Leerdoelen
DRAAGKRACHT
D1 De schilvormige opbouw van de aarde met de belangrijkste kenmerken van de lagen kunnen weergeven.
D1 De schilvormige opbouw van de aarde met de belangrijkste kenmerken van de lagen kunnen weergeven.
U Kunnen bespreken hoe men door wetenschappelijk onderzoek tot deze structuur gekomen is.
D2 De verticale bewegingen van de lithosfeer kunnen verklaren.
D3 Het begrip ‘platentektoniek’ kunnen omschrijven.
D4 Met behulp van kaarten het voorkomen van aardbevingen en vulkanisme in relatie kunnen brengen met diepzeetroggen, -ruggen en reliëf.
D5 De ligging en de beweging van de lithosfeerplaten van een kaart kunnen aflezen.
D6 De onderlinge bewegingen van de lithosfeerplaten kunnen bespreken aan de hand van schetsen.
D7 De motor achter de platentektoniek kunnen bespreken: - de convectiecel; - de zwaartekracht; - de trogzuigkracht.
D8 De hotspot en het ontstaan van de riftster als motor achter de platentektoniek kunnen bespreken.
D9 De vorming van een oceaan kunnen verklaren vanuit de platentektoniek.
D10 Als toepassing van de platentektoniek kunnen bespreken: - de vergelijking van de subductie van het Marianen– en Andestype; - de complexe platentektoniek in het Middellandse Zeegebied.
D11 De Wilsoncyclus kunnen bespreken.
U De verdienste van de theorie van Wegener kunnen verwoorden.
D12 De gebergtevorming kunnen uitleggen als gevolg van de platentektoniek.
D13 De vervorming van de gesteentelagen bij de reliëfvorming kunnen bespreken.
D14 Het ontstaan en de registratie van aardbevingen kunnen bespreken.
D15 Het voorkomen van de aardbevingsgebieden kunnen aflezen van een kaart en kunnen verklaren vanuit de platentektoniek.
U Oefeningen met seismogrammen en de schaal van Richter kunnen oplossen.
D16 Het ontstaan van een tsunami als gevolg van een aardbeving kort kunnen bespreken.
D17 De kenmerken van de vulkaanvormen kunnen bespreken in relatie met de platentektoniek.
D18 Het voorkomen van vulkanisme kunnen verklaren vanuit de platentektoniek.
D19 Het schema van de gesteentecyclus kunnen bespreken en de onderlinge relaties kunnen verklaren.
D20 Het ontstaan en de kenmerken van de drie gesteentegroepen kunnen weergeven.
D21 De krachten die de aardkorst vervormen, kunnen bespreken.
D22 De middelen om de gesteentelagen te dateren, kunnen bespreken.
D23 Op een geologische tijdschaal de gevolgen van grote klimaatswijzigingen voor de ontwikkeling van het leven kunnen aantonen.
D24 De relatie tussen de plaattektonische bewegingen en de geologische gebeurtenissen kunnen verwoorden.
D25 Het verband kunnen aantonen tussen reliëf-geologie-lithologie en tektoniek voor de Vlaamse vallei.
D26 Het verband kunnen aantonen tussen reliëf-geologie-lithologie en tektoniek voor de Ardennen.
D27 De verschillende erosie– en sedimentatievormen kunnen uitleggen.
aardmantel
Het gedeelte tussen de aardkorst en de kern van de aarde.
abyssale vlakte De oceaanbodem aan de voet van de continentale helling.
anticline Een plooiing naar boven in de gesteentelagen
asthenosfeer Taai vloeibare gedeelte van de buitenmantel.
binnenmantel Deel van de mantel tegen de kern.
binnenkern Binnenste deel van de aardkern.
buitenkern Buitenste deel van de aardkern.
buitenmantel Het deel van de mantel direct onder de aardkorst.
continentaal plat Het deel van de continentale lithosfeer dat onder water ligt.
continentale helling Zeer steile helling die de overgang vormt tussen de continentale en de oceani sche lithosfeer.
consequente rivieren Rivieren die de helling van het land volgen waarop ze gevormd zijn.
constructief
Opbouwend met nieuw materiaal uit de aardmantel.
convergerend Naar elkaar toe bewegend.
destructief Afbrekend, het materiaal verdwijnt in de aardmantel.
discontinuïteit Wanneer de snelheid van de seismische golven sprongsgewijs veranderen.
discordantie Wanneer gesteentelagen in hun oriëntatie een hoek vormen met elkaar.
divergerend Uit elkaar gaan.
eolische activiteit De opbouw van het landschap door afzetting van materiaal door de wind.
erosiebasis Het niveau waarop een rivier uitmondt.
geologie De wetenschap die de geschiedenis van de vorming van de aarde bestudeert.
hotspot (gloeipunt) Waar de mantelpluim de lithosfeer raakt, zwelt deze op en ontstaat er vulkanisme.
istijd of glaciaal Een geologisch tijdvak waarin ijskappen voorkomen.
isostatsie Het drijvend evenwicht van de lithosfeer ten opzichte van de asthenosfeer
lithologie Studie van de gesteenten en hun eigenschappen.
lithosfeer Aardkorst + stijve gedeelte van de buitenmantel.
löss Eolische afzetting die bestaat uit silt, klei en zand.
mantelsleurkracht De kracht die de lithosferische platen passief meesleurt bovenop de astheno sferische transportband
massa-extensie Massaal uitsterven van soorten organismen op aarde binnen een korte tijds duur.
metamorf gesteente
Gesteente dat onder invloed van temperatuur en druk een metamorfose ondergaat waarbij een andere combinatie van mineralen ontstaat.
oceaanrits Een oceanische breukstructuur waar het vulkanisch materiaal op de oceaan bodem vrijkomt. Het vulkanisch materiaal kan zich op sommige plaatsen zo hoog opstapelen dat het boven het wateroppervlak uitsteekt en eilan den vormt.
oppervlaktegolven
orogenese
paleoontologie
platentektoniek
regressie
riftster
rugduwkracht
schildvulkaan
sedimentgesteente
slenk
stratigrafie
Doen zich enkel in de bovenste laag voor en bewegen traag. Zij worden ook de lange golven of L-golven genoemd.
Gebergtevorming.
Studie van vroegere levensvormen en fossielen.
De onderlinge beweging van platen.
De kustlijn verplaatst zich zeewaarts.
Het openscheuren van de lithosfeerplaat boven een hotspot.
Duwkracht vanuit de oceanische rug.
Vulkaan met steile helling.
Ontstaat door afzetting van afbraakmaterialen afkomstig van verwering die door het water werden meegevoerd.
langgerekt, ingezakt deel van de aardkorst tussen twee evenwijdige breuken.
Een onderdeel van de geologie, bestudeert de volgorde van gesteentelagen om ze te beschrijven en te dateren.
stratovulkaan Vulkaan met zachte helling.
stollingsgesteente Ontstaat door stolling van magma (onder het aardoppervlak) of lava ( aan het aardoppervlak.
subductie
Het onderduiken van een oceanische plaat onder een andere oceanische of continentale plaat.
subductiekracht De trekkracht als gevolg van het wegduiken van de oceanische kortst bij een subductiezone.
supercontinent Samensmelting van alle continenten tot één groot geheel.
supervulkaan Vulkaan waarvan de uitbarsting bijzonder explosief en catastrofaal is.
syncline Een plooiing naar beneden in de gesteentelagen.
transform Platen die langs elkaar schuiven.
transgressie De kustlijn verplaatst zich landwaarts.
trog Een zeer diepe kloof in de zeebodem.
tsunami Havengolf in het Japans, wordt ook vertaald met vloedgolf, wordt opgewekt door zeebevingen.
volumegolven Planten zich voort in alle richtingen in het binnenste van de aarde.
wet van de superpositie De lagen in de ondergrond zijn zo gerangschikt dat de oudste lagen onderaan liggen en de jongste lagen bovenaan.
