Aardbevingen en bouw van de aarde

Nascholing Aardrijkskunde
21 november Kortrijk
28 november Leuven
Wegwijzers voor aardrijkskunde
GEOLOGIE
Staelens Dirk
Dirk Staelens
Licentie Aardrijkskunde
1980 (R)UG
Sinds 1981 in het onderwijs
Vanaf 1985 in het VTI Roeselare
Onderwezen vakken:
- Wiskunde en Fysica in sociale promotie
- Wiskunde, Economie en MAVO in het Beroepsonderwijs
- Aardrijkskunde, Geschiedenis en Fysica in het TSO
Sinds 1994 enkel 3° graad TSO
- 14 uur Aardrijkskunde
- 5 uur Geschiedenis
- 1uur vakcoördinator Aardrijkskunde, Geschiedenis, MAVO
GEOLOGIE
• 1 Aardbevingen en opbouw van de aarde
• 2 Platentektoniek
Gesteenten in relatie tot de
platentektoniek
• 3 Geologische geschiedenis
- geologische tabel
- geologische geschiedenis van België
Waar begin ik mee?
1 Met de geologische geschiedenis?
voordeel
nadeel
- ze kennen de geologische
perioden
- ze hebben inzicht in de tijd
- ze weten niets af van
platentektoniek en reliëfvorming
- ze kennen niets over de
gesteenten
2 Met platentektoniek?
voordeel
nadeel
- Je kan starten zonder veel
voorkennis
- Ze leren geleidelijk gewoon
worden aan het begrip tijd in
geologie
- ze hebben geen inzicht in de
geologische tijd en ze kennen de
namen van de perioden niet
- ze kennen niets over de
gesteenten
Wat staat er in de leerplannen?
ASO/TSO/KSO
ASO Wetenschappen
1 Bouw van de aarde
1 Bouw van de aarde
-Schilvormige opbouw
-Schilvormige opbouw
-Belangrijkste kenmerken van de lagen
-Belangrijkste kenmerken van de lagen
-Isostasie
2 Van continentendrift naar platentektoniek
-Argumentatie voor continentendrift (Wegener)
-Argumentatie voor seafloorspreading met de
ontdekking van het oceanisch reliëf door de
sonar
-Bijkomende argumentatie voor de
platentektoniek - paleomagnetisme ouderdom van de oceaanbodem door
diepzeeboringen
-Vaststellingen van plaatbewegingen door
satellietwaarnemingen
Wat staat er in de leerplannen?
ASO/TSO/KSO
ASO Wetenschappen
2 Platentektoniek en gevolgen
3 Platentektoniek en reliëfvormen
-Spreiding van vulkanisme, aardbevingen en
gebergten
-Platentektoniek: oceanische en continentale
platen; plaatranden en mechanismen
-Gesteentecyclus
-Spreiding van vulkanisme, aardbevingen en
plooiingsgebergten
-Platentektoniek: oceanische en continentale
platen, plaatranden en mechanismen
4 Reliëf van de oceaanbodem
continentaal plat
continentale helling
abyssale vlakten
ritsen
slenken
troggen
vulkaaneilanden
Wat staat er in de leerplannen?
5 Gesteenten
-Indeling van de gesteenten naar ontstaan
-Gesteentecyclus
6 Dateringsmethoden
-Superpositiemethode
onderzoeken
om
reconstrueren
en/of
fossielen
sedimentatie
te
-K/Ar en C14-methode bij absoluut dateren
3 Geologische tijdschaal
-
Situering van de belangrijkste plooiingsfasen
op de geologische tijdschaal
Situering van enkele klimaatswijzigingen op
de geologische tijdschaal
Situering van de grote veranderingen in de
biologische evolutie op de geologische
tijdschaal
7 Geologische tijdschaal
-Situering van de belangrijkste plooiingsfasen op
de geologische tijdschaal
-Situering van enkele klimaatswijzigingen op de
geologische tijdschaal
-Situering van de grote veranderingen in de
biologische evolutie op de geologische
tijdschaal
-Ligging van de continenten en de geologische
tijdschaal
Wat staat er in de leerplannen?
