AK Systeem Aarde
H.1 De actieve aarde
1.1 Het ontstaan en de opbouw van de aarde
Hoe begrijp je het verleden van de aarde?
De Schotse geoloog Hutton is de grondlegger van het actualiteitsprincipe;
natuurwetten in het verleden zijn hetzelfde als die in het heden. Zo vormt het
heden dus een sleutel tot het verleden.
De kraamkamer van de aarde
De aarde is ongeveer 4,6 miljard jaar gelden ontstaan, in een kleine nevel van
heet gas en stof door samentrekking en zwaartekracht, concentraties van
deeltjes.
- De grootste massa werd het begin van een ster, onze zon. In de nevel vormden
zich rondom de protozon planeetachtige lichamen. Door de zwaartekracht
onderling kwamen deze onderling in botsing. Zo ontstonden uiteindelijk acht
grote planeten (waaronder onze aarde) met manen, asteroïden en planetoïden,
die in een schijf om de zon draaien. Hierdoor ontstonden uiteindelijk zonne- en
sterrenstelsels. Door inslag hemellichaam op het aardoppervlak, veel materiaal
de ruimte in, waaruit later de maan ontstond.
Schillen
De aarde onderscheid zich van andere planeten in twee belangrijke opzichten:
- Op de aarde vindt je op het aardoppervlak vloeibaar water.
- De inwendige gelaagdheid van de aarde. De aarde bestaat uit verschillende
schillen met specifeke eigenschappen. Bij het besturen van de eigenschappen
kijk je naar de chemische samenstelling en de fysische eigenschappen.
Chemische samenstelling
Inslagen van meteorieten zorgde voor veel warmte, de aarde smolt en door
afkoeling ontstond een gelaagdheid van schillen met verschillende chemische
samenstelling. (Diferentiatie)
- Aardkern: binnenste van de aarde, bestaat voornamelijk uit ijzer. Temp. 3000
en 5000 °C
- Aardmantel: middelste laag, bestaat uit magnesium en ijzer. Temp. 2800 en
1800 °C
- Aardkorst: buitenste dunne laag, komt in twee verschillende vormen voor.
Continentale korst: onder de continenten met een dikte van 30 tot 70 km,
bestaande uit vrij licht gesteente (graniet).
Oceanische korst: onder de oceanen met dikte van 1 tot 7 km, bestaande
uit vrij zwaar gesteente (basalt).
,Fysische eigenschappen
De hardheid van de schillen.
- Lithosfeer: de harde, vaste buitenlaag van de aarde. Omvat de aardkorst en
harde bovengedeelte van de mantel. Onder de oceanen is de lithosfeer dunner
dan bij de continenten. Dikte loopt uiteen van 60 tot 150 km.
- Asthenosfeer: ligt onder de lithosfeer, zachtere laag die reikt van 60 tot 400 km.
Op aantal plaatsen bij magmahaarden gesmolten maar grootse gedeelte van de
laag plastisch gesteente (gesteente dat onder invloed van druk en tijd iets
stroperiger is geworden en makkelijker beweegt).
- De asthenosfeer rust op een harder deel van de mantel, de binnenmantel.
- Buitenkern: vloeibaar.
- Binnenkern: binnenste laag, hard gesteente.
Inwendige warmte
De aarde krijgt haar warmte van inwendige en uitwendige bronnen.
- Inwendige bronnen: door vroegere inslagen van meteorieten. De warmte heeft
zich opgehoopt. En radioactiviteit van gesteente. Daarom is de aarde nog geen
koude planeet. De warmte wordt langzaam naar buiten getransporteerd via heet
gesteente. De warmte zal bij de harde lithosfeer deels via geleiding aan
aardoppervlak komen. Soms breekt heet gesteente door de korst heen:
vulkanisme.
- Uitwendige warmte: zon. Grote invloed op uitwendige processen als exogene
krachten
1.2 Het verhaal van de gesteenten
Bouwstenen
Een gesteente bestaat uit een mengsel van
vaste mineralen en/of organische stofen die
in de natuur voorkommen. Mineralen en
organische stofen vormen dus de
basisbestanddelen. Een mineraal is een
verbinding die in de natuur voorkomt en die
bepaalde chemische eigenschappen heeft,
,zoals kristalvorming en hardheid. Organische stofen zijn ontstaan uit levende
organismen.
Soorten gesteenten
Gesteenten kun je op basis van de ontstaanswijze indelen in drie hoofdgroepen:
stollingsgesteenten, sedimentgesteenten en metamorfe gesteenten.
