Hoofdstuk 1 Systeem Aarde: De actieve aarde

1.1 Het ontstaan en de opbouw van de aarde

Aarde 4.5 miljard jaar oud

Actualiteitsprincipe: natuurwetten verleden zelfde als heden

Schillen aarde:

Chemische samenstelling:

- Aardkern:

o IJzer

o 3000-5000 graden

- Aardmantel:

o Magnesium en ijzer

o 1800-2800 graden

- Aardkorst:

o Continentale korst:

 30-70 km

 Licht gesteente (graniet)

o Oceanische korst:

 1-7 km

 Zwaar gesteente (basalt)

Fysische samenstelling:

- Lithosfeer:

o Harde, vaste buitenlaag

Omvat:

 Aardkorst

 Harde bovengedeelte mantel

o 60-150 km dik

 Dunner onder oceaan

- Asthenosfeer:

o Zachtere laag

o Plastisch gesteente

o Beweegt makkelijker dan lithosfeer

- Binnenmantel: vaster gesteente

- Buitenkern: vloeibaar

- Binnenkern: hard gesteente

Inwendige warmtebronnen:

- Meteorietinslagen: warmte opgehoopt

- Radioactiviteit gesteenten:

o Warmte door lithosfeer d.m.v.:

 Geleiding

 Breken vanwege druk magmabel

Uitwendige warmtebronnen: Zon

1.2 Verhaal van de gesteenten

Gesteente: mengsel vaste mineralen en organische stoffen

Mineraal: verbinding met chemische eigenschappen

Stollingsgesteenten: afkoeling en stolling magma

- Dieptegesteenten:

o Langzame stolling magma

o Voldoende tijd en ruimte: kristallen

o Graniet: mengsel mineralen, continenten

- Uitvloeiingsgesteenten:

o Vulkaanuitbarsting: als lava over hellingen vulkaan

o Snelle stolling door temperatuur

o Basalt: ijzer en magnesium, oceaanbodem

- Ganggesteenten:

o Afkoeling gesmolten magma in vulkanische gangen

o Snelle en langzame stolling: grote en kleine kristallen

o Andesiet

Sedimentgesteenten: afzettingen in lagen neergelegd

- Klastisch sediment:

o Zand en klei

o Dikke lagen

o Door druk samengeperst

o Zandsteen, kleisteen, schalie

- Chemisch/organisch sediment:

o Neerslaan mineralen in oplossing

 Zoutsteen

o Opeenhoping organisch materiaal

 Kalksteen

Metamorfe gesteenten: gesteente lange tijd onder invloed hoge druk en hoge temperatuur

o Mineralen vallen uiteen: nieuwe kristallen

o Kalksteen --> Marmer

o Schalie of kleisteen --> Leisteen --> Schist

Ontstaan:

o Diep in aardkorst of aardmantel

o Gebergtevorming

o Binnendringen magma in laag gesteenten

Gesteentecyclus: Kringloop van opbouw en afbraak gesteenten

1.3 Schuivende continenten

Principes voor bepalen relatieve ouderdom gesteenten:

Sedimenten afgezet in horizontale beddingen

Superpositie: De onderliggende laag is ouder dan de bovenliggende laag

Bepalen absolute ouderdom: radioactief verval gesteenten

Aanwijzingen in elkaar passen continenten:

- Overeenkomsten flora en fauna

- Aansluitende gesteenten

- Gelijktijdige vergletsjering

Paleomagnetisme: bepalen richting aardmagnetisch veld in oude gesteenten

Aarde = Magneet: Vloeibare buitenkern van ijzer, draaiing aarde --> magnetisch veld

IJzerhoudende mineralen in stollingsgesteenten: mineralen richten zich bij stolling naar huidige noordpool

Magma omhoog bij bergruggen. Verder weg van bergrug --> Ouder gesteente, andere magnetische gerichtheid: weggedrukt d.m.v. seafloor spreading --> Oceanen breder

Platentektoniek: processen waarbij platen ontstaan, bewegen en verdwijnen

Plaatbeweging door convectiestromen: stroming plastische gesteenten in aardmantel

1.4 Plaatgrenzen en aardbevingen

Instabiele zones aan randen platen: breuklijnen

Aardbeving: trillingen door verschuiving van gesteenten langs breuklijn

Hypocentrum: plaats beving in aardkorst of aardmantel

Epicentrum: plaats op aardoppervlak recht boven hypocentrum

Schaal van Richter: bepaalt magnitude: maat voor energie die bij aardbeving vrijkomt