8 Kwartaire klimaatsveranderingen
-Klimaatsveranderingen in het Quartair
-Dateringtechnieken
zoals
pollenanalyse,
varven, isotopen, dendrochronologie
-Mogelijke
verklarende
factoren
klimaatveranderingen in het Quartair
4 Geologie van België
-Relatie transgressies – geologische structuur
van België
-Relatie plooiingen - geologische structuur van
België
voor
9 Geologie van België
-Geologische kaart van België en West-Europa
-Invloed van vroegere gebergtevormingen,
transgressies en regressies op de lithologie
en gelaagdheid van de Belgische
ondergrond
Hoofdstuk 1 Aardbevingen en opbouw van de aarde
1 Hoe actief is de aarde?
2 De inwendige bouw van de aarde
3 Isostasie
1 Hoe actief is de aarde?
1.1 Waar komen aardbevingen
en vulkanen voor?
Etna - Sicilië
Andere bekende vulkanen in Italië
Isola Vulcano
Stromboli
Isola Vulcano
Vesuvius
Vulkanisme
Erta Ale Ethiopië
Bardarungha
IJsland
Aardbevingen
Kobe Japan 1995
San Francisco
USA 1906
Aardbevingen
Alaska 2002
Denali breuklijn
Trans Alaska pipeline
ter hoogte van de
Denali Fault
1.1 Waar komen aardbevingen en vulkanen voor?
Besluit:
Aardbevingen en vulkanen komen samen voor op lange lijnstructuren.
Gebergten
Gebergten in
de oceaan
Diepzeetroggen
Besluit: De lange lijnstructuren vallen samen met:
- jonge gebergten
- diepzeetroggen
- mid-oceanische ruggen.
Uitzonderlijk komen er vulkanen voor die niet op die lijnstructuren gelegen
zijn.
1.2 Welke gevolgen hebben aardbevingen?
Nieuw-Zeeland
Izmit 17/08/99
Zware aardbeving in West-Turkije
Istanbul
IZMIT
Anatolië
Zee van
Marmara
West-Turkije
Izmit 17/08/99
Zware aardbeving in West-Turkije
Primaire gevolgen:
-veel slachtoffers
-breuken en
verzakkingen
-overstromingen
-schade aan
huizen
-schade aan
infrastructuur
Izmit 17/08/99
Zware aardbeving in West-Turkije
Secundaire gevolgen:
-uitvallen van de elektrische
stroom
-breken van de waterleiding
-uitbreken van branden
-daklozen
-hongersnood
-uitbreken van ziektes
(Moment) Magnitude schaal
Logaritmische schaal!
0_____1____2____3____4____5____6____7____8____9____10
X10 sterkere beving
Verband met de energie die vrijkomt:
log E = 1,5M + 4,4
0_____1____2____3____4____5____6____7____8____9____10
X32 meer energie die vrijkomt
Met deze schaal kan je geen oordeel vellen over de geleden schade
Magnitude
Seismologists indicate the size of an earthquake in units of magnitude.
There are many different ways that magnitude is measured from
seismograms because each method only works over a limited range of
magnitudes and with different types of seismometers.
Earthquake magnitude is a logarithmic measure of earthquake size.
In simple terms, this means that at the same distance from the earthquake,
the shaking will be 10 times as large during a magnitude 5 earthquake as
during a magnitude 4 earthquake.
The total amount of energy released by the earthquake, however, goes up
by a factor of 32.
Izmit 17/08/99
Zware aardbeving in West-Turkije
Izmit 17/08/99
Hoe lang duurt een aardbeving?? 45sec tot 1minuut
Blijft het bij één beving?
Meestal komen er nadien nog een aantal
naschokken.
Over hoeveel meter was de bodem ongeveer verzakt?
2 à 3m
Waarom liep tijdens diezelfde aardbeving het ene gebouw meer schade op dan
het andere?
De gebouwen worden niet altijd gezet volgens de bouwvoorschriften en dit
om besparingen te doen op de bouwkosten.
Hoe geven we gewoonlijk de kracht aan van een Met de magnitude schaal
aardbeving?
