Von den kleinsten Bausteinen der Materie bis hin zu den riesigen Galaxien, alles folgt natürlichen Kreisläufen, alles entsteht, vergeht und entsteht wieder aufs Neue. Letztendlich ist alles erneuerbar, allein die Dauer dieser Zyklen ist unterschiedlich.

Der größte bekannte Kreislauf ist der Galaktische Kreislauf (Abb. 5). Sternenexplosionen sorgen in einem komplexen Wechselspiel zwischen stellaren und gasförmigen Komponenten einer Galaxie für einen chemischen und dynamischen Kreislauf interstellarer Materie. Von diesen Supernovae freigesetzte Energie und Materie bilden neue Sterne, Planeten und Monde.

Auch wir Menschen sind Teil des Galaktischen Kreislaufs: „Genauso wie wir aus dem Sternenstaub einer früheren Sonnengeneration gemacht sind, werden wir wieder als Sternenstaub für eine spätere „Reinkarnation“ von neuem Leben bereit stehen.“ (Claus Grupen, Physik Uni Siegen).

Wenn die Transportenergie nicht mehr ausreicht, wird das mitgeführte Material sedimentiert, d.h. abgelagert (4). Die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers wirkt der Tendenz der transportierten Partikel entgegen, auf die Sohle des Gewässers abzusinken, wobei die Sinkgeschwindigkeit proportional zur Dichte und zur Größe der Teilchen ist. Große und schwere Teilchen setzen sich rascher ab als kleine. Der Transport ist in der Regel auf dem Grund eines Fließgewässers oder auf dem Ozeanboden beendet. Dort schichtet sich das verwitterte Gesteinsmaterial auf und bildet die Sedimente.

Typische Lockersedimente vor der Diagenese sind Tone, Schluffe, Sande und Kiese (Abb. 9).

Im Laufe der Zeit entsteht im Ozean ein Sedimentbecken, in dem Sedimentschichten übereinander abgelagert werden. Die einzelnen Sedimentlagen werden dadurch in immer größere Tiefen versenkt. Druck und Temperatur wandeln das Lockermaterial nach und nach zum festen Gestein um. Dies nennt man Diagenese, die Zementierung oder das Zusammenpressen der Körner auf ein kleineres Volumen und damit die Verfestigung des ehemaligen Lockersediments (5).

Typische verfestigte Sedimente sind Tonsteine, Sandsteine und Kalksteine (Abb. 10).

Gelangen Sedimentgesteine in tiefere Bereiche der Erdkruste, sind sie höheren Temperaturen und Drücken ausgesetzt. Steigen die Temperaturen über 300°C, gehen die Minerale allmählich in eine neue Mineralisierungsphase über. Dieser Vorgang wird Metamorphose genannt (6). Die Sedimente werden in metamorphe Gesteine umgewandelt.

Typische metamorphe Gesteine sind Gneis, Serpentinit, Quarzit und Marmor (Abb. 11).

Das Magma hat aufgrund seiner hohen Temperatur bis 1.200°C eine geringere Dichte als das umgebende Gestein. Dadurch und durch den Druck von im Magma enthaltenen Gasen steigt die Gesteinsschmelze auf (11).

Plutonismus (9) ist der Oberbegriff für alle magmatischen Vorgänge, die mit dem Aufstieg und der Platznahme von Magmen innerhalb der Erdkruste zusammenhängen. Plutonite entstehen aus der Kristallisation von Gesteinsschmelzen in der tieferen Erdkruste, sie sind sozusagen in der Kruste steckengebliebenes und erstarrtes Magma (9). Durch die hohen Temperaturen in den tieferen Schichten der Erdkruste bleibt das Magma länger flüssig, die langsame Abkühlung des Magmas fördert die Ausbildung großer gut ausgebildeter Kristalle.

Typische Plutonite sind Granit, Gabbro, Syenit und Diorit (Abb. 12).

Der Vulkanismus ist durch den Aufstieg des Magmas innerhalb der Kruste (11) und durch das Ausfließen des Magmas als Lava an der Erdoberfläche definiert (12). Die Lava kühlt an der Erdoberfläche schneller ab und weist deshalb keine sichtbare kristalline Struktur auf, sondern ist durch Gaseinschlüsse oft blasig ausgebildet.

Neue Gesteine, die Vulkanite, werden nicht nur durch die uns bekannten typischen Vulkane der Subduktionszonen gebildet, sondern sie entstehen vor allem an den Mittelozeanischen Rücken. Dort dringt Magma durch Konvektion aus dem Erdinneren an die Oberfläche und bildet neuen Ozeanboden. Mittelozeanische Rücken sind die Kernzonen der Plattentektonik, hier werden ca. 60% aller magmatischen Gesteine - entsprechend ca. 21 km³/Jahr - gebildet.

Typische Vulkanite sind Andesit, Trachyt und Basalt mit Basaltlava und Bimsstein (Abb. 13).