Rotssiklus

Die rotssiklus is 'n basiese konsep in geologie wat die oorgange in geologiese tyd tussen die drie hoofgesteentes beskryf word, naamlik sedimentêre, metamorfiese en stollingsvormige gesteentes. Elke rotstipe word verander wanneer dit uit sy ewewigstoestande gedwing word. Byvoorbeeld kan 'n stollingsgesteente soos basalt afgebreek en opgelos word wanneer dit aan die atmosfeer blootgestel word, of 'n stollingsgesteente kan smelt as dit onder 'n kontinent neergetrek en onder druk geplaas word. As gevolg van die dryfkragte van die rotssiklus, plaattektoniese siklus en die watersiklus, bly gesteentes nié in ewewig nie en verander namate hulle in nuwe omgewings inbeweeg. Die rotssiklus verklaar hoe die drie rotstipes met mekaar verband hou en hoe prosesse stapsgewys van die een tipe na ‘n ander verander. Hierdie sikliese aspek van rotsveranderinge verteenwoordig 'n geologiese siklus, en op planete wat lewe bevat, 'n biogeochemiese siklus.

Oorgang na stollingsgesteente.

Wanneer rotse diep onder die aarde se oppervlak neergedruk word, kan dit tot magma versmelt. As die omstandighede nie meer bestaan vir die magma om in 'n vloeibare toestand te bly nie, verkoel en verhard dit tot 'n stollingsgesteente. 'n Rots wat binne die aarde afkoel word indringend of plutonies genoem. Dit koel baie stadig af, wat veroorsaak dat dit 'n growwe korreltekstuur soos rotsgraniet verkry. As gevolg van vulkaniese aktiwiteite kan magma (wat lawa genoem word wanneer dit die aarde se oppervlak bereik) baie vinnig afkoel as dit aan die aarde se atmosfeer blootgestel word. Hierdie gesteentes word ekstrusiewe of vulkaniese gesteentes genoem. Hierdie gesteentes is fyn en korrelrig en koel soms so vinnig af dat geen kristalle kan vorm nie. Dit verander dan in 'n natuurlike glas, soos obsidiaan, alhoewel die mees algemene fyn en korrelrige rots as basalt bekend staan. Enige van die drie hooftipes gesteentes (stollingsgesteentes, sedimentêre en metamorfiese gesteentes) kan tot magma versmelt en tot ‘n stollingsgesteente afkoel.^[1]

Sekondêre veranderinge

Epigenetiese veranderinge (sekondêre prosesse wat by lae temperature en druk plaasvind) kan onder 'n aantal verskillende tipes rotse gerangskik word, elk van wat tipies is van 'n groep rots- of rotsvormende minerale, hoewel gewoonlik meer as een van hierdie veranderinge in dieselfde rots aan die gang is. Silifisering: die vervanging van die minerale deur kristallyne of kriptokristallyne silika, is die mees algemene in felsiese rots, soos rhioliet, maar word ook byvoorbeeld in serpentyn gevind. Kaolinisasie is die ontbinding van die veldspate, wat die mees algemene minerale in magmiese gesteentes is, in kaolien (saam met kwarts en ander kleiminerale) en word die beste in graniet en syeniete getoon. Serpentinisering is die verandering van olivien na serpentyn (met magnetiet); dit is tipies van peridotiete, maar kom in die meeste mafiese gesteentes voor. In uralitisering vervang sekondêre hoornblende augiet; chloritisering is die verandering van augiet (biotiet of hoornblende) na chloriet en word in baie diabase, dioriete en groenstene gesien. Epidotisering kom ook voor in rotse van hierdie spesifieke groep, en behels die ontwikkeling van die epidoot uit biotiet, hoornblende, augiet of plagioklaasveldspaat.^[2]

