PGO-leidraad Algemene NatuurWetenschapen module
advertisement
PGO-leidraad Algemene NatuurWetenschapen module voorzitter: Overige Groepsleden (max. 4) notulist: Artikel (titel) Gevormd door bewegende aardplaten De voorzitter leidt de groep door de verschillende stappen van de zevensprong en is verantwoordelijk voor de verwerking van de leerstof door de groepsleden. In de eerste les moet stap 1 t/m 5 verwerkt worden, in de tweede les stap 6 en 7. De notulist vult dit blad in en is verantwoordelijk voor de rapportage aan de docent. 1. Verhelder onduidelijke termen en begrippen Waterhuishouding – de beweging van water in een gebied. Dit heeft vooral te maken met de kringloop van water: eerst verdampt het water uit de zee. Het stijgt op, vormt wolken en kan daarna, als de hoeveelheid water te groot en te zwaar wordt, weer terug in de zee vallen. De wolken kunnen ook over het land gaan. Als het hier neervalt, zal het water via rivieren terugstromen naar de zee. Ook het smeltwater van bergen wordt via deze rivieren afgevoerd. Mensen proberen vaak de waterhuishouding te beïnvloeden, bijvoorbeeld door kanalen te graven. Aardmagnetisch veld – Het magnetisch veld rondom de aarde. Waarschijnlijk is dit veld ontstaan door de magnetische mineralen die in de aardkern voorkomen. Het heeft een handige functie: het beschermt onze planeet tegen zonnewinden (een stroom geladen deeltjes die van de zon afkomt), die ons DNA kunnen beschadigen. Mid-Atlantische rug – De langste bergketen ter wereld, gelegen in de Atlantische Oceaan. Deze rug strekt zich uit van de Noordpool tot aan de Zuidpool en is ontstaan doordat de Euraziatische (de plaat waarop Europa en Azië liggen) en Afrikaanse plaat botsten met de Amerikaanse platen. Sediment – een neerslag van deeltjes in een vloeistof. Koolstofkringloop – Alle processen die met de omloop van koolstof te maken hebben op aarde. Ook mensen horen daarbij: elke keer dat je uitademt, adem je namelijk koolstofdioxide uit, een stof die je lichaam niet nodig heeft. 2. Definieer het centrale probleem / vraag van het artikel Wat heeft plaattektoniek voor invloed op waar we leven, welk klimaat we hebben, de evolutie, de zeestromingen en hoe goed het met onze economie gaat? 3. Analyseer het artikel / de rode draad In de geschiedenis van de aarde zijn de continenten en oceanen vaak van plaats veranderd door plaattektoniek. Soms gingen alle continenten uit elkaar, soms kwamen ze bij elkaar en vormden dan een supercontinent. Dit gebeurt om de 300 tot 500 miljoen jaar. Om te weten te komen hoe de wereld er vroeger uit zag en welke gebieden naast elkaar lagen, letten aardwetenschappers op verschillende dingen. Zo kijken ze of bepaalde bergketens erg overeenkomen en misschien aan elkaar vast hebben gezeten, welke mineralen waar voorkomen en sporen die op sommige continenten voorkomen. De verdeling van het land zoals wij het nu kennen is ontstaan uit het laatste supercontinent: Pangea. Hieruit ontstond bijvoorbeeld het Himalaya gebergte. Doordat land zich verplaatste, had dit invloed op de zeestromingen: sommige stromingen konden niet meer van de ene oceaan naar de andere. Een goed voorbeeld is het versmelten van Noord- en Zuid-Amerika: hierdoor kon het water niet meer van de Atlantische Oceaan naar de Grote oceaan. Hierdoor boog het af naar de Noord- en Zuidpool, waar het in ijs veranderde. Omdat er meer en meer ijs kwam, ontstond er een ijstijd (glaciaal). Door het ijs verandert ook gelijk het waterpijl van de zee: hoe meer ijs er is, des te minder vloeibaar water. Iets anders waar