1.1 Schilvormige structuur
A De aardkorst
B De aardmantel
De aardkern
1.2 Onderzoek naar de inwendige structuur
A Studie van 3 fysische factoren: massadichtheid, druk
Het seismisch onerzoek
2.1 Verticale bewegingen van de lithosfeer
A Vaststelling
B Isostatisch evenwicht
Toepassing
valversnelling
2.2 Platentektoniek - Horizontale bewegingen van de lithosfeer
A Verschijnselen in de lithosfeer
B De platen bewegen
3.1 Mantelsleurkracht of zwaartekracht?
A Mantelsleurkracht - De convectiecel
B Zwaartekracht als motor
Trogzuigkracht
3.2 Hotspot of gloeipunt - van riftster tot oceaan 30
A Hotspot of gloeipunt 30
B Van riftster tot oceaan
3.3 De Wilsoncyclus
3.4 Een bijzondere wetenschapper: Alfred Wegener
4.1 Gebergtevorming
A Inleiding
Ontstaan
4.2 Aardbevingen
A Ontstaan van aardbevingen
B Meten van aardbevingen
Belangrijkste aardbevingsgebieden
Oefeningen
E Aardbeving en tsunami
4.3 Vulkanisme
A Vulkaanvormen
Voorkomen aan de plaatgrenzen
5.1 Gesteenten in de lithosfeer
Gesteentecyclus
6.1
Relatieve
datering
geologsche tijdschaal
Overzichtsschema
Plaattektonische bewgingen
Klimaatwijzigingen - Ontwikkeling
7.1 Cambrium-Ordovicium (540 - 443 Ma)
Siluur (443 - 416 ma) en overgang siluur-devoon
Devoon (410 - 355 Ma)
CARBOON (359 - 299 MA)
Perm (299 - 251 Ma)
Trias - Jura - kriJT (251 - 65 Ma)
Tertiair (65 - 2,5 Ma)
Situatie eind-Tertiair
Kwartair - Pleistoceen
Saale Glaciaal (352 000 -
400 ma)
Cambrium tot Krijt
van
Tektonische
Isostatische
erosie-oppervlakken
Erosie-oppervlakken
Waar en wanneer
Rivierterrassen
- 2,5 Ma) (Mioceen - Plioceen)
- 11700 j) (Mioceen - Plioceen)
de Ardennen
Hou in de loop van het jaar gebeurtenissen in de media in het oog in verband met de leerstof die we in deze bundel behandelen. (onze planeet, aardbeving, tsunami, aardverschuiving, overstroming…)
Noteer hieronder in het kort de gebeurtenis met de bron en datum.
datum gebeurtenis bron
04/06/14 Godzilla-aarde’ slaat wetenschap met verstomming. Ontdekking van gigantische rotsplaneet Kepler 10c maakt duidelijk hoe uitzonderlijk leven op aarde is..
De Morgen
leven
maar hoe
Om dit uit te leggen moeten we teruggaan naar
letterlijke begin der tijden, de Oerknal of
Bang. Deze vond 13,7 miljard jaar geleden
legde de basis voor ons heelal. Zo’n 4,5 miljard jaar geleden zijn uit gas, stof en
die door het heelal slingerden de planeten
Pas twee miljard jaar geleden heeft ons zonnestelsel zich gevormd tot wat het nu is.
In het begin was de aarde nog een gloeiende bol die langzaamaan afkoelde. De binnenkern van de aarde is nog steeds enorm warm met zijn 5500°C.
De Aarde is uniek vanwege de overvloed aan water die er voorkomt en heeft de juiste con dities voor het voorkomen van leven. Water in vloeibare vorm komt voor in meren en rivieren en als waterdamp in de atmosfeer die voor het grootste deel verantwoordelijk is voor het weer op aarde.
-4,5 Ga Verdichting van de gas- en stofwolk. Opsplitsing van de lichtere en zwaardere elementen. Eerste atmosfeer.
-3,6 Ga Eerste leven (cyanobacterie). Aanwezigheid van zuurstof door foto synthese.
-2,5 Ga Ozon (O³)ontstaat uit zuurstof (O2 ) Uitbreiding van leven buiten de oceanen.
Hete en vloeibare bol. Concentrische schillenbouw.
Hevige tektonische processen. Continenten nog niet gevormd. Eerste gesteenten.
Beschermende ozonlaag schadelijke UV-stralen geabsorbeerd. Verschillende ijstijden
Ga: Giga-annum =109 jaar = 1 miljard jaar
1 Hoe kent men de inwendige structuur van de Aarde?
De diepste boringen in de aardkorst tot op heden uitgevoerd gaan tot ongeveer 14 km - de straal van de Aarde = 6371 km. Besluit:
Bij een aardbeving registreren seismografen overal ter wereld de aardbevingsgolven. Aan het verloop van deze seismische golven kan men zien dat de Aarde uit verschillende lagen of schillen bestaat. Naargelang het type seismische golf en de snelheid ervan kan men de dikte van de laag en de samenstelling ervan vaststel len. Golven die wel of niet door vloeistoffen gaan, leren dan weer iets over het vast of vloeibaar zijn van de lagen. Wanneer de snelheid van de golven plots toeneemt of afneemt spreken we van een discontinuïteit Bij het ontstaan van de planeet zakten zwaardere elementen naar de kern en stegen de lichtere elementen naar de oppervlakte. Dit zorgde voor een verschil in dichtheid. Meer uitleg over deze golven vind je in de uitbreidingsleerstof.Duurzaam beheer van grondstoffen
We kunnen de aarde vergelijken met een steenvrucht. De aardkorst is dan de dunne schil, de aardmantel het vruchtvlees en de aardkern, de steen.
De aardkorst bestaat uit een oceanische korst (de oceaanvloer) en een continentale korst. De korst omvat ongeveer 1% van het volume en 0.5% van de massa van de Aarde. De dikte van de aardkorst is het grootst onder de continenten, het kleinst onder de oceanen.
Bazaltisch (zie verder) bestaat uit stollingsgesteenten
De samenstellende donkere mineralen zijn silicaten met -50 % aan SiO².
5 - 15 km dik Dichtheid 3 g/cm³
17 % van het totale korstvolume 54 % van het aard oppervlak
Granietisch (zie verder) bestaat uit stollingsgesteenten
De samenstellende lichte mineralen zijn silicaten met + 60 % aan SiO².
30 - 65 km dik
Dichtheid 2,7 g/cm³
77 % van het totale korstvolume 40 % van het aard oppervlak
Onder de aardkorst ligt de aardmantel. De mantel omvat 82% van het volume en 68% van de massa van de Aarde. Het grensvlak tussen de aardkorst en de aardmantel wordt de discontinuïteit van Mohorovicic, afge kort Moho, genoemd.
De buitenmantel bestaat uit: - Zone 1:
tot op 150 km diepte: een vaste zone (schil)
De lithosfeer = + - Zone 2:
tot op +/- 700 km diepte: een zone waarbinnen trage convectiestromingen plaatsvinden. We spreken van de asthenosfeer.
In de binnenmantel is het tot 3000°C, maar door de hoge druk is het materiaal vast.
Na ongeveer 2 900 km (de Gutenbergdiscontinuïteit) begint de kern. De buitenkern is vloeibaar en de bin nenkern is vast. De aardkern omvat 17% van het volume en 32% van de massa van de Aarde. De binnenkern draait met een andere snelheid dan de rest van de planeet en is daarmee verantwoordelijk voor het magnetisch veld van de Aarde (dynamo-effect).
Het magnetisch veld, opgewekt binenin de aardkern, manifesteert zich aan de buitenkant in de atmosfeer. Bij een zonnestorm worden electrisch geladen deel tjes de ruimte ingeslingerd. Wanneer die deeltjes de dampkring bereiken komen ze ten gevolge van het magnetisch veld van de aarde in een schroefvormige spiraalbaan aan de polen de dampkring binnen. Door de botsing met de gasmoleculen ontstaat het feeërieke verschijnsel van het poollicht.
Bij een aardbeving doen zich 2 soorten trillingen voor: oppervlaktegolven en volumegolven.
Oppervlaktegolven doen zich enkel in de bovenste laag voor en bewegen traag. Zij worden ook de lange golven of L-golven genoemd.
Volumegolven planten zich voort in alle richtingen in het binnenste van de aarde. Zij leren ons het meest over de structuur van de aarde.
Er zijn 2 soorten volumegolven:
1 Longitudinale golven (primaire golven of P-golven) - voortplantingsrichting en trillingsrichting vallen samen - planten zich het snelst voort (primair: komen het eerst aan) (±6 km/s)
Vergelijking: dominosteentje. Als het eerste valt
2 Transversale golven (secundaire golven of S-golven) - de voortplantingsrichting staat loodrecht op de trillingsrichting. - de voortplantingssnelheid is ± de helft van deze van de P-golven (±3,5 km/s) - S-golven bewegen zich niet doorheen vloeistoffen. Vergelijking:
Seismisch onderzoek van de aardbol
1 Welke snelheidswijzigingen ondergaan de P en S-golven?
- Bij de overgang van korst naar mantel: P-golven: S-golven:
- Bij de overgang van mantel naar kern: P-golven: S-golven:
Zowel Mohorovicic (Moho-zone) als Gutenberg (Gutenberg-zone) maakten gebruik van het seismisch onder zoek om de overgang van korst naar mantel enerzijds, als de overgang van mantel naar kern anderzijds, te bepalen.
2 Welke informatie kan je halen uit het verloop van de P- en S-golven: - in verband met aardbevingen? - in verband met de kern?
Tijdens de laatste ijstijd was Scandinavië bedekt met een ijskap van 3 km dik. Ongeveer 20 000 jaar geleden begon die ijskap te smelten. Sinds het afsmelten van het ijs kwam het Scandinavisch gebied weer omhoog. 12 000 jaar geleden kwam de Noorse kust onder het ijs vandaan.
