Geologie
H1 – Structuur van de Aarde
SV H1 – Structuur van de Aarde
Inleiding
• Aarde is een systeem dat constant evolueert door interacties tussen verschillende
componenten (atmosfeer, leven, oceaan, mineralen/gesteenten)
• Verschil aarde met andere planeten: actieve platentektoniek, O2-rijke atmosfeer, H2O-
oceanen, aanwezigheid leven
• Aarde = 4.6 miljard jaar oud
• Inwendige (vulkaanuitbarsting, aardbeving, magneetveld, bergvorming) en uitwendige
(klimaat, erosie, waterstroming, orkaan, tsunami, vervuiling) processen hebben invloed op
het leven MAAR leven ook invloed op processen (O2 door fotosynthese)
• 4 terrestrische planeten → vergelijkbare inwendige structuren (korst, mantel, kern)
o Venus: zeer warm (door greenhouse effect) en dichte atmosfeer
o Mercurius: geen atmosfeer maar exosfeer gemaakt door uitgestoten atomen (H, He,
O2, Na, K)
o Mars: nu een dunne atmosfeer (CO2, Ar, N2, O2, H2O)
Structuur van de aarde
Ontstaan universum, sterren en zonnestelsel
Ontstaan universum
• 13.7 Ga geleden
• Blijft expanderen
• In het begin: enkel lichte elementen → door fusie zware elementen gevormd
Ontstaan sterren
• Kleine ster (zoals zon): He-fusie in kern → dooft uit tot een witte dwerg
• Grote ster: T > 106 K (10x warmer dan zon) → tot Fe-fusie → op het einde van zijn leven fusie
van zwaardere elementen → explosie in supernova → nieuwe elementen verspreid in heelal
Witte dwerg
Vorming van zonnestelsel
• 4.6 Ga geleden
• Alle planeten bestaan uit hetzelfde materiaal dat kwam uit zonnenevel (nebula)
• Zon is ster van 2e generatie → meer ontwikkeld stelsel met veel chemische elementen
• Verloop:
o Inkrimpen van nebula → stof/gas wordt samengedrukt → nebula begint te roteren
o Snellere rotatie en contractie → stof migreert naar het centrum. Wolk vlakt af en er
zijn steeds meer botsingen tussen atomen
o Gravitatie zorgt voor enorme p en T in centrum → proto-zon schiet in brand
o T-Tauri stage: verder van proto-zon is het kouder → gas condenseert tot gesteenten
→ na 10 miljoen jaar vormen ze protoplaneten → groeien verder door ophoping
puin → ruimte begint te klaren → warmte van zon kan binnendringen
1
,Geologie
H1 – Structuur van de Aarde
Vorming van planeten
• In de gaswolk (gelijkaardig aan de zon) condenseert materiaal (eerst refractaire, dan
vluchtige elementen)
• De eerste vaste fase zijn Ca-Al-inclusions, die we nog terugvinden in meteorieten
• Steeds grotere lichamen worden gevormd door botsingen en samentrekkingen (accretie)
• Kleine gesteente-planteten: te dicht bij zon en te kleine massa → konden geen vluchtige
elementen vasthouden → ijs en gas accumuleert verder van zon en vormt grote gasplaneten
• Aarde was eerst relatief droog. Water is ontstaan door uitgassen van magma dat uit de kern
kwam en door de inslag van kometen/waterrijke planetoïden (protoplaneten)
• Tussen Mars en Jupiter blijft puin hangen maar gravitatie Jupiter is te sterk → terrestrische
planeet kan niet vormen → vorming asteroïdengordel
Meteorieten uit de asteroïdengordel
• Chondrieten: primitieve gesteenten die gebleven zijn zoals 4.5 Ga geleden (bevatten Ca-Al-
inclusions) → geven veel info over het begin v/h zonnestelsel (o.a. de leeftijd door
radioactieve datering)
• Gedifferentieerde meteorieten: afkomstig van lichamen die geologische evolutie hebben
ondergaan (Mars, Maan, bepaalde asteroïden, …)
• 3 grote groepen:
o Steenmeteorieten (chondrieten) met voornamelijk silicaten
o IJzermeteorieten (komen uit gedifferentieerde asteroïden) met Fe-Ni mineralen
o Steenijzermeteorieten (tussenvorm)
Evolutie en samenstelling van de aarde
• De proto-aarde was heel warm → materiaal gedroeg zich bijna als een vloeistof → zware
elementen zonken → vorming van 3 lagen:
o Kern (Fe, Ni)
o Mantel (Fe, Mg, silicaten)
o Korst (Na, K, Al, silicaten)
Ontstaan van de maan
• Theia (zo groot als Mars) sloeg in → veel puin kwam terecht rond de Aarde → de maan werd
gevormd (na differentiatie want maan heeft gelijkaardige samenstelling als Aarde)
• Veel kraters → er was een periode van hevige bombardementen (4 Ga geleden)
• Mareae: grote vulkanische vlakten bestaande uit bassalt (3 Ga geleden ontstaan)
• Geen water, atmosfeer en tektonische activiteit → maan is dood en mantel is vast
De vroege aarde
• Er ontstond een magma-oceaan door warmtebronnen:
o Accretiewarmte: warmte geïnduceerd door het accretieproces
o Radioactiviteit: zorgt nu ook nog voor warmte, maar neemt af in de tijd
o Zonne-energie: nu ook nog, maar minder belangrijk in verleden
o Verhouding opp/massa is belangrijk voor de thermale geschiedenis van de planeet
• Oer-atmosfeer zeer rijk aan CO2 (meer dan 103 x meer dan de 410 ppm vandaag)
• Aanvoer H20 door inslagen van kometen en asteroïden en door uitgassing v/d planeet →
magma koelt snel af → vorming oceaan (4.4 Ga geleden)
• Mantel haalt energie uit radioactief verval → wordt minder actief met de tijd
2
, - Kwarts
Geologie - Veldspaten
H1 – Structuur van de Aarde - Mica
- Olivijnen
- Oxiden
- Pyroxenen
De samenstelling van de aarde tov andere
planeten.
3
, Geologie
H1 – Structuur van de Aarde
Opbouw van de aarde
De aarde is opgebouwd uit lagen met in het midden een grote massa (anders zou de aarde een schijf
zijn). Ook de interne lagen zijn vast (anders zou het oppervlak onderhevig zijn aan getijdenkrachten)
De korst
• 2 dominantie niveaus in de aardkorst: de continentale (graniet) en de oceanische (bassalt)
→ zeer weinig extreme hoogtes/dieptes
• Continentale korst is 30-60 km dik, oceanische korst maar 5 km
• Continentale korst heeft een lagere 𝜌 → drijft hoger dan oceanische korst
• Mohorovicic discontinuïteit (Moho): scheidt de korst en de mantel, hiertussen is een
verandering in seismische golven → chemische grens (ligt volledig in lithosfeer, komt enkel
overeen met fysische grens (lithosfeer-asthenosfeer) onder mid-oceanische ruggen)
• Lithosfeer (korst + bovenste mantel): koele vaste lagen die drijven op de asthenosfeer
• Asthenosfeer: warmere zone in de bovenmantel die meer plastisch is
• Isostatische rebound: aanwezigheid van een ijskap op land zorgt voor het zinken in de
asthenosfeer → als ijs smelt zal de landmassa weer stijgen (bv. in Scandinavië na ijstijd)
Rood: S-golf
Zwart: P-golf
4