plaattektoniek voor zorgt is het ontstaan van bergen, omdat platen op elkaar botsen en elkaar langzaam omhoog duwen. Dit heeft weer invloed op het weer: er is een zijde van de bergketen waar er veel regen valt, en een zijde waar weinig regen valt. Op zijn beurt beïnvloedt dit weer hoe de rivieren lopen en hoeveel water er stroomt. Zoals je ziet veroorzaakt plaattektoniek een aantal kettingreacties van gebeurtenissen die erg belangrijk zijn voor de wereld waarin wij leven. Plaattektoniek is ook belangrijk geweest in de evolutie: omdat sommige dieren naar een stuk land gingen dat later afbrak van het supercontinent, zijn deze soorten geëvolueerd tot aparte dieren en planten die je nergens anders ter wereld vindt. Een zeer belangrijk onderdeel van onze economie is ook door plaattektoniek veroorzaakt: aardolie en aardgas. Dit is ontstaan uit de resten van diertjes die niet afgebroken konden worden. Door de beweging van platen is dit opgesloten en verwarmd, waardoor olie en (als het heel erg warm werd) gas ontstonden. In de toekomst zal de plaat waarop Afrika ligt tegen die van Europa botsen. Ook zal de Atlantische Oceaan groter worden. Wat er daarna gaat gebeuren weten we nog niet, maar wetenschappers verwachten dat er over 250 miljoen jaar weer een supercontinent zal ontstaan. 4. Orden de ideeën uit de analyse van het probleem • ‘Deze verschuivingen van de platen hier op aarde bepalen op welke hoogte we leven en in welk klimaat, maar ook bijna de hele economie. Waar zouden we zijn zonder aardolie en gas, grondstoffen die niet zouden zijn ontstaan als er geen plaattektoniek bestond.’ • ‘Waar de continenten liggen en heen bewegen heeft enorme invloeden op het klimaat, de waterhuishouding, de zeestromingen, de zeespiegel, vulkanen en aardbevingen, evolutie van plant en dier en zelfs de (grondstof)economie!’ • ‘Supercontinenten vormen zich door het tegen elkaar botsen van vele aardplaten met daarop continenten. Na tientallen miljoenen jaren valt het supercontinent weer in meerdere stukken uiteen, mogelijk omdat hitte die onder het continent is opgeslagen een uitweg zoekt.’ • ‘Oceaanstromen zijn afhankelijk van de positie van de continenten en heel belangrijk voor het klimaat. De Golfstroom zorgt er bijvoorbeeld voor dat West-Europa relatief warm is ten opzichte van Canada op dezelfde breedtegraad.’ • ‘Plaattektoniek kan er ook voor zorgen dat de zeespiegel stijgt door het versneld uiteengaan van de aardplaten bij oceanische ruggen. Hierdoor stolt er meer lava in kortere tijd, neemt de dichtheid van het gesteente van de oceaanrug af, en zal het wegzakken van de oceanische plaat daarom minder snel gaan. Hierdoor wordt de onderzeese rug breder en is er minder ruimte voor oceaanwater.’ • ‘Door plaattektoniek ontstaan bergen en bergen beïnvloeden de waterhuishouding van het berggebied en het achterland.’ • ‘Daarnaast heeft plant en dier bij het uiteengaan van continenten een eigen evolutie doorgemaakt. Neem bijvoorbeeld de buideldieren die ongeveer 125 miljoen jaar geleden ontstonden. Ze konden Australië in deze Krijt periode nog bereiken via Zuid-Amerika en Antarctica, maar vanaf 60 miljoen jaar was dat niet meer mogelijk. Toen kwam Australië los van Antarctica. Het samenkomen van continenten zorgt er juist voor dat plant en dier het ene continent kan gaan bevolken en de inheemse organismen verdringen. Dat gebeurde toen Noord- en Zuid-Amerika rond 2,5-3 miljoen jaar geleden weer met elkaar verbonden raakten.’ • ‘Ook aardgas en aardolie zijn economisch gezien van zeer grote waarde. Deze hebben hun oorsprong in een vroegere zeeomgeving waarbij de bodem zuurstofarm was, zodat veel organisch materiaal niet werd afgebroken. Als de temperatuur na begraving opliep tot tegen de 100°C, kon aardolie ontstaan; bij nog hogere temperaturen ontstond zelfs aardgas. Omdat aardgas en aardolie lichter zijn dan het omringende gesteente stijgen ze totdat ze een ondoordringbare laag tegenkomen.’ • ‘Als de huidige plaatbewegingen doorzetten, zal Afrika tegen de Euraziatische aardplaat aan botsen. Hierdoor verdwijnt de Middellandse Zee en zal er een gebergte ontstaan tussen Europa en Afrika. De Atlantische Oceaan zal zich verder verbreden.’ • ‘Plaattektoniek had en heeft dus een enorme impact op onze aardbol en stuurt op lange tijdschalen het klimaat, de waterhuishouding, zeestromingen, ijstijden, de zeespiegel, de ligging van continenten en oceanen, het voorkomen van vulkanen en aardbevingen en heeft zelfs grote invloed op evolutie en de (grondstof)economie. De mens heeft maar te leven naar de nu heersende maar langzaam veranderende plaattektonische omstandigheden en de gevolgen hiervan.’ 5. formuleer leerdoelen 1. Hoe lang duurt het voordat de resten van diertjes veranderen in aardolie of aardgas? 2. Volgens het artikel zijn er in de geschiedenis van de aarde al vele ijstijden (een ander woord hiervoor is ‘glacialen’) geweest. Zal er in de nabije toekomst nog een ijstijd komen, en zo ja, wanneer? 3. Waarom stijgt de zuurstofconcentratie op aarde bij de vorming van een supercontinent? procescontrole docent (punten, datum) 6. Beantwoord je leerdoelen 1. Hoe lang duurt het voordat de resten van diertjes veranderen in aardolie of aardgas? Aardolie is in onze economie heel erg belangrijk,voor sommigen zelfs belangrijker dan graan of goud. Omdat we het zo belangrijk vinden (denk maar eens aan alle machines die op aardolie werken), is er veel onderzoek naar gedaan. Maar om bovenstaande vraag te beantwoorden moet je eerst weten hoe aardolie of aardgas ontstaat. Dit gebeurt door planten en diertjes. Als die in zeewater of in het water van een meer sterven, zakken hun resten naar de bodem. Meestal verteren de resten dan, maar onder speciale omstandigheden gebeurt dit niet. De belangrijkste voorwaarde hiervoor is dat er geen zuurstof aanwezig mag zijn. Ook gebeurt dit meestal op plaatsen waar het water warm is, omdat daar meer dieren en planten voorkomen. Als dit met heel veel resten gebeurt , ontstaat er een laag op de bodem. Door de druk van de zee daar bovenop wordt het erg warm in de laag met de resten. Als het ongeveer 100 °C is, kan hieruit aardolie ontstaan. Als het nog veel warmer is, verandert de olie in gas: aardgas. Dit proces gebeurt niet bepaald snel: vaak duurt het miljoenen jaren voordat er aardolie of gas ontstaat nadat de dieren of planten zijn gestorven. Daarom proberen veel mensen te voorkomen dat deze grondstoffen in de nabije toekomst op raken: je kunt ze niet zomaar even opnieuw maken. 2. Volgens het artikel zijn er in de geschiedenis van de aarde al vele ijstijden (een ander woord hiervoor is ‘glacialen’) geweest. Zal er in de toekomst nog een ijstijd komen, en zo ja, wanneer? Of en wanneer er een volgende ijstijd komt is natuurlijk niet met zekerheid te zeggen: je kunt de toekomst simpelweg niet voorspellen. Maar wetenschappers kunnen wel aangeven wat zij denken dat er in de toekomst zal gaan gebeuren. Hiervoor kun je het beste kijken naar het verleden. Dan zie je dat ijstijden, die meestal 90.000 jaar duren, worden afgewisseld met warmere periodes, die ongeveer 10.000 jaar duren. Door