3. Hoe wordt de geologische tijd onderverdeeld?

Hoofdstuk 3 Hoe wordt de geologische tijd onderverdeeld?
1. De geologische geschiedenis.
De meer dan 4 miljard jaar dat onze aarde bestaat, is in de geologie onderverdeeld in verschillende tijdvakken
(zie bron 6 en 7). De indeling in deze tijdvakken is gebaseerd op de ontwikkeling van het dierlijk- en
plantaardig leven op aarde. Tot ongeveer 600 miljoen jaar terug was het leven erg primitief. Er bestonden enkel
ééncellige planten en dieren. Vanaf het Cambrium gaat de ontwikkeling zeer snel. Steeds ingewikkelder
levensvormen ontstaan. Door mutaties kunnen planten en dieren zich aanpassen aan de steeds veranderende
levensomstandigheden op aarde. Hierdoor ontstaan steeds hogere levensvormen waardoor uiteindelijk uit de
aapachtigen de mensachtigen zich konden ontwikkelen (gedurende de laatste 5 miljoen jaar). Dikwijls sluit een
geologische periode af met een massa-extinctie (bron 9): een periode waarin een groot aantal planten en
dierenfamilies terug van de aardbol verdwijnen. De oorzaken van deze massa-extincties zijn:
klimaatswijzigingen en/of zeespiegel wijzigingen ( bron 11, 12 en 13).
Los de vragen op met behulp van de bronnen 6 t.e.m. 13
-Waarom spreekt men van de Biologische Big Bang vanaf het Cambrium? Tijdens het Cambrium is de
biologische ontwikkeling zeer snel gegaan, als het ware een explosie van leven.
-Beschrijf in enkele grote stappen de evolutie van het plantaardige leven van het Cambrium tot nu: eerst
eencelligen, vervolgens sporenplanten, dan de naaktzadigen (naaldbomen) en tenslotte de bedektzadigen
(loofbomen en bloemendragende planten).
-In welke periode werden de meeste steenkoollagen gevormd? Door welke planten? Onder welk klimaat? Waar
bevond West-Europa zich toen op de globe? De steenkoollagen zijn meestal gevormd in het Carboon. Ze zijn
ontstaan uit reuzenvarens die leefden in tropische omstandigheden. West-Europa lag toen veel zuidelijker over
de evenaar.
-Gedurende welke geologisch hoofdtijdperk leefden de reuzenreptielen op aarde? Hoe zijn ze van de planeet
verdwenen? De reuzenreptielen leefden tijdens het Mesozoïcum. Ze zijn van de aardbol verdwenen tijdens de
massa-extinctie op het einde van het Krijttijdperk.
-Geef een verklaring voor het voortdurend veranderen van het klimaat in een bepaald gebied. Een bepaald
gebied kan door de plaattektoniek voortdurend verplaatst worden over de aardbol. Hierdoor zullen ook de
klimaten veranderen.
-Welke 6 grote massa-extincties kunnen we onderscheiden gedurende de laatste 600 miljoen jaar: Op het einde
van het Ordovicium, het Devoon, het Perm, het Trias, Het Krijt en het Holoceen ( nu bezig).
-Wie of wat is de oorzaak van de laatste massa-extinctie in het Holoceen? De mens werkt zo ingrijpend in op
het milieu zodat er dagelijks verschillende planten en diersoorten van de aarde verdwijnen.
-Welk fenomeen kenmerkt de periode van het Pleistoceen? Het Pleistoceen is een periode die gekenmerkt
wordt door enkele zeer koude periodes (glacialen of ijstijden).
-Zet in de juiste volgorde volgens hun ontstaan: zoogdieren, vissen, reptielen, vogels, insecten, reuzenreptielen
vissen, insecten, reptielen, reuzenreptielen, zoogdieren, vogels
2 Gebergtevorming.
In het vorige hoofdstuk zagen we dat het verplaatsen van de continenten over de globe verantwoordelijk is voor
de gebergtevorming. Ondanks het feit dat ons land ver van de actieve Alpiene plooiing in het Middellandse
zeegebied verwijderd is, zijn er in ons land toch sporen van gebergtevorming te vinden (bron 1 en 2). De
anticline en de syncline die op de foto te zien zijn, zijn overblijfselen van gebergtevorming in een ver verleden.
Aan de hand van bron 3 en 4 zien we dat ook deze perioden van gebergtevorming een gevolg zijn van
plaattektonische bewegingen. Zo is het mogelijk om drie belangrijke perioden van gebergtevorming gedurende
de laatste 600 miljoen jaar te onderscheiden (bron 5 en 7):
- Caledonisch : hoogtepunt in het Siluur tijdperk
belangrijke gebergten: Schotse Highlands, Scandinavisch massief (massief van Brabant)
- Hercynisch: hoogtepunt in het Carboon tijdperk
belangrijke gebergten: Appalachen, Centraal Massief, Ardennen
- Alpien: vanaf het Eoceen
belangrijke gebergten:Alpen Himalaya Andes
- Hoe is de situatie voor ons land tijdens de Caledonische plooiing
- Avalon (met oa België) wordt naar N-Am geduwd
- De oceanische plaat tussen Avalon en N-Am wordt onder Avalon geduwd ( vulkanische eilandenboog)
- Wanneer de twee continenten botsen tijdens het Siluur ontstaan de
Caledonische gebergten (oa het Brabants massief)
- Hoe is de situatie voor ons land tijdens de Hercynische plooiing (Variscische plooiing)?
