anw-verslag module 3 Biosfeer

ANW, Module 3- “Biosfeer” Verslag
Subonderwerp: Platentektoniek
Wesley Sloesen, Daan van der Mijl, Koen Buurman en Jorick Martens
V5D
Mr. Afman
04-11-2014
Inhoudsopgave
 Voorwoord
Pag. 3
 Inleiding
Pag. 3
 Theoretisch kader
Pag. 4
 Uitwerking deel- en hoofdvragen
Pag. 6
 Hoofdtekst
Pag. 10
 Conclusie
Pag. 12
 Bronnen
Pag. 13
 Bijlage
Pag. 16
 Samenvatting van de werkwijzen
Pag. 17
2
Voorwoord
Wij hebben besloten om binnen het hoofdthema Biosfeer, ons onderzoek te richten
op ”Aardplaten en platentektoniek” als deelthema. Dit deden wij ons interesseren in
dit onderwerp en we een plan hadden hoe we het zouden aanpakken. We gaan
uiteindelijk ons richten op het onderzoeken van de platen die bij ons in de regio
voorkomen en wat deze doen / gedaan hebben.
Inleiding
In dit verslag gaan we ons ANW onderzoek van de 3e module uitgebreid beschrijven
en bespreken om uiteindelijk een onderzoek te bedenken om onze probleemstelling
te kunnen beantwoorden.
De verschillende aftakkingen van ons onderzoek hebben we ook uitgebreid
uitgewerkt en samenvattingen gemaakt van ons onderzoek.
3
Theoretisch kader
Bronnenkaart
Ons theoretisch kader ziet er als volgt uit:
Hierin zie je goed welke hoofdweg we hebben afgelegd tijdens ons onderzoek. Ook
de verschillende vertakkingen zijn goed te zien in deze afbeelding. We hebben
redelijk veel vertakkingen omdat het onderwerp ‘’platentektoniek’’ heel erg breed is
en we er wel alles van wouden behandelen, maar zoals u kunt zien ligt de rode draad
rond aardbevingen.
In ons onderzoek zijn we ingegaan op de platentektoniek; de oorzaken en gevolgen
hiervan. Door de convectie stromen (magma stromingen onder de aardkorst) worden
de platen in beweging gezet. Als de platen uit elkaar bewegen (divergeren) dan komt
er ruimte vrij. Deze ruimte wordt dan opgevuld met stenen en magma dat vanuit de
binnenkant van de aarde omhooggestuwd wordt. Hierdoor ontstaat vulkanisme. Als
platen naar elkaar toe bewegen (convergeren) kan het zijn dat platen onder elkaar
duiken. Dit is het geval bij een oceanische en een continentale plaat(of 2 oceanische
platen), omdat de oceanische plaat zwaarder is. Maar er kan ook sprake zijn van 2
continentale platen. In dat geval zullen ze elkaar omhoog stuwen en zal er een
gebergte ontstaan. Dan is er nog een derde mogelijkheid, de platen bewegen langs
elkaar (transform). Hierbij ontstaat wrijving, en het gaat moeizaam en schokkerig.
