Ein berühmtes Beispiel dafür ist der Grand Canyon in Arizona: Hier hat sich der Colorado River eine Rinne durch verschiedene Gesteinsschichten gegraben. Gut erkennt man, wie sich weiches und härteres Gestein abwechseln: Das weiche Gestein gibt schnell nach, so entstehen schräge Hänge, das härtere Gestein bleibt stehen und bildet steile, fast senkrecht abfallende Wände. Wie eine Treppe führen diese Sedimentstufen zum heutigen Flusslauf hinunter und bieten dem Besucher einen spektakulären Anblick.

Aus Sedimentschichten bildete sich auch eine bekannte Großlandschaft in Deutschland: das Südwestdeutsche Schichtstufenland, das von Baden-Württemberg über Hessen und Bayern bis nach Thüringen reicht. Nach dem Einbrechen des Oberrheingrabens stellten sich hier die Sedimentschichten schräg. Je nach Härte des Gesteins wurden die einzelnen Schichten unterschiedlich stark abgetragen. Harte Kalksteine bildeten steile Stufen, während weiche, tonige Schichten stärker ausgewaschen wurden und heute als sanfte Böschungen und weite Stufenflächen die Landschaft ausmachen. Auf der linken Seite des Rheins liegt dieser Landschaft – fast wie spiegelverkehrt – das Nordfranzösische Stufenland gegenüber.

Erzeugt wird das „Streifendesign“ schon bei der Bildung des Gesteins. Ausgangsmaterial ist Verwitterungsschutt, der von Wasser oder vom Wind davongetragen wird. Flüsse, Gletscher und Staubstürme verlieren irgendwann an Kraft: Flussläufe werden zur Mündung hin immer langsamer und strömen schließlich ins Meer oder einen See. Gletscher dringen in wärmere Regionen vor und schmelzen ab. Auch Staubstürme lassen irgendwann nach. Dann können sie Staub, Sand und Geröll nicht mehr weiter befördern. Das mitgeschleppte zermahlene Gestein setzt sich ab. Mit der Zeit bildet das abgelagerte Material eine immer höhere Schicht – das Sediment. Besonders auf dem Meeresboden und auf dem Grund von Seen, wo Flüsse viel Material anschwemmen, sammeln sich solche Sedimente, darunter auch Reste von toten Tieren oder Kalkschalen.

Nach und nach schichten sich verschiedene Sedimente übereinander. Eine Schicht kann zum Beispiel aus Sandstein bestehen: Zu Trockenzeiten hat hier der Wind Wüstensand angeweht. Steigt der Meeresspiegel wieder an, wird diese Schicht von Wasser bedeckt: Kalkschalen von Meerestieren sinken auf den Meeresgrund und lagern über dem Sand eine weitere Schicht an. Über Jahrmillionen veränderte sich das Klima immer wieder und sorgte dafür, dass der Meeresspiegel schwankte. Dadurch konnten sich verschiedene Schichten ablagern.

Im Laufe der Zeit wird die Sedimentdecke immer dicker. Unter der Last des eigenen Gewichts werden die anfangs lockeren Sedimente immer stärker zusammengepresst, kleine Hohlräume verschwinden, die Masse verdichtet sich. Weitere Schichten lagern sich darüber, das Sediment wird immer fester und schließlich unter Druck zu Sedimentgestein. Dieser Vorgang heißt in der Geologie auch Diagenese. Werden dabei zum Beispiel Schalen winziger Meerestiere zu Stein gepresst, entsteht Kalkstein. Feine Sandkörner aus Quarz verkitten sich unter dem hohen Druck zu Sandstein.

Neben Geröll setzten sich auch tote Tiere ab, zum Beispiel Fische auf dem Meeresgrund. Luftdicht abgeschlossen blieben ihre Knochen und Schuppen erhalten und versteinerten. Solche Fossilien haben sich im Stein verewigt. Sie verraten noch nach Jahrmillionen vieles über die Zeit, in der sich das Sediment gebildet hat. Daher können Geologen in den Gesteinsschichten lesen wie in einem Geschichtsbuch.