- Eerst Armorica vervolgens Gondwana botsen tegen Laurasië.
- De oceanische platen verdwijnen onder Armorica
- De Hercynische gebergten in Midden Europa worden gevormd oa de Ardennen /Vogezen
Welke invloed heeft de Alpiene plooiing bij ons? De Alpiene plooiing veroorzaakt bij ons een kleine opheffing
ter hoogte van de Ardennen. Hierdoor krijg je vernieuwde erosie en worden alle sedimenten, die op Hercynisch
sokkel liggen, mee opgetild. Ze staan een beetje schuin.
Wat is het verschil tussen een anticline en een syncline?
-Anticline: de lagen worden naar boven geplooid.
-Syncline: de lagen worden naar beneden geplooid.
Welke plooiingsfase is verantwoordelijk voor de vorming van de anticline en de syncline op bron 1 en 2?
De anticline is gevormd in Devoon kalksteen de syncline in Carboon psammiet. Dwz sedimenten die zijn afgezet
na de Caledonische plooiing. Ze kunnen dus ten vroegste geplooid zijn door de Hercynische plooiing op het
einde van het Carboon.
3. Ouderdomsbepaling.
De laatste 600 miljoen jaar is ook belangrijk omdat, na het stollen van de aardkorst, er zich sedimenten
beginnen te vormen boven op de vaste korst. Deze afzettingsgesteenten of sedimenten bedekken zelfs een
belangrijk deel van de aardkorst en komen zoals eerder gezien voor in lagen. Een belangrijk aspect in het
bestuderen van deze aardlagen is de bepaling van hun ouderdom zodat we kunnen weten tot welke geologische
periode ze behoren. Bepaalde periodes zijn zelfs genoemd naar afzettingen die dan veelvuldig voorkomen. Het
Krijttijdperk wordt dan ook gekenmerkt door de veelvuldige afzetting van krijt (maar dat wil niet zeggen dat er
geen andere gesteentelagen zich kunnen vormen).
De ouderdomsbepaling kan gebeuren op verschillende manieren:
-Absolute ouderdomsbepaling:
1) Aan de hand van gidsfossielen die in het gesteente aanwezig zijn.
Gidsfossielen: fossielen die gedurende een relatief korte periode (enkele milj jaren!)op aarde aanwezig waren
2) Aan de hand van het verval van radioactieve elementen in het gesteente (voorbeeld de 14C methode)
Bij de koolstof-14 methode wordt de hoeveelheid 14C in beenderen, dood hout, … gemeten. In een levend
organisme is de verhouding 14C/12C stabiel en gekend. Op het ogenblik dat het organisme sterft, zal door
radioactief verval de verhouding 14C/12C verminderen. Voor 14C bedraagt de halfwaardetijd 5730 jaar. Door te
sterven wordt er dus bij het organisme een soort van biologische klok op gang gebracht waardoor men kan
achterhalen hoe oud het fossiel is.
De formule die men gebruikt voor het berekenen van de ouderdom (t) van een stuk bot of hout is:
N
5730
(zie wiskunde 5°jaar)
t=
ln ( t )
 0,693
No
14
Voorbeeld: stel dat een fossiel nog 8% C bevat, in vergelijking met de hoeveelheid die een levend exemplaar
zou moeten bevatten, dan is zijn ouderdom: t = 5730/(-0,693).ln 0,08 = 20884 jaar
In het laboratorium kan men slechts tot 0,2% van het oorspronkelijke 14C detecteren. Bereken hieruit tot
hoeveel jaar we in de tijd kunnen terug keren met deze methode:
t = 5730/(-0,693) . ln 0,002= 51384 jaar
dus ongeveer 50000 jaar
Gelet op de beperkingen van de 14C, moet men voor de ouderdomsbepaling van oudere gesteentelagen gebruik
maken van radioactieve elementen die aanwezig zijn in de mineralen van de gesteenten en die een langere
halveringswaarde hebben. De halveringstijd van enkele radioactieve elementen staat in de tabel hieronder:
Radioactief element
Halveringswaarde Toepassing
(jaar)
U  206Pb
U  207Pb
232
Th 208Pb
87
Rb 87Sr
40
K 40Ar
4, 468 109
704 106
14,01 109
48,8 109
1,25 109
238
op de mineralen in magmatische gesteenten
idem
idem
idem
magmatische metamorfe en ook
op de zeebodemsedimenten
14
14
C N
5730
op beenderen en dood plantenmateriaal
Opmerking: bovenstaande formule blijft geldig (enkel de passende halveringswaarde vervangen)
235
-Relatieve ouderdomsbepaling:
waarbij men uitmaakt of de ene geologische laag jonger of ouder is dan de andere. Een belangrijk hulpmiddel
hierbij is de wet van de superpositie. Deze wet stelt dat de oudste gesteentelagen eerst werden afgezet en dus
steeds onderaan zullen te vinden zijn. Op bron 14 en 15 zijn de belangrijkste principes die hierbij van
toepassing zijn samengevat. We merken op dat ook hier de aanwezigheid van fossielen een belangrijke
aanwijzing kan zijn om de ouderdom van de gesteentelagen te schatten. We mogen immers aannemen dat
fossielen, die gevonden worden in gesteentelagen, zich vormden in de periodes dat deze planten of dieren,
waarvan de fossiele resten afkomstig zijn, op aarde aanwezig waren (zie bron 8).
