Lecture 1: woensdag 5 september ‘18 (Chapter 1 & Prelude)
Ontstaan van de Aarde
Kenmerken van een systeem (aarde in dit geval)
- Dynamisch – reageert continu op verstoringen.
- Heeft één of meer aandrijfkrachten - welke?
- Uitwendig: de Zon.
- Inwendig: inwendige warmte.
- Opgebouwd uit samenhangende subsystemen
Karakterisering van een systeem
- Toestand (of staat) van een systeem.
- Gevoeligheid van een systeem.
- Budget van een systeem.
- Toestand van een systeem.
Terrestrische planeten(aarde) versus Jovian planets (ook wel de
gasreuzen of giant planets)
Zonnenevel theorie (nebular theory)
- een bewegende nevel krijgt een centrum, die de ster wordt.
- het buitenste gedeelte wordt dan de protoplanetary disk
genoemd
- deze is opgedeeld in twee soorten materialen: volatile
materials (hydrogen, helium, ammonia, water, carbon dioxide)
deze kunnen voorkomen op de aarde als gas
- na de frost line bevriezen volatiles.
- het tweede soort materiaal zijn refractory materials die alleen
smelten bij hele hoge temperaturen, en deze vormen ook wel het stof of ‘dust’ in de
ruimte.
- toen de ster vormde bewoog de frostline zich naar buiten, de volatiles aan de
binnenkant verdampten, en de solar wind blies deze materialen naar de buitenkant
- de binnenkant van de ring had dus hogere concentraties van dust en de buitenkant
hogere concentraties ijs
- door zwaartekracht ontstonden in de ringen planetesimals, van ongeveer 1 km
- ze gedroegen zich als stofzuigers en ze groeiden, accretion genoemd, en het
werden protoplanets die uiteindelijk planeten werden.
Een planeet krijgt een near-spherical shape wanneer hij zo zacht wordt dat de zwaartekracht
alle onregelmatigheden kan wegnemen.
1
,Lecture 2: woensdag 12 september ‘18 (Chapter 5 & Interlude B)
Mineralen
Bij de Big Bang, de oerknal, was er microgolf achtergrondstraling. Bij de uitdijing van het
heelal zijn deze golven uitgerekt waardoor er een roodverschuiving (dus verplaatsing gaat
van ons af) plaatsvond. De kleur van de golven is ook wel de golflengte van de
achtergrondstraling. Op deze manier kun je meten hoe ver of hoe oud bepaalde plekken in
het heelal zijn.
Vorming elementen
- Tijdens de Big Bang (big bang nucleosynthese), met name H en He, de lichtere
elementen.
- In het binnenste van sterren (stellar nucleosynthese), O, C, N, Si, tot Fe
- Tijdens een supernova (zwaardere elementen)
- Volgende generatie van sterren…
Mineralen
Waarom je druk maken om gesteente? → Gesteente vormt de
weerslag in/op de aarde.
Definitie mineraal
- Homogeen
- Natuurlijk voorkomend en gevormd door geologische processen
- Vaste stof
- Niet organisch
- Definieerbare chemische samenstelling
- Regelmatige interne opbouw: kristallijn
Glass vs minerals: glass is not a crystalline.
Kristalstructuur: deze uit zich in kristalvlakken en kristalvorm. Deze structuur bepaalt mede
de fysische eigenschappen.
Polymorfen: mineralen met dezelfde chemische formule, maar met een andere structuur
waardoor de chemische eigenschappen verschillen. Voorbeeld: grafiet en diamant (koolstof).
