Een diagram van de rotscyclus in de geologie

Al meer dan twee eeuwen hebben geologen hun wetenschap verbeterd door de aarde te behandelen als een recyclingmachine. Een manier om dat aan studenten voor te stellen is een concept dat de rotscyclus wordt genoemd, meestal samengevat in een diagram. Er zijn honderden variaties op dit diagram, veel met fouten erin en afleidende afbeeldingen erop. Probeer deze in plaats daarvan.

Rotsen zijn grofweg in drie groepen onderverdeeld: stolling, sedimentair en metamorf, en het eenvoudigste diagram van de "rotscyclus" plaatst deze drie groepen in een cirkel met pijlen die wijzen van "stollend" naar "sedimentair", van "sedimentair" naar "metamorf" en van "metamorf" naar "stollend" nog een keer. Er is een soort waarheid: voor het grootste deel stollingsgesteenten breken aan het aardoppervlak af tot sediment, dat op zijn beurt weer wordt sedimentair gesteente. En voor het grootste deel gaat het retourpad van sedimentaire gesteenten terug naar stollingsgesteenten metamorfe gesteenten.

Maar dat is te simpel. Ten eerste heeft het diagram meer pijlen nodig. Stollingsgesteente kan direct metamorfoseren tot metamorf gesteente, en metamorf gesteente kan direct in sediment veranderen. Sommige diagrammen tekenen eenvoudig pijlen tussen elk paar, zowel rond de cirkel als eroverheen. Pas daar op! Sedimentaire gesteenten kunnen niet direct in magma smelten zonder onderweg te worden omgevormd. (De kleine uitzonderingen zijn onder meer het smelten van schokken kosmische effecten, smelten door blikseminslag om fulgurieten te produceren, en wrijving smelten om te produceren pseudotachylieten.) Dus een volledig symmetrische "gesteentecyclus" die alle drie de gesteentesoorten gelijk verbindt, is onjuist.

Ten tweede kan een rots die tot een van de drie rotstypes behoort, blijven waar hij is en gedurende lange tijd helemaal niet rond de cyclus bewegen. Sedimentair gesteente kan keer op keer door sediment worden gerecycled. Metamorfe gesteenten kunnen op en neer gaan in metamorfe kwaliteit als ze begraven en blootgesteld worden, zonder te smelten of af te breken in sediment. Stollingsgesteenten die diep in de korst zitten, kunnen worden omgesmolten door nieuwe toestroom van magma. In feite zijn dit enkele van de meest interessante verhalen die rotsen kunnen vertellen.

En ten derde, rotsen zijn niet de enige belangrijke onderdelen van de cyclus, zoals de tussenmaterialen in de reeds genoemde rotscyclus -magma en sediment. En om zo'n diagram in een cirkel te passen, moeten sommige pijlen langer zijn dan de andere. Maar de pijlen zijn net zo belangrijk als de rotsen, en het diagram labelt ze allemaal met het proces dat ze vertegenwoordigen.

Merk op dat al deze veranderingen de essentie van een cyclus hebben weggelaten, omdat er geen algemene richting naar de cirkel is. Met tijd en tektoniek beweegt het materiaal van het aardoppervlak heen en weer in een bepaald patroon. Het diagram is niet langer een cirkel en is ook niet beperkt tot rotsen. Daarom wordt de "rotscyclus" slecht genoemd, maar het is degene die we allemaal hebben geleerd.

Let op iets anders aan dit diagram: elk van de vijf materialen van de gesteentecyclus wordt bepaald door het ene proces dat het maakt. Smelten maakt magma. Stolling maakt stollingsgesteente. Erosie maakt sediment. Lithificatie maakt sedimentair gesteente. Metamorfisme maakt metamorf gesteente. Maar de meeste van deze materialen kunnen dat wel zijn vernietigd op meer dan één manier. Alle drie de gesteentesoorten kunnen worden geërodeerd en metamorfoseerd. Stollingsgesteente en metamorf gesteente kunnen ook worden gesmolten. Magma kan alleen stollen en sediment kan alleen maar stollen.

Een manier om dit diagram te zien, is dat rotsen tussenstations zijn in de materiaalstroom tussen sedimenten en magma, tussen begrafenis en ontreddering. Wat we werkelijk hebben, is een schema van de materiaalcyclus van de platentektoniek. Als je het conceptuele kader van dit diagram begrijpt, kun je het vertalen in de delen en processen van platentektoniek en die geweldige theorie tot leven brengen in je eigen hoofd.