De lijnen op fig.1 verbinden punten van gelijke opheffing in meter.
1 In de centrale delen rond de Botnische Golf bedraagt die opheffing m.
De huidige opheffing per jaar wordt weergegeven in fig.2.
2 Deze bedraagt in de centrale delen mm per jaar dat is cm /eeuw. Het is algemeen geweten dat op de oceaan drijvende ijsbergen met slechts een klein deel boven het zeeop pervlak uitsteken, het grootste deel bevindt zich onder water.
Wanneer een vast voorwerp in een vloeistof drijft, bevindt zich een groot deel van dat vaste voorwerp onder de vloeistofspiegel. Hoe zwaarder het voorwerp hoe groter het deel dat onder water zit.
Volgens ditzelfde principe drijft de lithosfeer (buitenmantel + de continentale en oceanische korst) op de taai vloeibare asthenosfeer. Dit drijvend evenwicht van de lithosfeer t.o.v. de asthenosfeer noemt men isostasie
Dus:
Tijdens de ijstijden wordt Scandinavië bedekt met een ijskap.
Gevolg: van de lithosfeer in de asthenosfeer.
Tijdens het afsmelten van de ijskap, neemt de massa af.
Gevolg: van de lithosfeer in de asthenosfeer.
Dat Scandinavië nog steeds traag ‘oprijst’ is te verklaren door de plastische eigenschap van de asthenosfeer.
Aanwezigheid van een wortel.
Hoe hoger het gebergte, hoe dieper de lithosfeer in de asthenosfeer dringt. Gebergten hebben dus een diepe wortel. Onder laagland is de korst duidelijk minder dik. De dunste korst bevindt zich onder de oceaan.
De lithosfeer drijft op de asthenosfeer.
Isostasie is het drijvend evenwicht van de lithosfeer ten opzichte van de asthenosfeer. Isostatisch even wicht veroorzaakt dalen en rijzen van de lithosfeer in de asthenosfeer
verticale beweging
Noord-Amerika: aanwezigheid van een ‘wortel’.
Bespreek het isostatisch evenwicht bij de erosie van een gebergte:
opbouw
De aardkorst is geen effen aardlaag maar vertoont zowel in de oceanen als op het land een grote afwisseling in reliëf. Moderne technologieën als sonar en satellietradar maakten het mogelijk de zeebodem even goed als het land gedetailleerd in kaart te brengen. De studie van de oceaanbodem leidde tot een evolutietheorie in de geologie: de platentektoniek. Dankzij de platentektoniek kan men de ligging van oceanen en geberg ten, vulkanen en vulkaaneilanden, aardbevingen en tsunami’s verklaren.
Pas in de jaren ’60 werd systematisch zeebodemonderzoek mogelijk.
Het principe van akoestische dieptemeting is eenvoudig en zeer gelijkaardig aan de echolocatie van dolfijnen.
Bij een multibeamsonar zendt een toestel onderaan een schip een bundel van geluidspulsen uit naar de bodem en registreert de tijd die nodig is om de echo te horen. Dit laat toe om de 3D-topografie van een groot oppervlak nauwkeurig op te meten.
De techniek van satellietradar is complementair aan de sonar.
Geosat circuleerde rond de aarde en zond radargolven uit die op het zeeoppervlak weerkaatsten met een nauwkeurigheid van 2 cm.
Een deel van de continentale rand (continentale lithosfeer) is onder water gelopen. Dit is het continentaal plat
De overgang naar de veel jongere oceaanbodem (oceanische lithosfeer) is een zeer steile helling: de continentale helling
Aan de voet van de continentale helling begint rond 2500m diepte de oceaanbodem: de abyssale vlakte. Deze neemt zeker 1/3 van de aarde in en is vooral kaal en plat. Af en toe steekt er een vulkaan van meer dan 1 000 m hoogte bovenuit. (Er zijn er een 800-tal in de Atlanti sche Oceaan en duizenden in de Stille Oceaan). Ze zijn met koralen en sponzen begroeid.
Daarna volgen de troggen op de continentenranden: de diepste punten van de aarde. In de Marianentrog is het diepste punt - 11 034 m diep.
De oceaanritsen vormen een andere opvallende blikvanger in het landschap. Het zijn onderzeese bergke tens. Ze liggen meestal (soms niet) centraal in het oceanisch bekken. Centraal in deze bergketens komen smalle, diepe slenken voor.
3 Benoem de diepzeetroggen op de kaart (blz. 19):
A. B. C. D.
E. F. G. H.
4 Benoem de oceanische ruggen of ritsen op de kaart (blz. 19): A. B. C.
Aardbevingen en vulkanen
5 Situeer op onderstaande kaart met groene lijnen de zones waar aardbevingen voorkomen en met rode lijnen waar vulkanen voorkomen. Gebruik je atlas.
6 Wat stel je vast als je de kaarten van aardbevingen en vulkanen en de ritsen en troggen met mekaar vergelijkt?
De lithosfeer bestaat uit continentale en oceanische korst en het bovendeel van de mantel, en is opgedeeld in schollen of platen, de lithosferische platen die op de taaivloeibare asthenosfeer drijven. Deze platen zijn altijd in beweging en passen als een puzzel in mekaar, dit heeft tot gevolg dat als er 1 plaat beweegt, de aderen ook bewegen en dit met een snelheid van enkele centimeters per jaar. (De snelsten zijn de Cocos plaat met 8,55 cm/jaar en de Pacificplaat met 8,10 cm/jaar).
7 Plaats de nummers van de platen op de kaart.
1. Pacifische plaat
2. Nasca-plaat
3. Filipijnse plaat
4. Iraanse plaat
5. Afrikaanse plaat
6. Noord-Amerikaanse plaat
7. Iraanse plaat
8 Zoek de namen van de platen op in je atlas.
8. Antarctische plaat
9. Indisch-Australische plaat
10. Griek-Turkse plaat
11. Caribische plaat
12. Euraziatische plaat
13. Cocos-plaat
14. Zuid-Amerikaanse plaat
9 Vergelijk de bovenstaande kaart Lithosferische platen’ en de kaart ‘Ritsen en troggen’ op de blz. 19 met mekaar.
10 Noteer een paar vaststellingen ivm de bewegingsrichtingen van de platen, voorkomen van ritsen en trog gen, gebergten …
11 Besluit:
Platen drijven uiteen: divergerende platen met constructieve plaatranden
• Divergerende platen binnen een continent: rift
Vanuit de diepe asthenosfeer stijgt gloeiend magma naar de oppervlakte. De extreme hitte veroorzaakt scheuren in de continentale korst. Op sommige plaatsen ontstaan vulkanen.
De platen schuiven verder uit mekaar en de vrijgekomen ruimte wordt door het stollend magma opgevuld en vormt zo een nieuwe oceaanvloer.
Voorbeeld: Oost-Afrikaanse slenkensysteem, Baikalmeer
Wanneer de divergentie verder gaat ontstaat een zee en nadien een oceaan. Voorbeeld: de Rode Zee
• Divergerende platen onder een oceaan: rits of rug
Een rits is een oceanische breukstructuur waar het vulkanisch materiaal op de oceaanbodem vrijkomt. Het vulkanisch materiaal kan zich op sommige plaatsen zo hoog opstapelen dat het boven het wateropper vlak uitsteekt en eilanden vormt.
1 Onderzoek bovenstaande kaart: de jongste lagen van de oceaanbodem bevinden zich - de oudste lagen van de oceaanbodem bevinden zich
2 Wat toont dit aan?
3 Waar komt de mid-oceanische rits boven het zeeniveau uit?
Lithosfeerplaten zijn schilvormige platen die bewegen op een bol oppervlak. Hierdoor bewegen alle delen van de plaat niet even snel. Zo ontstaan de scheuren of dwarsbreuken op de plaatgrenzen. Het was Leonard Euler die dit verschijnsel onderzocht en beschreef vandaar ‘het theorema van Euler’
Deze uitgestrekte breukzones doorsnijden Mid-Oceanische rug en verplaatsen de spreidingsassen dikwijls over honderden kilometers.
platen botsen: convergerende platen met destructieve plaatranden
Er zijn 3 mogelijkheden:
1. Botsing van oceanische korst met continentale korst;
2. Botsing van continentale korst met continentale korst;
3. Botsing van oceanische korst met oceanische korst.
We beschrijven wat er gebeurt in elk van de drie gevallen, wetende dat de oceanische korst lichter/zwaarder is dan de continentale korst?
a Oceanische korst - continentale korst
Waar de zware oceanische korst tegen de lichtere continentale korst aanbotst, duikt deze onder de continen tale korst. Dit noemen we de subductie van de oceanische korst. Door deze neerwaartse beweging verdiept de oceaan zich ( tot 10 000m diep) en vormt een trog. Wanneer de korst op voldoende diepte is, smelt het materiaal. Dit materiaal, waar ook water in aanwezig is, kan door de hitte terug een uitweg zoeken naar het aardoppervlak waar zich dan vulkanen vormen.
