Hoofdstuk 1, Systeem Aarde

H1 De actieve aarde

1.1 Het ontstaan en de opbouw van de aarde

Actualiteitsprincipe: De opvatting dat natuurwetten in het verleden hetzelfde zijn als die in het heden.

Ons zonnestelsel is ontstaan in een orionnevel.
Door samentrekking en zwaartekracht ontstonden concentraties van deeltjes heet gas en stof. Grootste massa werd de zon. Rondom de protozon vormden zich planeetachtige lichamen. Door zwaartekracht kwamen ze onderling in botsing, lichamen werden steeds groter.

Onze aarde onderscheidt zich van andere planeten doordat er op de aarde vloeibaar water is en omdat de aarde gelaagd is vanbinnen.

- Chemische samenstelling: door inslagen van meteorieten smolt de aarde en zware elementen zoals ijzer zakten naar de diepte (kern van ijzer + mantel). Een zeer groot hemellichaam sloeg in op de aarde, veel materiaal werd de ruimte ingeslingerd, waaruit de maan ontstond. Aarde smolt opnieuw > scheiding mineralen hogere en lagere smelttemperaturen (lichtere gesteenten bij het aardoppervlak).
Differentiatie: schillen met verschillende chemische samenstelling.

Aardkern, voornamelijk ijzer
Aardmantel, magnesium en ijzer
Aardkorst, dun, continentale (graniet) en oceanische (basalt) korst.

- Fysische samenstelling:
Lithosfeer: harde, vaste buitenlaag van de aarde (aardkorst + harde bovengedeelte van de mantel)
Asthenosfeer: plastisch gesteente, stroperig (zachter deel vd mantel)

Inwendige warmte aarde:
- hete nevelgassen en stof, bij het ontstaan.
- meteorietinslagen.
- radioactiviteit gesteenten.
Warmte stijgt soms op en wordt geleid door de lithosfeer, of de lithosfeer breekt.
Uitwendige warmte door de zon.

1.2 Gesteenten

Gesteente:een mengsel van mineralen en/of organische stoffen die in de natuur voorkomen.
Mineraal: een verbinding die in de natuur voorkomt met een bepaalde chemische eigenschap.


- Stollingsgesteenten: ontstaan door afkoeling/stolling magma: dieptegesteenten (vloeibaar magma stolt heel langzaam, grote kristallen, bouwsteen continenten, graniet), uitvloeiingsgesteenten (lava bij stroomt over de vulkaan bij een vulkaanuitbarsting, oceaanbodem, basalt) en ganggesteenten (tussenvorm, ontstaan in vulkanische gangen onder aardoppervlak, andesiet).
- Sedimentgesteenten: afzettingen worden in lagen neergelegd en samengeperst: klastische sedimenten (afgezette zand-of kleilagen worden samengeperst tot een hard gesteente, zand > zandsteen, klein > kleisteen of schalie) en chemische en organische sedimenten (ontstaan door het neerslaan van mineralen in een oplossing, of door opeenhoping van organisch materiaal)

Metamorf gesteente: ontstaat wanneer een gesteente langere tijd onder invloed van hoge druk en hoge temperatuur staat. Mineralen vallen uiteen > moleculen vormen nieuwe kristallen. Bv. marmer
Gesteentecyclus: Kringloop van opbouw en afbraak van gesteente op aarde.

1.3 Schuivende continenten

Sedimenten worden altijd horizontaal afgezet, geplooide lagen zijn door druk vervormd. De onderste laag is het oudst (superpositie).

Volgens Alfred Wegener lagen Zuid-Amerika en Afrika aan elkaar (Pangea):
- Flora en fauna vertonen veel overeenkomsten.
- De gesteenten sluiten op elkaar aan.
- Aanwijzingen voor gelijktijdige vergletsjering.

Paleomagnetisme: wetenschap die zich bezig houdt met de wijzigingen in de richting van gemagnetiseerde mineralen in de loop van de aardgeschiedenis.

De aarde is een enorme magneet, door het bepalen van het magnetische veld (m.b.v. magnetisch gerichte mineralen) kon de verplaatsing van continenten in kaart worden gebracht.
Het magnetisch veld is niet constant het verandert soms van richting. Dit heeft weer invloed op de stollingsrichting van gesteenten en zo kan worden bepaald hoe oud sommige bergen zijn.


Met behulp van het paleomagnetisme kunnen 2 zaken worden onderzocht:
- Relatieve verplaatsing van de continenten ten opzichte van het magnetische noorden. Door te kijken naar de verplaatsingen van het magnetische noorden op verschillende continenten en dit te vergelijken kan je vast stellen hoe deze zich hebben bewogen.
- Ouderdom van de oceanische korst. Kijken in welke richting de gesteenten zijn gaan stollen.

1.4 Platentektoniek

Convectiestromen: Stromingen van plastisch gesteente in de aardmantel waardoor de platen (lithosfeer) bewegen. Heet magma stroomt naar boven > lithosfeer koelt af bij de spreiding > afgekoelde lithosfeer zakt de diepte in.

