Aardrijkskunde hoofdstuk 1 ‘Endogene en Exogene processen’ §2 ‘De opbouw van de aarde’ Oceaanbodem is veel zwaarder dan continenten. Dit komt omdat de oceaanbodem opgebouwd is uit basalt. Continenten zijn opgebouwd uit graniet. De aardkorst drijft op de aardmantel. Midoceanische rug = ‘onderwatergebergte’. Dmv scannen kan men het binnenste van de aarde bekijken. Hiervoor maakt men gebruik van trillingen die bij elke aardbeving dwars door de aarde gaan en overal ter wereld kunnen worden opgevangen en geregistreerd. De snelheid en de richting van de aardbevingstrillingen worden beïnvloed door de eigenschappen van gesteente, zoals de temperatuur, dichtheid en vloeibaarheid. Seismologen Aardkorst: Continentale korst - Licht - ligt +/- 4 km hoog - graniet Oceanische korst - zwaar - ligt +/- 4 km lager - basalt Vastgesteente (korst) Vastgesteente (mantel) gedeeltelijk vloeibaar (kern) Lithosfeer Asthenosfeer 1) binnenkern = vast, kernreactie Verwarmt buitenkern 2) buitenkern =vloeibaar Verwarmt mantel 3) mantel = convectiestroom (warmtestroom), vast gesteente §3 ‘Platentektoniek’ De meeste aardkorstplaten bestaan zowel uit continent als oceaanbodem. Er zijn verschillende bewegingen: 1) convergente beweging: platen botsen tegen elkaar. Oceaanbodem duikt onder continent en er ontstaat een subductie. Op de grens ontstaan diepzeetroggen. 2) Divergente beweging: platen bewegen uit elkaar. Er ontstaat een gat, wordt gevuld met lava en ontstaat nieuwe oceaanbodem, die langzaam aangroeit. Midoceanische rug, ook wel spreidingszone genoemd. 3) Transforme beweging: platen bewegen langs elkaar. De oceaanbodem wordt constant gerecycled. Het groeit aan bij de midoceanische rug en het verdwijnt bij subductie zones. Dit weet men door ouderdomsbepaling. Men weet niet zeker waarom platen bewegen, maar de convectiestroming is een populaire theorie. Maar hiermee is niet te verklaren waarom er verschillen in snelheid zijn. Volgens de theorie speelt de zwaartekracht een rol. Door het afkoelen van de oude oceaanbodem wordt de bodem zwaarder en dus moeilijker te bewegen. Bij subductie wordt de bodem vervolgens meer naar beneden getrokken. Door het naar en van elkaar schuiven komen de continenten steeds op een andere plek te liggen. Zo’n 200 miljoen jaar geleden vormden de continenten één continent, genaamd Pangaea. Tegenwoordig drijven de platen weer naar elkaar toe. §4 ‘Vulkanisme’ Verschillende soorten vulkanen kun je meten aan de hand van: viscositeit –vloeibaarheid- van magma mate van druk (gasvorming) Soorten uitbarstingen: explosief, hevig hoge druk + stropige magma effusief, rustig lage druk + vloeibare magma Verschillende soorten vulkanen: Schildvulkaan: - vloeibaar magma (bestaat vooral uit basalt) weinig zand - effusieve uitbarsting - flauwe helling - bij hotspots en mid-oceanische rug Spleeteruptie: - vergelijkbaar met schildvulkaan - ontstaat langs scheuren in de aardkorst - langgerekte vorm - effusieve eruptie - omdat er veel lava vrijkomt, ontstaan er plateaus Stratovulkaan: - opgebouwd uit lagen as en lava (magma) - taai magma silicium rijk, menging met water - explosief - kegelvormig - alleen bij subductie zone Caldera: - ontstaat uit ander vulkaantype - bij grote/enorme uitbarsting stort magmakamer in top weg - er ontstaat een kratermeer - soms ontstaat er een nieuwe magmakamer, risico mega uitbarsting Bij subductie zone komen explosieve erupties plaats ander samenstelling van lava, namelijk omgesmolten basalt met sediment. Gestolde lava heet bij een stratovulkaan andesiet. Ook wordt er materiaal in de lucht geslingerd bij een uitbarsting pyroklastisch materiaal. Niet al het magma komt aan de