Hoofdstuk 1 t/m 7

Hoofdstuk 1: endogene en exogene processen

Paragraaf 2: De opbouw van de aarde

Een verschrompelde appel?

De vorm van continenten, de verspreiding van gesteenten en fossielen én de ligging van bergketens vormden wel duidelijke aanwijzingen dat er continentbeweging is, maar HOE was de vraag. Het onderzoek na de 2e Wereldoorlog heeft duidelijk gemaakt dat ook de bodem van de oceanen bewegen.

Twee soorten oceanen

Het grootste gedeelte van de aardkost wordt gevormd door de oceaanbodem, die ligt gem. 4 km lager dan de continentale korst. Dit komt door een verschil in gesteentesamenstelling.

Oceaanbodem = basalt, veel zwaarder, 3,0 gram/cm3. Continenten = graniet, lichter, 2,7 gram/cm3.

Hierdoor zakt de oceanische korst dieper weg in de aarde dan de 4 km hoger gelegen continentale korst. De aardkorst drijft op de aardmantel.

Continenten en de oceaanbodem kent allebei reliëfverschillen. In het midden is er een soort 'onder-watergebergte', de midoceanische rug. De oceaan is daar veel minder diep.

De aarde gescand

Onmogelijk om dieper dan 10 km de aarde in te dringen. De informatie die we al hebben over de opbouw van de aarde, komt uit indirect waargenomen gegevens. Scannen van de aarde is mogelijk. Hiervoor maakt men gebruik van de trillingen die bij elke aardbeving dwars door de aarden gaan en overal ter wereld kunnen worden opgevangen en geregistreerd.

De snelheid en richting van de aardbevingstrillingen worden beïnvloed door de eigenschappen van gesteente, zoals de temperatuur, dichtheid en vloeibaarheid. Door van duizenden aardbevingen de informatie te vergelijken en te analyseren, kunnen de seismologen (aardbevingsdeskundigen) bepalen hoe de aarde van binnen is opgebouwd.

Paragaaf 3: Platentektoniek

Drie soorten bewegingen

De aardkorst wordt verdeeld in platen. De grenzen tussen de platen zijn 'seismisch' bepaald. Dat betekent dat op aarde smalle zones met aardbevingen de grenzen vormen tussen aardkorstplaten. De meeste aardkorstplaten bestaan uit zowel continent als oceaanbodem.

Je hebt 3 soorten bewegingen:

1. Convergente beweging: platen botsen tegen elkaar. Als een stuk oceaan bodem botst op een stuk contintent, duikt de zwaardere oceaanbodem onder het continent, de mantel in. Dit proces heet subductie. Op de grens ontstaan diepzeetroggen.
2. Divergente beweging: platen bewegen uit elkaar. Er ontstaat een gat in de aardkorst. Dit wordt direct gevuld met vloeibare lava uit de mantel. Door het stollen hiervan, ontstaat een nieuwe oceaanbodem, die op deze manier langzaam aangroeit vanuit de midoceaanische rug (spreidingszone)
3. Transforme beweging: platen bewegen langs elkaar.

Recycling van de oceaanbodem

De platen zijn langzaam maar zeker in beweging en beïnvloeden elkaar wereldwijd. Het aangroeien van oceaanbodem op de ene plaats wordt gecompenseerd door het verdwijnen bij subductie elders, Het opvallende hierbij is dat oceaanboden continu ontstaat en weer verdwijnt, terwijl de continenten blijven bestaan en zelfs aangroeien. De oceaanbodem die deel uitmaakte van de oceanen van 200 miljoen jaar geleden, is gerecycled. Het oudste continentale gesteente is maar liefst 4000 miljoen jaar oud. De continenten, die uit licht gesteente bestaan, gedragen zich als een soort vlot dat met geen mogelijkheid zinkt. Ze groeien zelfs aan en nemen toe in oppervlakte, ten koste van de oceaanbodem. Dit gebeurt door subductie.

Een deel van het wegduikende basalt, wordt samen met water omgesmolten tot nieuw, lichter gesteente, dat opstijgt en wordt toegevoegd aan het continent.

Tot drijvende kracht

De snelheden waarmee de platen bewegen, is de theorie van platentektoniek. Er zijn tussen landen grote verschillen tussen het aantal cm verschuivingen per jaar. Dit snelheidsverschil heeft voor twijfel gezorgd: want welk meachinsme drijft de plaatbeweging aan?

Theorieën:

Convectiestroming: de platen bewegen hierbij mee op de stroming in de mantel. Niet aangetoond.