Oorgang na metamorfiese rots

Rotse wat aan hoë temperature en druk blootgestel word, kan fisies of chemies verander word om 'n ander tipe rots te vorm, wat metamorfiese rotse genoem word. Regionale metamorfose verwys na die effekte op groot massas rotse oor 'n wye gebied, tipies geassosieer met bergbou-episodes binne orogeniese gordels. Hierdie rotse vertoon dikwels onderskeie bande van verskillende mineralogie en kleure, wat foliasie genoem word. 'n Ander belangrike tipe metamorfose word veroorsaak wanneer 'n liggaam van rots in kontak kom met 'n magmaliggaam wat die omliggende rots verhit. Hierdie kontakmetamorfose lei tot 'n rots wat deur die uiterste hitte van die magma en/of die byvoeging van vloeistowwe vanuit die magma wat chemikalieë aan die omliggende rots toevoeg, verander en geherkristalliseer is (metasomatisme). Enige vooraf bestaande tipe rots kan deur die prosesse van metamorfose gewysig word.^[3]

Oorgang na sedimentêre rots

Rotse wat aan die atmosfeer blootgestel word is veranderlik, onstabiel en van die prosesse van verwering en erosie afhanklik. Verwering en erosie breek die oorspronklike rots af in kleiner fragmente en dra opgeloste materiaal weg. Hierdie gefragmenteerde materiaal word versamel en deur addisionele materiaal begrawe. Terwyl 'n individuele sandkorrel nog steeds ŉ lid van die rotsklas is waaruit dit gevorm is, is 'n rots wat uit sulke korrels opgemaak en saamgesmelt is sedimentêr. Sedimentêre rotse kan gevorm word uit die litifikasie van hierdie begrawe kleiner fragmente (klastiese sedimentêre rots), die akkumulasie en litifikasie van materiaal wat deur lewende organismes gegenereer word (biogenies sedimentêre rots, d.i. fossiele), of litifikasie van chemies-neergeslane materiaal uit 'n mineraaldraende oplossing as nagevolg van verdamping (neerslag-sedimentêre gesteente). Klastiese rotse kan gevorm word uit fragmente van groter rotse van enige aard wat uitmekaar gebreek is deur inwerking van prosesse soos erosie of van organiese materiaal, soos plantreste. Biogene en neerslaggesteentes vorm uit die afsetting van minerale uit chemikalieë wat uit alle ander rotstipes opgelos is.

Kragte wat die rotssiklus dryf

Plaattektoniek

Die hoofartikel vir hierdie afdeling is: Plaattektoniek.

In 1967 publiseer J. Tuzo Wilson 'n artikel in Nature waarin die herhaalde opening en sluiting van oseaanbekkens beskryf word, veral met die fokus op die huidige Atlantiese Oseaan-gebied. Hierdie konsep, 'n deel van die plaattektoniekrevolusie, het bekend geword as die Wilson-siklus. Die Wilson-siklus het diepgaande gevolge gehad vir die moderne interpretasie van die rotssiklus, aangesien plaattektoniek erken word as die dryfkrag vir die rotssiklus.

Spreirante

By die divergerende grense van die middel-oseaan word nuwe magma deur mantelopwelling en 'n vlak smeltsone geproduseer. Hierdie jong basaltmagma is 'n vroeë fase van die stollingsgedeelte van die siklus. Soos die tektoniese plate aan weerskante van die rant uitmekaar beweeg, word die nuwe rots van die rant weggedra, die interaksie van verhitte sirkulerende seewater deur verskuiwings begin die retrograde metamorfose van die nuwe rots.

