Geológia
1. ábra. A kőzetben látható különböző színeket és textúrákat a különböző ásványok jelenléte okozza.
Bevezetés
A kőzetek három típusa létezik: vulkáni, üledékes és metamorf kőzetek. Mindegyik típus a kőzetek körforgásának része. A körülmények változásával az egyik kőzettípusból egy másik kőzettípus válhat. Vagy ugyanannak a típusnak egy másik kőzetévé válhat.
Mik a kőzetek?
A kőzet a természetben kialakult, nem élő földi anyag. A kőzetek ásványi szemcsék halmazaiból állnak, amelyek szilárd, szilárd masszává állnak össze (1. ábra).
Miben különbözik a kőzet az ásványtól? A kőzetek ásványokból állnak. A kőzetben lévő ásványi szemcsék lehetnek olyan aprók, hogy csak mikroszkóppal láthatod őket, de lehetnek akkorák is, mint a körmöd vagy akár az ujjad (1. ábra).
2. ábra. Egy dél-dakotai pegmatit lepidolit, turmalin és kvarc kristályokkal (1 cm-es méretarány balra fent).
A kőzeteket elsősorban a bennük található ásványok és a textúra alapján azonosítják. Minden kőzettípusnak jellegzetes ásványkészlete van. Egy kőzet állhat az összes ásványtípus szemcséiből, mint például a kvarcit. Sokkal gyakoribb, hogy a kőzetek különböző ásványok keverékéből állnak. A textúra az ásványszemcsék méretének, alakjának és elrendeződésének leírása. A 2. ábrán látható két minta ugyanabba a kőzettípusba tartozik? Ugyanazok az ásványok vannak bennük? Ugyanaz a textúra?
3. ábra. Kőzetminták.
| Minta | Ásványok | Textúra | Formation | Rock type |
|---|---|---|---|---|
| Sample 1 | plagioclase, quartz, hornblende, pyroxene | Crystals, visible to naked eye | Magma cooled slowly | Diorite |
| Sample 2 | plagioclase, hornblende, pyroxene | Crystals are tiny or microscopic | Magma erupted and cooled quickly | Andesite |
As seen in table 1, these two rocks have the same chemical composition and contain mostly the same minerals, but they do not have the same texture. Sample 1 has visible mineral grains, but Sample 2 has very tiny or invisible grains. The two different textures indicate different histories. Sample 1 is a diorite, a rock that cooled slowly from magma (molten rock) underground. A 2. minta egy andezit, egy olyan kőzet, amely egy nagyon hasonló, a Föld felszínére kitört magmából gyorsan hűlt le.
A kőzetek három fő kategóriája
A kőzeteket három fő csoportba sorolják aszerint, hogy hogyan keletkeznek. A kőzeteket az eredeti helyükről elmozdítható kézi mintákon lehet vizsgálni. A kőzetek tanulmányozhatók kiásott, feltárt kőzetalakzatokban is, amelyek a talajhoz rögzülnek, azon a helyen, ahol megtalálhatók.
Igneózus kőzetek
Az igneózus kőzetek kihűlő magmából alakulnak ki. A Föld felszínére kitörő magma láva, ahogy a 4. ábrán látható. A magma kémiai összetétele és a lehűlés sebessége határozza meg, hogy milyen kőzet alakul ki, ahogy az ásványok lehűlnek és kikristályosodnak.
4. ábra. Ez az áramló láva olvadt kőzet, amely vulkáni kőzetté keményedik.
Üledékes kőzetek
Az üledékes kőzetek üledékek, töredezett kőzetdarabok – kavics, homok, iszap vagy agyag – tömörödésével és összetapadásával alakulnak ki (5. ábra). Ezek az üledékek a már meglévő kőzetek időjárásából és eróziójából keletkezhetnek. Az üledékes kőzetek közé tartoznak a kémiai csapadékok is, vagyis a folyadék elpárolgása után visszamaradt szilárd anyagok.
Figura 5. Ez az üledékes kőzet homokból áll, amelyek egymáshoz cementálódva homokkővé állnak össze.
Metamorf kőzetek
A metamorf kőzetek akkor alakulnak ki, amikor egy meglévő kőzet ásványai hő vagy nyomás hatására megváltoznak a Földön belül. Egy metamorf kőzet példáját lásd a 6. ábrán.
6. ábra. A kvarcit egy metamorf kőzet, amely akkor keletkezik, amikor a kvarcos homokkő hőnek és nyomásnak van kitéve a Földön belül.