1 Bij botsing duikt de oceanische korst onder de continentale. Waarom ?
Zo ontstaat er een subductiezone.
Aan de continentrand ontstaat een verdieping van de oceaan:
Door de wrijving ontstaat er een seismische activiteit, de onderduikende plaat smelt in de asthenosfeer met als gevolg een explosief vulkanisme en kustgebergten. Op grotere diepte smelt de onderduikende plaat volledig af (afbrekende plaatrand).
2 Vul in op de tekening: oceanische korst - continentale korst - asthenosfeer - trog - vulkanisme - aardbevingszone - subductiezone
3 Duid met een pijl de bewegingsrichting van de platen aan.
4 Markeer op blz 22 in het groen 2 platen die hiervoor een voorbeeld zijn.
De continentale korsten botsen tegen elkaar en een gebergte wordt gevormd. Zo treedt een gigantische spanning op die aanleiding geeft tot plooi- en breukstructuren. Dit plooiingsproces veroorzaakt veel aardbevingen maar relatief weinig vulkanisme.
1 Vul in op de schets: continentale plaat - verschuivingsrichting (pijlen) - plooiingsgebergte - botsingszone
2 Markeer op blz. 22 in het blauw 2 platen die hiervoor een voorbeeld zijn.
c Oceanische korst - oceanische korst
De zwaarste plaat (de oudste) De onderduikende plaat smelt in de asthenosfeer. Er ontstaan vulkanen die soms eilanden worden. Een groep eilanden vormt een eilandenboog. Er ontstaat hier ook een diepzeetrog
1 Vul in op de schets: oceanische korst - verschuivingsrichting (pijlen) - vulkanisch eiland - trog - asthenosfeer - subductie.
2 Markeer op blz. 22 in het oranje 2 platen die hiervoor een voorbeeld zijn.
Hier wordt geen korstmateriaal aangemaakt of afgebroken.
De platen schuiven langs elkaar, komen vast te zitten en schieten dan weer door.
1 Dit veroorzaakt
2 Markeer op de wereldkaart (blz. 22) van de platen een voorbeeld in het geel.
Langs de Sint Andreas Breuk liggen de grote steden San francisco en Los Angeles. Regelmatig komen hier aardbevingen voor die wijzen op de spanningen langs de breuk. De verschuiving bedraagt 2,5 cm per jaar. In 1906 verwoestte een aardbeving van 7.8 op de schaal van Richter nog San francisco. Onderzoek van de gesteenten heeft aangetoond dat om de 200 jaar een superaardbeving voorkomt. De laatste aardbeving van zulke omvang vond 300 jaar geleden plaats. Hoe langer een nieuwe grote aardbeving op zich laat wachten, hoe groter haar kracht. 200 Jaar geleden was Los Angeles een kleine Spaanse nederzetting van een 100-tal inwoners. Op dit ogenblik is Los Angeles de tweede grootste stad van de VS en telt 11 miljoen inwoners...
1. uit elkaar of
A. binnen een continent vulkanisme
B. onder een oceaan vulkanisme vorming van
2. naast elkaar of
A. oceanische - continentale
B. continentale - continentale
oceanische - oceanische
2. naast elkaar of
van de korst
vulkanisme
van de korst
vulkanisme
Over die motor achter de platentektoniek worden nog altijd hevige discussies gevoerd onder geologen. Welke krachten spelen mee bij de beweging van de platen?
De warmteontwikkeling in de kern van de aarde veroorzaakt convectiestromingen in de plastische astheno sfeer. Deze gesloten circulatiecellen zijn de drijvende kracht achter de plaatbewegingen. (Platentektoniek)
Ter hoogte van de divergerende plaatranden stijgt een warme magmastroom en botst tegen de lithosfeer. Door afkoeling buigt de stroom af en duikt weg ter hoogte van de convergerende plaatgrens.
De horizontale beweging neemt de bovenliggende plaat mee als een transportband: de mantelsleurkracht. Maar met deze theorie kon men niet alle gestelde vragen oplossen.
Vandaag wordt algemeen aangenomen dat de zwaartekracht de belangrijkste aandrijfkracht is.
- Bij de subductiezones waar de koude zware oceanische lithosfeer wegzinkt in de asthenosfeer, trekt die met zijn volle gewicht ( zwaartekracht) de volledige plaat mee: subductiekracht
- Bij de oceaanruggen, ter hoogte van de asthenosferische opstijgende warme stroom scheurt de lithosfeer en glijdt van de opstuwing onder invloed van de zwaartekracht: de rugduwkracht
Hierdoor wordt er asthenosferisch materiaal aangezogen om zo nieuwe oceaankorst te vormen. De convec tiecel is dus niet de oorzaak maar het gevolg van de zeevloerspreiding.
Toch is er convectie in de aardmantel. Dit zullen we zien bij de hotspots.
De wegduikende oceanische plaat oefent een zuigkracht uit op de aangrenzende, bovenliggende continen tale plaat.
A Hotspot of gloeipunt
Op sommige plaatsen stijgen kolommen met heet mantelmateriaal op, afkomstig uit de diepste delen van de mantel. Deze mantelpluimen blijven gedurende zeer lange perioden in de geologische gebieden op zo goed als dezelfde plaats liggen. Waar de mantelpluim de lithosfeer raakt, zwelt deze op en ontstaat vulkanisme. Dit zijn gloeipunten of ‘hot spots’. Op aarde zijn er zo een 70-tal.
Enkele voorbeelden: in een oceanische omgeving: IJsland - Hawaï - Azoren - Canarische Eilanden in een continentale omgeving: yellowstone - Eifel
De eigenschap van de gloeipunten, om lange tijd (geologisch gezien) op dezelfde plaats te blijven, geeft ons de mogelijkheid om de beweging van een plaat te bepalen.
Wat gebeurt er als een lithosferische plaat over een gloeipunt beweegt?
De warmte van het opstijgende magma doet de oceanische lithosfeerplaat smelten en er ontstaat een vulka nisch eiland.
Voorbeeld: het vormen van de Atlantische Oceaan
Gloeipunten kunnen ook onder continenten voorkomen zoals het Afargloeipunt in het oosten van Afrika. Ze kunnen aan de basis liggen van het opbreken van continenten en het vormen van een oceaan (zie verder). Maar ze kunnen ook voorkomen onder supervulkanen bv. Yellowstone. Boven de hotspot zwelt de lithosfeer plaat op en door de rekspanning scheurt de korst open volgens drie richtingen in een hoek van 120°. Dit is een ‘riftster’. Bij verder doorscheuren ontstaat nieuwe ocea nische korst in de armen van de riftster. Een oceaan wordt gevormd. In veel gevallen blijven niet alle armen van de riftster actief. De arm van de riftster die evenwij dig loopt met de cirkel, beschreven door de bewegende punten van de plaat (Euler), zal niet verder uitgroeien. De actieve armen van de verschillende riftsterren groeien aan elkaar tot een oceaan.
1 Welke oriëntatie hebben de actieve armen van de riftsterren?
2 Welke oriëntatie hebben de niet-actieve riftarmen?
Verschillende gloeipunten die verantwoordelijk zijn voor het openscheuren van de Atlantische oceaan zijn nog steeds actief onder de Mid-Atlantische rug, bijvoorbeeld ter hoogte van de Azoren, IJsland.
Op deze figuur staan de hotspots getekend die mee de motor vormde voor het uiteenvallen van het oerconti nent ‘Pangea’ in onze huidige continenten. Bij de westelijke rij hotspots worden de riftsterren getekend met actieve (volle rode lijn) en niet-actieve riftarmen (stippellijn). Deze riftsterren vormden langs hun actieve riftarmen de Mid-oceanische rug van de Atlantische Oceaan. We herkennen ook de huidige gebieden waar een niet-actieve riftarm voorkwam.
Voorbeeld: - de Noordzee (A) - de Golf van Guinea (B) - Rio de la Plata (C)
Noteer A, B en C bij de gele cirkels.
In de gele rechthoek is de ‘Afardriehoek’ gesitueerd.
Voorbeeld: 'Afardriehoek' in Erittrea: drie actieve armen.
de drie armen van de riftster:
armen
zich nu tot oceanen?