Normalerweise ist für uns nur die oberste Schicht sichtbar. Wenn sich jedoch ein Fluss durch das Sedimentgestein gräbt, es bei der Gebirgsbildung angehoben oder in einem Steinbruch frei gesprengt wird, erhalten wir einen Blick auf den Querschnitt. Die einzelnen Sedimentschichten sind dann als „Streifen“ oder Bänder im Gestein gut zu erkennen.

Die heutigen Alpen haben sich aus einem flachen Meer herausgehoben, dem Tethys-Meer. Vor etwa 200 Millionen Jahren drang dieses Meer nach Norden vor und bedeckte Teile von Süddeutschland. Damals herrschte hier ein tropisches Klima, es war viel wärmer als in der jetzigen Zeit. Heute wäre die Gegend vermutlich ein Urlaubsparadies wie die Malediven. Damals jedoch lebten hier keine Menschen. Stattdessen tummelten sich im warmen Meerwasser neben Fischsauriern auch Muscheln, Ammoniten und Korallen. Deren Schalen und Panzer bestanden aus Kalk, und lagerten sich nach ihrem Tod auf dem Meeresgrund ab. Zusammen mit abgetragenem Gesteinsschutt bildeten sie eine Schicht, die über Jahrmillionen immer dicker wurde. Durch Hitze und Druck wurden die mächtigen Kalkschichten zu festem Sedimentgestein gepresst.

Vor etwa hundert Millionen Jahren begann sich die Afrikanische Platte nach Norden zu bewegen. Dabei drückte sie heftig auf die Eurasische Platte. Durch diese Kraft faltete sich der Meeresboden auf und wurde immer weiter in die Höhe gedrückt. Vom Grund des Meeres aus hoben sich allmählich die Alpen empor bis sie die Umgebung schließlich um Tausende von Metern überragten. Die Riffreste und Kalkschichten vom Meeresgrund wurden zu den nördlichen und südlichen Kalkalpen. Im Norden bauen sie den Wettersteinkalk der Zugspitze auf oder den Dachsteinkalk in Österreich. In den südlichen Kalkalpen bestehen die steilen Felsen der Dolomiten aus uralten Riffen. Dort finden Bergsteiger und Fossilienjäger im Kalkgestein noch unzählige Ammoniten und andere versteinerte Meerestiere. Die Zentralalpen bestehen dagegen aus Granit – eine Folge der Plattenkollision.

In der oberen Gesteinsschicht liegen der Regel nach die jüngeren Fossilien. Je tiefer man in die Sedimentschichten vordringt, desto älter sind auch die Fossilien, die dort lagern. Sehr alte, aber dennoch häufig gefundene Fossilien sind zum Beispiel die Ammoniten. Das sind Überreste von Schalentieren, die vor Hunderten Millionen Jahren lebten und vor etwa 65 Millionen Jahren ausgestorben sind. Weil sie nur in einem begrenzten Zeitraum lebten, kann so in etwa das Alter des Gesteins bestimmt werden, in dem sie gefunden worden sind.

Um ein Fossil zu entdecken, muss man nicht unbedingt tief in der Erde bohren. Wenn sich im Lauf von Jahrmillionen die Gesteinsschichten heben, werden auch tiefer gelegene Schichten nach oben gedrückt und durch Abtragung freigelegt. So können Fossilien von den untersten Schichten des Meeresbodens, wie es in den Kalkalpen der Fall ist, bis auf hohe Berggipfel hinauf gelangen.

Doch nicht nur in Gestein, auch im Harz von Bäumen werden Pflanzen und Tiere, wie Mücken oder Käfer, gefangen. Im Lauf langer Zeit verwandelt sich das klebrige Baumharz in festen Bernstein. In diesem gelblich-durchsichtigen Gestein sind Insekten oder Pflanzen, die vor Jahrmillionen lebten, noch heute sehr gut zu erkennen.

Die Alpen sind im Vergleich zu anderen Gebirgen relativ jung. Ihre Geschichte beginnt „erst“ vor rund 250 Millionen Jahren als sich zwischen den Kontinenten Eurasien und Afrika ein flaches Meer bildet: die Tethys. Gesteinsschutt und Reste von Lebewesen setzen sich über einen langen Zeitraum auf dem Meeresboden ab und werden zu Kalkstein.