de bodem te bestuderen hebben wetenschappers vastgesteld dat we al 11.000 jaar in zo’n warmere tussenperiode leven. Dit is langer dan normaal, en daarom verwacht men dat de volgende ijstijd niet lang meer op zich laat wachten. De komst van een ijstijd hangt af van drie factoren: 1. De baan van de aarde om de zon is soms rond en soms iets minder rond (het duurt ongeveer 100.000 jaar voordat dit verandert). Hierdoor komt in sommige jaren veel zonlicht terecht op aarde, en in sommige jaren wat minder. Dit heeft natuurlijk invloed op de temperatuur, dat weer invloed heeft op de hoeveelheid ijs. Is de baan rond de zon niet helemaal rond, zal dit dus de komst van een ijstijd makkelijker maken. 2. De stand van de aarde is ook belangrijk. Deze is namelijk schuin en daarom hebben wij hier seizoenen. Om de 41.000 jaar verandert de hoek een klein beetje. Is de hoek iets kleiner, dan is het gevolg daarvan dat de zomers wat koeler zijn. 3. De derde factor is dat de aarde niet netjes recht draait, maar een beetje wiebelt. Dit verandert om de ongeveer 23.000 jaar, en hierdoor verandert de hoeveelheid zonlicht op aarde. Deze getallen zijn allemaal geschat en het is dus niet met zekerheid te zeggen wanneer er een ijstijd komt. Wetenschappers denken dat de volgende ijstijd over ongeveer 100.000 jaar komt. Dit wijkt af van het patroon, dat komt doordat de aarde nu aan het opwarmen is als gevolg van het broeikaseffect. 3. Waarom stijgt de zuurstofconcentratie op aarde bij de vorming van een supercontinent? De zuurstofconcentratie is de hoeveelheid zuurstof die zich in de lucht bevindt. Bij een hoge concentratie is er veel zuurstof in de lucht, bij een lage concentratie weinig. Als er een supercontinent ontstaat, botsen er veel kleine continenten op elkaar. Hierdoor ontstaan enorme bergen en gebergtes. Hoe hoger een berg, des te sneller hij wordt afgebroken door wind en water. Dit heet erosie. Het materiaal dat is afgebroken zit vol met allerlei stoffen, zoals ijzer en fosfor. Dit komt dan vaak in de oceaan terecht. Daar leven allerlei organismen, zoals algen, die zuurstof produceren. De door erosie afgebroken stoffen zijn voedingstoffen voor algen, en hoe meer ze te eten krijgen, des te meer zuurstof ze zullen produceren. Als er een supercontinent is, zijn er veel bergen en dus veel erosie. De algen gebruiken de stoffen uit de bergen en dus stijgt de hoeveelheid zuurstof. Het materiaal uit de bergen zelf draagt ook bij aan de hogere concentratie: stoffen zoals koolstof en pyriet worden snel begraven onder een laag van stof en klei uit de bergen. Deze stoffen kunnen een chemische reactie aangaan met zuurstof, waardoor er minder zuurstof in de lucht is. Het verhinderen hiervan zorgt ook voor een verhoging van de zuurstofconcentratie. 7. Schrijf een korte samenvatting van de 'oplossing' van dit probleem Plaattektoniek is natuurlijk niet echt een probleem en dus is er ook geen oplossing voor. Wel is duidelijk dat we niets aan plaattektoniek kunnen doen: de tektonische platen op aarde zullen altijd in beweging blijven, of we dit nu leuk vinden of niet. Er zitten een heleboel nadelen aan, zoals ijstijden, een stijgende zeespiegel en de vorming van hoge bergen die de doorgang naar andere plaatsen moeilijk maakt, maar ook een heleboel voordelen: denk maar eens aan de vele verschillende planten en dieren die we hier op aarde hebben, of aan de economische voordelen van aardolie en aardgas. Zeker is dat de aarde er heel anders uit zou hebben gezien zonder plaattektoniek. procescontrole docent (punten, datum)