Waarom kan je met de magnitudeschaal geen oordeel vellen over de ernst
van de vernielingen?
De ernst van de vernielingen hangt af van de manier van bouwen en van de
bevolkingsdichtheid. Dit verschilt sterk van streek tot streek.
Hoeveel keer zwaarder is een aardbeving met kracht 8 dan
een aardbeving met kracht 6?
10 x 10 = 100 keer
Verklaar nu waarom aardbevingen in België zeldzaam zijn.
België ligt op een behoorlijke afstand van een belangrijke breuklijn in de
Nieuwsblad
13/01/15
Waarom worden wij dat niet gewaar?
Aardbevingen met een magnitude 1 à 2
zijn voor de mens niet voelbaar.
Typische schade aan huizen bij een
lichte aardbeving in België.
1.3 Aardbevingen registreren
seismogram
seismograaf
Soorten aardbevingsgolven
1 Body waves
- Primaire of longitudinale golven
- Secundaire of transversale
golven
2 Oppervlaktegolven
-Lovewaves
- Raleigh waves
De verplaatsingssnelheid
snelheidssprong
LVZ = low
velocity zone
Afhankelijk van:
- densiteit
- stijfheid
- samendrukbaarheid
vp = 1.73 vs
ongeacht de materie
Breking van de golven
Bij de overgang van de ene
materie naar de andere
vb van vast naar vloeistof
Vergelijk met lichtbreking
103°
143°
Verplaatsing primaire golven
IZMIT
103°
143°
schaduwzone
Verplaatsing aardbevingsgolven door en over de
aardbol
www.iris.edu/hq/files/programs/education_and_outreach/aotm/9/video/aotm9_3component_640.mov
Het resultaat is een seismogram
Afstand van de aardbeving tot het waarnemingsstation
Het tijdsverschil tussen de
aankomst van de P- en de S-golven
bepaalt de afstand tot de
aardbevingshaard
Tijdsverschil van 5min
afstandsverschil =
3600km
De sterkte of magnitude van een aardbeving bepalen
M = log A/T + logD + 3.3
A
D
A =15mm
T = 40s
D = 4min
4min
3000km
T
27°
M = log15/40 + log27 +3,3
M = 4,3
2 De inwendige bouw van de aarde
primaire golven
schaduwzone:
door breking op vloeibare
buitenkern
secundaire golven
schaduwzone:
geen verplaatsing door
vloeibare buitenkern
Toename
druk
temperatuur toename
Verloop van de DRUK
Enorme druktoename
met de diepte
Ook de densiteit
neemt toe door:
- de zwaartekracht
- de druktoename
Verloop van de
TEMPERATUUR
Het partieel smelten vd
asthenosfeer begint bij
een temperatuur van
ongeveer 1300°C of 1600K
Schilvormige opbouw van de aarde
MOHO
LVZ
1600K
Belangrijk om te onthouden!
MOHO discontinuiteit
grens korst en mantel
1600K
grens lithosfeer en
asthenosfeer
3 Isostasie
Toestand van de LITHOSFEER tov de ASTHENOSFEER
LITHOSFEER
ASTHENOSFEER
Toestand: vast
Dichtheid: 2,7 à 3,3kg/dm3
Toestand: plastisch
(taai vloeibaar)
Dichtheid:3,4 à 4,5 kg/dm3
De Lithosfeer DRIJFT op de Asthenosfeer
ISOSTASIE:
vergelijk met een ijsberg die drijft
op het water
IJSKAP
LITHOSFEER
ASTHENOSFEER
IJsbedekking van Scandinavië tijdens de laatste ijstijd
bedekking met ijs
ijs smelt af
lithosfeer zakt
lithosfeer stijgt
Opstijging van Scandinavië (in mm/jaar)
8mm/jaar wat levert dat
op na 10000 jaar?
8mm/jaar
is na 10000 jaar
80000mm
of 80m
Isostatisch evenwicht
1) Wat gebeurt er bij
erosie van het
gebergte?
2) Wat gebeurt er bij
afzetting van de
sedimenten?
3) Over welke tijd
verloopt zo’n
proces?
4) Geef een
concreet
voorbeeld