Wie Feuerstein entsteht
David Bone – West SussexGeology
Die Entstehung von Feuerstein ist ein komplexer Prozess, der vor Millionen von Jahren in den Kreidemeeren begann und im Folgenden zusammengefasst wird:
Organismen wie Schwämme (auf der Makroskala) und Radiolarien/Diatomeen (auf der Mikroskala) nutzen Kieselsäure aus dem Meerwasser, um den biogenen Opal herzustellen, der ihre Skelette bildet. Wenn die Organismen sterben und die organischen Teile zerfallen, wird die mikroskopisch kleine Kieselsäure auf dem Meeresboden verstreut und in das sich ansammelnde Sediment eingebaut.
In Tiefen von 1 bis 5 m innerhalb dieses Sediments zerfällt der biogene Opal und reichert das Wasser zwischen den Sedimentpartikeln (Sedimentporenwasser) mit Kieselsäure an.
In Sedimenttiefen von weniger als 10 m gibt es eine oxisch-anoxische Grenze, an der Schwefelwasserstoff, der aus dem sich zersetzenden organischen Material im Sediment aufsteigt, nach oben diffundiert und auf Sauerstoff trifft, der aus der Wassersäule darüber nach unten diffundiert. An dieser Grenzfläche wird der Schwefelwasserstoff zu Sulfat oxidiert, wobei Wasserstoffionen als Nebenprodukt entstehen. Die Wasserstoffionen senken den lokalen pH-Wert, lösen die Kreide auf und erhöhen so die Konzentration der Karbonat-Ionen. Diese fungieren als Keimzelle für die Ausfällung von Kieselsäure.
Kieselsäure fällt aus, indem Kreide Molekül für Molekül ersetzt wird. Die Kieselsäure liegt zunächst in Form von kristallinem Opal vor, wandelt sich aber während der späteren Vergrabung und im Laufe der Zeit allmählich in Quarz (Feuerstein) um.
Der Kreide-Meeresboden ist von vielen verschiedenen Organismen wie Muscheln, Stachelhäutern und Würmern usw. tief durchwühlt. Einige dieser Höhlen sind recht tief, verzweigt oder haben offene Lebensräume. Nach dem Absterben des Organismus füllen sich die Höhlen mit Sediment, das sich leicht von dem Sediment um ihn herum unterscheidet. Diese gefüllten Höhlen dienen als bevorzugte Wege (Kanäle) für die chemischen Reaktionen. Der in diesen alten Höhlen gebildete Feuerstein hat oft eine knotige Form, die den ganzen oder einen Teil der überwucherten Überreste solcher Höhlensysteme widerspiegelt.