Redaktion og opdatering af indholdet på denstoredanske.dk er indstillet pr. 24. august 2017. Artikler og andet indhold er tilgængeligt i den form, der var gældende ved redaktionens afslutning.

  • Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

Jordens materialer

Oprindelig forfatter GuLa

I det foregående drejede det sig om Jordens processer i stor skala. Det følgende vil handle om den lille skala, nemlig byggestenene i form af mineraler og bjergarter.

Mineraler

Et mineral kan generelt beskrives som et fast krystallinsk, naturligt forekommende stof, typisk uorganisk, med en bestemt kemisk sammensætning (figur 3-12). Mineraler er opbygget af atomer, der binder sig sammen til bestemte krystalgitre. F.eks. kan natrium- og kloratomerne binde sig sammen i et kasseformet gitter. Så er de blevet til mineralet stensalt, der også kendes som almindeligt køkkensalt.

 FIGUR 3-12. Skemaet viser de 8 klasser, som alle mineraler kan deles op i. Silikaterne er de mest almindelige i Jordens skorpe, da de udgør 90 % af alle mineraler. Feldspatmineralerne er igen de mest almindelige af silikaterne; de udgør 60 % af alle mineralerne i Jordens skorpe. Kvarts udgør 10 % af alle mineralerne i skorpen.

FIGUR 3-12. Skemaet viser de 8 klasser, som alle mineraler kan deles op i. Silikaterne er de mest almindelige i Jordens skorpe, da de udgør 90 % af alle mineraler. Feldspatmineralerne er igen de mest almindelige af silikaterne; de udgør 60 % af alle mineralerne i Jordens skorpe. Kvarts udgør 10 % af alle mineralerne i skorpen.

Langt de fleste mineraler har en speciel krystalform. Nogle har dog ingen krystalstruktur og siges derfor at have en amorf struktur. Både almindeligt glas og det sorte vulkanske glas obsidian er gode eksempler. Derimod består flint af mikroskopiske krystaller, selv om det ligner glas.

Annonce

Mineraler vokser ved, at der udfældes tynde lag på overfladen, hvilket som nævnt i kapitlet Udforskningens historie første gang blev observeret af den danske geolog Niels Stensen i 1600-tallet. Disse vækstlag kan tydeligt ses på en ren kvartskrystal, og er i øvrigt et godt tegn på, at en købt krystal ikke har fået slebet kunstige flader. Krystaldannelsen kan ske ved inddampning, som det f.eks. er tilfældet, når saltvand inddampes, og der ligger saltkrystaller tilbage. Det kan også ske ved, at en smeltet stenmasse størkner, eller under højt tryk og høj temperatur – den såkaldte metamorfose, der omskaber et fast stof til et andet fast stof. Endelig kan krystaller også udfældes fra gasser, som det f.eks. sker med svovlkrystaller i vulkanske egne.

Bjergarter og sedimenter

En bjergart er en fast sten, der er sammensat af forskellige mineraler. Man kan af dens udseende og sammensætning se, hvor og hvordan den blev skabt. Bjergarterne inddeles overordnet i tre forskellige typer: magmatiske bjergarter, metamorfe bjergarter og sedimentære bjergarter (figur 3-13).

Magmatiske bjergarter kan dannes ved størkning af flydende stenmasse, magma. Magmaet smelter dybt nede i Jorden, hvor temperaturen når op på de omkring 700 °C, der kræves for at smelte sten. Et sådant område i jorden med flydende magma kaldes et magmakammer. Magmatiske bjergarter kan igen underinddeles i to typer:

Den første type magmabjergarter dannes, når magmaet afkøles langsomt. I starten dannes mikroskopiske krystaller, men efterhånden afkøles hele massen til grovkornede krystaller.

NID-2-58.png

NID-2-57.png

NID-2-56.png

FIGUR 3-13. Tre forskellige bjergartstyper vist som en 0,03 mm tynd skive, der ses i mikroskop. A) Metamorf bjergart. B) Magmatisk bjergart. C) Sedimentær bjergart. Den tynde skive kan man bruge til at bestemme en bjergarts indhold af mineraler. I et såkaldt polarisationsmikroskop kan man se på skiven gennem to polaroidfiltre, hvorved de forskellige mineraler får bestemte farver. Foto: A og B: R. Wilson, C: H. Friis.

Det kan ske nede i magmakammeret, og bjergarten kaldes da en dybbjergart. Det kan også ske, hvor magmaet er trængt op i sprækker i en eksisterende klippe uden at nå jordoverfladen, og bjergarten kaldes en gangbjergart. Granit er en typisk dybbjergart fra et størknet magmakammer. En typisk gangbjergart er pegmatit, der består af store klare kvartskrystaller og lyserøde feldspatkrystaller. De kan findes i Bornholms grundfjeld og langs de danske strande.

