Hvorfor er kvartsitt hardere enn foreldrenes stein?

Kvartsitt er en metamorf bergart, dannet når den opprinnelige steinen, sandstein, blir gravlagt og deretter oppvarmet og / eller komprimert. Sandstein er en sedimentær stein, dannet av forvitrede eller eroderte rester av andre bergarter. Disse bergartene kan være metamorfe, sedimentære eller magmatiske (magmatiske bergarter dannes når magma eller smeltet berg, avkjøles, enten inne i jorden eller på overflaten). For å forstå hvorfor kvartsitt er vanskeligere enn sandstein, hjelper det å forstå litt om bergsyklusen.

Langt under overflaten av jorden danner bergarter og mineraler som har smeltet magma som kan bli fanget i lommer under jorden og avkjøles der, eller bæres til overflaten av vulkansk aktivitet, der det kalles lava. Når det avkjøles, blir magma eller lava vulkansk bergart. Under overflaten forvandler varme og trykk sluttmassasje til metamorf berg. Over overflaten forvitrer vind og vann til slutt den magmatiske fjellet. Partiklene, kalt sediment, blir ført bort for å bli avsatt i lag andre steder, og blir til slutt sedimentære bergarter.

Når lag på lag av sediment blir avsatt, blir vann presset ut mellom partiklene og mineralene, og trykk sementerer partiklene sammen og endrer dem til sedimentær bergart. Spesielt sandstein er en sedimentær stein sementert sammen av kalsitt, leire eller silisiumdioksyd. Cirka 75 prosent av jordoverflaten og nesten hele havbunnen er dekket av sedimenter og sedimentær bergart, ifølge University of Kentucky Department of Earth and Environmental Sciences. Sedimentær bergart blir oppvarmet, enten fra trykk, friksjon eller radioaktivt forfall. Når den bakes, gjennomgår den en metamorfose, danner krystaller og blir til slutt metamorf bergart.

Ulike kombinasjoner av varme og trykk på sedimentær bergart danner forskjellige typer metamorf bergart. Spesielt kvartsitt kan dannes ved enten høy temperatur og høyt trykk eller høy temperatur og lavt trykk. Krystallisering eller omkrystallisering av sedimentære bergarter foregår mellom 700 til 900 grader Celsius eller omtrent 1300 til 1650 grader Fahrenheit, ifølge NASAs Future of Classroom. Etter dette punktet begynner bergartene å smelte og danner igjen magma under jordens overflate for å starte prosessen på nytt.

Når sedimentær steinsandstein er sementert sammen av mineralet silika, er det kjent som kvartssandstein. Silisium, eller kvarts, er et av de mest utbredte mineralene i jordskorpen. Kvarts er et hardt, holdbart mineral, og når de andre materialene som utgjør sandstein forvitres bort, er kvarts ofte alt som gjenstår, og det forblir ganske intakt. Når varme og trykk virker på kvartsrik sandstein, kalles den resulterende harde metamorfe bergarten kvartsitt.

Kvartsitt inneholder minst 90 prosent kvarts, og fordi kvartsitt er metamorf, er det hardt, kompakt og motstår forvitring. Det finnes ofte i åser eller fjellmasser, som på noen rygger av Appalachian Mountains, ifølge Geological Sciences Department ved California Polytechnic State University, Pomona. Men kvartsittformasjoner finnes over hele verden, inkludert i USA, Canada, Norge, Sverige, Italia og Sør-Afrika, selv om denne listen på ingen måte er uttømmende.