Zwaartekracht: uit de oude oceanbodem dus ver van de midoceanische rug af, zo ver is afgekoeld dat deze door het inkrimpen extra zwaar is geworden. Bij subductie wordt dan de plaat door het gewicht naar beneden getrokken. Dit proces is inmiddels wel aangetoond.

Andere theorie: de platen bij de midoceanische rug worden uit elkaar geduwd op plaatsen waar in de mantel magma opstijgt.

Reconstructies

Zo'n 200 miljoen jaar geleden vormden de continenten één super continent, Pangaea genaamd. Tegenwoordig denkt men dat momenteel uit elkaar bewegende continenten weer naar elkaar toe gaan bewegen en over 250 miljoen jaar weer een supercontinent gaan vormen. Volgens deze theorie verandert de bewegingsrichting van continenten (platen) om de 250 miljoen jaar en bestaat er een soort cyclus van naar elkaar toe en van elkaar weg bewegende continenten.

Paragraaf 4: Vulkanisme

Vulkanisme bij divergerende platen

Het eruptiemeachanisme bepaalt de aard en de vorm van de vulkaan. Het eruptiemachinsme wordt bepaald door de ligging van de vulkanen ten opzichte van de grenzen van de platen. Bij de midoceaniche ruggen ontstaat continu een gat in de aardkorst, dat direct wordt gevuld met magma uit de mantel. De mantel bestaat normaal uit vast gesteente, maar bij een opening zal dit materiaal zelf vloeibaar worden, door het wegvallen van de druk. Dit zijn effusieve erupties en verlopen heel rustig.

Het magma dat naar buiten vloeit, komt gelijk in contact met het oceaanwater en zal hierdoor snel stollen. De midoceanische rug wordt hierdoor continu uitgebreid met nieuwe lava, het zware basalt. Deze vorm van vulkanisme vindt diep onder water plaats en is daardoor totaal ongevaarlijk.

Vulkanisme bij convergeende platen

In subductie zones verlopen erupties veel explosiever. Dit komt door een heel andere samenstelling van het magma. Het magma bestaat hier uit een mengsel van omgesmolten oceaanbodem met meegesleurd sediment van de oceaanbodem en zeewater.

Dit mengsel ontstaat tussen 100 à 150 km diep en hoopt zich op in de magmakamer.

Het heeft als eigenschappen dat het licht en stroperig of weinig vloeibaar is. Aan de ene kant wil magma omhoog en aan de andere klant is het vanwegde de stroperigheid weinig beweeglijk. Het kan als een soort prop stollen en het opstijgen blokkeren. Dit leidt ertoe dat er een grote druk nodig is om het magma aan het oppervlak te krijgen. Wanneer na een tijd de druk hoog genoeg is, gaat de uitbarsting gespaard met een grote explosie. Het gesteente dat in de weg zit (pyroklastisch materiaal), wordt verpulverd en de lucht in geslingerd. Gassen ontsnappen en het magma stroomt uit de krater. Uitstromend magma, wordt lava genoemd.

Een stratovolukaan is een kegelvormige vulkaan die bestaat uit een gelaagde opbouw van afwisselend as- en lavalagen. Ze ontstaan doordat bij elke uitbarsting de lava en de as zich in de lagen rond de krater ophopen. Hierdoor ontstaat een gelaagde kegelachtige structuur, die km hoog kan worden. In het leven van een vulkaan kan het voorkomen dat de explosiviteit niet altijd even contstant is.

Na lange tijd van 'opbouwende' uitbarstingen kan er een uitbarsting plaatsvinden die zo explosief is, dat de top van de vulkaankegel volledig verpulverd de lucht in wordt geslingerd. Er stroomt dan zoveel lava uit de vulkaan dat het geheel of gedeeltelijk instort. (gestolde lava uit een stratovulkaan noem je andesiet) Wat dan overblijft na de explosie, noem je caldera. Na de grote uitbarsting kunnen de gewone 'opbouwende' uitbarstingen weer heel geleidelijk een kegel opbouwen in de caldera. De Vesuvius is hiervan een voorbeeld.

Intrusies

In subductiezones bereikt niet al het magma het aardoppervlak. Grote hoeveelheden magma die erg stroperig zijn, blijven steken in de aardkorst, enkele km onder het aardoppervlak, om vervolgens heel langzaam af te koelen. Dit worden instrusies genoemd.