Waardoor er aardbevingen plaatsvinden. Als het een zeebeving is kan dit weer
tsunami’s tot gevolg hebben. We kunnen vulkanen in verschillende soorten
4
onderscheiden. De belangrijkste zijn Spleetvulkanen, stratovulkanen, calderavulkanen
en schildvulkanen. Spleetvulkanen ontstaan doordat het magma door een scheur
naar buiten komt en zich verspreid door deze spleet. Ze komen meestal onder water
in oceanen voor. Bij Schildvulkanen is het magma in de magmakamer een dunne en
hete vloeistof. Het magma kan daardoor makkelijk door spleten naar het
aardoppervlak doordringen en de verstopping in de kraterpijp aanvreten, totdat deze
verstopping geheel of gedeeltelijk is opgeruimd. Hierdoor komen tijdens erupties
zelden ontploffingen voor. Wanneer de druk in de magmakamer toch hoog is
opgelopen, kan er een lavafontein ontstaan. Stratovulkanen zijn de meest
voorkomende vulkanen op aarde. Ze zijn opgebouwd uit gestolde lava en materiaal
als as en stenen. Stratovulkanen hebben vaak heel heftige uitbarstingen doordat de
magma dik en stroperig is, waardoor er heel grote druk nodig is om het tot het
aardoppervlak te doen doordringen. Een calderavulkaan heeft in de bovenkant een
grote krater die is ontstaan doordat de bovenkant van de vulkaan in de magma
kamer is gestort. Vaak vormt er zich een kratermeer in de krater. Als hier te veel
water in komt kan het te zwaar worden, waardoor een deel van de vulkaan het
begeeft en een grote watermassa naar beneden stroomt die alles op zijn weg
wegvaagt. We hebben ook een aantal aspecten rond bergen behandeld. Je zou
gletsjers kunnen omschrijven als bevroren rivieren. Ook deze ‘’rivieren’’ verplaatsen
zich ze schuiven heel langzaam. De meeste komen op een dag slechts een meter
vooruit sommige gaan nog langzamer. Op het punt waar het te heet wordt smelten
ze en gaan over in rivieren. Deze rivieren en gletsjers slijten onderliggende gesteente
beddingen uit en vormen valleien en dalen. Lawines ontstaan in de winter als de
gevalle sneeuw te zwaar wordt en zijn houvast verliest. Het glijdt en valt dan van de
berghellingen af. In het voorjaar ontstaan ze door dat er sneeuw smelt waardoor ze
makkelijker in beweging komen. Ook verweren bergen door erosie. Waardoor ze
lager worden en krijgen spitse toppen. Hieraan kun je dus ook zien of een gebergte
jong of oud is. En dan praten we over miljarden jaren.
Ook in Nederland speelt platentektoniek een rol. Er vinden hier namelijk
aardbevingen plaats. Vooral in de provincie Groningen en in de regio van de
peelrandbreuk (waar wij wonen). In Groningen worden deze op een onnatuurlijke
manier veroorzaakt namelijk door gasboringen. In Groningen zit veel gas in de grond
dit gas zit tussen het zand en als dit gas dan tussen het zand wordt uitgehaald vinden
er verzakkingen plaats. Dit komt doordat er openplekken tussen het zand komen.
Helaas gaan deze verzakking niet geleidelijk aan maar er komt na een tijd ineens een
schok (een aardbeving). Bi de peelrandbreuk gaat het er heel anders aan toe. Door
verschuivingen van deze scheur/breuk ontstaan er aardbevingen. In Roermond vond
de grootste aardbeving ooit gemeten in Nederland plaats. Hij was 5,8 op de schaal
van Richter. Deze aardbeving is ontstaan doordat de breuk langs zijn noordoostelijke
begrenzing schuurde ontstond er veel spanning die op 17 km diepte ineens losschoot.
Hieruit volgde de volgende probleemstelling:
“Hoe krachtig is de Peelrandbreuk? En hoe kunnen we het gevaar ervan beperken”
5
Uitwerking deel- en hoofdvragen
Deelvragen
Gebergte vertakking samenvatting:
Hoe ontstaan en vormen bergen zich?
Zo als in de eerder antwoorden op vragen is uitgelegd, bewegen de aardplaten door
magmastromingen (convectiestromingen).Als 2 continentale platen naar elkaar toe
bewegen botsen ze tegen elkaar en stuwen elkaar omhoog er ontstaat een gebergte.
Vulkanisme gebergtes ontstaan door het naar elkaar bewegen van platen waarbij de
oceanische onder de continentale duikt.
Hoe zorgen de bewegende platen ervoor dat er bergen ontstaan, hoe snel gaat dit en
welke andere natuurlijke verschijnsels vind je op/rond een berg?
Bergen ontstaan over de loop van duizenden jaren, wanneer er 2 tektonische platen
(continentale) elkaar omhoog duwen. Bergen worden uitgesleten door rivieren en
gletsjers zo ontstaan dalen en valleien. De toppen van bergen zijn bedekt met een
laag sneeuw omdat daar de lucht erg koud is. Als er genoeg zware/lossen sneeuw
opstapelt kan deze gaan schuiven, dit heet een lawine. Hoe spitser het gebergte, hoe
jonger het is. Dit komt omdat de toppen van de bergen nog niet ‘’lang’’ zijn
blootgesteld aan de elementen.