Toepassing 1
Vergelijking van de subductie van 2 oceanische platen aan weerszijde van de Stille Oceaan. 1 Vul onderstaande tekening aan en kies uit: lichte aardbevingen - zware aardbevingen - vulkaan - diepe trog - ondiepe trog achterboogbekkenoceanische - continentale
bewegingsrichting - van de onderduikende plaat - van de continentale plaat - van asthenosfeer t.o.v. lithosfeer diepte van de trog wat wordt er gevormd ? waar bevindt zich vulkanische activiteit? intensiteit van de aardbevingen helling van de subductie binding tussen de botsende platen welke krachten werken hier in ?
bewegingsrichting - van de onderduikende plaat - van de continentale plaat - van asthenosfeer t.o.v. lithosfeer diepte van de trog wat wordt er gevormd ?
waar bevindt zich vulkanische activiteit?
intensiteit van de aardbevingen helling van de subductie binding tussen de botsende platen welke krachten werken hier in ?
Toepassing 2 De Middellandse Zee, een complex geheel van bewegende platen.
Bovenstaande figuur situeert met jaartal de belangrijkste aardbevingen, gevolgd door een tsunami, in het Middellandse-Zee-gebied. De zwarte lijn stelt de subductiezone voor waar de zware (oude - 150 M.j) Afrikaanse plaat onder de Euraziatische plaat duikt.
4.
3 Kunnen we dit voorkomen plaattektonisch verklaren?
We maken een onderscheid tussen het plaattektonisch gegeven - (1) in de oostelijke Middellandse Zee - (2) in de westelijke a Oostelijke Middellandse Zee
Gegeven:
Tijdens de Jura-periode (30 Mj) komt de Arabische plaat los van de Afrikaanse en verschuift in noordelijke richting (30 mm per jaar of km per miljoen jaar).
Gevolg:
De Anatolische plaat wordt weggedrukt in westelijke richting.Turkije, Griekenland en Italië ondervinden een drukkracht uit oostelijke richting.
Concreet:
De Helleense trog (van de ZW-kust van Griekenland over Kreta tot Rhodos) is een aanduiding voor de bijna verticaal onderduikende zware Afrikaanse plaat onder de dunnere lithosfeer van het Anatolische blok. De Golf van Korinthe (tussen Athene en de Peloponesis) gaat open (riftsysteem) met een snelheid van
1,5 cm per jaar of km per Mj. 1956: tsunamigolven in de Egeïsche zee (aardbeving van 7,5 Richter).
Gegeven:
fase 1:
De Afrikaanse plaat duikt in NW-richting onder de Euraziatische plaat.
fase 2:
Door een stroming in de asthenosfeer duikt de Afrikaanse plaat bijna verticaal omlaag. De continentale plaat van het Eurazia tisch continent wordt hierdoor uitgerekt.
fase 3:
Corsica en Sardinië komen los van het continent.
fase 4 :
De vulkanische activiteit in Zuid-Italië nu vindt zijn oorsprong in de bijna verticaal onderduikende Afrikaanse plaat. Ook de druk in westelijke richting, afkomstig van de Anatolische plaat, speelt hier een rol.
Concreet :
INFO
De Straat van Messina (tussen Sicilië en Italië) gaat open (riftsysteem). (1908 aardbeving - 7.8 op de schaal van Richter)
2003: Nabij Algiers wordt de vloer van de Middellandse Zee over 50 km tot 0,5 m opgeheven. Tsunamigolven waren voelbaar tot op de Balearen, 250 km verder.
De westkust van Corsica is geologisch de voortzetting van het Massief van de Estérel in Zuid-Frankrijk. (dioriet)
De aardwetenschapper John Wilson (1908-1993) stelde vast dat de oceanische korst veel jonger was dan de continentale korst.
Dus… de oceanische korst verdween regelmatig terwijl de continentale korst bleef bestaan.
Dus… continenten bewegen naar mekaar toe en gaan terug weg van mekaar.
1 Zet de nummers op de juiste plaats op de tekening.
1. Boven een continentaal gloeipunt scheurt de continentale lithosfeer open. Er ontstaat een riftster.
2. De lithosfeer scheurt volledig open en astenosferisch materiaal vormt een nieuwe oceaanvloer. (riftfase)
3. Zo worden de platen verder uit mekaar geduwd en wordt een nieuw oceaan gevormd. (driftfase)
4. Wanneer de druk van de oude, zware oceanische plaat erg groot wordt, breekt ze af en zinkt in de man tel (subductie).(convergentiefase)
5. De subductie zet zich voort en de continenten bewegen dichter naar mekaar. Op de continentale plaat kan zich een gebergte vormen dat vulkanisch actief is.
6. De continenten raken mekaar en een uitgestrekt gebergte wordt gevormd.(collisiefase)
Waar de continenten mekaar raken wordt een litteken (sutuur) gevormd.
Het is hier dat de nieuwe continentale plaat kwetsbaar is. Daarom zal op deze plaats het opnieuw uiteenscheuren van de continenten gebeuren.
Gegeven: Wetenschappers van de universiteit van Melbourne hebben aanwijzingen gevonden dat er voor de kust van Portugal een nieuwe subductiezone ontstaat.
Leg dit gegeven op de Wilsoncyclus en verklaar wat er staat te gebeuren de volgende 50 miljoen jaar.
In de geschiedenis van onze planeet zijn de tektonische platen al vele malen verschoven. Soms vormden de platen supercontinenten (zie hieronder Pangea), soms allemaal losse continenten (zoals vandaag).
Alfred Wegener, (1880-1930) een Duitse meteoroloog, stelde dat miljoenen jaren geleden alle continenten samen een groot supercontinent vormden dat hij Pangea noemde. Een zeer goede theorie die voor die tijd absoluut onaanvaardbaar was ! Wegener had geen motor om de platen te bewegen.
Zijn bewijzen: - Bijna perfecte “fit” van de kustlijnen aan beide kanten van de Atlantische oceaan; - Dezelfde fossielen worden gevonden op verschillende continenten; - Dezelfde gebergteketens en geologische structuren lopen door in Europa, Afrika en Amerika.
INFO
Zonder de hulp van onze hedendaagse technologie had Wegener gelijk... Pet af!
1 Duid aan op de wereldkaart van het reliëf: Alpen - Ardennen - Andes - Himalaya - Rocky Mountains - Afrikaans Hoogland
2 Vergelijk met de wereldkaart ‘ aardbevingen en vulkanisme’ in je atlas
3 Komen hier in de buurt van de gebergten, vulkanen of aardbevingen voor?
4 Kan je er ook vulkanen bij noemen?
Gebergtevorming vindt plaats bij convergente plaatgrenzen. Convergentie van een oceanische en een continentale plaat Beschrijf wat er gebeurt wanneer een oceanische en een continentale plaat met mekaar botsen (zie figuur blz. 25).
Een voorbeeld hiervan is het Andesgebergte
Als de twee platen botsen wordt het sediment uit de zee tussen de continenten samengedrukt, geplooid en opgeheven. Geen van beide platen gaat in subductie.
Hierdoor ontstaat een plooiingsgebergte. Ook granietkernen van vroeger vulkanisme stijgen mee in het plooiingsgebergte. Het gebergte verweert en erosiemateriaal wordt afgezet aan de voet.
voorbeeld: ontstaan en ontwikkeling
het Himalaya-gebergte.
De huidige toestand (zie fig hierboven) werd voorafgegaan door een evolutie in 3 fasen. Oorspronkelijk bewogen 2 continentale platen, gescheiden door een oceaan naar mekaar. De oceanische korst gaat deels in subductie. Het resterend gedeelte wordt samengedrukt samen met de lagen afzettingsgesteenten. Dit deel plooit. Bij de onderduikende korst, die veel water bevat en opwarmt, ontstaan magmabellen die vulkanische activiteit veroorzaken. De oceaan wordt weggedrukt en de twee continentale platen botsen.
India
E uraziatische plaat
Sedimenten worden afgezet in horizontale lagen.
- Door opheffing kantelen de lagen en dagzomen in stroken.
- Wanneer er samendrukkende krachten op gesteentelagen inwerken, plooien ze.
anticline (plooirug) syncline (plooidal)
- Bij de plooiing kan ontstaat een rechte plooi, wanneer de druk in een richting sterker is kan de plooi gaan hellen of zelfs helemaal gaan liggen.
- Als na de plooiing de tektonische beweging doorgaat kan een plooiing breken en een overschuiving worden.
- Door erosie worden anticlines afgebroken, het afbraakmateriaal wordt afgezet in de synclines. Er ontstaat een schiervlakte.
- Wanneer door dalend land of stijgende zeespiegel de zee de schiervlakte overstroomt kunnen nieuwe gesteentelagen afgezet worden. Wanneer gesteentelagen in hun oriëntatie een hoek vormen met elkaar noemen we dit discordantie.
- Bij breuken in de korst ontstaan verschuivingen, horsten en slenken horst slenk breuklijn
Aardbevingen ontstaan wanner de elasticiteitsgrens in de gesteenten door druk - of rekverschijnselen over schreden wordt.