Door de langzame afkoeling hebben de elementen in het magma de gelegenheid om de meest stabiele chemische verbinding aan te gaan in de vorm van mineralen. Het gesteente graniet is hiervan het resultaat. De duidelijke zichtbare 'vlekken' in graniet zijn afzonderlijke mineralen. Basaltische oftewel andesitische lava, die snel stolt na een vulkaanuitbarsting, heeft nauwelijks de mogelijkheid om duidelijk zichtbare mineralen te vormen.

Hotspots

Op hawai komen heel veel bekende vulkanen voor. Het zijn goede voorbeelden van schildvulkanen. Dat zijn vulkanen  die ontstaan doordat de dun vloeibare basaltische lava 'rustig' vanuit de krater uitstroomt en een uitgestrekt gebied kan bedekken. Deze eruptie verloopt rustig omdat er nauwelijks druk wordt opgebouwd. Deze vulkanen liggen niet aan de rand van een plaat. Vulkanische eilanden zoals Hawai en de Canarische Eilanden liggen op plaatsen waar je geen vulkanen verwacht.

Het stijgende magma dat nodig is voor het vulkanisme kan hier ook niet worden verklaard. Omdat hier toch vulkanen voorkomen, worden ze hotspots genoemd. Hier vinden in de mantel continu stijgingen van magma plaats, die mantelpluimen worden genoemd.

Het vulkanisme in Yellowstone in het westen van de VS is een voorbeeld van een enorme hotstpot onder het land.

Ijsland is ook een hotspot. Een mantelpluim onder de midoceanische rug zorgt ervoor dat hier zoveel magma uittreedt, dat dit deel van de midoceanische rug boven het water uitsteekt.

Paragraaf 5: Aardbevingen

Rek en druk in de aardkorst

Het langs elkaar bewegen van aardkorstplaten gaat natuurlijk niet vanzelf. De enorme steenmassa's bewegen niet zomaar onder elkaar, uit elkaar of langs elkaar. Bij convergente en transforme plaatbewegingen komen de randen van de platen onder druk te staan. Bij divergente plaatgrenzen wordt de aardkorst uit elkaar getrokken en ontstaat er rek in de aardkorst.

De aardkorst onder druk

Zware aardbevingen ontstaan bij convergente en transforme plaatsbewegingen. Deze aardbevingen duren vaak slechts tientallen seconden, maar zijn wel het resultaat van jarenlange spanningsopbouw. Wanneer 2 gesteentelagen klem zitten tegen elkaar, zal het gesteente langzaam vervormen of verbuigen. Er wordt hierbij vaak gedurende vele jaren, een spanning opgebouwd. Wanneer de spanning groter wordt dan de sterkte van het gesteente, breekt het gesteente plotseling. De spanning is dan verdwenen, maar de 2 gesteentelagen zijn wel verschoven t.o.v. elkaar. De trilingen die bij een aardbeving vrijkomen worden vrijwel overal geregistreerd door seismosgrafische stations. Hoe zwaarder de aardbeving, des te groter de uitslag in het seismogram.

Daarbij speelt de afstand tot het epicentrum van de aardbeving een rol. Dit is het punt aan de aardoppervlak boven de plaats waar het gesteente klem heeft gezeten, de haard van de beweging. Hoe dieper de haard zich bevindt, des te meer effect deze heeft aan het aardoppervlak.

De verwoestende kracht van aardbevingen zit enerzijds in de trillingen zelf. Daarnaast gaat het om de processen,zoals aardverschuivingen en tsunami's, die door de aardbeving op gang worden gebracht. Tsunami's ontsaan doordat plotselinge bewegingen van de oceaanbodem het zeewater in beweging brengen. De golven die hierdoor ontstaan hebben in ondiepe kustzeeën verwoestende gevolgen.

Vervorming van de aardkorst

Uit het gesteente kan worden afgelezen dat rek of druk in de aardkorst leidt tot vervorming van de aardkorst. Als gesteentelagen worden samengeperst kunnen ze breken of buigen. Omdat het onvoorstelbaar is dat harde gesteentelagen zomaar verbuigen, wordt ervan uitgegaan dat het buigen of plooien van gesteentelagen in de diepte heeft plaatsgevonden (bij een veel hogere temp en druk) en daardoor plastisch kan worden.

Wanneer de geplooide gesteenten nu aan de opp. voorkomen, wil dat zeggen dat deze structuren ná de vervorming zijn opgeheven.

