Aardrijkskunde H2

Paragraaf 2: Planeet Aarde

Het heelal bestaat uit ontelbare sterren, waarvan er eentje onze zon is > gloeiend hete gasbol die door kernreacties enorme hoeveelheden energie produceert. 

Rond onze zon draaien planeten, koude bollen die verwarmd worden door de zon. De planeten die dicht bij de zon staan bestaan uit vaste gesteente, de rest bestaat uit gas. 

De aarde lijkt nog het meest op zijn buurplaneten, Venus en Mars. 

• Alle drie ongeveer even groot.
• Bestaan uit hetzelfde materiaal
• Hebben een vergelijkbare opbouw
• Staan vrij dicht bij de zon. 

De korst van de aarde bestaat uit:

• Oceaanbodem: 
  Vulkanisch gesteente basalt. Dit ligt gemiddeld 4000 km lager dan de continentale korst. Basalt is zwaar.
• Continentale korst:
  Graniet en sedimentgesteenten. Dit is minder zwaar.

Kalkrotsen bestaan uit enorme hoeveelheden samengeperste schelpen en kalkskeletjes van algen. Ook andere gesteenten zoals steenkool, bruinkool en veen zijn opgebouwd uit overblijfselen van levende organismen, namelijk planten en bomen > organisch sedimentgesteenten. 

Tijdens het leven van die planten werd CO2 opgenomen uit de atmosfeer. De samenstelling van de atmosfeer is veranderd. De Co2 zit nu door de vorming van de gesteenten opgeslagen in de aardkorst. Men denkt nu dat de atmosfeer van de aarde vroeger grotendeel uit CO2 bestond. 

Tijdens het onvoorstelbare begin van de aarde was alles heet en gesmolten. De aarde is toen afgekoeld en zijn de aardkern, aardmantel en aardkorst gevormd. Tijdens de afkoeling condenseerde een groot deel van de waterdamp tot water, die onze oceanen vormen. De omstandigheden werden geschikt voor levende organismen.

Paragraaf 3: Het gezicht van de aarde veranderd

620 miljoen jaar geleden (het Precambrium)

• De continenten hebben een andere vorm en ligging
• De dampkring bevat meer CO2 en minder zuurstof dan nu.
• Er was geen ozonlaag > ultraviolette straling kunnen de aarde bereiken > organismen kunnen alleen onder water leven
• Het landoppervlak is volledig kaal.
• De levendige organismen die toen leefden hadden nog geen harde delen > geen fossielen gevonden.

270 miljoen jaar geleden (het Perm)

• In de zee is er een grote variatie aan vissen, weekdieren en dieren met schelpen zoals trilobieten.
• Landoppervlak heeft planten en bomen > zuurstofconcentratie in de atmosfeer gestegen.
• Ook verschillende soorten reptielen, niet alleen planten, 
• Continenten vormen een supercontinent dat Pangaea wordt genoemd > Binnenland is kurkdroog en woestijnklimaat waar de wind vrij spel heeft. Alleen de randen kennen zeeinvloed.

100 miljoen jaar geleden (het Krijt)

• De continenten liggen los van elkaar. 
• Deze periode is waarschijnlijk het warmst en de zeespiegel staat 300 meter hoger dan nu. 
• In de zeeën leven veel verschillende diersoorten, waaronder ammonieten, inktvissen met een opvallende schelp die in het zeewater zweefden.
• De kalkskeletjes van algen hopen zich op de zeebodem en vormen dikke pakketten kalksteen.
• Dinosaurus oppermachtig. 
• Nu ook planten met bloemen. 

18000 jaar geleden (het Kwartair)

• De continenten hebben hun huidige positie bereikt. 
• Een grote ijskap bedekt het noorden van Europa en Noord-Amerika en de zeespiegel staat 100 meter lager dan tegenwoordig
• Op de toendra's ten zuiden van het landijs lopen mammoeten en sabeltandtijgers rond > dit blijkt uit de fossielen die gevonden zijn op de bodem van de Noordzee, maar ook uit grottekeningen in Zuid-Europa waar mensen tijden de steentijd leefden. 