Hoe vervormen gletsjers de bergen?
Gletsjers en rivieren slijten gesteente relatief makkelijk af. Gletsjers zijn rivieren van
ijs die per dag een meter of minder vooruitgaan, door deze beweging van zoveel ijs,
wordt de steen eronder afgesleten door de bewegende druk van de gletsjer. Rivieren
doen hetzelfde alleen niet door veel druk en weinig beweging, maar weinig druk en
veel beweging, rivieren kunnen het steen of zand afslijten dat tegen of in de rivier
ligt. Door al dit afslijten ontstaan valleien, dalen en rivieren. De valleien en dalen
ontstaan door het afslijten van de berg, als de gletsjer ver genoeg omlaag is smelt die
af waardoor een rivier ontstaat (tenzij de gletsjer in een zee uitmondt zoals de
Fjorden in Noorwegen).
Vulkanische tak samenvatting:
Hoe ontstaan vulkanen?
Een vulkaan ontstaat doordat platen tegen elkaar drijven of langs elkaar schuren,
daarom zijn vulkanen altijd in de buurt van breuklijnen.
6
Welke soort vulkanen zijn er?
De spleetvulkaan is een spleet waar magma uitkomt en die komt voor bij
oceaanruggen. De spleetvulkaan word ook wel de IJslandse vulkaan genoemd omdat
hij daar als enige boven de grond voorkomt.
De schildvulkaan, bij de schildvulkaan komt een eruptie vrij als de druk in de
magmakamer hoog oploopt, toch is de eruptie niet super gevaarlijk want het gas kan
er simpel uit dus er vormt geen schuim. Het enige gevaar is de lava die schuift lang
voordat die afkoelt omdat hij zo dun is. Het enige gevaar is als de lava de kant van
een dorp opgaat. De stratovulkaan is de meest voorkomende vulkaan op aarde. bij
deze vulkaan duurt het soms wel lang van de ene op de andere eruptie omdat de
druk flink hoog moet zijn voor een eruptie, maar hoe meer tijd ertussen zit hoe
gevaarlijker de eruptie is. bij eruptie word de blokkade de lucht in geschoten en
komen de gassen er met een hoge snelheid uit. Er is ook nog een grote kans op een
modderstroom. De dikke stroperige lava koelt snel af waardoor er een steile helling
ontstaat na meerdere erupties. De calderavulkaan is een oudere vulkaan waarin een
deel van de magmakamer is ingestort. In de grote krater komt vaak een meer maar
als de water peil te hoog word gaat het water de helling af en vernielt alles op zijn
pad. Er is ook nog een kans dat er in de krater van de oude vulkaan een nieuwe krater
komt. Wanneer de druk in de magmakamer dan hoog genoeg is vind er een eruptie
plaats.
Hoe komen vulkaanuitbarstingen tot stand?
Vulkaanuitbarstingen ontstaan als de druk in de magmakamer te groot wordt. Je kunt
een vulkaanuitbarsting op korte termijn voorspellen door as en rook vanuit de krater
te zien opstijgen en de trillingen in de grond voordat de vulkaan uitbarst. Wanneer
lava afkoelt krijg je magma gesteente, dit bouwt zich op per uitbarsting, dus hoe
meer uitbarstingen, hoe hoger de berg van de vulkaan wordt. Vulkanen zijn niet altijd
in de vorm van een berg, sommige zijn simpelweg een kloof in de aardkorst. Slapende
vulkanen zijn vulkanen die honderden jaren stil zijn en dan ineens uitbarsten. Dode
vulkanen zijn vulkanen die al duizenden jaren stil zijn en van verwacht wordt dat deze
niet meer zullen uitbarsten (maar dit is nooit zeker). Deze verwachting ontstaat door
het feit dat de krater of kloof als het ware “dichtgegroeid” is met gestolde magma.
Tsunami tak samenvatting:
Hoe weten we wanneer een tsunami ontstaat?