Vorming mineralen
- Afkoeling vloeistof (smelt/ freezing of a liquid)
- Verzadiging van een oplossing (precipitation)
- Rekristallisatie (solid state diffusion)
- Biomineralisatie (biogenic minerals)
- Neerslag uit damp (precipitate from a gas)
2
,euhedral crystal: when a mineral’s growth is uninhibited so that is displays well-formed
crystal faces.
anhedral grains: minerals without well-formed crystal faces (geode)
Verbonden atomen: moleculen
- Ionbinding: het meest voorkomend
- Elektronen worden overgedragen
- Covalente binding (metaalbinding): het sterkste
- Elektronen worden gedeeld
Kation: positief geladen ion
Anion: negatief geladen ion
Mineraal groepen
Klasse Naamgevend Anion Voorbeeld
Elementaire metalen n.v.t. Koper (Cu)
Oxiden Zuurstof (O2) Hematiet (Fe2O3)
Halogeniden (of Haliden) Chloride (Cl-), fluoride (F-), Haliet (NaCl)
bromide (Br-), iodide (I-)
Carbonaten Carbonaat (CO3−2) Calciet (CaCO3)
Sulfaten Sulfaat (SO4-2) Gips (CaSO4·2H2O)
Silicaten Silica (SiO44−) Olivijn ((Mg,Fe)2SiO4)
Sulfiden Sulfide (S2-) Pyriet (FeS2)
Waar kan je een mineraal aan herkennen?
- Kleur
- Streak (streep)
- Luster (manier van glanzen) i.e. metallic luster, nonmetallic luster, glassy, resinous,
pearly, earthy.
- Hardness (Mohs hardness scale)
- Density
- Crystal habit (cubic, prismatic, bladed, platy, fibrous, needle-like)
- Special properties (magnetisch; calciet kan reageren en co2 produceren)
- Fracture and cleavage (breuk en splijting)
3
,Silicaten (Silicates)
- 95% van de aardkorst
- De anionische groep, SiO44−, deze piramide vorm wordt ook wel het silicon-oxygen
tetrahedron genoemd en is de bouwsteen van alle silicaten.
- Waar de tetrahedrons zijn gelinkt, delen ze een oxyde atoom. Positieve ionen zitten
in de lege gedeelten.
Verschillende silicaat structuren;
- Losliggende tetraëders
- Enkelvoudige ketens
- Pyroxeen (4- of 8- hoekige zuiltjes)
- Dubbele ketens
- Amfibool (6- hoekige zuiltjes)
- Platen
- Netwerken
Carbonaten
- Ontstaan vaak door biomineralisatie
- Zijn verder vaak goed oplosbaar
Gesteenten worden gekenmerkt door…
- Mineralogie of mineraal inhoud
- Textuur
- Grootte, vorm en rangschikking
korrels/kristallen
- Graniet (gesteente) bestaat o.a. uit de
mineralen quartz, hornblende en feldspar.
Hoofdgroepen gesteente
- Magmatische gesteenten
(stollingsgesteenten)
- Sedimentaire gesteenten
- Metamorfe gesteenten
4
, Sediments and soils ( dit is interlude B, maar niet behandeld in de hoorcolleges)
Sediment; broadly defined, consists of loose fragments of rocks or minerals broken off of
bedrock, mineral crystals that precipitate directly out of water, and shells or shell fragments.
Regolith: a layer of debris
→ is produced by weathering; the physical and chemical breakdown of pre-existing rock at
or near the Earth’s surface.
- physical (or mechanical) breaks intact rocks into unconnected clasts.
- jointing
- frost wedging
- root wedging
- salt wedging
- thermal expansion
- animal attack
- chemical; refers to the chemical reactions that alter or destroy minerals when rock
comes in contact with water solutions or air.
- dissolution
- hydrolysis
- oxidation
- hydration
Physical weathering speeds up chemical weathering and reversed. When different rocks in
an outcrop undergo weathering at different rates; differential weathering.
Soil: consists of rock or sediment that has been modified by physical and chemical
interaction with organic material and rainwater, over time, to produce a substrate that can
support the growth of plants.
How does it form?
1. Debris production
2. Interaction with water
3. Interaction with organisms (an accumulation of rotted organic debris is called humus)
Soil forming factors
- Climate
- Substrate composition
- Slope steepness
- Wetness
- Time
- Vegetation type
Soil destruction is happened by nutrient removal and soil erosion.
5