Paragraaf 4: Het dagboek van de aarde

Hoe is men achter de veranderde klimaten, verschoven continenten, geschiedenis van de continenten, leven op aarde en uitgestorven dieren? Door gesteenten te bestuderen en de fossielen die men daarin aantrof. Ze geven veel informatie over het verleden, over hoe het er vroeger uitzag en welk klimaat er heerste. 

Sedimentgesteente is ontstaan doordat er laagjes zand of klei over elkaar heen zijn afgezet. De onderste laag is natuurlijk eerder ontstaan dan die daar boven. Vervolgens zijn de lagen weggezakt, samengeperst en daarna weer omhoog gekomen. De vorming van zo'n pakket duurt natuurlijk miljoenen jaren.

Uit opgestapelde gesteenten en fossielen de erin zitten, kunnen verschillende conclusies worden getrokken:

• Het leven op aarde bestond eerst alleen uit bacterien. Vervolgens zijn er nieuwe levensvormen ontstaan in de volgorde:
  bacterien - weekdieren - schelpdieren - vissen - landplanten - reptielen - zoogdieren.
  Deze ontwikkeling naar steeds complexere vormen van leven verliep heel geleidelijk en wordt de evolutie van het leven genoemd. Ze heeft men met fossielen aangetoond dat de zoogdieren, uiteindelijk afstammen van  een vis. Met behulp van de verschillende fossielen in de gesteentelagen is de geschiedenis van de aarde ingedeeld in geologische tijdvakken. 
• De verschillende planten- en diersoorten hebben niet altijd geleefd. Veel zijn er uitgestorven doordat de omstandigheden op aarde veranderden. Ze passen zich aan de veranderde omstandigheden op aarde. 

Relatieve ouderdom: De volgorde waarin bepaalde gesteenten of fossielen zijn ontstaan.  

Maar hoe bepaal je die volgorde als de gesteentelagen niet op een plaats liggen opgestapeld maar verspreid voorkomen over een gebied? daarvoor worden fossielen gebruikt. Bepaalde combinaties van fossielen zijn kenmerkend voor een bepaalde periode. Maar hoe oud is zo'n laag nu in jaren? SInds de ontdekking van de radioactiviteit is men in staat om dat van bepaalde gesteenten vrij nauwkeurig vast te stellen. In elk gesteente zitten hele kleine hoeveelheden radioactieve elementen zoals uranium. Aan de hoogte van de radioactiviteit kun je aflezen hoe lang geleden het gesteente is gevormd. 

Absolute ouderdom: De ouderdom gemeten in jaren. 

Paragraaf 5: Een komen en gaan van soorten

In ons zonnestelsel cirkelen tussen de planeten meteorieten, grote brokken steen. 65 miljoen jaar gleden kwam de aarde in botsing met een meteoriet van ong. 10 km. Dit gebeurde aan de oostkust van Mexico, bij het schiereiland Yucatán. De kracht van deze inslag was zo groot, dat er een krater ontstond van 12 km diep en 100 km doorsnee. Een deel van het gesteente uit de krater en dat van de meteoriet werd als brokstukken de atmosfeer in geslingerd. Een ander deel van het gesteente werd verpulverd en kwam als stof in de atmosfeer terecht. Hierdoor raakte de aarde tijdelijk verduisterd. Een deel van het stof was zwavelhoudend, met zure regen als gevolg. Bij de inslag kwam bovendien zo veel energie vrij, dat de in de omgeving van de inslag de temperatuur steeg tot 1000 graden. 

Tegenwoordig is men van opvatting dat deze catastrofe verantwoordelijk is voor het uitsterven van niet alleen de dinosaurusen, maar ook andere soorten zoals de ammonieten. Het bewijs hiervoor wordt weer geleverd door het gesteente:

1. Overal op aarde komt op het grensvlak van gesteente dat ouder en jonger dan 65 miljoen jaar, een dun laagje klei voor dat bestaat uit de stof irridium. Deze stof komt op aarde niet voor maar wel in meteorieten. 
2. In gesteente ouder dan 65 miljoen jaar komen wel fossielen van dinosaurussen en ammonieten voor, en in jonger gesteente niet.
3. De krater in Yucatán is gedateerd op 65 miljoen jaar.