Vor etwa 100 Millionen Jahren begibt sich die afrikanische Platte auf die Reise: Sie driftet nach Norden und drückt dabei heftig gegen den eurasischen Kontinent. Durch den Druck wird das Gestein gestaucht, es faltet sich wellenförmig auf. Die einzelnen Falten können dabei wenige Millimeter oder Hunderten von Metern erreichen. An einigen Stellen schieben sich die gefalteten Schichten wie Dachziegel übereinander und bilden sogenannte Gesteinsdecken. Schließlich steigt auch Magma auf; und zwar in dem Moment, in dem die Afrikanische Platte unter die Eurasische taucht. Das Gestein wird im Erdinneren aufgeschmolzen und steigt nach oben, erkaltet allerdings noch unter der Erdoberfläche. Aus diesem Grund bestehen die Zentralalpen unter anderem aus dem magmatischen Gestein Granit – im Gegensatz zum Kalkstein der nördlichen und südlichen Alpen.

Das gefaltete Gebiet hebt sich unter dem großen Druck schließlich über den Meeresspiegel hinaus. Zunächst erscheinen die Faltenrücken noch als längliche Inseln im Meer. Doch die Inselgruppe wird weiter nach oben gepresst und schiebt sich langsam zu einem Hochgebirge empor, in das die Flüsse tiefe Täler einschneiden. Große Mengen an Abtragungsschutt werden im Alpenvorland angehäuft. Während der Kaltzeiten schürfen gewaltige Gletscher tiefe Trogtäler und steile Bergflanken in das Gestein. Erst jetzt bildet sich die typische Hochgebirgslandschaft der Alpen, die uns im Sommer zum Wandern oder Klettern und im Winter zum Skifahren lockt.

Bis heute driftet die Afrikanische Platte nach Norden. Darum werden die Alpen noch immer kräftig angehoben und zusammengestaucht. Dieses Zusammenstauchen ist der Grund dafür, dass uns Venedig und das gesamte Gebiet jenseits der Alpen jedes Jahr ein winziges Stückchen näher rücken.

Der Grund dafür: Die Platten der Erdkruste bewegen sich. Und wenn zwei dieser Platten zusammenstoßen, wird das Gestein gestaucht, geschoben und aufgetürmt. Ähnlich wie bei einem Autounfall falten sich beim Aufprall an den Plattenrändern Gebirge auf. Berge und Täler sind also eine „Knautschzone“ der aufeinanderprallenden Platten. Allerdings passiert das nicht schlagartig wie bei einem Autounfall, sondern noch viel langsamer als in Zeitlupe. Das Ergebnis sind Faltengebirge wie die Anden in Südamerika. Dort gleitet die ozeanische Nazca-Platte unter die Südamerikanische Platte und quetscht das Gestein mit unglaublicher Kraft zusammen. Dabei türmt sich das langgezogene Gebirge der Anden auf, das über eine Strecke von 7500 Kilometer reicht. Die Anden sind damit die längste überirdische Gebirgskette der Welt.

Es gibt allerdings auch gewaltige Gebirge unter dem Meeresspiegel. Sie ziehen sich mitten durch die Ozeane. Auch sie verdanken ihr Dasein den beweglichen Platten. Dort wo sich am Meeresgrund zwei Platten voneinander weg bewegen, dringt Magma aus dem Mantel durch die ozeanische Kruste. Der heiße Gesteinsbrei erkaltet am Meeresboden und türmt sich zu Gebirgen, die Tausende von Metern lang sind: die Mittelozeanischen Rücken. Dort, wo die Lava den Meeresspiegel erreicht und darüber hinaus quillt, entstehen Inseln wie Island. Diese Gebirge, die im Meer geboren werden, sind die längsten der Erde. Der Mittelatlantische Rücken zieht sich von Nord nach Süd durch den ganzen Antlantik – etwa 20.000 Kilometer lang.