oppervlakte, grote hoeveelheden magma blijft steken in de aardkorst. Het koelt langzaam af, enkele kilometers onder het aardoppervlak. Dit worden intrusies genoemd. Doordat het langzaam afkoelt, heeft het de mogelijkheid om chemische reacties aan te gaan gesteente met mineralen. Hotspots: een plek waar wel vulkanen voorkomen, maar waar geen breuklijn is. Hier vinden in de mantel continue stijgingen van magma plaats, die mantelpluimen worden genoemd. §5 ‘Aardbevingen’ Bij divergente plaatgrenzen wordt de aardkorst uit elkaar getrokken en ontstaat er rek in de aardkorst. Bij convergente en transforme plaatbewegingen komt veel druk voor. Het ontstaan van een aardbeving is te vergelijken met het uit trekken van een elastiekje. Als de druk dan te groot wordt knapt het elastiekje. De druk bij twee gesteentelagen kan zo ver toenemen dat er een aardbeving ontstaat, de twee gesteentelagen zijn verschoven ten opzichte van elkaar. Epicentrum: de plek waar een aardbeving de aardoppervlakte raakt. (loodrecht boven hypocentrum) Hypocentrum: aardbeving haard, daar waar de verschuiving plaatsvindt. (onder het aardoppervlak). Metingen van aardbevingen: schaal van Mercallie intensiteit op basis van schade, maar moeilijk om te vergelijken omdat het op elke plaats anders is. Schaal van Richter seismograaf: meet trillingen en zet om in magnitude. Logaritmisch = elke stap 10x zwaarder. Plooien: hard gesteentelaag diep onder het aardoppervlak onder hoge temperaturen en druk verbogen. Het gesteente is plastisch geworden. Door opheffing is het nu zichtbaar aan de oppervlakte. Langs een breuklijn worden soms van de korst omhoog gedrukt (=horst) en sommige delen naar beneden gedrukt (=slenk). Aan randen van platen kunnen door druk grote gebieden ontstaan. Hierbij kunnen plooiingsgebergten en breukgebergten ontstaan. §7 ‘Gesloopt gesteente’ Fysische verwering: het verbrokkelen van gesteente door het bevriezen van water, temperatuurwisselingen of de werking van wortels. - insolatie = opwarmen en afkoelen > uitzetten en krimpen - vorstwerking = water in spleten bevriest en ontdooit > water zet uit tussen 0 en 4 graden - Biologische-fysische werking = wortels groeien in spleten > diktegroei van de wortel. Verloopt het snelst wanneer ergens grote temperatuurfluctuaties voorkomen of de grens van 0 graden regelmatig wordt overschreden. Dit gebeurt vooral met stenen die onbedekt zijn. Chemische verwering: het oplossen van gesteente door de inwerking van water, zuren of zuurstof. - H2O – mineralen kunnen oplossen in water - CO2 – kan oplossen in water > vorming van koolzuur > water wordt zuur - O2 – elementen zoals ijzer kunnen oxideren Verloopt het snels wanneer de temperatuur hoog is en er veel water beschikbaar is. Ook komt chemische verwering vooral onder de grond voor, aangezien losse grond vocht goed vasthoudt. Bijzondere vorm van chemische verwering ontstaat in kalksteen. Kalk lost niet op in gewoon water, maar wel in zuur water. Dat kan vervolgens ook weer snel neerslaan. Druipsteengrotten zijn hier het resultaat van. Dit gebeurt vooral onder de grond, waar het grondwater in contact komt met verteerde plantenresten, die CO2 afgeven. Het ontstaan van karstverschijnselen ontstaat zo: 1) kalksteen lost op langs spleten 2) spleten verwijden zich en groeien aan elkaar 3) het grondwaterniveau daalt 4) grotten vullen zich met lucht 5) sijpelend water doet druipsteen ontstaan in grot 6) grotten storten in en er ontstaan dolines. ( = laagte in het terrein die ontstaat doordat grotten in kalksteen instorten. §8 ‘verweringsmateriaal in beweging’ Na verwering valt/rolt/glijdt het gesteente naar beneden aardverschuivingen. Er zijn vier soorten aardverschuivingen: 1) Vallend gesteente – losse stenen of rotsblokken vallen loodrecht naar beneden 2) Bergstorting – een grote rotsmassa glijdt over een helling naar beneden. 