1 Verklaar de volgende benamingen en schrijf ze bij bovenstaande figuur: - hypocentrum: - epicentrum: - isoseisten:
Aardbevingen veroorzaken trillingsgolven die geregistreerd worden door een seismograaf op een seismogram. Principe werking seismograaf: De werking van de seismograaf berust op de eerste wet van Newton (de wet van de traagheid). Deze wet stelt dat als er op een voorwerp geen resulterende kracht werkt, dan verandert de snelheid ervan niet, niet van grootte en niet van richting. Als de seismograaf aan staat dan draait het papier rond. Als er dan een aardbe ving is dan beweegt de hele constructie, behalve de zware, zwarte bol. Deze zware bol blijft op zijn plaats, omdat de veer/draad geen krachten overbrengt op de zware bol. Nu verandert de rechte lijn in een gekron kelde lijn. De tekening die dan op het papier ontstaat wordt een seismogram genoemd. Deze manier van registreren wordt penregistratie genoemd.
Zo worden 3 soorten bewegingen in de aarde geregistreerd:
- horizontale bewegingen N-Z-richting (1) - horizontale beweging O-W-richting (2) - verticale beweging (3)
In de onderstaande figuur zijn daarom 3 seismogrammen van dezelfde aardbeving (8 okt. 2005) weergegeven voor de verschillende bewegingen in de aarde.
Soorten golven (zie opbouw van de aarde blz. 13)
1 Duid, rekening houdend met de snelheid van de golven, bij de pijltjes op het seismogram, dat geregistreerd werd door het Belgisch netwerk Membach, de registratie van de golven aan (met P-S-L)
2 Welke golven zullen de meeste schade aanrichten?
Aardbevingen in Noord-Pakistan en Noord-India zijn het gevolg van de botsing van de Indische plaat, die met een snelheid van ongeveer 4 cm/jaar naar het noordoosten beweegt, met de Euraziatische plaat. De botsing van deze twee platen heeft geleid tot de opstuwing van de Himalaya . De plaatrand tussen de twee botsende continentale platen bestaat uit een brede zone van grote, noordwaarts hellende over schuivingsbreuken waarlangs de Indische plaat onder de Euraziatische plaat geduwd wordt.
1 Bij welke plaatranden komen enkel ondiepe aardbevingen voor?
2 Bij welke plaatranden komen zowel ondiepe als diepe en zeer diepe voor?
3 Verklaar de opeenvolging van ondiepe, diepe en zeer diepe aardbevingen nabij de westkust van Zuid-Amerika.
- ondiepe: - diepe: - zeer diepe:
1 Een aardschok wordt geregistreerd in drie verschillende stations.
- Hoe verder het station van het epicentrum gelegen, hoe het tijdsverschil tussen registratie van P- en S-golven.
- De kracht van de aardbeving wordt afgelezen van de van de oppervlaktegolven.
- Hoe groter de maximumamplitude, hoe de afstand tot het epicentrum.
2 Gegeven de volgende seismogrammen
Welk seismogram (1,2,3) hoort bij welk station (A,B,C)? Leg telkens uit waarom.
Bij station A hoort seismogram want:-
Bij station B hoort seismogram want:-
Bij station C hoort seismogram want:-
schaal van richter - magnitude(sterkte) van een aardbeving
Twee factoren bepalen de magnitude van een aardbeving.
- factor 1: het tijdsverschil bij de aankomst van S en P-golven in hetzelfde station, uitgedrukt in seconden.
- factor 2: de amplitude van de trillingen veroorzaakt door de oppervlaktegolven uitgedrukt in mm.
Deze twee factoren worden aangebracht op de verticale schalen aan de rechter- en de linkerzijde van de grafische structuur van Richter.
De schaal met de magnitude staat centraal en eveneens verticaal.
De verbinding van de twee aangebrachte factoren op de linker- en rechterschaal verticale schaal snijdt de verticale schaal in een punt dat de magnitude aangeeft van de aardbeving.
De Britse pers bracht het bericht over de levensreddende invloed van een goede aardrijkskundeleraar. Het Britse meisje Tilly (10) stond op het strand van Maikhao in Thailand toen ze de zee verontrustend snel zag stijgen. Ze herinnerde zich een recente aardrijkskundeles rond aardbevingen. Ze riep naar haar ouders dat ze meteen het strand af moesten, en ze waarschuwden ook andere toeristen. Het was een van de enige stranden in Phuket waar geen doden of gewonden vielen.
Hans van Scharen, Knack 5/01/05
Ontstaan van vloedgolf - tsunami. Een Tsunami-havengolf in het Japans, al wordt het vaak vertaald met vloedgolf, wordt opgewekt door zeebe vingen. Een aardschok in de zeebodem tilt de complete waterkolom boven het schokpunt op. De benodigde energie om zo'n watermassa van kilometers hoog en breed op te tillen is immens: je zou er duizenden ton TNT voor nodig hebben. Die energie komt vrij als bewegingsenergie wanneer het water uit de opgetilde kolom zich in alle richtingen verspreidt. Lang niet alle aardbevingen hebben genoeg kracht om een tsunami te veroorzaken: er is een beving met een kracht van minstens 7,5 op de schaal van Richter nodig. De golven verplaatsen zich met een snelheid van 700 km/uur wanneer de oceaan 4 km diep is. Eenmaal in de buurt van land begint de oceaanbodem te stijgen. De bewegende watermassa heeft niet meer de ruimte om op volle snelheid voort te razen (50 km/uur bij een waterdiepte van 20 m), maar zijn energie gaat niet verloren: als de snelheid daalt, stijgt meteen de golfhoogte. Van een kalm, centimeters hoog rimpelingetje verandert de golf in een tsunami van soms tientallen meters hoog. De schade die zo'n monstergolf aanricht is enorm. De vorm van de kust is een heel belangrijke factor. Langs de kust varieert de hoogte van de tsunami heel sterk, op dezelfde manier als getijdeverschillen langs de kust variëren. Trechtervormige baaien zijn extra kwetsbaar.
Een onderwaterbe ving voor het eiland Sumatra (Indonesië) met een magnitude van 9,3 veroorzaakt een tsunami die de kusten van een tiental landen in Zuidoost-Azië treft. Er vallen meer dan 220.000 doden. Het gaat om de krach tigste aardbeving van de voorbije veer tig jaar. In de Indonesische provincie Atjeh, waar het water tot ruim 30 meter steeg, vallen zowat 168.000 slachtoffers. De vloedgolf reikt tot de Malediven en Somalië.
Uit: De Standaard - 26 december 2004
Een enorme aardbeving van 9.0 op de momentmagnitude schaal 130 km ten oosten van noord oostelijk Japan heeft niet alleen voor ravage gezorgd, maar ook voor een enorme tsunami. Japan ligt op een plek waar drie platen met elkaar in botsing zijn. (zie blz. 22). Bij een botsing tussen een continentale plaat en een oceanische plaat, zal die laatste onderduiken, omdat die uit zwaarder gesteente bestaat dan een continent. Het onder elkaar schuiven gaat niet makkelijk: op de plaatgrens ontstaat veel wrijving. Pas als er voldoende spanning is opgebouwd, kan er beweging plaatsvinden en dat gaat dan met een flinke schok: een aardbeving. In dit geval was er een verschuiving van 24 m naar het zuidoosten.
uit: De Standaard - 11 maart 2011
Gevolgen van de tsunami in Japan.
Begin september zal de visvangst in de streek rond Fukushima weer stopgezet worden. In juni was vissen daar weer deels toegestaan, maar risico's op radioactieve besmetting leiden er nu toe om de visvangst weer te verbieden. In juni waren de vissers uit de streek rond Fukushima begonnen weer bepaalde soorten te vissen. Die werden ook gecontroleerd voor ze verkocht werden. De jongste dagen werd echter bekend dat grote hoeveelheden besmet grondwater in zee gelekt zijn.
uit: De Morgen - 22 augustus 2013
LEESTEKST Dit spookschip is pas het begin van de tsunami-rommel
Sinds Japan een jaar geleden werd getroffen door een tsunami drijft er naar schatting een afvalberg van 20 miljoen ton richting Noord-Amerika. Een ‘spookschip’ van ruim 45 meter is volgensThe Vancouver Sun het eerste brokstuk dat de oversteek van de Grote Oceaan heeft voltooid.
De Japanse vissersboot werd enkele dagen geleden gespot tijdens een standaard patrouille en drijft op zo’n 260 kilometer voor de kust van Cape Saint James in Canada.
Het schip is verlaten en behoorlijk beschadigd. Volgens een kapitein van een maritiem sleepbedrijf is er dan ook niemand geïnteresseerd in het schip.
Het was dan ook al langer bekend dat een groot deel van tsunamiafval terecht zal komen aan de west kant van Noord-Amerika. Uit de simulaties die wetenschappers hebben gemaakt blijkt dat het spook schip de oversteek inderdaad snel heeft gemaakt. Eind 2013 wordt pas het meeste afval verwacht.