Subduksiesones

Die nuwe basaltiese oseaniese kors ontmoet uiteindelik 'n subduksiesone namate dit van die spreidende rif wegbeweeg. Soos hierdie kors in die mantel teruggetrek word, veroorsaak die toenemende druk- en temperatuur-toestande 'n herstrukturering van die mineralogie van die rots, en hierdie metamorfose verander die rots om eklogiet te vorm. Namate die plaat van basaltkors en sommige ingeslote sedimente dieper gesleep word, word water en ander meer vlugtige materiale verdryf en styg in die oorliggende wig van rots bokant die subduksiesone, wat teen 'n laer druk verkeer. Die laer druk, hoë temperatuur en nou vlugtige ryk materiaal in hierdie wig smelt en die gevolglike dryfmagma styg deur die bo-oorliggende rots om eilandboog- of kontinentale marge-vulkanisme te produseer. Hierdie vulkanisme sluit meer silisiese lawas in hoe verder van die rand van die eilandboog of kontinentale marge is, wat 'n dieper bron en 'n meer gedifferensieerde magma aandui. Soms kan sommige van die gemetamorfoseerde afgaande plaat weer opstoot óf op die kontinentale marge versper word. Hierdie blokke mantelperidotiet en die metamorfiese eklogiete word as ofiolietkomplekse blootgestel.

Die nuut uitgebarste vulkaniese materiaal is onderhewig aan vinnige erosie afhangende van die klimaatstoestande. Hierdie sedimente versamel binne die komme aan weerskante van 'n eilandboog. Namate die sedimente dieper begrawe raak, begin litifikasie en sedimentêre gesteentes ontstaan.

Kontinentale botsing

Tydens die slotfase van die klassieke Wilson-siklus ontmoet twee kontinentale of kleiner terranes by 'n konvergente sone. As die twee massas van die kontinentale kors ontmoet, kan geeneen onderdruk word nie, omdat albei uit laedigtheid silisiese gesteente bestaan. Waar die twee massas mekaar ontmoet, word die betrokke gesteentes deur geweldige kompressiekragte verdraai en verander. Die gevolg is streeksmetamorfose binne die binnekant van die daaropvolgende orogenese of bergbougeleentheid. Namate die twee massas deur die kontinentale botsing saamgepers, gevou en in 'n bergreeks verskuif word, word die hele reeks voorafbestaande stollings-, vulkaniese, sedimentêre en vroeëre metamorfiese gesteente-eenhede aan hierdie nuwe metamorfiese gebeurtenis onderwerp.

Versnelde erosie

Die hoë bergreekse geproduseer by kontinentale botsings is onmiddellik onderworpe aan die kragte van erosie. Erosie slyt die berge af en massiewe hope sediment word ontwikkel in aangrensende oseaanmarges, vlak seë, en as binnelandse afsettings. Wanneer hierdie sedimenthope dieper begrawe is begrawe word, word hulle verlitifiseer tot sedimentêre gesteente. Die metamorfe, stollings- en sedimentêre rotse van die berge word die nuwe hope sedimente in die aangrensende komme en word uiteindelik sedimentêre rots.

'n Proses van ontwikkelling

Die plaattektoniek rotssiklus sluit ‘n proses van ontwikkeling in. Die generasies van magma, beide in die verspreiding van rigagtige omgewings en binne in die wig bo die subduksiesone, bevorder die uitbarsting van ‘n meer silika-ryk en vlugtige material in die kors of boonste mantel. Die digtigheid van die materiaal word verlaag en veroorsaak dat die materiaal neig om binne-in die kors te bly, in plaas van om terug in die mantel onderdruk te word. Die magmatiese aspekte van die plaattektoniek neig na geleidelikke segregasie tussen-in of binne-in die mantel en kors. Soos magma form, bestaan die oorspronklike smelting uit meer silisiese fases met laer smeltpunte. Die proses lei na gedeeltelike smelting en nog segregasie van die litosfeer. Daarby, word die silisiese kontinentale kors se dryfvermoë, as relatief beskou en word normaalweg nie terug in die mantel gesubduseer nie. Soos die tyd vorder, groei die kontinentale massas.