Stollingsgesteenten: ontstaan door afkoeling en stolling van magma. Te verdelen
in diepte-, uitvloeiings- en ganggesteenten.
Dieptegesteente: ontstaan als het vloeibare magma heel langzaam stolt.
Er is zo voldoende tijd om kristallen te vormen. (grote kristallen // graniet)
Uitvloeiingsgesteente: ontstaat als hete magma bij een vulkaanuitbarsting
als lava uit de krater over de hellingen van een vulkaan stroomt. Door de
koude buitentemperatuur koelt de massa snel af en stolt. (hele kleine
kristallen, niet te zien // basalt)
Ganggesteenten: tussenvorm van diepte- en uitvloeiingsgesteenten.
Ontstaan door afkoeling van gesmolten magma in vulkanische gangen
onder het aardoppervlak. (grote en kleine kristallen // andesiet)
Sedimentgesteenten: ontstaan doordat afzetting van bijv zand of klei worden
neergelegd en samengeperst (afzettingsgesteenten). Twee typen:
Klastische sedimentgesteenten: door druk van bovenliggende lagen
worden zand en klei verhard tot zandsteen/kleisteen.
Chemische en organische sedimenten: door neerslaan van mineralen, druk
en verharding (zout in zee wordt steenzout) of ophoping van organisch
materiaal (kalk in zee wordt kalksteen).
Metamorfe gesteenten: ontstaan wanneer een gesteente langere tijd onder
invloed van hogedruk en hoge temperatuur staat. De mineralen vallen uiteen en
de moleculen organiseren zich in nieuwe kristallen. De samenstelling van het
gesteente is veranderd (metamorf = van vorm veranderd).
Bijvoorbeeld door gebergtevorming of druk van tientallen kilometers dikke lagen.
Zandsteen wordt kwartsiet; kleisteen wordt leisteen, graniet wordt gneiss,
kalksteen wordt marmer.
Wat een steen je kan vertellen
De gesteentecyclus laat zien dat het ene hoofdtype van gesteente kan overgaan
in een ander hoofdtype van gesteente. Dit gebeurt diep in de mantel, dan wel
dicht bij het aardoppervlak. Deze processen kosten erg veel tijd. Zo kan
kalksteen, in zee gevormd, door gebergtevormende krachten veranderen in
marmer en vervolgens door erosie hoog in de bergen teruggevonden worden.
Je kunt ook toekomstige processen met de gesteentecyclus beschrijven: het
marmer kan door verwering en erosie uiteenvallen tot gruis, meegenomen
worden door beken en rivieren en de deeltjes kunnen in zee worden
gesedimenteerd en verhard tot sedimentgesteente.
, 1.3 Schuivende continenten
Hoe oud is de aarde?
Kijken naar de ouderdom van de aarde door onderzoeken van de gesteenten op
aarde en bestuderen geologische processen die zich op aarde voordoen. Twee
conclusies:
1. sedimenten worden in horizontale beddingen afgezet. Wanneer de lagen
geplooid zijn, zijn deze onder druk gevormd, nadat ze eerst horizontaal zijn
neergelegd.
2. als lagen sedimenten op elkaar liggen, is de onderliggende ouden dan de
bovenliggende laag. Principe van superpositie.
Met behulp van deze twee principes kun je de relatieve ouderdom van
gesteenten bepalen. Met behulp van deze dateringsmethode en het veelvuldig
vergelijken van gesteenten over de hele wereld kon men een geologische
tijdschaal opstellen met tijdsperioden en jaren. Ook door middel van radioactief
verval van bepaalde elementen in gesteenten de absolute ouderdom van
gesteenten bepalen.
De schuivende continenten van Wegener
Vroeger zal men al overeenkomsten in vorm tussen Zuid-Amerika en Afrika.
Wegener ontdekte dat de fora en fauna van de verschillende continenten zoveel
overeenkomsten vertonen dat de continenten ooit aan elkaar vastgezeten
moeten hebben. De gesteenten van Zuid-Amerika en Afrika sluiten op elkaar aan.
Ook zijn er tekenen gevonden van gelijktijdige vergletsjering op de continenten.
Conclusie: de continenten Afrika en Zuid-Afrika hebben aan elkaar vast gezeten
en hebben zich ten opzichte van elkaar bewogen. Ooit vormden de continenten
een aangesloten supercontinenten; Pangea. Wegener wist geen verklaring te
geven van de beweging van de continenten.
