tertiärgestein - ist eine weitere Umwandlung der beiden vorhergehenden Entstehungsformen. Durch die ständige Bewegung mächtiger Gesteinsmassen entstehen immer wieder Bereiche, die großem Druck ausgesetzt sind. Gesteinsschichten riesiger Gebirge werden zusammengepresst oder wandern zurück in die Tiefe. Wenn zwei tektonische Platten aufeinander treffen, wird ein Teil nach oben, der größere Teil aber nach unten gedrückt. Dort wirken höhere Temperaturen und größerer Druck auf die Gesteine ein als in den höher gelegenen Schichten. Viele chemische Verbindungen und weiche Gefüge halten den neuen Bedingungen nicht stand und reagieren darauf, indem sie andere Strukturen bilden, die z. B. weniger Platz benötigen. Kristalle ordnen sich parallel zueinander an, benachbarte Mineralien verbinden sich. Andere werden komplett zerstört oder verschmelzen durch die steigende Hitze.
So entstehen neue Steine, die oft härter und widerstandsfähiger sind als die Ausgangssubstanzen: Aus relativ weichem Kalkstein z. B. entsteht harter Marmor. Diese Gesteinsumwandlung heißt Metamorphose; die neu gebildeten Steine sind Metamorphite.
Gelangen metamorphe Gesteine so weit in die Tiefe, dass sie schmelzen, entstehen neue Magmen. Auf diese Weise ist der Kreislauf der Gesteine geschlossen.