3) Puinlawine – losse stenen van verschillende omvang rollen en glijden naar beneden 4) Modderstromen – een verweringslaag die bestaat uit klei en/of zand raakt verzadigd met water en vloeit (soms 40 km/u) naar beneden Onderin het dal waar het gesteente terecht komt puinwaaier of puinhelling. Sediment wordt op verschillende manier getransporteerd in het water: Zand – springend Klei – zwevend Grind – rollend In de bovenloop van de rivier wordt alles vervoerd, terwijl in de benedenloop vooral fijn zand en klei vervoert. Wel is de totale hoeveelheid sediment in de benedenloop het grootst. Het klimaat, de hoeveelheid water, de stroomsnelheid en de vegetatie in het stroomgebied hebben invloed op hoeveel sediment een rivier meeneemt. Sediment in water zorgt voor erosie, niet het water alleen. §9 ‘Van de bergen naar de zee’ Benedenloop is een vlak gebied, overstromingsvlakte. Als het waterpijl hoog staat, loopt de overstromingsvlakte onder water. Het sediment in de rivier wordt daar dan ook neergelegd. Zo wordt er een ‘waterpaslandschap’ gevormd. Als een rivier in de zee terecht komt, verliest hij al zijn snelheid en loost hij al zijn sediment. Het opgehoopte sediment kan langzaam maar zeker voor nieuw land zorgen. Dit heet een delta. Dit gebeurt niet overal, als de stroming langs de kust te groot is, neemt de stroming het sediment mee. Ook zijn er zeeën waar het verschil tussen eb en vloed zo groot is, dat het water bij vloed sterk de rivier wordt opgedrongen. Het sediment wat bij eb is neergelegd, wordt door de sterke stroming bij vloed weer meegenomen. De trechtervormige kust die dan ontstaat heet estuarium. In de rivier komen vele lagen sediment voor. Doordat de boden wegzakt, komt er telkens weer een nieuw laagje bij. Zodra de lagen een paar honderd meter zijn weggezakt, begint het proces van verstening. De korrels worden dichter op elkaar geperst, vervolgens worden korrels aan elkaar geplakt. Zo ontstaat: Zand zandsteen Klei schalie Grind conglomeraat Schelpen/kalkskeletjes kalksteen Vorming van sediment: Sedimentatie wegzakken sedimentatie sedimentatie onder druk in elkaar drukken aan elkaar plakken sediment gesteente §11 ‘De vorming en afbraak van gebergten’ Endogene processen worden aangestuurd door de kern van de aarde. Vb, aardbevingen, vulkaanuitbarstingen en platentektoniek. Exogene processen worden aangestuurd door de zon. Vb, verwering, erosie en sedimentatie. De hydrologische kringloop is de kringloop van water en zorgt er samen met verwering voor dat gebergten verslijten, verweringsproducten worden afgevoerd door rivieren, rivieren eroderen en laagvlakten, en zeeën voorzien worden van pakketten sediment. Bij subductie gaat niet alleen de oceaanbodem onder het continent, ook gaat er sediment mee naar beneden. Dit zorgt voor nog meer explosiviteit bij een uitbarsting. Ook zal een deel in de verdrukking komen en bij het continent worden aangeplakt. Hooggebergtes worden alleen bij actieve continentranden gevormd. Het kan ook zo zijn dat er twee continenten op elkaar botsen, vroeger heeft hier wel een zee gelegen, maar is weg. Sommige gebergtes liggen niet op logische plaatsen, maar het kan best zo zijn dat ze vroeger wel op logische plaatsen lagen. We gaan ervan uit dat vroeger de platentektoniek anders was dan nu, waardoor die gebergtes toen gevormd zijn. Veel gebergtes zijn al afgerond en zijn nu dus oude gebergtes. Caledonische fase: Noord-Amerika botste tegen Europa, ongeveer 