Den anden type er de vulkanske bjergarter, der dannes, hvor magmaet stiger op til jordoverfladen og flyder ud af en vulkan som lava. Det afkøles hurtigt og har derfor en finkornet og glasagtig struktur. Porfyr og især den finkornede, grå basalt er gode eksempler på vulkanske bjergarter. En anden vulkansk bjergart er den gråsorte diabas, der i flydende tilstand er steget op gennem en sprække og størknet ved jordoverfladen.

Metamorfe bjergarter dannes under højt tryk og høj temperatur, som regel dybt nede i Jorden, ved omkrystallisering af magmatiske, sedimentære eller andre metamorfe bjergarter. Det græske ord metamorfose betyder „forvandling“. Under metamorfosen ændrer bjergarten sin mineralsammensætning og kemiske sammensætning, men har under hele forløbet en fast form. Omdannelsestemperaturen ligger nemlig under stens smeltepunkt på ca. 700 °C, men er alligevel så høj, at der sker en omkrystallisering. Også gennemstrømmende væsker kan tilføre eller fjerne kemiske komponenter under metamorfosen.

Ved såkaldt regional metamorfose sker omdannelsen over større områder i en bjergkæde, der foldes op, f.eks. under kontinentalpladernes kollision. Under opfoldningen skabes der høje tryk- og temperaturforhold. Gnejs er et eksempel på en regionalmetamorf bjergart. Den kendes tit på sin stribede struktur, lineation, og den kan også have små folder på lagene, foliation.

Kontaktmetamorfose er mere lokal og sker i randen af et magmakammer, hvor temperaturen er meget høj. Der dannes typisk en bjergart med store, enskornede krystaller som f.eks. hornfels. Der findes andre typer metamorfose, men her er nævnt de to vigtigste.

Sedimentære bjergarter dannes af nedbrudte materialer fra magmatiske, metamorfe eller andre sedimentære bjergarter. De nedbrudte materialer bliver presset eller sammensvejset til en sedimentær bjergart som sandsten, lersten, kalksten, stenkul, myremalm og meget mere. Sammensvejsningen, der også kaldes diagenese, kan f.eks. ske, når sedimentet er blevet begravet under yngre sedimenter, og trykket på de begravede sedimenter stiger. Da kan visse mineraler blive opløst, men de gror ud igen og binder kornene sammen til en sedimentær bjergart. Kornene kan også blive bundet sammen ved, at mineraler udfældes fra gennemstrømmende vand.

Selve det nedbrudte materiale, sedimenterne, findes som løse aflejringer, f.eks. ler, sand, fossilstykker og tørv. Der er tre hovedtyper af sedimenter:

  • Mekaniske sedimenter, som nedbrydes, eroderes, transporteres og aflejres fysisk af vand, vind, gletsjere og lignende. Et eksempel er sand fra danske grusgrave.

  • Kemiske sedimenter, der dannes ved udfældning, inddampning og lignende processer. Det kan være inddampning af salt i en saltsø, eller udfældning af kalk og jern ved en kilde.

  • Biokemiske sedimenter, der dannes ved vækst hos dyr og planter. Det kan være muslingers skaller, tørvemos, koralrev m.m.

Mekaniske sedimenter, der er blandt de mest almindelige i Danmark, skabes og formes således under forløbet: nedbrydning-erosion-transport-aflejring-begravelse. Nedbrydning er løsrivelse af sedimentet fra f.eks. et grundfjeld. Erosion er nedslidning af de løsbrudte materialer under transporten. Alt efter transporttid og -måde bliver de enkelte korn mere eller mindre nedslidte og afrundede. F.eks. består vindblæst sand tit udelukkende af små, kuglerunde korn, mens den mildere transportform i en smeltevandsflod giver mere kantede korn. De forskellige korns mineralindhold bestemmer også, hvor meget materialet bliver eroderet under transporten. Vindblæst sand er tit hvidt, da det næsten udelukkende består af kvarts. Derimod er grusgravssand aflejret i en smeltevandsflod, som ikke har kunnet slide det lyserøde mineral feldspat bort. Derfor er sandet mere rødligt.

Når man taler om sedimenter, er det vigtigt at vide, at man tit navngiver dem efter de enkelte korns størrelse. Sand er således ikke en materialetype, men en betegnelse for et sediment, der har korn med en diameter på 0,06-2 mm. Ler er et sediment med korn mindre end 0,002 mm i diameter.

Referér til denne tekst ved at skrive:
Gunnar Larsen: Jordens materialer i Naturen i Danmark, Fenchel, Larsen, Vestergaard, Friis Møller og Sand-Jensen (red.), 2006-13, Gyldendal. Hentet 12. juli 2019 fra http://denstoredanske.dk/index.php?sideId=483665

Teksten indgår i værket Naturen i Danmark, der består af 5 bind. I værket beskrives dyr og planter i Danmarks vandløb, have, skove og åbne landskaber. Læs om værket på gyldendal.dk