Er zijn speciale technieken om hierachter te komen, ten eerste met behulp van een
Seismograaf, deze kan aardbevingen meten. Op land kun je dus een aardbeving
meten die in de oceaan ontstaan is, hierdoor kun je mensen al waarschuwen voor
7
een mogelijke tsunami. Ook zijn er speciale boeien in de zee die verhoogde golven
waarnemen, omdat tsunami’s op zee nauwelijks merkbaar zijn is de boei dus gevoelig
voor hogere golven, dit zorgt ervoor dat het niet altijd zeker is of het een hoge golf of
tsunami is.
Is het Hollands idee goed genoeg om tsunami’s te stoppen?
Het idee is als volgt: twee stalen platen worden bevestigt in de zeebodem, zodra de
stalen platen een seintje krijgen van een tsunami gaan de platen omhoog waardoor
de tsunami in snelheid afneemt en breekt voordat hij op land is, in theorie zou dit
moeten werken maar het kost geld, iets wat armere landen in Zuid-Oost Azië niet
hebben (hier komen de meeste tsunami’s voor) met uitzondering van Japan. Ook de
montage en reparatie van deze platen zal moeilijk zijn omdat de platen op de
zeebodem liggen en het daar repareren is met de hand niet te doen door de druk van
het zeewater.
Aardbevingen Groningen samenvatting:
Hoe ontstaan de aardbevingen in Groningen?
In Groningen bestaat de grond uit zandsteen. In zandsteen zitten veel poriën in dit
geval zit hier gas tussen. Als je dit zand weg haalt, haal je de druk weg en gaat de
grond verzakken. Dit zorgt voor aardbevingen. En vind vertraging plaats bij deze
aardbevingen. De aardbeving komt namelijk veel later als de gaswinning. Doordat het
aardgas ondiep zit vinden de aardbevingen dus dicht bij het oppervlak plaats. En
daardoor heb je er meer last van. Doordat de zandsteenlaag steeds leger raakt (er zit
steeds minder gas in) word de verzakking erger en de aardbeving dus groter. Ook de
breuken spelen een rol want in het verleden eeuwen voor de gasboringen hebben er
ook al aardbevingen plaats gevonden. Als we nu zouden stoppen met boren zou het
door de vertraging heel lang duren voordat de aardbevingen weer verdwijnen.
Zijn menselijke aardbevingen te managen?
Er zijn meer manieren waarop de mens een aardbeving kan veroorzaken. De mens
doet dit door bijvoorbeeld schalie gas uit de grond te halen daardoor word de druk
op de grond daar kleiner en veranderd de druk op de platen daardoor ontstaan er
aardbevingen. Je kan ook aardebevingen door dammen veroorzaken doordat de druk
dan groter word. Alle aardbevingen die door de mens ontstaan komt erdoor doordat
de mens de druk veranderd. De aardbevingen die de mens ontstaan zijn verder niet
te voorkomen het enige wat de mensen doen is het sneller te laten verlopen.
8
Hoofdvraag
Rode lijn samenvatting:
Hoe ontstaan aardbevingen? En waar vinden ze plaats?
Als Tektonische platen tegenelkaar botsen of langs elkaar schuiven kunnen er
aardbevingen ontstaan. Deze platen bewegen door de stromende magma die zich
onder de aardkorst bevind. Door deze botsing of het langs elkaar schuiven van platen
ontstaat er spanning, als deze spanning in een keer eruit schiet ontstaat er een
trilling, de aardbeving. Als deze beving onder de zee plaats vind kan dit een tsunami
tot gevolg hebben. Deze aardbevingen worden ook gemeten op de schaal van Richter
die loopt van 1 t/m 9. Waarbij 1 vrijwel geen schade berokkent en 9 een hele boel.
Deze schade wordt nog groter in landen waar o.a. huizen op een zwakke manier zijn
gebouwd. Aardbevingen vinden meestal plaats aan randen van de aardplaten waar
deze elkaar raken. Zoals lang de Stille oceaan, het Middellandse zeegebied en de
Himalaya. Ook in andere gebieden kunnen aardbevingen plaats vinden zo ook in
Nederland. Deze zijn dan meestal in de buurt van scheuren in de platen en zijn
minder heftig.