Als oefening bepalen we de ouderdom van, en beschrijven wat er gebeurt met, de onderstaande gesteentelagen:
1) Er worden sedimenten afgezet in mooie
horizontale lagen. Volgens de wet van de superpositie
2 Door gebergtevorming worden de lagen geplooid
en vervormd ( synclines, anticlines, plooien, breuken)
3) Na de gebergtevorming krijgen we erosie.
Het gebergte wordt afgevlakt tot een schiervlakte.
4) Boven op de schiervlakte vormen zich nieuwe afzettingen
Zo ontstaan twee verschillende lagenpakketten met er tussen
een discordantievlak.
Geef in verschillende stappen het ontstaan aan van
deze afzettingen:
1) Afzetting van de lagen A
2) Plooiing en erosie van de lagen A
3) Intrusie van de magmahaard M
4) Afzetting van de lagen 1-4
5) Ontstaan van de breuklijn F
6) Erosie van de lagen 1-4 met breuk
7) Afzetting van de lagen X Y
8) Doorbraak van het vulkanische gesteente V
4. Oefeningen met de geologische kaart en de geologische tabel
Op een geologische kaart vindt men het volgende:
Vul de doorsnede aan:
d
e
v
o
o
n
c
a
r
b
o
o
n
o
r
d
o
v
i
c
i
u
m
s
i
l
u
u
r
o
r
d
o
v
i
c
i
u
m
c
a
m
b
r
i
u
m
d
e
v
o
o
n
s
i
l
u
u
r
c
a
r
b
o
o
n
Besluit: _______________________________________________________________________________
Analoog met de vorige oefening
o
r
do
v
i
c
i
u
m
s
i
l
u
u
r
d
e
v
o
o
n
c
a
r
b
o
o
n
k
r
ij
t
c
a
r
b
o
o
n
d
e
v
o
o
n
s
i
l
u
u
r
d
e
v
o
o
n
c
a
r
b
o
o
n
Besluit: _____________________________________________________________________________ .
4. Geologische opbouw van België
Bespreek de doorsneden:
G: tijdens het Tertiair komen de zeëen uit het
noorden. Ze overspoelen aanvankelijk geheel
Vlaanderen en Wallonië tot aan de Ardennen.
Door de Alpiene optilling trekken de tertiaire zeëen
zich langzaam terug uit ons land(Ze laten wel een
dik pakket kleien en zanden achter)
F: Tijdens het Perm, Trias en Jura worden geen
sedimenten afgezet. Tijdens het Krijt spoelt de Krijt
zee over de Ardennen die ondertussen weer is
afgevlakt tot een schiervlakte.
E: op het einde van het Carboon krijgen we de
Hercynische plooiing. De sedimenten uit het Devoon
en Carboon worden geplooid en samengeperst. De
Ardennen worden gevormd
D: Tijdens het Carboon wordt de zee verder
opgevuld met rottend plantenmateriaal afkomstig
van reuzenvarens ( ze vormen de basis van de
steenkoollagen)
C: De Caledonische massieven worden afgebroken.
Het erosiemateriaal komt terecht in de zee die ons
land bedekt.
B: Op het einde van het Siluur ontstaat de
Caledonische plooiingsfase. In het noorden en het
zuiden worden massieven gevormd.
A: Ons land is volledig bedekt door de zee
Hierin worden mariene sedimenten afgezet
(kleien en zanden).
Voorbeeld 1:Roeselare
Uitleg::
De gesteenten van het Palezoïcum zijn twee keer
geplooid door de Caledonische en door de
Hercynische plooiing. Boven op de schiervlakte
werd tijdens het Krijt een laag kalksteen afgezet
(een sterk waterhoudende laag). Daarbovenop
bevinden zich de zanden en kleien uit het Tertiair
die bij ons in Vlaanderen enkele honderden meters
dik zijn. De Tertaire lagen hellen een beetje af naar
het NW omdat door de Alpiene plooiing het
Paleozoisch sokkel wordt opgetild in het Z. Boven
de lagen van het Tertiair bevindt zich nog een
Mesozoicum
Kwartaire mantel die bestaat uit zand, zandleem of
leem.
Vereenvoudigde doorsnede
Paleozoicum