Encyclopædia Britannica, Inc.Bekijk alle video’s bij dit artikel
Sedimentatie, in de geologische wetenschappen, proces van afzetting van een vast materiaal vanuit een staat van suspensie of oplossing in een vloeistof (meestal lucht of water). In ruime zin omvat het ook afzettingen van gletsjerijs en materialen die alleen onder invloed van de zwaartekracht worden verzameld, zoals in talusafzettingen of ophopingen van steenpuin aan de voet van kliffen. De term wordt gewoonlijk gebruikt als synoniem voor sedimentaire petrologie en sedimentologie.
De fysica van het meest voorkomende sedimentatieproces, het bezinken van vaste deeltjes uit vloeistoffen, is al lang bekend. De in 1851 door G.G. Stokes geformuleerde vergelijking van de bezinksnelheid is het klassieke uitgangspunt voor elke discussie over het bezinkingsproces. Stokes toonde aan dat de eindbezinkingssnelheid van bolletjes in een vloeistof omgekeerd evenredig was met de viscositeit van de vloeistof en recht evenredig met het verschil in dichtheid tussen vloeistof en vaste stof, de straal van de betrokken bolletjes, en de zwaartekracht. De vergelijking van Stokes is echter alleen geldig voor zeer kleine bolletjes (met een diameter van minder dan 0,04 millimeter) en daarom zijn er verschillende modificaties van de wet van Stokes voorgesteld voor niet-sferische deeltjes en deeltjes van grotere afmetingen.
Geen enkele vergelijking voor de bezinkingssnelheid, hoe geldig ook, biedt een afdoende verklaring voor zelfs maar de elementaire fysische eigenschappen van natuurlijke sedimenten. De korrelgrootte van de clastische elementen en hun sortering, vorm, rondheid, weefsel en pakking zijn het resultaat van complexe processen die niet alleen samenhangen met de dichtheid en viscositeit van het vloeibare medium, maar ook met de translatiesnelheid van de afzettende vloeistof, de turbulentie die het gevolg is van deze beweging, en de ruwheid van de bedden waarover deze beweegt. Deze processen houden ook verband met verschillende mechanische eigenschappen van de vaste materialen die worden voortbewogen, met de duur van het sedimenttransport, en met andere weinig begrepen factoren.
Sedimentatie wordt door geologen over het algemeen beschouwd in termen van de texturen, structuren, en fossiele inhoud van de afzettingen die in verschillende geografische en geomorfische omgevingen zijn afgezet. Er zijn grote inspanningen geleverd om een onderscheid te maken tussen continentale, kust-, mariene en andere afzettingen in het geologisch archief. De classificatie van de milieus en de criteria voor hun erkenning zijn nog steeds onderwerp van levendige discussies. De analyse en interpretatie van oude afzettingen is verbeterd door de studie van moderne sedimentatie. Oceanografische en limnologische expedities hebben veel licht geworpen op de sedimentatie in de Golf van Mexico, de Zwarte Zee en de Baltische Zee, en in verschillende estuaria, meren en fluviatiele bekkens in alle delen van de wereld.
Chemische sedimentatie wordt begrepen in termen van chemische principes en wetten. Hoewel de beroemde fysisch-chemicus J.H. van’t Hoff de principes van fase-evenwichten al in 1905 toepaste op het probleem van kristalliserende pekels en het ontstaan van zoutafzettingen, werd er weinig moeite gedaan om de fysische chemie toe te passen op de problemen van chemische sedimentatie. Meer recent is er echter onderzoek gedaan naar de rol van de redox (wederzijdse reductie en oxidatie) potentiaal en pH (zuurtegraad-alkaliteit) bij de neerslag van vele chemische sedimenten, en is er een hernieuwde poging gedaan om bekende thermodynamische principes toe te passen op de oorsprong van anhydriet en gipsafzettingen, op de chemie van dolomietvorming, en op het probleem van de ijzerstenen en verwante sedimenten.
De geochemicus beschouwt het sedimentatieproces ook in termen van de chemische eindprodukten. Voor hem is sedimentatie als een gigantische chemische analyse waarbij de primaire bestanddelen van de silicaatkorst van de aarde van elkaar worden gescheiden op een wijze die vergelijkbaar is met die welke wordt bereikt in de loop van een kwantitatieve analyse van gesteentemateriaal in het laboratorium. De resultaten van deze chemische fractionering zijn niet altijd perfect, maar over het algemeen zijn de resultaten opmerkelijk goed. De geochemische fractionering, die in het Precambrium begon, heeft geleid tot een enorme accumulatie van natrium in de zee, calcium en magnesium in de kalkstenen en dolomieten, silicium in de beddingkorsten en orthoquartzitische zandstenen, koolstof in de carbonaten en koolstofhoudende afzettingen, zwavel in de beddingkorsten, ijzer in de ijzerstenen, enzovoorts. Hoewel magmatische segregatie in sommige gevallen monominerale gesteenten heeft voortgebracht, zoals duniet en pyroxeniet, kan geen enkel igneus of metamorf proces het sedimentatieproces evenaren in doeltreffende isolatie en concentratie van deze en andere elementen.