Tijdens het reptielentijdperk waren de dinosaurussen zo dominant dat er nauwelijks plaats was voor zoogdieren.  In de gesteentelagen uit die tijd zijn dan ook vrijwel geen fossielen van zoogdieren te vinden. Alleen in de versteende uitwerpselen van dinosaurussen zijn overblijfselen van kleine muisachtige zoogdieren gevonden. Na het uitsterven van de dinosaurussen hebben de zoogdieren zich kunnen ontwikkelen. 
De menselijke soort heeft zich pas in de afgelopen 2,4 jaar ontwikkeld. Sinds 100 000 jaar bestaat de moderne mens, de homo sapiens, die zich vanuit oostelijk Afrika over de wereld heeft verspreid. 

Uit het gesteentearchief blijkt dat er in de geologische geschiedenis meer momenten zijn geweest waarop veel planten- en dierensoorten tegelijkertijd uitstierven. Per saldo is het aantal planten- en diersoorten in de loop van de geologische geschiedenis echter sterk toegenomen. 
Oorzaken voor het uitsterven van dieren en planten:

• Meerdere meteorietinslagen
• Lavaveld. Dit is voorgekomen in Siberië. Onderzoek heeft uitgewezen dat de vulkanen die dit hebben veroorzaakt ongeveer 250 miljoen jaar geleden actief zijn geweest. Dit moet enorme gevolgen voor het klimaat hebben gehad. 

De omstandigheden op aarde wisselden regelmatig: Er blijken grote veranderingen te zijn in het klimaat, de zeepiegel en de activiteit van vulkanen. Dat heeft invloed gehad op het leven op aarde. 

Het gesteentearchief is een soort boek dat de toekomst voorspelt. Binnen enkele duizenden jaren komt er weer een ijstijd, perioden met versterkt vulkanisme komen om de 25 miljoen jaar voor en grote meteorietinslagen treffen Aarde een in de 100 miljoen jaar. En ten slotte weten we ook dat over 500 miljoen jaar de zon groter en warmer wordt. 

Paragraaf 8: Brandstof uit de diepte.

In de ondergrond zitten soms delfstoffen, zoals steenkool en aardgas, die uit de aardkorst worden gehaald omdat ze nuttig zijn voor de mens. Voor het ontstaan van steenkool zijn enorme hoeveelheden planten nodig. 

In het Carboon, een tijdvak in de geologische geschiedenis van de aarde van 350 tot 290 miljoen jaar geleden, lag Europa rond de evenaar en was het één groot tropisch moeras. Afgestorven planten kwamen onder water terecht en verteerden zo niet. Die dikke laag niet-verteerde planten vormde veen. SInds het Carboon is Europa mm voor mm opgeschoven naar de huidige plek. 

Nederland maakt deel uit van een dalingsgebied waar ook de bodem van de Noordzee bij hoort. Je spreekt van een dalingsgebied als een gebied miljoenen jaren wegzakt en wordt opgevuld met sedimenten, aangevoerd door rivieren en zeeen. De daling van Nederland is een voorbeeld van een ideale situatie, waarbij de bodemdaling ongeveer even sterkt is als de opvulling ervan met sediment. Het noordwesten van Nl daalde het sterkt. De dikke sedimentlagen veroorzaken druk op de veenlagen, die steeds dieper komen te liggen. De temperatuur stijgt met de diepte, wel 2,5 tot 4 graden per 100 meter. Onder hoge druk en temperatuur begint het inkolingsproces waarbij veen eerst in bruinkool verandert en daarna in steenkool. Bij een temperatuur van 150 graden duurt het ongeveer 100 miljoen jaar tot veen in steenkool van hoge kwaliteit is veranderd. 

Als na de vorming van steenkool de temperatuur van steenkool de temperatuur in de bodem onder invloed van magma verhoogd wordt, kan uit de koolstof diamant of grafiet ontstaan. Diamant is hard terwijl grafiet juist zacht is. 