Schaal van Mercalli: intensiteit en schade van beving

Typen breuklijnen:

Divergente breuklijn:

- Platen van elkaar af

- Meestal oceanische platen

- Ridge push: wegduwen nieuwe lithosfeer van mid-oceanische rug door zwaartekracht

- Schildvulkanen

- Scheuring continentale platen: vallei

Convergente breuklijn:

-  Platen botsen

oceanische plaat >< continentale plaat:

- Subductie: oceanische plaat duikt onder continentale plaat

- Slab pull: naar beneden trekken oceanische lithosfeer door convectiestromen

- Deel continentale plaat meegetrokken --> trog

Oceanische lithosfeer smelt --> magmabellen stijgen en koelen af --> aangroei continentale korst aan onderkant/verder omhoogkomen bergketens/vorming explosieve vulkanen

oceanische plaat >< oceanische plaat:

- Oudste plaat zwaarder

- Subductie --> diepzeetrog/gebergten met vulkanen --> eilandenboog

Tsunami: gigantische vloedgolf door omhoogkomen zeebodem bij aardbeving

continentale plaat><continentale plaat:

- Platen even zwaar

- Hoog gebergte: lithosfeer dik

- Plooiing gesteenten door hoge druk/temperatuur --> metarmofose

- Diepe lagen kunnen omhoogkomen: Himalaya

Transversale breuklijn:

- Platen langs elkaar

- Lange ophoping spanning --> verschuiving van tientallen meters

- Geen vulkanisme

Schild: uitgestrekt, stabiel gebied op continent met oud gesteente

1.5 Vulkanen

Centrale uitbarsting: magma komt via kraterpijn en 1 krater naar buiten

3 Soorten:

Schildvulkaan:

Waar?

- Divergente breukzones op land (breukgebergte met horsten/slenken)

- Divergente breukzones op land (mid-oceanische ruggen)

- Hotspots/mantelpluimen

Waarom? Afwezigheid druk

Eruptietype: Effusief

Waarom? magma/lava is dun/stroperig --> vloeit uit

Dunne lava verspreidt zich verder van vulkaan

Stollingsgesteente: Basalt

Voorbeeld: Skjaldbreidur

Stratovulkaan:

Waar?

- Subductiezones

Waarom? Door subductie ontstaat menging gas/gesmolten plaat --> veel druk

Eruptietype: Explosief

Waarom? Hoge druk

Dikke, stroperige lava blijft na eruptie in buurt vulkaan en vloeit minder uit

Stollingsgesteente: Graniet (+andesiet)

Voorbeeld: Popocatépetl

Pyroclastische stromen: Stroom van hete as, stof en gassen in gloeiend hete wolk die met enorme snelheid de helling afrolt

Caldeira:

Ingestorte krater: Krachtige vulkaanuitbarsting --> magmakamer loopt leeg --> ‘dak’ magmakamer wordt niet meer ondersteund --> vulkaan stort in

Voorbeeld: Crater Lake

Spleeteruptie: magma komt naar buiten via scheuren. Komen voor op mid-oceanische ruggen: mantelpluimen en hotspots

Mantelpluim: grote massa gesteente stijgt met zeer hoge temperatuur naar het aardoppervlak Mantelpluim --> hoge druk --> Korst omhoog/scheurt --> Lange breuken --> Basaltstromen: grote hoeveelheden gesmolten basalt komen naar buiten via spleeterupties

Restant: mantelpluimstaart/hotspot

Plaat schuift --> Oude vulkaan gaat dood --> Nieuwe vulkaan ontstaat --> Hotspotspoor

Black smokers: schoorstenen van mineralen die heet, zwart water uitstoten

Zeewater via breuken in lithosfeer van mid-oceanische ruggen --> sterk verwarmd, mineralen opgelost in heet water --> water onder hoge druk bij na buiten persen --> contact met koud water: mineralen weer afgezet --> Schoorsteen

1.6 Chili en IJsland onder de loep

ChilI:

- Convergente breukzone

- Subductie

- Stratovulkanen: Chaitén

- Aardbevingen: mei 1960, 9.5 op s.v.R.

- Bergketens: Andes

- Plooiingsgebergte: gebergte dat ontstaat door plooiing aardkorst

- Granieten rotsmassa’s in Andes: Torres del Paine

IJsland:

- Divergente breukzone

- Schildvulkanen: Skjaldbreidur

- Stratovulkanen: Eyjafjallajökull

- Hotspot

- Breukgebergten

- Horsten en slenken: de hoger en lager gelegen gebieden tussen breuken in een breukgebergte