JURA - veRgAngene MeeReswelt - Naturhistorisches Museum Bern

Jura - vergangene Meereswelt
infoblatt
Verkalkter Jura
Im Jura ist Kalkstein vorherrschend. Er ist hauptsächlich tierischen Ursprungs aus der Jurazeit:
Korallenpolypen, Schwämme, Muscheln, Schnecken und - mengenmässig besonders wichtig
- die einzelligen Kalkalgen schieden das Calciumcarbonat zum Bau von Innen- und Aussenskeletten
ab.
Dabei nehmen sie aus dem Meerwasser Calcium- und Hydrogencarbonat-Ionen auf und verbinden
sie zu Calciumcarbonat, wobei zusätzlich Wasser- und Kohlendioxidmoleküle entstehen:
Ca 2+ + 2 HCO 3
-
↔ CaCO 3
↓ + H 2
O + CO 2
↑
Da die Hydrogenkarbonat-Ionen HCO 3
-
durch Lösung von atmosphärischem
CO 2
im Meerwasser entstehen, enthält Kalk 44% kristallin gebundenes CO 2
und entzieht dieses somit langfristig der Atmosphäre. Gelangen Kalkschichten
später in grosse Tiefen mit Temperaturen über 1000 °C, zerfällt der Kalk wieder.
Das frei werdende CO 2
löst sich im Magma und kann bei vulkanischer Aktivität
wieder in die Atmosphäre gelangen.
Calciumcarbonat kann bei der biogenen Produktion in zwei Strukturen kristallisieren:
1. als Calcit mit ditrigonal-skalenoedrischen Kristallen wobei über 800 Kristallformen
bekannt sind. Die Calcitkristalle sind übrigens sehr klein und nur
im Mikroskop sichtbar 1 .
Calcit wird z.B. ausgeschieden von Belemniten, Rotalgen, Seeigeln, Seelilien,
manchen Krebsen oder Austern.
2. Das Karbonatmineral Aragonit mit rhombischer Kristallform bildet die
Kalkskelette von Korallen, Ammoniten, vielen Muscheln (inkl. Perlen), Grünalgen, Schnecken
aber auch den Kesselstein beim Wasserkochen. Aragonit ist nicht besonders stabil und löst
sich wieder auf oder wandelt sich besonders unter (späterem) Einfluss von Süsswasser in
Calcit um.
Sterben die Kalkbildner sinken ihre Kalkschalen auf den Meeresboden, wo sie sich über
Jahrmillionen zu kilometermächtigen Schichten ansammeln. Bei dieser Sedimentation wird
grossflächig mit einer Geschwindigkeitsrate von etwa 3,5 cm pro 1000 Jahren gerechnet.
Unterhalb ca. 3500 m Wassertiefe löst sich der Kalk im Meerwasser auf, so dass es auf den
Tiefseeböden weder Muschelschalen noch andere Kalkablagerungen gibt.
Die abgelagerten Kalkskelette verfestigen sich unter dem Druck der überlagernden Schichten
in langen Zeiträumen zu festem Gestein (Diagenese). Ab ca. 300 m Überdeckung löst sich das
Karbonat in den Schalen teilweise chemisch auf und fällt andernorts wieder als bindender Zement
aus. So sind Karbonatablagerungen in einer Tiefe von 1000 m schon sehr gut verfestigt.
Calciumcarbonat lässt sich mit 10%iger Salzsäure nachweisen: Das in der Reaktion gebildete
Kohlendioxid wird als Aufschäumen sichtbar.
CaCO 3
+ 2HCl > CaCl 2
+ CO 2
↑ + H 2
O
Übrigens: Die in der Korallenhaut
lebenden Algen
verbrauchen bei der Photosynthese
das CO 2
zur Assimilation
von Zucker, so dass
der kalkbildende Prozess
vorwiegend von links nach
rechts abläuft. Dank der
Symbiose mit den Algen können
Steinkorallen Kalkskelette
10mal schneller aufbauen
als ohne sie.
1) Einmalig grosse Calcitkristalle, die durch anorganische Ausfällung im Berginnern des Gonzen entstanden sind,
lassen sich in diesem Museum übrigens im Eingangsbereich zur Ausstellung Steine der Erde im Untergeschoss
bewundern.
N a t u r h i s t o r i s c h e s M u s e u m d e r B u r g e r g e m e i n d e B e r n , M u s e u m s p ä d a g o g i k m r M a i 2 0 1 0
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