Tijdens het inkolingsproces worden water en aardgas uit de plantenresten geperst. Van een veenlaag van 10 meter dik blijft maar een steenkoollaag van 1 meter over. Het aardgas zoekt een weg omhoog en komt eerst in de sedimentlaag boven het Carboo, waarna het meestal in de lucht verdwijnt. In het noorden van Nl ontsnapte het gas niet. Tijdens het Perm werd er eerst een laag zand afgezet, met daarbovenop een ondoordringbare zoutlaag. Dit steenzout hield het gas tegen. Het gas zit nog steeds opgeslagen in de porien van de zandsteenlagen. Het poreuze gesteente waarin een delfstof ligt opgeslagen noem je het reservoirgesteente. Het gesteente waarin het gas is ontstaan heet het moedergesteente. 

Paragraaf 9: Het zwarte goud.

De meeste aardolie op de wereld is ontstaan in het Trias, Jura en Krijt. In die periodes waren er ondiepe zeeen waarin heel veel micro-organismen (plankton) leefden. Als ze doodgingen vormden ze op de bodem dikke pakketten en daar komen in de loop van tijd dikke lagen sedimenten zoals zand. Dat gebeurde in dalingsgebieden. Zo kwamen de lagen met micro-organismen dieper te liggen en daardoor en door de druk steeg de temperatuur. Het chemische proces waarbij aardolie gevormd wordt, kan alleen plaats vinden bij een temperatuur tussen de 60 en 120 graden. Dit gebeurd daarom als het moedergesteente wegzakt. De diepte waarop de geschikte temperatuur heerst, noemen we het olievenster.  tegelijk met aardgas wordt vaak ook aardgas gevormd. Dit gas noemt men geassocieerd gas of nat gas. Het gas dat tegelijk met steenkool ontstaat, heet ook wel droog gas. Als het gebied met aardolie en aardgas houdende gesteente daarna in beweging komt, stijgen de lichte aardolie en de nog lichtere aardgas vanzelf naar hoger liggende poreuze gesteentelagen, tot ze worden tegengehouden door een ondoordringbare laag. 

De grootste kans om aardolie te vinden is in die gebieden waar aan de volgende voorwaarden is voldaan: grote hoeveelheden plankton, afdeklagen, juiste temperatuur, beweging van het moedergesteente, een reservoirgesteente met voldoende open ruimtes en een afdekgesteente dat geen olie doorlaat. 

De oliewinning begon op het land, omdat de winning daar het makkelijkst is. Tegenwoordig vindt er veel offshorewinning plaats. Dan wordt de olie gewonnen in zee, op het continentaal plat. Dat is een deel van de zeebodem dat grenst aan een continent en dat niet dieper is dan 200 meter. Maar omdat er steeds minder olie dicht bij de kust is, wordt er ook vaker in dieper water geboord. Eerst worden er op een booreiland proefboringen gedaan. Is er inderdaad aangetoond dat er winbare olie is, dn wordt een productieplatform gemaakt. 

Soms is winning makkelijk omdat de druk in het reservoir groot is. De olie komt dan bij het boren vanzelf omhoog. Dat is bijv. zo als er boven de olie gas zit en als de olie aan de onderkant onder druk van water staat, dat omhoog gaat terwijl de olie wordt gewonnen. Je spreekt dan van gaskap en waterstuwing. Als de olie niet vanzelf omhoog komt, moeten de pompen het werk doen. Of men gebruikt in het boorgat gassen onder hoge druk om de vloeibare olie naar boven te duwen. 

Een van de grootste aardolievelden op de wereld bevindt zich in het Midden-Oostenm in een langgerekte gebied rond de Perzische Golf. De olie ontstond daar ongeveer 250 miljoen jaar geleden. De vele micro-organismen in die warme zee zakten naar de bodem. De zee verdampte daarna, een dikke zoutlaag bleef over en bedekte de dode organismen. Vervolgens werden in de miljoenen jaren erna dikke lage sediment afgezet boven op de zoutlaag. De laag met micro-organismen zakte daardoor naar beneden, waardoor hij in het olievenster terechtkwam. Ongeveer 15 miljoen jaar geleden ontstonden er door bewegingen van de aardkorst in het gebied grote ondergrondse breuken, Ook vond er plooiing plaats. Daardoor ging de olie omhoog tot hij werd tegengehouden door ondoorlatende lagen afdekgesteente.