Aardplaten kunnen op 3 manieren aan elkaar grenzen:
1. Convergente breuklijn: platen bewegen naar elkaar toe (→ destructieve plaatgrens) er zijn nu 3 mogelijkheden:
- Allebei de platen zijn oceanisch, 1 van de platen zal onder de ander duiken. De plaat die onderduikt smelt op in de aardmantel en neemt allerlei sedimenten mee, dit kan een gevaarlijk explosief mengsel vormen. Dit komt in bellen naar de oppervlakte → vulkanisme! Ook ontstaat er een diepe zeetrog, dan kunnen er veel aardbevingen voorkomen.
- De ene plaat is oceanisch de andere is continentaal. De oceanische duikt onder de continentale (subductie). Ontstaat een diepzeetrog, vulkanisme en aardbevingen. Ook kan er een gebergte ontstaan bijv, Andesgebergte.
- Beide platen zijn continentaal → hooggebergte. Door de dikke aardkorst zal er geen vulkanisme ontstaat en vrij weinig aardbevingen, bijv. Himalaya en Alpen.

2. Divergente breuklijn: 2 oceanische platen bewegen zich van elkaar af (→ construerende plaatgrens). Ontstaat nieuwe oceanische korst (mid-oceanische rug), (zwak) vulkanisme onder water en vrij weinig aardbevingen. Als 2 continentale platen scheren, ontstaat er een brede diepe vallei.
3. Transversale breuklijn: De platen bewegen zich langs elkaar (→ conserverende plaatgrens). Meer met oceanische platen dan met continentale. Er zijn vaak grote aardbevingen, bijv. San-Andreasbreuk in Californië.

De oceaan is relatief jong, nieuwe oceaanbodem verplaatst zich van de rug af en op andere plaatsen verdwijnt de oceaanbodem (bij subductiezones).
Schild: Een uitgestrekt stabiel gebied op een continent met zeer oud gesteente. Deze gebieden komen nooit in een subductiezone terecht en zijn dus heel oud.

1.5 Vulkanen

- Centrale uitbarstingen: magma komt via één kraterpijp en krater naar buiten. Bij schildvulkanen, stratovulkanen en caldera’s.
- Spleeterupties: lava komt naar buiten via scheuren in de aardkorst. Komt vaak voor in breukzones op mid-oceanische ruggen.

Schildvulkaan: Opgebouwd uit laagjes basalt, basalt vloeit makkelijk uit en verspreidt zich over een groot oppervlak. De vulkaan is zeer breed en laag. De uitbarstingen zijn effusief (vrij rustig van aard). Komen voor bij divergentiezones en hot spots.
Stratovulkaan: De vulkaan is smal en hoog, want de lava stroomt niet ver. Naast lava schiet ook ontploft gesteente, zoals as, de lucht in en komt op gestold lava terecht. Daardoor bestaat de vulkaan uit verschillende lagen. Explosieve uitbarstingen, doordat de druk in de kraterpijpen enorm oploopt en het magma gasrijk is door aanwezigheid van waterdamp. Je vindt deze vulkanen bij convergentiezones.
Caldera: Magmakamer zit erg ondiep, kan voor een groot deel leeglopen bij een vulkaanuitbarsting. Bovenliggende lagen kunnen instorten.


Mantelpluim: Grote hoeveelheid magma die vanuit de diepe aardmantel opstijgt en door de korst kan breken.
Via de breuken die hierdoor ontstaan kan basalt naar buiten stromen en stollen. Er ontstaan zo soms zeer uitgestrekte lagen lava die plateaus vormen. Als het meeste magma is uitgestroomd, blijft er nog een kleine mantelpluimstaart over (de hotspot), dit vormt een vulkaan. Door het schuiven van de plaat over de hotspot ontstaat er een keten van vulkanen. De hotspots staan dus los van breukzones.

Black smoker: Schoorsteen van mineralen die heet, zwart water uitstoten.

Door de hoge druk kookt het water bij een veel hoger kookpunt, waardoor het wel 400 graden kan worden. Als dit in contact komt met koud zeewater worden mineralen afgezet. Bij deze black smokers zijn unieke levensvormen die leven van chemosynthese, ipv fotosynthese.

1.6 Aardbevingen, gebergtevorming en tsunami’s

Aardbeving: Schokkende of trillende beweging van een gedeelte van de aardkorst door de werking van onderaardse krachten.
Het hypocentrum is de plaats van de beving in de aardkorst of –mantel en het epicentrum ligt direct boven het hypocentrum, aan het aardoppervlak.
Schaal van Richter: elke magnitude is 10x sterker
Schaal van Mercalli: meet de intensiteit, de schade.
Tsunami: Hoog opstijgende golf bij de kust, ontstaan door een aardbeving in de oceaan.

Plooiingsgebergte: Gebergte dat ontstaat door plooiing van de aardkorst.
Brekgebergten: Gebergte dat ontstaat in een gebied met een sterke breukactiviteit (horsten en slenken).