Gesteente dat aan de oppervlaktre ligt en uitgerekt of ingedrukt wordt, zal breken. Langs een breuk in de aardkorst zullen delen van de aardkorst, afhankelijk van de druk, omhooggeduwd worden of wegzakken. De omhooggeduwde delen heten horst en de weggezakte delen worden slenk genoemd.

Op deze wijze ontstaan hele gebergten. Aan de randen van platen kunnen grote gebieden door de druk worden vervormd. Hierbij kunnen plooiiinggebergen en breukgebergte ontstaan. De Alpen is een voorbeeld van een plooiingsgebergte, waar ook breukgebergten voorkomen.

Hierbij vindt een enorme verkorting van de aardkorst plaats. De huige Alpen zijn ongeveer 200 km breed, maar als je de plooien en breuken zou gladstrijken of terugdraaien blijkt dat gebied 500 km breed te zijn geweest.

Paragraaf 7: Gesloopt gesteente

Chemische en fysische verwering

Oude verzakte granieten grafstenen zijn vaak gebarsten en het opschrift is vaak nauwelijks te lezen.

Dat de steen gespleten is, komt doordat de steen al eeuwen dag in, dag uit heeft blootgestaan aan opwarming en afkoeling. Het even zo vaak uitzetten als inkrimpen heeft geleid tot het splijten van de steen in 2 aparte delen graniet. Dat noem je fysische verwering.

Isolatie: opwaren en afkoelen > uitzetten en inkrimpen

Vorstverwerking: water in spleten bevriest en ontdooit > water zet uit tussen de 0 en -4 graden celsius

Biologisch-fysiche verwering: wortels groeien in spleten > diktegroei van de wortel

Fysische verwering verloopt het snelst wanneer ergens grote temperatuurfluctuaties voorkomen of de grens van 0 graden celsius regelmatig wordt overschreden. Dit gebeurt vooral met stenen die bedekt zijn.

Het onleesbaar worden van de letters is het gevolg van de inwerking van water en zuren.

Allerlei mossen en algen bedekken de steen. Deze mossen geven zuren af die in combinatie met water ervoor zorgen dat sommige mineralen in het gesteente oplossen en wegspoelen. De scherpe lijnen en randen van de letters verdwijnen hierdoor. Dat noem je chemische verwering.

H20: mineralen kunnen oplossen in water

Co2: kan oplossen in water > vorming koolzuur > water wordt zuur

02: elementen zoals ijzer kunnen oxideren

Chemische verwering verloopt het snelst wanneer de temperatuur hoog is en er veel water beschikbaar is. Chemische verwering verloopt vooral onder de grond snel, aangezien losse grond vocht goed vasthoudt.

Karstverschijnselen

Bijzondere vorm van chemische verwering ontstaat in kalksteen. Dat lost makkelijk op in water maar kan vervolgens ook weer makkelijk neerslaan. Hierdoor ontstaan druipsteengrotten.

In gewoon water lost kalksteen nauwelijks op; behalve als er in het water C02 is opgelost.

CaCO3 + H20 + C02 ß-à Ca2+ + 2HCO3-

kalksteen+water+koolzuurgas ßà opgeloste ionen.

Dit gebeurt vooral onder de grond, waar het grondwater in contact komt met plantenresten, die Co2 afgeven. Het zure water sijpelt naar het grondwater in spleten en scheuren in de kalksteen en lost de kalk op. Hierdoor worden de spleten en de scheuren steeds groter. Als deze spleten en scheuren vervolgens aan elkaar groeien, ontstaan er grotten.

Wanneer ten slotte het grondwater-niveau daalt en de grotten boven dit niveau komen te liggen worden de grotten gevuld met lucht. Door nog steeds van boven infiltrerend water met opgeloste kalk ontstaan grillige druipstenen.

Dat de kalk heel langzaam wordt afgezet, gebeurt om 2 redenen:

1)      Een deel van de waterdruppel verdampt, waardoor de kalk neerslaat.

2)      De lucht in de grot bevat veel minder C02 waardoor het water Co2 aan de lucht verliest en daardoor gaat bovenstaande reactievergelijking naar LINKS verlopen en slaat de kalk neer.

Als de grotten steeds groter worden, kan het dak (de bovenliggende gesteente) instorten. De laagten die heirdoor in het landschap ontstaan worden dolines genoemd. De grond is door alle grotten, spleten en gaten zo poreus geworden dat rivieren ondergronds gaan stromen.

Omdat al deze oplossingsverschijnselen in de kalk heel opvallend voorkomen in het Karstgebied in Slovenië, worden de karstverschijnselen genoemd.