Die rol van water

Die teenwoordigheid van ‘n oormate van water op die Aarde, speel ‘n belangrike rol in die rotssiklus. Beide die erosieproses en die verweringsproses is afhanklik van water. Water, in die vorm van neerslag en suur grondwater is redelik effektief om minerale en gesteentes op te los – veral stollingsgesteente, metamorfiese gesteente en mariene sedimentêre gesteente wat as onstabiel onder naby-ondervlak en atmosferiese toestande beskou word. Die water vervoer ione wat in ‘n oplossing en afgebreekte fragmente: produkte van verwering, opgelos is. Lopende water vervoer ‘n groot aantal sediment van riviere terug in die oseaan en binnelandse komme in. Die opgehoopte en begrawe sedimente word weer in rots omskep.

‘n Minder ooglopende rol van water is die metamorfiese proses wat in die vars volkaniese rots op die vars seebodem wanneer seewater, soms verhit, deur die frakture en krake van klip vloei. Die metamorfiese prosesse word deur serpentinisering geïllustreer en speel ‘n belangrike rol in die vernietiging van vulkaniese gesteentes.

‘n Belangrike deel can die rossiklus, sluit die rol van water in, asook ander vlugtige stowwe in die smelting van bestaande rots in die aardse kors binne-in die wig bo 'n subduksiesone. Water, asook die teenwoordigheid van koolstofdioksied en ander koolstofverbindings van oorvloedige mariene kalksteen binne die sedimente bo-op die afgaande plaat is bronne van die smelting van smelt-induserende vlugtige stowwe. Dus, is die koolstofsiklus ‘n deel van die rotssiklus.

Migmatiet – Mengsel van metamorfiese gesteente en stollingsgesteente.

Verwysings

↑ Le Maitre, R.W.; Streckeisen, A.; Zanettin, B.; Le Bas, M.J.; Bonin, B.; Bateman, P. (1 Januarie 2005). Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms (2de uitg.). Cambridge, V.K.: Cambridge University Press. ISBN 0521619483. Besoek op Mei 2023. {{cite book}}: Gaan datum na in: |access-date= (hulp)
↑ Een of meer van die voorgaande sinne bevat teks van 'n publikasie wat tans in die publieke domein is: Flett, John Smith; Chisholm, Hugh (red.) (1911). Encyclopædia Britannica: "Petrology". Vol. 21 (11de uitg.). Cambridge University Press. p. 331.
↑ Bucher, Kurt; Grapes, Rodney (27 Junie 2011). Petrogenesis of Metamorphic Rocks (in Engels). Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-540-74169-5. Besoek op 8 Mei 2023.

Bronne

Fichter, Lynn S., (2000), The Wilson Cycle and a Plate Tectonic Rock Cycle, James Madison-universiteit, Department of Geology and Environmental Science. Nagegaan op 18 Augustus 2005.
Die ses fundamentele konsepte omtrent die aarde se geologie - NASA
Wilson-siklus - 'n gedetailleerde plaattektoniese rotssiklus
Modelleer die rotssiklus met STELLA
Wilson-siklus
’n Sirkelvormige Wilson-siklus? geargiveer

[1] Le Maitre, R.W.; Streckeisen, A.; Zanettin, B.; Le Bas, M.J.; Bonin, B.; Bateman, P. (1 Januarie 2005). Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms (2de uitg.). Cambridge, V.K.: Cambridge University Press. ISBN 0521619483. Besoek op Mei 2023. {{cite book}}: Gaan datum na in: |access-date= (hulp)

[eb1911-2] Een of meer van die voorgaande sinne bevat teks van 'n publikasie wat tans in die publieke domein is: Flett, John Smith; Chisholm, Hugh (red.) (1911). Encyclopædia Britannica: "Petrology". Vol. 21 (11de uitg.). Cambridge University Press. p. 331.

[3] Bucher, Kurt; Grapes, Rodney (27 Junie 2011). Petrogenesis of Metamorphic Rocks (in Engels). Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-540-74169-5. Besoek op 8 Mei 2023.

[1]

[2]

[3]