A három kőzettípus egyszerű magyarázatát és azonosítását ebben a videóban láthatod:
Ez a videó a vulkáni kőzetek azonosítását tárgyalja:
Ez a videó a metamorf kőzetek azonosítását tárgyalja:
Ez a Science Made Fun videó azt tárgyalja, hogy milyen körülmények között alakul ki a három fő kőzettípus:
A kőzetek körforgása
7. ábra. James Huttont tartják a geológia atyjának.
A kőzetek a folyamatosan zajló természetes folyamatok eredményeként változnak. A legtöbb változás nagyon lassan megy végbe; sok közülük a Föld felszíne alatt zajlik, így talán észre sem vesszük a változásokat. Bár nem vesszük észre a változásokat, a kőzetek fizikai és kémiai tulajdonságai folyamatosan változnak egy természetes, soha véget nem érő körfolyamatban, amelyet kőzetciklusnak nevezünk.
A kőzetciklus fogalmát először James Hutton, a XVIII. századi tudós dolgozta ki, akit gyakran a “geológia atyjának” neveznek (lásd a 7. ábrát). Hutton felismerte, hogy a geológiai folyamatoknak “nincs kezdete, és nincs kilátás a végére”. A kőzetek körforgásában részt vevő folyamatok gyakran évmilliók alatt játszódnak le. Egy emberöltő léptékében tehát a kőzetek “sziklaszilárdnak” és változatlannak tűnnek, de hosszabb távon mindig változások mennek végbe.
A 8. ábrán látható kőzetciklusban a három fő kőzettípus – a gneózis, az üledékes és a metamorf – látható. A három kőzettípust összekötő nyilak mutatják azokat a folyamatokat, amelyek az egyik kőzettípust a másikra változtatják. A körforgásnak nincs kezdete és vége. A Föld mélyén lévő kőzetek éppen most alakulnak át más kőzettípusokká. A felszínen lévő kőzetek a helyükön fekszenek, mielőtt legközelebb olyan folyamatnak lesznek kitéve, amely megváltoztatja őket.
8. ábra. A kőzetciklus.
A kőzetciklus folyamatai
Egy kőzettípusból többféle folyamat is képes egy másik kőzettípussá alakulni. A kőzetciklus legfontosabb folyamatai a kristályosodás, az erózió és az üledékképződés, valamint a metamorfózis.
Kristályosodás
A magma lehűl a föld alatt vagy a felszínen, és vulkáni kőzetté keményedik. Ahogy a magma lehűl, különböző hőmérsékleten különböző kristályok alakulnak ki, amelyek kristályosodáson mennek keresztül. Például az olivin ásvány sokkal magasabb hőmérsékleten kristályosodik ki a magmából, mint a kvarc. A lehűlés sebessége határozza meg, hogy mennyi idő alatt alakulnak ki a kristályok. A lassú lehűlés nagyobb kristályokat hoz létre.
Erózió és üledékképződés
Az időjárás a Föld felszínén lévő kőzeteket kisebb darabokra koptatja. Az apró darabokat üledékeknek nevezzük. A folyóvíz, a jég és a gravitáció erózióval szállítja ezeket az üledékeket egyik helyről a másikra. Az üledékképződés során az üledékek lerakódnak vagy lerakódnak. Ahhoz, hogy üledékes kőzet alakuljon ki, a felhalmozódott üledéknek tömörödnie és össze kell cementálódnia.
Metamorfózis
Amikor egy kőzet a Földön belül extrém hőnek és nyomásnak van kitéve, de nem olvad meg, a kőzet metamorfózissá válik. A metamorfózis megváltoztathatja a kőzet ásványi összetételét és textúráját. Emiatt a metamorf kőzetnek új ásványi összetétele és/vagy textúrája lehet.
Lekció összefoglalása
- A kőzetek különböző méretű és típusú ásványok gyűjteményei.
- A három fő kőzettípus a magmás, az üledékes és a metamorf.
- A kristályosodás, az erózió és az üledékképződés, valamint a metamorfózis egyik kőzettípust egy másikba alakítja át, illetve az üledéket kőzetté változtatja.
- The rock cycle describes the transformations of one type of rock to another.
Reflection Questions
- What skill does this content help you develop?
- What are the key topics covered in this content?
- How can the content in this section help you demonstrate mastery of a specific skill?
- What questions do you have about this content?