450 miljoen jaar geleden. Hercynische fase: Frankrijk botste op Noord-Europa, Afrika op Noord-Amerika en Siberië op Rusland. Het schild is de kern van een continent, hierin vind je het oudste gesteente. Dit komt omdat continentale platen niet wegzakken in de mantel en in de loop van de eeuwen er om het schild een laag gebergte is ontstaan. § 12 ‘De gesteentekringloop’ Er zijn 3 soorten gesteente: 1) Stollingsgesteente, ontstaan door het afkoelen van magma. Dieptegesteente stollingsgesteente pyroklastisch gesteente 2) Sedimentgesteente, ontstaat doordat verweringsmateriaal of resten van platen en dieren zich ergens ophopen, bedenkt raken, wegzakken en vervolgens worden samengeperst. 3) metamorfe gesteenten, ontstaan wanneer stollingsgesteenten of sedimentgesteenten, om wat voor reden dan ook, diep wegzakken in de aardkorst en daar onder hoge druk en/of temperatuur komen te staan. Hierdoor wordt het gesteente omgevormd en verliest het veel van zijn oorspronkelijke eigenschappen zoals gelaagdheid, kleur of korrelgrootte. Soorten gesteente Stollingsgesteente - dieptegesteente - uitvloeiinggesteente - pyroklastisch gesteente Sedimentgesteente Metamorf gesteente Ontstaan uit Naam gesteente Magma Lava Graniet Andesiet, basalt, vulkanisch glas, puimsteen vulkanisch as > tufsteen vulkanische bommen Zandsteen Schalie Conglomeraat Bruinkool Kalksteen Gneis Leisteen Schist Kwartsiet Steenkool Marmer Uitgeslingerd materiaal Zand Klei Grind Plantenresten > veen Koraal, schelpen Graniet Schalie Leisteen Zandsteen Bruinkool Kalksteen Op heel de wereld vindt de gesteentekringloop plaats, dit kan op vele manieren. Dit duurt miljoenen jaren, maar het stopt nooit. Een voorbeeld van klei: Door chemische verwering wordt schalie klei – via de rivier naar de zee – op de zeebodem terecht – kleilagen bedenkt met nieuwe lagen en zakken steeds verder weg – kleideeltjes verstenen tot schalie – zeebodem zakt verder weg – door subductie de diepte in – door temperatuur wordt leisteen gevormd – als de druk nog hoger is wordt schist gevormd – smelt en mengt met magma – magma omhoog en dringt zich in het gebergte – graniet is gevormd – proces begint opnieuw. § 13 ‘systeem aarde’ Koolstofkringloop: de continue verplaatsing van koolstof tussen de atmosfeer (lucht), hydrosfeer (water), biosfeer (planten) en lithosfeer (gesteente). Planten fotosynthese CO2 in Atmosfeer verwering van steenkool Steenkool aan de opp. Dode planten Materiaal opgraven en verbranden Erosie van bovenliggende lagen Bruinkool steenkool opheffing van gebergtes Toegenomen is: zonne-intentsiteit, koolstofgehalte Afgenomen is: broeikaseffect, CO2 concentratie Gelijk gebleven is: leefbaarheid Wisselend: temperatuur Atmosfeer + hydrosfeer = klimaatsysteem Lithosfeer + asthenosfeer + diepe mantel = platentektonieksysteem Buitenkern + binnenkern = geodynamosysteem Biosfeer = hydrosfeer + stukje atmosfeer Samenvattingopdracht Platentektoniek Divergerende plaatbeweging: - midoceanische ruggen - vorming van basalt - slenken Aangedreven door zonneenergie Exogene processen Convergerende plaatbeweging: - stratovulkaan - pyroklastisch gesteente - aardbeving met diepe haard - caldera’s - intrusies - plooiing van gesteente Verwering, erosie, puinwaaiers In hooggebergten In de benedenloop Overstromingsvlakte, sedimentatie, delta, vervorming sedimentatiegesteente Intrusies, plooiing van gesteente, opheffing, convergerende plaatrand Aangedreven door warmte uit aardkern Exogene processen Gebied zakt weg Stollingsgesteente sedimentgesteente Verwering, erosie, hydrologische kringloop Intrusie vulkanisme gebergtevorming Subductie gebergtevorming Metamorf gesteente