Overigens zal het leeuwendeel van de troep de kust nooit bereiken. De golfstromen zorgen ervoor dat de rommel uiteindelijk in het midden van de Grote Oceaan terecht komt. Een gedeelte van de drijvende vuil nisbelt zal zinken of verweren, maar het afval dat blijft drijven (met name plastic) kan problemen opleve ren voor vissen en zeevogels.
De chemische samenstelling, temperatuur en afkoelingssnelheid van het uitstromend magma beïnvloeden de vloeibaarheidsgraad en bepalen de vorm van de vulkaan. schildvulkaan
komen voor bij divergerende plaatgrenzen en hotspots basaltisch magma:
• minder kwarts (SiO2), veel ijzer (fe) en magnesium (Mg)
• relatief vloeibaar (weinig viskeus)
• ontstaat door opsmelting in het bovenste gedeelte van de mantel
• gasbellen ontsnappen gemakkelijk/moeilijk weinig gassen de lava vloeit gemakkelijk/moeilijk de flanken van de vulkaan zijn zachthellend/steil
1 Noteer A op de figuur en op de passende foto.
Voorbeelden: stratovulkaan
komen voor bij subductiezones andesitisch magma:
• meer kwarts (SiO2) , minder ijzer (fe) en magnesium (Mg)
• taai vloeibaar (viskeus)
• ontstaat door opsmelting bij onderduikende platen
• gasbellen ontsnappen gemakkelijk/moeilijk veel gassenn de lava vloeit gemakkelijk/moeilijk de flanken van de vulkaan zijn zachthellend/steil
2 Noteer B op de figuur en op de passende foto.
Voorbeelden:
Het yellowstone National Parc in de VS is gelegen boven een hotspot waar 2,1 milj., 1,2 milj. en 600 000 j. geleden superuitbarstingen plaatsvonden. Hierdoor bestaat het park voor een groot deel uit een depressie, de caldera (ketel, zie fig.), omgeven door de rim, de kraterrand. Deze reusachtige caldera meet 55 km op 72 km. (rode lijn op onderstaand kaartje).
Onder de caldera bevindt zich een grote magmabel in de buitenmantel. Oppervlaktewater sijpelt in de caldera in de scheuren en spleten en wordt opgewarmd door de magmabel. Zo ontstaan fumarolen (hete dampen) (F), mudpots (modderpoelen) (M), hot springs (heetwaterbronnen) (S) en geysers (G).
3 Noteer F, M, S en G op de juiste plaats op de figuur.
Divirgente plaatgrenzen in oceanen
Waar komen divergente plaatgrenzen in oceanen voor? (zie atlas).
--
Uitzonderlijk komt de vulkaan op een oceaanrug boven het zeeoppervlak uit. voorbeeld: IJsland, Azoren, Galapagoseilanden.
Een vulkaan met de grootte van New Mexico of de Britse Eilanden is onlangs ontdekt. De vulkaan bevindt zich onder de Stille Oceaan op ongeveer 1600 km ten oosten van Japan. De vulkaan is de grootste ter aarde en zelfs één van de grootste vulkanen in ons zonnestelsel. Het Tamu Massief is een gigantische schildvulkaan (vulkaan met zachte hellingen) en lijkt uit meerdere kleine structuren te bestaan. “We zagen dat de lavastromen vanaf het centrum van de vulkaan in alle richtingen stroomden. Er was geen duidelijke secundaire bron van vulkanische activiteit. Dit was een verrassing.” Het team heeft tevens een geo- chemische analyse toegepast op de monsters genomen vanaf het massief. Het leek erop alsof de enorme structuur gemaakt is van hetzelfde type steen met dezelfde leeftijd. De wetenschap pers zijn op basis van deze gegevens tot de conclusie gekomen dat het gaat om één enkele vulkaan, die ontstaan is in een relatief korte periode van een paar miljoen jaar. De vulkaan doofde uit vlak nadat deze was ontstaan. Volgens de onderzoekers is het aannemelijk dat deze plek op de zeebodem de juiste mix van elementen had: de begrenzing van drie tektonische platen, een dunne aardkorst en een bron van hete magma, welke naar de oppervlakte is gekomen. Het gesmolten gesteente stroomde “naar buiten” en kon zich over een groot oppervlak verspreiden. Hierdoor steeg het plateau geleidelijk terwijl de lava afkoelde.
uit: Het Laatste Nieuws6 september 2013
2 Welke drie tektonische platen komen op deze plaats samen
Een voorbeeld hiervan is de Oost-Afrikaanse Rift. Het magma is zowel basal tisch als rhyolitisch (taai vloeibaar magma dat ontstaat als bij subductie de continentale korst meesmelt). Convergente plaatgrenzen
Subductiezones ter hoogte van diepzee troggen. - 'Ring of fire'
3 Waarop steunt de naam van dit gebied?
4 Waarmee valt ‘The ring of fire’ samen?
5 Met welke geologisch element valt ’ The ring of fire’ samen?
Op het Indonesische eiland Sumatra zijn bij een uitbarsting van de vulkaan Sinabung minstens 14 mensen omgekomen. Een lokale priester die samenwerkt met een hulporganisatie verwacht dat er nog meer lichamen worden gevonden. De 2.460 meter hoge berg spuwde lava en gas uit, luidde het voorts. Amper een dag voordien had de civiele bescherming als gevolg van de verminderde activiteit van de vulkaan omwonen- den die meer dan vijf kilometer van de berg leven de toestemming gegeven terug naar huis te keren. De Sinabung sliep meer dan 400 jaar alvorens het in augustus 2010 opnieuw tot een uitbarsting kwam. Sinds september vorig jaar sloegen al ongeveer 30.000 omwonenden op de vlucht voor het natuurgeweld. Indonesië telt 130 actieve vulkanen.
uit: het Laatste Nieuws - 1 februari 2014
6 Welke vorm van vulkanisme vinden we hier terug?
De gesteenten die nu op aarde voorkomen
momentopname in de geologische evolutie want
bestond de aardkorst enkel uit gestold magma.
onderscheiden:
stollingsgesteenten:
uitvloeiingsgesteente
losse
vaste sedimentsgesteente
metamorfe gesteenten
de gesteenten
processen en welke omstandigheden
onderstaande
aan de hand
en
liggen aan de basis van onderstaande omzettingen?
volgende bladzijde.
Uitvloeiend magma (lava) koelt zeer snel af en stolt. De samenstellende atomen kunnen geen bindingen aangaan binnen bepaalde ruimtelijke structuren. Zij zijn amorf. Zo ontstaat een uitvloeiingsgesteente met een glasachtige textuur.
Magma op grote diepte koelt zeer traag af en kristalliseert. De samenstellende atomen hebben de tijd om bepaalde ruimtelijke structuren (kristallen) te vormen. Zij zijn kristallijn. Zo ontstaat een dieptegesteente met een granietische textuur.
Magma in de kraterpijp op geringe diepte koelt minder snel of minder traag af. Een aantal atomen hebben de tijd om kristallen te vormen en andere niet. Zo ontstaat een ganggesteente met een porfieri sche textuur
silicaten: (Si, O, Al) + (K, Na) = 60 % (gewichtspercent) Si O2 kwarts)
silicaten: (Si, O, Al) + (fe, Mg) = 50 % SiO2
>75 % lichte mineralen kristallijn >75 % chemische elementen van donkere mineralen amorf
<25 % donkere mineralen kristallijn <25 % chemische elementen van lichte mineralen amorf
werkbladen in keuken, vloertegels, wanden in winkels als bouwsteen in vulkanische gebieden (Centraal Massief)
TEXTUUR
TEXTUUR
volledig kristallijn gabbro graniet
basalt
volledig amorf basaltische lava granitische lava volledig kristallijn amorf en kristallijn volledig amorf dieptegesteente ganggesteente uitvloeiingsgesteente
5.4 Sedimentgesteenten
Gesteenten aan het aardoppervlak zijn onderhevig aan afbraak: verwering. Het verweerde los materiaal wordt na transport (door wind, water, ijs, zwaartekracht…) ergens afgezet: sedi mentatie. (Verwering + transport = erosie). Sedimentgesteenten worden ingedeeld naar hun oorsprong.
A Losse (klastische) sedimentgesteenten = gruisgesteenten
Sedimenten als losse gruis. Volgens de korrelgrootte onderscheiden we: - Grind (keitjes)
- Zand (hoofdzakelijk kwarts) - Silt (fijn poeder) - Klei (kleverig)
1 Benoem de gesteenten.
Na verharding (diagenese), onder invloed van temperatuur en druk, worden ze vast - Conglomeraat - Zandsteen - Schiefer
2 Benoem de gesteenten.
Losse (klastische)sedimentgesteenten = gruisgesteenten
Kalksteen (krijt: 100% organisch, mergel: 70% organisch + 30% klei) in de oceanen bezinken gedurende miljoenen jaren kalkrijke micro-organismen, koralen, schelpen en skeletten. Deze vormen een dikke sedi mentlaag.