Nederlandse aardbevingen
De twee redenen waarom we in Nederland toch aardbevingen voelen zijn: -De zouten gaswinning in Noord Nederland zorgt voor bewegingen in de met ga s of
zout gevulde zandsteenlagen en – In het zuiden van Nederland (Limburg)
lopen een aantal kleine breuklijnen. Ook in Groningen worden
aardbevingen gemeten en gevoeld, dit komt door gasboringen.
9
Hoofdtekst
Hypothese en onderzoeksvraag
Het werken door deze module heeft ons dus uiteindelijk geleid tot de
probleemstelling: ‘’Hoe krachtig is de Peelrandbreuk? En hoe kunnen we het ‘gevaar’
ervan beperken?
‘’Wij verwachten dat de kracht van de aardbeving in Roermond wel ongeveer gelijk is
aan de maximale kracht van bevingen die de Peelrandbreuk zou kunnen veroorzaken,
omdat deze beving al heel erg krachtig was en de Peelrandbreuk relatief klein is. Ook
denken wij dat er zeker een manier is om de schade veroorzaakt door zo’n beving te
kunnen beperken of zelfs uit te sluiten’’.
We hebben een onderzoek bedacht, waarmee we deze Probleemstelling zouden
kunnen beantwoorden.
Methode van het onderzoek
-Voor het onderzoek hebben we een paar dingen nodig:
 We moeten kennis hebben over de omvang van de betreffende
Peelrandbreuk. (Hoe lang, hoeveelheid verschuiving, verschil tussen de 2
platen)
 Gegevens over de (tot nu toe) krachtigste beving van de breuk.
 Schaal van richter
-Als we deze kennis hebben kunnen we beginnen met ons onderzoek.
-We voeren eigenlijk 3 kleine aparte onderzoekjes uit.
-Eerst kijken we naar de omvang van de Peelrandbreuk. Hierbij letten we op de
diepte van de breuk, lengte van de breuk, verschil in hoogte tussen de twee
verschillende platen om de breuk en we kijken of de breuk nog altijd verschuift, zo ja
hoe snel dit dan gebeurt.
Deze gegevens hebben wij kunnen vinden:
Diepte: ongeveer 19 kilometerdiep
Lengte: ongeveer 50 km lang
Hoogte verschil: Het hoogte verschil is ongeveer 2 meter.
10
Beweging: De platen bewegen nog altijd. Dit gebeurt met een gemiddelde snelheid
van ongeveer 2 tot 4 mm per jaar.
- We kunnen daarna de gegevens van de (tot nu toe) krachtigste beving gebruiken om
terug te rekenen naar de omvang van de breuk. Als we dit dan vergelijken met de
maximale omvang van de Peelrandbreuk. Kunnen we uitvinden of deze beving al op
maximale kracht was of niet.
De krachtigste beving van de Peelrandbreuk was tot nu toe de beving van 1992. Met
een kracht van 5,8 op de schaal van richter en op een diepte van ongeveer 17
kilometer. Als we deze gegevens verder uitwerken en daarna vergelijken met de
maximale omvang van de breuk, kunnen we bekijken of de beving nog krachtiger kan
en hoeveel krachtiger deze dan kan zijn.
-Als laatste houden we rekening in het bedenken van een preventie methode
rekening met de vorige 2 onderzoeken.
We gebruiken de maximale kracht van de Peelrandbreuk om te kijken hoever deze
invloed heeft op de omgeving en dus welke gebieden beschermd moeten worden
tegen de bevingen van deze breuk.
Daarna kijken we naar oplossingen die al bedacht zijn voor aardbeving preventie in
het algemeen. We kunnen vervolgens uitzoeken of deze oplossingen mogelijk zijn
voor onze breuk. Bijvoorbeeld: kunnen deze methodes worden toegepast of niet,
hoeveel gaat dat kosten en belangrijkste gaat het helpen.
Hiermee kunnen we onze onderzoeksvraag/probleemstelling beantwoorden.
