Gesteenten zijn opgebouwd uit stoffen die mineralen worden genoemd . Elke van nature voorkomende vaste stof met een bepaalde chemische samenstelling wordt een mineraal genoemd. Een gewoon gesteente zoals graniet bestaat bijvoorbeeld uit verschillende mineralen die bij elkaar zijn gezet, zoals biotiet, veldspaat en kwarts.
Alle rotsen worden gevormd in de lithosfeer van de aarde, die de aardkorst en het bovenste deel van de mantel omvat, waar een gedeeltelijk gesmolten gesteente, magma genaamd, heel langzaam onder de korst stroomt.
Rock kan hard of zacht zijn en in verschillende kleuren. Graniet is bijvoorbeeld hard, speksteen is zacht. Gabbro is zwart en kwartsiet kan melkwit zijn. Gesteenten hebben geen definitieve samenstelling van minerale bestanddelen. Veldspaat en kwarts zijn de meest voorkomende mineralen in gesteente.
Omdat er een nauwe relatie is tussen rotsen en landvormen, rotsen en bodems, heeft een geograaf basiskennis van rotsen nodig. Petrologie is een term die wordt gebruikt om wetenschappelijk te verwijzen naar de studie van gesteenten. Het is een zeer essentieel onderdeel van de geologie.
De mens heeft zijn hele geschiedenis door stenen gebruikt. Steenmetalen en mineralen zijn erg belangrijk geweest in de menselijke beschaving. Ze helpen ons nieuwe technologieën te ontwikkelen en worden in ons dagelijks leven gebruikt. Ons gebruik van gesteenten en mineralen omvat bouwmaterialen, cosmetica, auto's, wegen en apparaten.
Enkele van de meest gebruikte stenen en hun gebruik uit ons dagelijks leven:
Minerale korrels vormen rotsen. Gesteenten zijn homogene vaste stoffen die voortkomen uit een geordende opstelling van chemische verbindingen. Chemische bindingen zijn verantwoordelijk voor het bij elkaar houden van de rotsvormende aggregaten. De manier waarop een gesteente wordt gevormd, bepaalt het type minerale overvloed in het gesteente.
Silica is een van de componenten in heel veel gesteenten. Het is een verbinding van zuurstof en silicium. 74,3% van de aardkorst wordt gevormd door deze verbinding. Er is de vorming van kristallen uit dit mineraal en andere rotsverbindingen. De naamgeving van gesteenten en de vermelding van hun eigenschappen wordt bepaald door het aandeel silica en andere mineralen.
Classificatie van rotsen is gebaseerd op factoren zoals:
Deze fysische eigenschappen van gesteenten zijn het gevolg van de gesteentevormingsprocessen. Rotsen kunnen in de loop van de tijd van type veranderen. Dit wordt verklaard door de gesteentecyclus die een geologisch model is. Dit leidt tot drie algemene rotsklassen: metamorf, sedimentair en stollingsgesteente.
Deze klassen zijn verder onderverdeeld in vele subklassen. Een toename of afname van de verhoudingen van de mineralen in een gesteente kan een gesteente van de ene klasse naar de andere doen veranderen.
Er zijn veel verschillende soorten gesteenten die op basis van hun vormingswijze onder drie families zijn gegroepeerd. Zij zijn:
Omdat stollingsgesteenten worden gevormd uit magma en lava uit het binnenste van de aarde, staan ze bekend als primaire rotsen. De stollingsgesteenten (Ignis - in het Latijn betekent vuur) worden gevormd wanneer magma afkoelt en stolt. Wanneer magma in zijn opwaartse beweging afkoelt en verandert in een vaste vorm, wordt het stollingsgesteenten genoemd. Het proces van afkoeling en stolling kan plaatsvinden in de aardkorst of op het aardoppervlak. Stollingsgesteenten die ontstaan uit gloeiend hete lava boven het aardoppervlak, worden extrusiegesteenten genoemd. Stollingsgesteenten die ontstaan uit de lava die uit onderwatervulkanen stroomt, worden ook geclassificeerd als extrusieve rotsen. Het uiterlijk van alle extrusieve stollingsgesteenten hangt af van twee belangrijke factoren: hoe snel de lava of het magma afkoelde en welke stoffen het bevat.