Paragraaf 8: Verweringsmateriaal in beweging

Aardverschuivingen

3 soorten aardverschuivingen:

1) vallend gesteente: losse stenen of rotsblokken vallen loodrecht naar beneden

2) bergstorting: een grote rotsmassa glijdt over een helling naar beneden

3) puinlawine:losse stenen van verschillende omvang rollen en glijden naar beneden

4) modderstromen: een verweringslaag die bestaat uit klei en/of zand raakt verzadigd met water en vloeit, soms met wel 40 k/m per uur naar beneden.

Voor een deel heeft de mens hier ook zelf schuld aan. Bijvoorbeeld:

In berggebieden waar bossen worden gekapt, verwijdert men met het bos een natuurlijke beschutting tegen aardverschuivingen. Om huizen en wegen aan te leggen worden in berggebieden delen van hellingen vlak gemaakt. De stabiliteit van de helling kan hierdoor worden verminderd, met aardverschuivingen tot gevolg.

Sedimenttransport

Rivieren vervoeren enorme hoeveelheden verweringsmateriaal.

Amazone à monding Atlantische Oceaan

De rivier haalt dit materiaal uit heel zijn stroomgebied, alle zijrivieren dragen hieraan bij. Het grove materiaal zoals grind wordt rollend over de bodem vervoerd.

Zandkorreltjes: salterend vervoerd. De turbulentie van het water zorgt ervoor dat de korrel wordt opgepikt en even later weer gedropt.

Klei: het lichtste deeltje, zwevend vervoerd.

De totale hoeveelheid sediment die een rivier kan vervoeren, is afhankelijk van de hoeveelheid water en de stroom snelheid. In de bovenloop vervoert de rivier dankzij de hoge snelheid grind, zand en klei. In de benedenloop voornamelijk FIJN zand en klei, maar de totale hoeveelheid sediment is hier wel het GROOTST.

De werkelijke hoeveelheid sediment die een rivier vervoert wordt sterk bepaald door het klimaat. Naast de hoeveelheid water in de rivier beïnvloedt het klimaat ook de vegetatie in het stroomgebied. De vegetatie bepaalt of al het verweerde materiaal blijft liggen of verdwijnt in de rivier. In klimaten met weinig of geen begroeiing zal dat grote gevolgen hebben voor de sedimentafvoer van de rivieren.

Riviererosie

De rivier modelleert het gebied waar hij doorheen stroomt. De rivier is in staat om zowel de bodem als de oevers van de bedding uit te schuren.

Dit kan op 2 manieren:

1)      Door de turbulentie in het water, dat is de kolkende kriskrasbeweging, is de rivier in staat om los materiaal op te pikken en mee te nemen.

2)      Naast de kracht van het water zelf gaat het om de zand- en grinddeeltjes die in het water worden meegevoerd. Doordat deze deeltjes worden meegenomen met het water, schuren ze overal langs.

Zo kan ook het massieve vaste gesteente worden uitgeschuurd.

Daar waar de rivier het snelst stroomt (in de bovenloop) is deze erosie het sterkst.

De erosie kan verticaal zijn, waardoor dalen steeds dieper zijn.

Daarnaast kan een rivier ook zijdelings eroderen, waardoor een stal steeds breder wordt.

(dat gebeurt vaak als de verticale erosie gestopt is en gaat samen met het gedeeltelijk afzetten van het losse materiaal) Hierdoor ontstaat een vlakke bodem.

Paragraaf 9: van de bergen naar de zee

Waterpaslandschap

Eindpunt rivieren > zee.

Daar stroomt de rivier in, uit en daar komt het water tot rust. Vlak voor de rivier in zee stroomt, stroomt hij door de vlakke benedenloop. Dit is geen dal meer maar een vlak gebied, de overstromingsvlakte.

De stroomsnelheid in dit deel van de rivier is sterk afgenomen. En als dan ook nog de aanvoer van het water hoog is, zal de rivier km brede overstromingsvlakte overstromen.

Een groot deel van de sedimentlast van de rivier wordt dan afgezet. Uit het stilstaande water dwarrelen zelfs de kleinste kleideeltjes naar beneden. Zo wordt de benedenloop van de rivieren langzaam opgehoogd met dunne laagjes sediment die vrijwel vlak liggen. Eigenlijk kun je zeggen dat zo een soort ‘waterpaslandschap’ ontstaat. Dat geldt voor alle gebieden die zijn ontstaan door sedimentatie uit water.

