Diagenese ist ein Begriff, der auf zwei Arten verwendet wird. Der erste bezieht sich auf den Prozess der Neuordnung der Bestandteile eines Stoffes in einen neuen oder anderen Stoff. Die zweite und häufigere Verwendung bezieht sich auf alle Prozesse, denen Sedimente während des Zeitraums von ihrer Ablagerung bis zu ihrer Umwandlung in Gestein unterzogen werden oder durchlaufen. Es bezieht sich auch auf die zusätzlichen chemischen und physikalischen Prozesse, die diese Gesteine bis hin zur Metamorphose verändern können. In der Geologie ist Metamorphose die Veränderung von Gestein durch geologische Prozesse, die extreme Temperaturen und Druckverhältnisse beinhalten.
Geologen klassifizieren Gesteine in drei Kategorien, basierend auf den Umständen ihrer Entstehung. Sedimentgesteine entstehen durch die Umwandlung von Sedimentschichten in Gestein, ein Vorgang, der viel Zeit und Druck erfordert. Eruptivgesteine entstehen durch das Abkühlen von Lava oder Magma. Magma und Lava sind zwei Begriffe für dieselbe Art von Material, aber Magma bezieht sich auf geschmolzenes Gestein, wenn es sich noch unter der Erdoberfläche befindet, und Lava bezieht sich auf das geschmolzene Gestein, nachdem es an die Oberfläche auftaucht. Metamorphe Gesteine sind magmatische oder sedimentäre Gesteine, die durch extreme Druck-, Winkelkräfte oder Temperatur umgewandelt wurden, ohne das Gestein jedoch vollständig zu schmelzen und in die Magmaschicht aufzunehmen.
Unter dem Begriff Diagenese werden alle chemischen und physikalischen Prozesse zusammengefasst, die Sedimente bei der Umwandlung in Gestein durchlaufen, sowie eine Reihe von Prozessen, die die Eigenschaften des Gesteins beeinflussen. Diese Prozesse sind in erster Linie chemischer Natur, beinhalten aber auch physikalische Prozesse wie die Schichtung. Die Diagenese beinhaltet jedoch nicht die Verwitterung, die zu einer anderen Klasse geologischer Prozesse gehört.
Diagenetische Prozesse können sehr komplex sein und sind zu zahlreich, um sie in einem Artikel dieser Größe aufzulisten, fallen jedoch in mehrere Kategorien. Eine der wichtigsten Arten diagenetischer Prozesse ist die Umwandlung von biologischem Material in den Sedimentschichten in Kohlenwasserstoffe, die den Beginn der Bildung von Erdöl und anderen fossilen Brennstoffen darstellt. Die Versteinerung ist ein diagenetischer Prozess, der auf molekularer Ebene stattfindet, indem einzelne Zellen eines Organismus, insbesondere in seinen Knochen, bestimmte Verbindungen durch Calcit und andere Mineralien ersetzen, die in Wasser gelöst und als Wasser durch die Sedimentschichten gefiltert werden.
Die Zementierung ist eine wichtige Phase der Diagenese, die zur Bindung einzelner Sedimentkörner aneinander führt. Dies ist ein chemischer Prozess, bei dem ein gelöstes Mineral wie Calcit oder Kieselsäure aus dem Wasser ausgefällt wird, während es durch das Sediment filtert. Der Druck der darüber liegenden Sedimentschichten führt zu einem physikalischen diagenetischen Prozess, der als Verdichtung bezeichnet wird. Diese Verdichtung in Verbindung mit der Filterung von mineralhaltigem Wasser bewirkt, dass sich die Sedimentkörner an die gelösten Mineralien binden. Beim Austrocknen des Sediments härten die Mineralien aus und bilden einen natürlichen Zement. Sandstein ist eine häufige Form von Gestein, die auf diese Weise gebildet wird.
Auch viele komplexere Phasen der Diagenese sind möglich, darunter die Veränderung der Zusammensetzung der Sedimentschichten durch die Filterung von Wasser mit gelösten Mineralien. Durch diesen Prozess können neue Mineralien gebildet werden, und manchmal können bestimmte Mineralien oder Verbindungen aus Sedimenten ausgewaschen und durch andere ersetzt werden. Die Lithifizierung, die während der Diagenese stattfindet, ist die eigentliche Umwandlung der Sedimente in Gestein. Die Diagenese kann jedoch nach der Lithifizierung fortgesetzt werden.
Viele der Prozesse der Diagenese dauern Tausende oder Millionen von Jahren. Geologen, Paläontologen, Anthropologen und Archäologen analysieren unter anderem Gesteine, um die diagenetischen Prozesse abzuleiten, die sie geschaffen haben. Auf diese Weise erfahren sie viel über die Vergangenheit, darunter Informationen über tektonische Bewegungen in der Erdkruste, Umweltdaten und andere Informationen über die Entstehung von Gesteinen und die Erdgeschichte.