Stollingsgesteenten worden geclassificeerd op basis van textuur. De textuur hangt af van de grootte en rangschikking van korrels of andere fysieke omstandigheden van de materialen. Als gesmolten materiaal langzaam op grote diepte wordt afgekoeld, kunnen minerale korrels erg groot zijn. Plotselinge afkoeling aan het oppervlak resulteert in kleine en gladde korrels. Tussenliggende omstandigheden van afkoeling zouden resulteren in tussenliggende korrels die stollingsgesteenten vormen. Graniet, gabbro, pegmatietbasalt, vulkanische breccia's en tufsteen zijn enkele voorbeelden van stollingsgesteenten.
Deze rotsen zijn verdeeld in twee subgroepen:
De grootte van de kristallen waaruit extrusieve stollingsgesteenten bestaan, hangt af van hoe snel de lava afkoelde. Als het snel afkoelt, is er niet genoeg tijd om grote kristallen te vormen. De rotsen gevormd uit lava die langzamer afkoelt, hebben grotere kristallen. Sommige gewelddadige vulkaanuitbarstingen schieten lava gevuld met gassen. De lava koelt snel af, terwijl het nog in de lucht is, en houdt de gassen erin vast. Rotsen die zich op deze manier vormen, zitten vol gaten. Twee voorbeelden van dit type gesteente zijn puimsteen en slakken.
Het woord sedimentair is afgeleid van het Latijnse woord 'sedimentum' dat bezinken betekent. Rotsen (stollingsgesteente, sedimentair en metamorfisch) van het aardoppervlak worden blootgesteld aan denudatiemiddelen en worden opgedeeld in fragmenten van verschillende groottes. Dergelijke fragmenten worden door verschillende exogene agentschappen getransporteerd en afgezet. Deze afzettingen veranderen door verdichting in rotsen. Dit proces wordt lithificatie genoemd . In veel sedimentaire gesteenten behouden de afzettingslagen hun kenmerken, zelfs na versteening. Daarom zien we een aantal lagen van verschillende dikte in sedimentaire gesteenten zoals zandsteen, leisteen, enz.
Afhankelijk van de wijze van vorming, worden sedimentaire gesteenten ingedeeld in drie hoofdgroepen:
Het woord metamorf betekent 'vormverandering'. Deze rotsen vormen onder invloed van druk, volume en temperatuur (PVT) verandering. Metamorfose treedt op wanneer rotsen door tektonische processen naar lagere niveaus worden gedwongen of wanneer gesmolten magma dat door de korst opstijgt, in contact komt met de kristalrotsen of wanneer de onderliggende rotsen worden onderworpen aan grote hoeveelheden druk door bovenliggende rotsen. Metamorfisme is een proces waarbij reeds geconsolideerde gesteenten herkristallisatie en reorganisatie van materialen in originele gesteenten ondergaan.
Mechanische verstoring en reorganisatie van de oorspronkelijke mineralen in gesteenten als gevolg van breken en pletten zonder noemenswaardige chemische veranderingen wordt dynamisch metamorfisme genoemd.
De materialen van gesteenten veranderen en herkristalliseren chemisch door thermische metamorfose . Er zijn twee soorten thermische metamorfose:
Bij contactmetamorfose komen de rotsen in contact met heet binnendringend magma en lava en herkristalliseert het gesteente onder hoge temperaturen. Heel vaak worden nieuwe materialen gevormd uit magma of lava die aan de rotsen worden toegevoegd.
Bij regionaal metamorfisme ondergaan gesteenten herkristallisatie als gevolg van vervorming veroorzaakt door tektonische afschuiving samen met hoge temperatuur of druk of beide.