Delta en estuarium

De zee blijft sediment afvoeren, ook als hij uiteindelijk in zee terechtkomt. Doordat het rivierwater als het ware terecht komt in een grote bak met water (de zee) neemt de stroomsnelheid volledig af en laat de rivier vrijwel al het sediment vallen. Als dit materiaal de kans krijgt om zich keer op keer op te hopen, zal langzaam dit opgehoopte sediment nieuw land kunnen laten ontstaan. Dit worden ook wel delta’s genoemd. Grote rivieren die uitgestrekte delta’s bezitten: Nijl, Mississippi, Rhone.

Als de stroming langs de kust WEL erg groot is, wordt al het sediment afgevoerd en krijgt het niet de kans zich op te hopen > Amazone.

Er zijn ook zeeën waar het verschil tussen eb en vloed zo groot is, dat het water bij vloed sterk de rivier wordt opgedrongen. Al het sediment dat bij eb is blijven liggen, wordt dan door de sterke getijdenstroming weer meegesleurd. De trechtervormige kustvorm die hierdoor ontstaat wordt een estuarium genoemd.

Ontstaan van sedimentgesteente

Er ontstaan ook in laaglandgebieden en ondiepe zeeën soms wel km dikke pakketten sediment. Zodra de lagen een paar honderd meter zijn weggezakt, begint het proces van verstening.

1) de korrels dicht op elkaar geperst 2) de korrels aan elkaar geplakt 3) uit zand ontstaat zandsteen 4) uit klei, schalie en grind ontstaat conglomeraat.

Zulk sedimentgesteente kenmerkt zich door een duidelijke gelaagdheid en kan fossielen bevatten. In zeeën waar geen sedimentatie plaatsvindt kunnen grote hoeveelheden schelpen of kalkskeletjes van micro-organismen zich ophopen. Kan kalksteen worden.

Oplosbare raadsels

Verwering, erosie en sedimentatie > traag

Verwering en erosie breken alles af wat boven zeeniveau uitsteekt en sedimentatie vult alles op wat zich onder zeeniveau bevindt. Dat er toch nog gebergten en zeeën bestaan, heef te maken met platentektoniek.

Paragraaf 11: De vorming en afbraak van gebergten

Tegenwerking of samenwerken

De energie in het binnenste van de aarde veroorzaakt aardbevingen, vulkaanuitbarstingen en platentektoniek. Dit worden endogene processen genoemd.

De aarde ontvangt ook energie van de zon. Met deze energie wordt het aardoppervlak opgewarmd en dat leidt tot verwering, erosie en sedimentatie. Dat noem je de exogene processen. Samen modelleren de endogene en exogene processen het aardoppervlak.

De energie die nodig is voor verwering is direct of indirect afkomstig van de zon. Met behulp van deze energie komen vele processen op gang. Zoals bewegingen in de atmosfeer die tot uiting komen in weer en klimaat.

 Water verdampt uit de oceanen, wordt in wolken verplaatst en komt weer als neerslag naar beneden. De neerslag stroomt weer terug naar de zee en de cyclus begint weer van voren af aan. Dat noem je de hydrologische kringloop, die zorgt samen met verwering ervoor dat gebergten verslijten, verweringsproducten worden afgevoerd door rivieren, rivieren eroderen en laagvlakten en zeeën voorzien worden van pakketten sediment.

Gebergtevorming

Als een stuk continentale en een stuk oceanische korst botsen, kan er een gebergte worden gevormd. Behalve de subductie en de trog ontstaat er voor het continent een ondiepe zee met dikke lagen sediment. Een klein deel van deze sedimenten wordt met de oceaanbodem mee de diepte in gesleurd en draagt bij aan het explosieve vulkanisme en intrusies.

De rest zal tijdens de botsing in de verdrukking komen. De sedimentlagen worden geplooid, opgeheven en aan het land ‘vastgeplakt’. Dankzij deze endogene processen groeien de continenten.

Platentektoniek en gebergtevorming

Alle hooggebergten op aarde ontstaan bij actieve continentranden, dat wil zeggen: de randen van continentale platen die botsen tegen andere platen.

Voorbeelden:

1)      De Andes is een gebergte dat ontstaat door het botsen van een stuk continentale plaat tegen een oceanische plaat.

2)      Bij de Himalaya wordt het iets complexer. Dit gebergte ontstaat door de botsing van 2 stukken continentale plaat, India en Azië. Geen van beide zal vanwege het gewicht onder de ander duiken. Hierdoor worden beide als ware in elkaar geschoven en is er maar één uitweg: omhoog. Daarom is dit ook het hoogste geberge ter wereld.

