am Puls Biologie 6, Schulbuch

159 Bioplanet Erde Minerale: Die Bausteine der Erde Hast du dir schon einmal die Vielfalt der Kiesel an einem Flussufer o. ä. angeschaut? Die Be- schäftigung mit dem Aufbau von Mineralen ist vielleicht die älteste Wissenschaft überhaupt. Die frühesten Perioden der Menschheitsge- schichte basieren auf mineralogischen Kenntnis- sen (Steinzeit, Bronzezeit, Eisenzeit). Doch was sind Minerale genau? Unter einem Mineral ver- steht man eine chemisch einheitliche Substanz, die auf natürlichem Wege entstanden ist und normalerweise in kristallinem 1 Zustand vorliegt. D. h. von jedem Mineral lässt sich eine chemische Formel angeben – bekannte Beispiele sind Stein- salz (NaCl) oder Quarz (SiO 2 , k Abb. 3). Minerale unterscheiden sich in ihren Eigenschaf- ten beträchtlich, und sind entsprechend wichtige Rohstoffe mit einer Vielzahl von Verwendungen, etwa als Baustoffe, Erze, Schmucksteine oder Kosmetikprodukten. Schließlich basiert auch je- des elektronische Gerät auf mineralogischen Produkten – der Rohstoff für Elektronik-Chips ist Silizium, das in großen Mengen aus Quarz ge- wonnen wird. Minerale sind chemisch einheit- liche Körper, die auf geologischem Weg entstanden sind Abb.3: Quarz, ein sehr häufiges Mineral. Links: ein großer Quarzkristall („Bergkristall“). Rechts: Die Kristallstruktur, also ein Ausschnitt aus der Anordnung der Atome (jeder Eckpunkt entspricht einem Sauer- stoffatom, die Siliciumatome umgeben). Hier zeigt sich der chemisch einheitliche Bau deutlich. Gesteine bilden die Erdkruste Reinstoffe kommen in der Natur kaum vor, somit gibt es selten ausgedehnte Vorkommen von einem einzigen Mineral. Vielmehr besteht die Erdkruste aus Gesteinen. Ein Gestein besteht meist aus mehreren Minera- lien. Ein Gesteinsbrocken kann wie ein Reinstoff aussehen, denn die einzelnen Mineralkörnchen sind meist klein und nur mit einem Mikroskop zu erkennen. Bekanntestes Beispiel ist der Granit ( k Abb. 4), ein Gestein, das vorwiegend aus Quarz, Feldspat und Glimmer besteht (daneben treten auch andere Minerale auf). Ein anderes häufiges Gestein ist Kalk, das meist aus nur einem Mineral, Calcit (CaCO 3 ), besteht. Gesteine sind Fest- körper aus mehreren Mineralen Abb.4: Granit, ein Gestein aus Quarz, Feldspat und Glimmer, die mit freiem Auge als separate Minerale erkennbar sind. Schwarz = Glimmer, hellgrau = Quarz, weiß und braun = Feldspat Gesteine entstehen auf unterschiedlichen Wegen Gesteine werden nach ihrer Entstehung einge- teilt: Magmatische Gesteine oder Magmatite entsteht aus erkaltender Schmelze. Hierbei un- terscheidet man zwei Gruppen: Erkaltet die Schmelze langsam in der Tiefe, bilden sich rela- tiv große Kristalle, man nennt diese Gesteine Plu- tonite (zB Granit, k Abb. 4). Erreicht die Schmelze die Erdoberfläche, erstarrt sie sehr rasch. Solche Gesteine heißen Vulkanite (zB Basalt). Durch tektonische Vorgänge (siehe S. 162) kön- nen Gesteine tief in die Kruste verlagert werden, wo sie hohen Drücken und Temperaturen ausge- setzt werden. Dadurch kommt es zur Umwand- lung zu neuen Gesteinen, den metamorphen 2 Gesteinen oder Metamorphiten (zB Schiefer). Zuletzt sind Gesteine an der Erdoberfläche der Verwitterung ausgesetzt. Mechanische oder chemische Zersetzung führen zur Zerkleinerung, Wind und Wetter zur Ablagerung der Bruchstü- cke etwa in Meeresbecken. Dazu kommen Mine- rale aus Lebewesen wie zB Fragmente von Muschelschalen. Aus diesen lockeren Sedimen- ten werden durch chemische oder mechanische Prozesse feste Körper, die als Sedimentgesteine bezeichnet werden. Bekannte Beispiele sind Sandstein oder Kalk. Je nach Entstehungs- weg unterscheidet man zwischen Magmatiten, Metamorphiten und Sedimentgesteinen Glossar 1 Kristall: Ein Festkörper mit regelmäßiger, sich wiederholender Anordnung der Atome. Minerale sind in den meisten Fällen kristallin, doch auch viele organische und synthetische Stoffe sind kristallin, zB Zucker oder Arznei- mittel-„Pulver“. 2 metamorph : vom Griechischen metamorpho- sis = Verwandlung oder Umgestaltung. Aufgabe W 1 Wiederhole mit deinen Unterstufen- Schulbüchern den „Kreislauf der Gesteine“. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv