Stencykeln – bergarternas kretslopp: hur de bildas och omvandlas

Utforska stencykeln: hur magmatiska, sedimentära och metamorfa bergarter bildas, omvandlas och återvinns i jordens ständiga kretslopp.

Stencykeln är den process genom vilken stenar av ett slag förändras till stenar av ett annat slag.

Det finns tre huvudtyper av bergarter: magmatiska bergarter, metamorfa bergarter och sedimentära bergarter. Var och en av dessa bergarter kan förändras till de andra typerna genom fysiska processer: kylning, smältning, värme, vittring/erosion, kompaktering (pressning), cementering och tryck.

När stenar värms upp djupt under marken blir de till magma (flytande sten). Ovanför marken kallas det för lava. Sediment, partiklar från erosion och vittring av bergarter, utgör grunden för framtida sedimentära bergarter.

Igneös sten är härdad magma, vilket kan ske både ovan och under jord. Den kan smälta till magma, erodera till sediment eller pressas hårt ihop och bli metamorf.

Metamorfa bergarter är magmatiska eller sedimentära bergarter som har upphettats och pressats. Den kan erodera till sediment eller smälta till magma. Den bildas under extrema tryck och temperaturer djupt inne i bergskedjor.

Sedimentära bergarter är komprimerade sediment som kan komma från alla andra bergarter, plus rester av levande varelser. Det kan erodera tillbaka till sediment eller pressas till metamorfa bergarter och smälta till magma som bildar magmatiska bergarter.

Dessa processer kan ske i olika ordning, och cykeln fortsätter i all oändlighet. Jorden har flera processer för att förändra stenar. Vind och vatten kan skapa sediment från stenar, och rörelsen av en tektonisk platta mot en annan skapar enorm värme och tryck som påverkar stenarna kraftigt. Subduktion omvandlar alla typer till magma, som så småningom återgår till kretsloppet som magmatiska bergarter.

Hur de tre huvudtyperna bildas och omvandlas

Varje bergartstyp har flera sätt att bildas och flera möjliga vägar vidare i stencykeln:

• Magmatiska bergarter (igneösa) — bildas när magma eller lava svalnar och kristalliserar. Om avsvalningen sker långsamt djupt i marken bildas grovkorniga bergarter som granit; om den sker snabbt vid ytan bildas finkorniga eller glasiga bergarter som basalt och obsidian. Dessa bergarter kan vid upphettning eller subduktion smälta om och bli magma igen, eller vittra sönder till sediment.
• Metamorfa bergarter — bildas när befintliga bergarter (magmatiska eller sedimentära) utsätts för höga tryck och temperaturer utan att smälta helt. Processerna leder till omkristallisering och ibland foliering (lagerbildning) och ger exempel som gnejs, skiffer och marmor. Metamorfa bergarter kan senare vittra till sediment eller vid ännu högre temperatur smälta till magma.
• Sedimentära bergarter — bildas av sammanpressade och cementerade sediment: krossade bergartsfragment, mineralutfällningar eller organiskt material (t.ex. kalksten bildad av skalrester, eller kol från växtrester). Exempel är sandsten, skiffer och kalksten. Genom begravning och ökat tryck/temperatur kan de omvandlas till metamorfa bergarter, eller erodera tillbaka till sediment.

Viktiga processer i stencykeln

• Vittring och erosion: mekanisk och kemisk sönderdelning av berg som transporterar material med vatten, vind, is eller gravitation till nya platser.
• Transport och avlagring: partiklar samlelas i floder, sjöar, hav och delta — där de så småningom lagras som sediment.
• Kompaktering och cementering (lithification): avlagrade sediment pressas ihop och binds samman av mineralrika vätskor som fungerar som cement och bildar sedimentära bergarter.
• Metamorfos: värme, tryck och kemisk påverkan omkristalliserar berg utan fullständig smältning och skapar metamorfa bergarter.
• Smältning och kristallisation: när berg når så höga temperaturer att de smälter bildas magma. När den svalnar bildas nya magmatiska bergarter.
• Tektonik: plattrörelser skapar bergskedjor, subduktion där en platta sjunker under en annan, och upplyft som exponerar berg för erosion och startar nya delar av cykeln.

Tider och exempel

Stencykeln sker över mycket varierande tidsskala — från tusentals år för ytprocesser till tiotals eller hundratals miljoner år för djupare omvandlingar och plattektoniska händelser. Exempel på vanliga bergarter och deras typiska ursprung:

• Granit — magmatisk, intrusiv (bildad under jordens yta)
• Basalt — magmatisk, extrusiv (bildad vid ytan, t.ex. vulkanutbrott)
• Sandsten — sedimentär, avlagrad från sandkorn
• Skiffer — sedimentär/metamorf beroende på grad av omvandling
• Gnejs och skiffer — metamorfa, ofta från granit och lerskiffer
• Kalksten — sedimentär, ofta biologiskt kopplad (skal, koraller)
• Marmor — metamorft omvandlat från kalksten

Betydelse för natur och människa

Stencykeln formar landskap, jordar och berggrund samt styr var naturresurser som mineraler, malmer och grundvatten finns. Sedimentära bergarter bevarar fossiler och ger viktig information om jordens historia. Metamorfa och magmatiska processer koncentrerar ibland värdefulla mineral (t.ex. guld, koppar), vilket har betydelse för gruvnäring. Förståelsen av stencykeln hjälper också till vid riskbedömning av jordskalv, vulkanism och påverkan på miljön.

Sammanfattningsvis är stencykeln ett dynamiskt, kontinuerligt kretslopp där bergarter omvandlas genom fysikaliska och kemiska processer. De olika vägarna i cykeln kan kombineras på många sätt — resultatet är den mångfald av bergarter och landskap vi ser på jorden idag.

Frågor och svar

F: Vad är stencykeln?

F: Vilka är de tre huvudsakliga typerna av stenar?

F: Hur förändras dessa bergarter till varandra?

F: Vad händer när det värms upp djupt under jord?

F: Varifrån kommer sediment?

F: Hur bildas metamorfa bergarter?

F: Vilka processer sker i jorden för att förändra bergarter?

Sök med bokstav