Máár voorafgaand deze botsing, lag het continent India ten zuiden van Azië. Met ertussenin een oceaan die hoorde bij de Indische plaat. In eerste instantie was er dus sprake van een botsing tussen oceanische en continentale plaat. Toen de oceanische plaat volledig onder het continent was geschoven, botste India en Azië.

Sinds ongeveer 200 miljoen jaar geleden valt Pangea uiteen. Dat heeft geleid tot de huidige plaatbewegingen die sinds circa 70 miljoen jaar de huidge gebergtevorming tot gevolg hebben.

Er zijn echter ook gebergten die veel ouder zijn. Deze zijn het gevolg van plaatsbotsingen toen de bewegingsrichting van aardkorstplaten anders was. Bij de vorming van Pangea (tussen 500 en 200 mil jaar geleden) zijn er 2 gebergtevormende fasen te herkennen.

1)      Tijdens de Caledonische fase (c.a. 450 mil jaar geleden) botste Noord-Amerika op Europa.

2)      Rond 300 miljoen jaar geleden botste Frankrijk tegen Noord-Europa, Afrika tegen Noord-Amerika en Siberië tegen Rusland.

Dit wordt de Hercynische fase genoemd. De gebergten die  toen onstonden zijn inmiddels grotendeels afgesloten en afgerond.

Hier mogen we alleen vanuit gaan als de endogene/exogene processen in het verleden net zo verliepen als tegenwoordig.

De opbouw van continenten

Oceaan bodem > niet ouder dan 200 miljoen jaar.

Continenten > veel ouder.

De opbouw van de continenten weerspiegelt de lange geschiedenis ervan.

Omdat ze veel lichter zijn, zijn ze nooit teruggezakt in de mantel in en in de loop van de tijd aangegroeid dankzij gebergtevorming. De oudste delen vind je mestal in de kern van het continent (de schild).

Hier komen gesteenten voor die tussen de 4000 en 500 miljoen jaar oud zijn.

Ook ligt in de schilden de aardgeschiedenis opgesloten van voor 500 miljoen jaar geleden.

Daaromheen zijn aan de randen gebergten ontstaan als gevolg van de botsingen tijdens de plooiingsfase.

Paragraaf 12: De gesteentekringloop

Drie groepen gesteenten

3 groepen gesteenten onderscheiden:

1)      Stollingsgesteenten: ontstaan door het afkoelen van stollen van magma. De stollingsgesteenten worden weer onderverdeeld in dieptegesteenten en vulkanische gesteenten. Het grote verschil in uiterlijk tussen deze 2 komt vooral door de snelheid waarmee de stolling plaatsvindt.

2)      Sedimentgesteente: ontstaat doordat verweringsmateriaal of resten van planten en dieren zich ergens ophopen, bedekt raken, wegzakken en vervolgens samengeperst worden. Aangezien veel sediment door stromend water wordt vervoerd en afgezet, hebben de lagen meestal een vrij homogene samenstelling en is het geen mengsel van van alles door elkaar. Dit komt doordat de verschillende korrelgrootten bij een andere stroomsnelheid worden afgezet, soort van ‘gesorteerd’.

3)      metamorfe gesteenten: deze gesteenten ontstaan wanneer stollingsgesteenten of sedimentgesteenten, om wat voor reden dan ook, diep wegzakken in de aardkorst en daar onder hoge en/of temperatuur komen te staan. Hierdoor wordt het gesteente omgevormd en verliest het heel veel van zijn oorspronkelijke eigenschappen zoals gelaagdheid, kleur of korrelgrootte. De temperatuur is niet zo hoog dat het gesteente weer opnieuw smelt. Dan zou er weer nieuw stollingsgesteente ontstaan.

De bekendste voorbeelden van dit soort gesteente zijn: marmer, leisteen en steenkool: die ontstaan wanneer kalksteen, schalie of bruinkool onder hoge druk en temperatuur worden samengeperst. Dit zijn ingewikkelde chemische processen waarbij mineralen worden vergroot of omgevormd.

Een kringloop van gesteenten

Veel gesteenten lijken bikkelhard, mar dat zijn ze op lange termijn zeker niet. Dankzij verwering,erosie,riviertransport, sedimentatie,wegzakken,subductie, vulkanisme en gebergtevorming ontstaan en verslijten gesteenten aan de lopende band.

van klei tot schist:

Klei à schalie à leisteen à schist

van schelp tot marmer:

 schelp à kalksteen à marmer.