Tijdens het metamorfisme in sommige gesteenten worden korrels of mineralen gerangschikt in lagen of lijnen. Een dergelijke rangschikking van mineralen of korrels in metamorfe gesteenten wordt foliatie of lineatie genoemd . Soms zijn mineralen of materialen van verschillende groepen gerangschikt in afwisselend dunne tot dikke lagen die verschijnen in lichte en donkere tinten. Een dergelijke structuur in metamorfe gesteenten wordt banding genoemd en rotsen die banding vertonen, worden banded rocks genoemd. Soorten metamorfe gesteenten zijn afhankelijk van originele gesteenten die een metamorfose hebben ondergaan.
Metamorfe gesteenten worden ingedeeld in twee hoofdgroepen: gebladerte gesteenten en niet-gebladerde gesteenten .
Deze rotsen zijn verder onderverdeeld in twee met betrekking tot hun structuur:
Gneis, graniet, syeniet, leisteen, leisteen, marmer en kwartsiet zijn enkele voorbeelden van metamorfe gesteenten.
Rotsen blijven niet lang in hun oorspronkelijke vorm, maar kunnen een transformatie ondergaan. De Rotscyclus is een continu proces waarbij oude rotsen worden omgezet in nieuwe. De Rotscyclus is een groep veranderingen. Stollingsgesteente kan veranderen in sedimentair gesteente of in metamorf gesteente. Sedimentair gesteente kan veranderen in metamorf gesteente of in stollingsgesteente. Metamorf gesteente kan veranderen in stollingsgesteente of sedimentair gesteente.
Stollingsgesteenten zijn primaire gesteenten en andere gesteenten (sedimentaire en metamorfe) vormen van deze primaire gesteenten. Stollingsgesteente vormt zich wanneer magma afkoelt en kristallen maakt. Magma is een hete vloeistof gemaakt van gesmolten mineralen. De mineralen kunnen kristallen vormen als ze afkoelen. Stollingsgesteente kan zich ondergronds vormen, waar het magma langzaam afkoelt. Of stollingsgesteente kan zich boven de grond vormen, waar het magma snel afkoelt.
Wanneer het op het aardoppervlak uitstroomt, wordt magma lava genoemd. Het is hetzelfde vloeibare gesteente dat we uit vulkanen zien komen. Op het aardoppervlak kunnen wind en water de rots in stukken breken. Ze kunnen ook steenstukken naar een andere plaats dragen. Gewoonlijk vallen de rotsstukken die sedimenten worden genoemd, uit de wind of het water om een laag te vormen. De laag kan worden begraven onder andere lagen sedimenten. Na een lange tijd kunnen de sedimenten aan elkaar worden gecementeerd om sedimentair gesteente te maken. Op deze manier kan stollingsgesteente sedimentair gesteente worden.
Alle rotsen kunnen worden verwarmd. Maar waar komt de warmte vandaan? Binnen de aarde is er warmte van druk (druk je handen heel hard tegen elkaar en voel de hitte). Er is warmte door wrijving (wrijf je handen tegen elkaar en voel de warmte). Er is ook warmte van radioactief verval (het proces waardoor we kerncentrales krijgen die elektriciteit maken).
Warmte bakt de rots. Gesteunde steen smelt niet, maar verandert wel. Het vormt kristallen. Als het al kristallen heeft, vormt het grotere kristallen. Vanwege dit gesteente verandert, wordt het metamorf genoemd. Die verandering heet metamorfose. Metamorfose kan optreden in de rotsen wanneer ze worden verwarmd tot 300 tot 700 graden Celsius.
Wanneer de tektonische platen van de aarde bewegen, produceren ze warmte. Als ze botsen, bouwen ze bergen en veranderen ze de rots.
De rotscyclus gaat door. Bergen gemaakt van metamorf gesteente kunnen worden opgebroken en weggespoeld door beekjes. Nieuwe sedimenten uit deze bergen kunnen nieuw sedimentair gesteente vormen.
De rotscyclus stopt nooit.
