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Die erstaunliche Entstehung von Gneis: Wie formen hohe Temperaturen und hoher Druck die Beschaffenheit der Erde?
Gneis (Granitschiefer) ist ein relativ häufiges und weit verbreitetes metamorphes Gestein, das für seine einzigartige Entstehung und Farbvariation bekannt ist.
Dieses metamorphe Gestein entsteht während eines Metamorphoseprozesses bei hohen Temperaturen und hohem Druck und ist normalerweise das Produkt einer Formation aus magmatischen oder Sedimentgesteinen, die eine Metamorphose durchlaufen. Zu den Bedingungen seiner Entstehung gehören ein Druckbereich von 2 bis 15 kbar oder sogar höher und eine Temperatur von über 300 °C (572 °F). Gneis weist fast immer eine bandförmige Gefügestruktur auf, die aus abwechselnd dunklen und hellen Bändern besteht und keine ausgeprägten Risse aufweist.
Gneis ist eine in den alten Schichten der kontinentalen Kruste häufig vorkommende Gesteinsart. Zu diesen Gesteinen zählen einige der ältesten Gesteine der Erde, etwa der Acasta-Gneis.
Beschreibung von Gneis
Im traditionellen englischen und nordamerikanischen Sprachgebrauch wird Gneis als grobkörniges metamorphes Gestein definiert, das eine gebänderte Zusammensetzung, jedoch eine undeutliche Spaltentwicklung aufweist. Kurz gesagt handelt es sich dabei um eine mit bloßem Auge erkennbare Struktur aus Mineralpartikeln mit deutlich erkennbaren Zusammensetzungsschichten, aber nur geringer Spaltungsneigung entlang der Schichten. In Europa wird der Begriff allgemeiner auf grobes, glimmerarmes, hochgradig metamorphes Gestein angewendet.
Charakteristisch für Gneis ist seine bandartige Struktur, die durch die Anordnung der Minerale bei hohen Temperaturen entsteht.
Gemäß der Definition des British Geological Survey (BGS) und der International Federation of Geological Sciences (IUGS) gilt Gneis als eine breite Textkategorie für metamorphe Gesteine mit mittleren bis groben Körnern, die eine schlecht entwickelte plattenartige Struktur aufweisen und eine Zusammensetzung haben Schichtdicke von mehr als 5 mm (0,20 Zoll). Die Nomenklatur von Gneis enthält häufig Beschreibungen der Farbe und der mineralischen Zusammensetzung, wie etwa „Granat-Glimmer-Gneis“ oder „grau-rosa Gneis“.
Gneisstreifen
Die Mineralien im Gneis sind in bandartigen Strukturen angeordnet, ein Phänomen, das als Gneisstreifen bekannt ist. Dunklere Bänder enthalten mehr Mineralien wie Magnesium und Eisen, während hellere Bänder mehr Mineralien wie Natrium, Aluminium und Kalium enthalten. Diese bandartige Struktur entsteht, wenn die Druckfestigkeit des Gesteins größer ist als in anderen Richtungen und hohe Temperaturen diese Mineralien neu anordnen.
Bei der Entstehung von Gneis wird das Gestein extremen Scherkräften ausgesetzt, die das ursprüngliche Material strecken und abflachen.
Verschiedene Arten von Gneis
Augengneis ist eine aus Granit entstandene Gneisart, die durch die Einbeziehung abgerundeter oder linsenförmiger Körner in einer Matrix aus kleineren Partikeln gekennzeichnet ist. Augen-Gneis weist im Vergleich zu herkömmlichem Gneis stärkere metamorphe Merkmale auf.
Migmatit ist ein Gneis, der aus mehr als zwei verschiedenen Gesteinsarten besteht. Einige davon sind gewöhnlicher Gneis, andere ähneln Intrusivgesteinen wie Granit. Man geht allgemein davon aus, dass dieses Gestein das Produkt einer partiellen Schmelze ist und zu seinen Bestandteilen das berühmte „Leukosom“ und das „Melanosom“ zählt.
Verbreitung von Gneis
Gneis kommt normalerweise dort vor, wo die regionale Zersetzung stärker ausgeprägt ist. Die Temperaturen der Zersetzung können bis zu 600 °C (1.112 °F) betragen, während der Druck zwischen 2 und 24 kbar erreichen kann. Viele Gesteinsarten können sich in Gneis verwandeln, daher fügen Geologen für jede dieser Arten institutionell Beschreibungen hinzu.
So wird beispielsweise Gneis in der alten Kraton-Region oft von Grünsteingürteln begleitet, die eine extrem lange geologische Geschichte haben.
Die Existenz dieser Gneise ist nicht nur ein Beweis für die geologische Struktur, sondern auch ein Zeugnis der Veränderungsprozesse der Erde.
Berühmtes Gneis-Beispiel
Acasta-Gneis ist ein uraltes Krustengeröll im Nordwesten Kanadas, das seit etwa 3,58 bis 4,031 Milliarden Jahren einer Metamorphose unterzogen wurde. Ein weiteres berühmtes Beispiel ist der Lewis-Gneis in Schottland, der hauptsächlich aus metamorphem Vulkan- und Sedimentgestein besteht, während der Morton-Gneis in den Vereinigten Staaten als die älteste intakte kontinentale Krustenmasse des Landes gilt.
Verwendungsmöglichkeiten von Gneis
Gneis wird als Baumaterial häufig in Bauprojekten verwendet und ist aufgrund seines ästhetischen Erscheinungsbilds in einigen Städten eine beliebte Wahl. Darüber hinaus wird Gneis häufig als grober Zuschlagstoff im Bauwesen verwendet.
Gneis spielt nicht nur in der Geologie eine wichtige Rolle, sein erstaunlicher Entstehungsprozess und seine Verbreitung haben die Menschen auch dazu veranlasst, intensiv über die Evolution der Erde nachzudenken. Angesichts dieser Phänomene in Verbindung mit der Natur können wir nicht umhin, uns zu fragen: Verbergen auch andere metamorphe Gesteine der Erde ähnliche Geschichten?