De gesteentekringloop is het resultaat van de wijze waarop exogene en endogene processen op elkaar inwerken.

Paragraaf 13: Systeem aarde

Koolstofkringloop

De koolstofkringloop is de continue verplaatsing van koolstof tussen de atmosfeer, hydrosfeer, biosfeer en lithosfeer.

Het element koolstof, C komt overal op aarde voor. Als Co2 in de lucht, in de gesteenten steenkool en kalksteen, in schelpen en planten en dieren.

Koolstof zit opgeslagen in de atmosfeer (lucht), de lithosfeer (gesteente), de biosfeer (planten) en de hydrosfeer (water).

De co2-concentratie van de atmosfeer speelt een belangrijke rol in het natuurlijk en versterkt broeikaseffect. De hoeveelheid Co2 in de atmosfeer is blijkbaar niet constant. Eigenlijk vindt er een continue uitwisseling plaats van koolstof tussen de verschillende ‘sferen’ en neemt de koolstof daarbij steeds een andere gedaante aan.

De koolstofkringloop:

1)      Dankzij fotosynthese nemen bomen en planten C02 op à wordt omgezet in organisch materiaal (takken bladeren en wortels) à een deel van de opgenomen c02 wordt ’s nachts weer uitgeademd of komt door verrotting van dood plantenmateriaal weer terug in de atmosfeer.

2)      een klein deel van het dode plantenmateriaal verrot niet maar komt in veenlagen terecht à die kunnen op hun beurt weer verstenen tot bruinkool en steenkool. à na miljoenen jaren kunnen dit aanzienlijke lagen worden.

3)      Bij vulkanisme komen gassen vrij, waaronder C02 (geldt voor zowel het vulkanisme op het land als op de oceaanbodem). Bij het verweren van veel gesteente wordt CO2 verbruikt. Veel van deze CO2 komt hierbij opgelost in water terecht en stroomt naar zee. Als kalksteen of steenkool verweren komt CO2 juist vrij.

4)      CO2 wordt opgenomen door de oceaan en lost op. Ook rivieren voeren opgeloste Co2 aan. Een vrijwel even grote hoeveelheid Co2 verdampt weer. Een deel van de opgeloste Co2 wordt ook opgenomen door schelpdieren, die er een kalkhoudend skelet van bouwen (CaC03).

5)      Wanneer deze algen en schelpdieren afsterven, sedimenteren de kalkhoudende resten op de bodem. Na miljoenen jaren kunnen dit aanzienlijke lagen worden.

6)      Door subductie verdwijnt kalk (CaC03) samen met de oceaanbodem de mantel in.

Thermostaat van de aarde

De zonne-intensiteit is gedurende afgelopen 4 miljard jaar met 25% toegenomen.

De temperatuur is niet gestegen naar ondraaglijke waarden. Dat komt omdat de Co2 (die voor het broeikaseffect zorgt) in de loop van miljoen jaren uit de atmosfeer is opgeslagen in kalksteen en steenkool. In de lithosfeer zit inmiddels 20.000 keer meer koolstof opgeslagen dan in de atmosfeer! Hierdoor is de Co2- concentratie van de lucht sinds het ontstaan van de aarde teruggelopen van meer dan 90% tot c.a. 0,035%.

Daardoor is het broeikaseffect ook  sterk verminderd.

Dankzij levende organismen die hebben bijgedragen aan de vorming van kalksteen en steenkool, is de aarde leefbaar gebleven. De aarde lijkt te beschikken over een soort thermostaat waarbij de koolstofkringloop, die aangestuurd wordt door platentektoniek, verwering en het functioneren van levende organismen, een belangrijke rol speelt.

Op de korte termijn

De Co2-concentratie is in de afgelopen paar duizend jaar zeer constant geweest. De processen in het recente verleden hielden elkaar blijkbaar in evenwicht.                                                   

Sinds de industriële revolutie in het begin van de 19e eeuw is de concentratie sterk aan het stijgen. Als je naar grote hoeveelheden verbruikte fossielen brandstoffen kijkt, had de stijging veel sterker moeten zijn.

Een groot deel van de extra geproduceerde Co2 is weer vastgelegd in de biosfeer, zowel op het land als in het water. Het is de vraag wat er in de komende 1000 jaar gaat gebeuren met de Co2- concentratie van de atmosfeer.