Einschnitt in eine Sandsteinformation, 
Bryce Canyon (USA)
 
Sandstein
verwandte Begriffe: Buntsandstein, Naturwerkstein

Wenn Sandablagerungen im Verlauf der Erdgeschichte in größere Tiefen verfrachtet und durch jüngere geologische Schichten überdeckt werden, verwandelt sich lockerer Sand durch verschiedene physikalische und chemische Prozesse langsam in einen festen Sandstein. Bei zunehmendem Druck und steigender Temperatur werden die Körner an den Kontaktpunkten stark gegeneinander gepreßt. An diesen Stellen können sich benachbarte Körner miteinander verzahnen, weil Mineralien wie Quarz infolge des erhöhten Druckes in Lösung gehen. Parallel dazu wird aus dem Porenwasser, das zwischen den Körnern zirkuliert, ein Bindemittel auskristallisiert - meist bestehend aus Kalk und/oder Kieselsäure -, das die Sandkörner wie ein natürlicher Zement miteinander verbindet.

Dünnschliff eines Sandsteins. Der Porenraum  wurde zur besseren Erkennbarkeit blau angefärbt.

Zu allen Zeiten der belebten Erdgeschichte, über mehr als 500 Millionen Jahre, entstanden Sande, die im weiteren Verlauf zu Sandsteinen verfestigt wurden. Es waren zum Teil ganz unterschiedliche Formen von Landschaften, in denen Sande zur Ablagerung kamen. So gab es etwa zur Perm-Zeit, vor etwa 280 Millionen Jahren, neben Sümpfen auch ausgedehnte Wüstengebiete mit Feldern mächtiger Sanddünen. Die älteste Zeiteinheit der Trias - der Beginn des Erdmittelalters -  war phasenweise von Trockenheit, vorwiegend jedoch durch ausgedehnte Flusssysteme gekennzeichnet. Diese Epoche trägt ihren Namen sogar nach dem charakteristischen Gestein, das damals entstand: Buntsandstein. Andere Sandsteine aus jüngeren Epochen stellten ursprünglich Strandablagerungen oder Sandbänke dar, die sich in Küstennähe in ehemaligen Meeresbecken gebildet hatten.
Foto oben: ein uralter Sandstrand: Steinplatte des Obernkirchener Sandsteins mit Sandrippeln auf der Schichtfläche. Die Sandschicht wurde vor ca. 145 Mio. Jahren in flachem Wasser abgelagert.

Foto rechts: die Externsteine bei Detmold, ehemalige Strandsande des Unterkreidemeeres in Norddeutschland

Nicht nur Wind und Wasser, auch Tiere und Pflanzen können Spuren im Sand hinterlassen. Manche Tiere graben im Sand, andere hinterlassen ihre Fährten auf der Sandoberfläche. Pflanzen oder verendete Tiere können von Sand überdeckt werden. Viele dieser Spuren sind sehr vergänglich. Manchmal bleiben solche Spuren jedoch erhalten und überstehen sogar den Prozess der Gesteinsbildung. Fossile Fährten von Dinosauriern, versteinerte Knochen, Zähne oder Pflanzen, die uns heute in Sandstein-Formationen begegnen, geben uns heute Einblicke in längst vergangene Sand-Welten.

Aber nicht nur für die Wissenschaft sind Sandsteine von großem Nutzen. Der Porenraum von Sandsteinen gehört zu den bevorzugten Sammelstellen von Erdöl und Erdgas. In Sandsteinformationen existieren Lagerstätten, aus denen unsere Industriegesellschaft ungeheure Mengen von Kohlenwasserstoffen bezieht, die als Energiequellen und als Rohstoffe für zahllose Produkte des täglichen Lebens genutzt werden. Als Naturwerksteine werden Sandsteine schon seit Jahrhunderten für Bauzwecke gewonnen und von Steinmetzen für Mauerwerks- und Fassadengestaltung bearbeitet.