In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Gesteinskreislauf lernen die Schülerinnen und Schüler die Umwandlung der Gesteine sowie die wichtigsten Hauptgesteinsgruppen kennen. Ziel ist es, die drei Gesteinsgruppen "magmatisches Gestein", "metamorphes Gestein" und "Sedimentgestein" zu unterscheiden sowie deren Besonderheiten aufzuzeigen.
Beschreibung der Unterrichtseinheit
Der Kreislauf der Gesteine, der ungefähr 200 Millionen Jahre lang dauert, bezeichnet die Umwandlung von magmatischem also vulkanischem Gestein bis zur Entstehung von Sedimentgestein und weiter zur Veränderung in metamorphes Gestein durch hohen Druck oder auch durch hohe Temperaturen. Mithilfe des Gesteinskreislaufs können auch geologische Prozesse erläutert werden, die für das Verständnis von Prozessen an der Erdoberfläche wichtig sind. Anhand einiger Praxisbeispiele lernen die Schülerinnen und Schüler die einzelnen Gesteinsgruppen näher kennen.
Zunächst beschäftigen sich die Lernenden mit dem Erdaufbau. Sie lernen die einzelnen Schichten der Erde kennen und beschriften diese. Anschließend stellen sie den Gesteinskreislauf durch ein Experiment nach, ehe sie die einzelnen Abläufe beschriften. Zudem lernen sie verschiedene Gesteinsgruppen kennen. Abschließend beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit der Frostsprengung als Beispiel für physikalische Verwitterung.
Didaktisch-methodischer Kommentar
Das Thema Gesteinskreislauf im Unterricht
Um in die Thematik der verschiedenartigen Gesteinswelt einzusteigen, bedarf es grundlegender Kenntnisse des Erdaufbaus und einiger geologischer Prozesse auf unserer Erde. Die Gesteinswelt ist ein sehr komplexes Thema, denn seit Jahrmillionen werden die Gesteine auf und in der Erdkruste neu verteilt und anders zusammengefügt. All dies geschieht in einem lang andauernden Prozess, der zudem noch durch exogene und endogene Kräfte beeinflusst wird. Gesteine prägen unser Landschaftsbild bis heute. Der Motor der Gesteinsbildung sind die endogenen und exogenen Kräfte im Innern der Erde beziehungsweise außerhalb der Erdoberfläche. Endogene Kräfte sind die auf- und absteigenden Strömungen im Erdmantel durch flüssiges Magma, die sowohl zur Bildung von neuem Gestein oder zur Vermischung von Gesteinsarten als auch zur Bewegung der Erdplatten beitragen. Zu den exogenen Prozessen oder Kräften gehören unter anderem die auf der Erdoberfläche ablaufenden Prozesse, wie zum Beispiel Erosion, Transport und Sedimentation.
Gesteine sind feste Bestandteile der Erdkruste und des Erdmantels. Meistens bestehen Gesteine aus mehreren Mineralien oder nur aus einem Mineral. Mineralien sind einheitliche natürliche anorganische feste Stoffe der Erdkruste, die bestimmte Eigenschaften aufweisen. Circa 200 Mineralien bilden die Welt der Gesteine. Je nach Entstehungsort und -art lassen sich die drei Hauptgruppen differenzieren: Magmatisches Gestein (Erstarrungsgestein), Sedimentgestein (Ablagerungsgestein) und Metamorphes Gestein (Umwandlungsgestein). Alle drei Gesteinsgruppen stehen über den Kreislauf der Gesteine in engem Zusammenhang, aber auch über den Luft- und Wasserkreislauf auf der Erde findet ein reger Austausch also eine Durchmischung der Gesteinsarten statt.
Die Schülerinnen und Schüler können nach dieser Unterrichtseinheit geologische Vorgänge und auch Zusammenhänge in der Natur, wie zum Beispiel die Gebirgsbildung leichter verstehen und nachvollziehen.
Vorkenntnisse
Die Lernenden sollten die Begriffe endogene und exogene Faktoren auf der Erdoberfläche verstehen und Grundwissen über den Erdaufbau (Erdkern, Erdmantel, Erdkruste) sowie die inneren Vorgänge haben. Es ist sinnvoll, mit den Lernenden vorher das Thema Vulkanismus und die Plattentektonik zu behandeln.
Didaktische Analyse
Mithilfe dieser Unterrichtsmaterialien lernen die Schülerinnen und Schüler die Zusammenhänge des Gesteinskreislaufs und die gestaltenden Kräfte der Verwitterung auf der Erdoberfläche kennen und können abschließend die drei Hauptgesteinsgruppen magmatisches Gestein, Sedimentgestein und metamorphes Gestein unterscheiden und je ein Beispiel benennen. In der realen Natur Gesteine den jeweiligen Gesteinsgruppen zuzuordnen bleibt trotz grundlegender theoretischer Kenntnisse nur Geologen vorbehalten.
Methodische Analyse
Je nach Wissensstand der Schülerinnen und Schüler kann eine Wiederholung des Erdaufbaus sinnvoll sein, beispielsweise kann das dieses Video über den Aufbau der Erde hilfreich sein:
Methodische Schwierigkeiten sollten durch die Anwendung von praktischen Beispielen an sich gar nicht auftreten.
Vermittelte Kompetenzen
Fachkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
- lernen die unterschiedlichen Gesteinsarten kennen und verstehen die Gründe für die Umwandlung der Gesteine und ihre Einflüsse von außen.
- verstehen, wie man mithilfe eines Modells die Realität des Kreislaufs der Gesteine abbilden kann.
- können den Gesteinskreislauf in einem ganzheitlichen Zusammenhang bringen und verstehen das physikalische Phänomen Frostsprengung.
Medienkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
- stärken ihre Lesekompetenz und können grafische Schemata verstehen und Fachbegriffe zielgerichtet einsetzen.
- können verschiedenartige Medien wie Texte, Tabellen, Grafiken, Videos und Bilder hinsichtlich relevanter Informationen auswerten.
- können die fachlichen Informationen aus verschiedenen Medien kritisch hinterfragen.
Sozialkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
- arbeiten konzentriert in Kleingruppen und nehmen die Vorschläge der anderen auf.
- lernen zu komplexen Themenstellungen kritisch Stellung zu beziehen.
- erarbeiten Lösungsvorschläge in Kleingruppen.