Bronnen
11
Bronnen gebruikt bij PGO-Leidraad:
N.Pérez, (2013). Steeds meer aardbevingen in groningen: hoe gaat dit verder? Op:
Scientas.nl
- http://www.scientias.nl/aardbevingen-door-gaswinning-wat-is-het-probleem-nueigenlijk/83825
Sila, (2010). Bergen Gletjers & Lawines. Op: wetenschap.infonu.nl.
- http://wetenschap.infonu.nl/natuurverschijnselen/8434-bergen-gletsjerslawines.html
Onbekend, (2009). Platentektoniek. Op: vulkanisme.nl.
- http://www.vulkanisme.nl/begrippenlijst/platentektoniek.php
United States Geological SURVEY . Welke soorten platenbewegingen zijn er. Op:
leerwiki.nl
- http://www.leerwiki.nl/Welke_soorten_plaatbewegingen_zijn_er
Onbekend, (2011). Onstaan vulkanen. Op: vulkanisme.nl
- http://www.vulkanisme.nl/ontstaan-vulkanen.php
Onbekend, (2013). Bergen vorming. Op: Webklik.nl
- http://masteoutdoor.webklik.nl/page/gebergtevorming
Muser, (2013). Aardbevingen – hoe onstaan ze en waar vinden ze plaats?. Op:
dier-en-natuur.infonu.nl.
- http://dier-en-natuur.infonu.nl/natuur/108805-aardbevingen-hoe-ontstaan-zeen-waar-vinden-ze-plaats.html
Onbekend, (2011). Soorten vulkanen. Op: vulkanisme.nl
- http://www.vulkanisme.nl/soorten-vulkanen.php
12
Onbekend, (2013). Hoe weten wanneer een tsunami onstaat? Op: Quest.nl
- http://www.quest.nl/vraag-en-antwoord/artikel/hoe-weten-we-wanneer-eentsunami-ontstaat
KNMI, (2012). Twintig jaar na de aardbeving bij Roermond (13 april 1992). Op:
knmi.nl (13 april).
http://www.knmi.nl/cms/content/105900/twintig_jaar_na_de_aardbeving_bij_ro
ermond_13_april_1992
kennislink, (2009). Erosie rivier gelijk aan gletsjer. Op: kennislink.nl (25 augustus).
- http://www.kennislink.nl/publicaties/erosie-rivier-gelijk-aan-gletsjer
kennislink, (2012). Zijn ”menselijk” aardbevingen te managen? Op: kennislink.nl (5
april)
- http://www.kennislink.nl/publicaties/zijn-menselijke-aardbevingen-te-managen
kennislink, (2012). Hollands idee breekt tsunami. Op: kennislink.nl (2 november)
- http://www.kennislink.nl/publicaties/hollands-idee-breekt-tsunami
knmi, (2011). Aardbevingen in Nederland. Op: Zwaailichten.org.
- http://www.zero-meridean.nl/i_roermond_130492.html
storm, (2011). wat is een vulkaan uitbarsting? Op: wetenschap.infonu.nl
(17 maart)
- http://wetenschap.infonu.nl/natuurkunde/3800-wat-is-een-vulkaanuitbarsting.html
Overige bronnen:
13
Onbekend, (2014). Peelrandbreuk. Op: wikipedia.nl (13 jun).
- http://nl.wikipedia.org/wiki/Peelrandbreuk
Bijlage
14
Al onze informatie van module 3 kunt u vinden op onze weblog:
www.kowedajo.wordpress.com
Hier vindt u bijvoorbeeld alle PGO’s en de bronnekaart. Ook het stuk over de door
ons gekozen wetenschapper vindt u daar.
Wetenschapper - Alexander du Toit.
Samenvatting van werkwijzen
15
Ons ANW onderzoek van de 3e module is voor ons gevoel heer erg goed gegaan. We
hadden een goede planning gemaakt en een duidelijke aanpak. De samenwerking
ging uitstekend en iedereen heeft zijn deel gedaan.
We zijn allemaal tevreden over hoe deze module is gegaan.
We hebben uitgebreid onderzoek gedaan naar de verschillende onderwerpen die we
tegen kwamen en zo uiteindelijk een goede probleemstelling en onderzoekmethode
bedacht.
Al om al zijn we erg tevreden over ons verslag en overig werk.
16