Turf, bruinkool en steenkool ontstaan door inkoling = relatieve toename van koolstof t.o.v. waterstof en zuurstof. (zo ontstaat ook aardolie).
Benoem de gesteenten
Sommige mineralen lossen op in water. Bij verdamping van het water slaan ze neer. 1 Benoem de gesteenten
Vaste sedimentgesteenten, onderhevig aan hoge druk en/of hoge temperatuur, ondergaan een metamorfose (gedaanteverandering) waarbij een andere combinatie van mineralen ontstaat. Door de hoge druk en tempe ratuur zijn de mineralen niet meer stabiel. Er kunnen nieuwe mineralen gevormd worden of de bestaande mineralen krijgen een andere ruimtelijke structuur. We spreken van een metamorf gesteente.
1 Zo ontstaat uit
a zandsteen:
b kleisteen:
c kalksteen:
2 Benoem de gesteenten
Je kan je nauwelijks voorstellen hoe oud de aarde eigenlijk is. De 'compressie', die door Don I. Eicher in zijn boek Geologic Time (1976) werd gebruikt, maakt het misschien duidelijker.
Stel je voor dat je de gehele 4,6 miljard jaar geologische tijd kan samenpersen tot één jaar... Op die schaal zouden de oudste gesteenten die we kennen dateren uit half maart. Het eerste leven ontstond in mei in de oceanen. Landplanten en dieren maakten tegen het eind van november hun opwachting. De uitgestrekte veenmoerassen, die nu de grootste steenkoolpakketten van de wereld vormen, kwamen ongeveer 4 dagen in begin december voor. Dinosaurussen werden zo halverwege december dominant, maar stierven uit door een meteorietinslag op Tweede Kerstdag. De eerste mensachtige apen verschenen op Oudejaarsavond. De grote gletsjers, die in de ijstijden het noorden van Europa en Amerika bedekten, trokken zich op 1 minuut en 15 seconden voor Oud en Nieuw terug. De Romeinen heersten over Europa van 23:59:45 tot 23:59:50. Columbus (her)ontdekte Amerika op 3 seconden voor middernacht, en de wetenschap van de geologie begon toen 's werelds eerste geoloog James Hutton zijn boek schreef, slechts iets meer dan een seconde voor het eind van het jaar.
In de 4.5 miljard jaar van haar bestaan is het uitzicht van onze aarde sterk veranderd. De vorm van de conti nenten, de kustlijnen, de gebergten en landschappen zoals wij ze nu kennen, zijn een momentopname van het oppervlak van de aardkorst. Bijna 5 miljard jaar ondergaat die korst vormveranderingen door de werking van inwendige en uitwendige krachten.
1 De gevolgen van de inwendige krachten zijn:-
De buitenkant van de aarde is onderhevig aan weer en wind: de uitwendige krachten. De gesteenten worden afgebroken = Het transport van deze afbraakmaterialen door wind en water = Bij het einde van de transportfase wordt het materiaal afgezet =
2 Continenten worden afgebroken en het afbraakmateriaal komt uiteindelijk in zee terecht.
Hierdoor het zeepeil en grote stukken van het continent worden De kustlijn verplaatst zich zee-/landwaarts = transgressie Bij opheffing van het continent door inwendige krachten (gebergtevorming of vulkanisme) of door het vastzetten van het water tot ijs op het land bij klimaatveranderingen het zeepeil. De kustlijn verplaatst zich zee-/landwaarts = regressie
3 Afzetting in de zee van erosiemateriaal gebeurt naar korrelgrootte.
- Noteer bij de legende: klei, zand, grind
- Vul de tekening 2 en 3 verder aan in de lichtblauwe zone.
Door de opeenvolging van afzettingen kan men de geschiedenis van de aarde reconstrueren. De wetenschap die zich bezighoudt met de structuur, de samenstelling en de geschiedenis van onze aarde is de geologie.
Om te weten in welk tijdvak een gesteente gevormd werd moet men de ouderdom ervan bepalen. A Relatieve datering
De relatieve datering omvat de opeenvolging van geologische gebeurtenissen, de evolutie van fauna en flora. De wet van de superpositie
1 Nummer in de figuren de lagen van oud naar jong.
2 De wet van de superpositie zegt:
De Grand Canyon in de VS is een mooi voorbeeld van superpositie.
3 Welke andere elementen van ‘gesteen ten’ en ‘vervorming van gesteenten’ kan je op deze figuur nog herkennen? Bespreek hieronder. Raadpleeg daartoe blz. 41(vervormin gen) en blz. 55 (gesteentecyclus).
De ouderdom van een laag kan ook bepaald worden bij middel van restanten van dieren en planten (fossie len) die bij sedimentaties mee afgezet werden. Deze restanten van levensvormen in hun evolutie helpen mee om de gesteenten chronologisch te rangschikken.
Trilobieten:
Verschenen in het Vroeg-Cambrium, bereikten het hoogte punt van hun ontwikkeling in het Ordovicium, stierven uit in het Boven-Perm.
Ammonieten:
Van het Devoon tot het einde van het krijt. Het hoogtepunt van hun ontwikkeling situeert zich in het Trias.
Gidsfossielen:
- zijn goed te identificeren; - kennen een grote verspreiding op aarde; - komen maar een beperkte tijdspanne voor.
Deze methode, gebaseerd op de radioactieve isotopen van chemische elementen in gesteenten, maakt het mogelijk de absolute ouderdom te bepalen.
Radioactieve isotopen vervallen tot stabiele niet-actieve elementen door uitzending van radioactieve straling. Voorbeelden van isotopen: uranium (238U), kalium (40K), en koolstof (14C) . De halveringstijd voor koolstof is 5736 jaar.
• Hoofdtijdperken (era) (zie tabel blz. 64-65):-
• Perioden (systeem) vb.
• Tijdvakken (serie) vb. We gebruiken 'onder-, midden- en boven-' wanneer we gesteenten bedoelen. We gebruiken 'vroeg-, middenen laat-' als we het tijdsgebeuren bedoelen. De grenzen van de perioden worden meestal gekoppeld aan dramatische gebeurtenissen zoals massale uitstervingen (massa-extincties).
Op de volgende bladzijden vind je een overzicht van de geologische tijdschaal gekoppeld aan de klimaat veranderingen, geologische gebeurtenissen en de ontwikkelingen van het leven. We bestuderen hierin de onderlinge relaties.
Let op: Vermits we bij een geologische doorsnede in onze aardkorst teruggaan in de tijd lezen we de geschiedenis bij dergelijk schema van onder naar boven.
Trilobieten AmmonietenAVALONIA
deel van de zeeorganismen
vissen weekdieren
primitieve gewervelden
pantser en schild
(kwallenwormen)
GONDWANA
beweegt noordwaarts
GONDWANA met AVALONIA
aan de Zuidpool
van aardkorst
Legende
Laurentia (LA) = Noord - Amerika
Baltica (BA) = Scandinavië
Siberia (SI) = Siberië
Avalonia (AV) = Zuid-Ierland - EngelandBenelux
Gondwana (GO) = Zuid-Amerika - Afrika - IndiaZuid-Europa - Australië
Laurussia (LARU) = LA + BA + AV
Botsing van de Afrikaans-Arabische plaat met de Euraziatische plaat:
Alpiene plooiing
Verder opengaan van de Atlantische Oceaan
Zuid-Amerika breekt los van Afrika
Uiteendrijven van de continenten: West-Gondwana (Afrika en Zuid-Amerika) dreef weg van Laurussia (Azië, Europa en Noord-Amerika)
vorming van noordelijke Atlantische Oceaan
Alle continenten komen terug samen en vormen Pangea
In het Laat-Devoon begint de botsing van Gondwana met Laurussia
Varistische Gebergtevorming (duurt 80 Ma) van de Appalachen - Bretagne - Vogezen tot Bohemen. (plooiing van de Ardennen)
Sedimenten bedekken afgestorven plantenresten
vorming steenkoollagen
Waar ligt België ?
Gondwana schuift verder noordwaarts
Botsing van Avalonia en Baltica
Vanuit het westen nadert Laurentia en botst met Avalonia en Baltica: samen vormen ze Laurussia
Caledonische Gebergtevorming
Gebergteketen van Noorwegen - Schotland tot Ierland
Avalonia en andere kleine platen komen los van Gondwana en bewegen naar het noorden in de richting van Baltica
Het vroegere supercontinent Rodinia dat zich uitstrekte van de zuidpool tot de evenaar, brak in stukken die noord- en westwaarts wegdreven.
Europa is verdeeld over Gondwana, Laurentia en Baltica. Avalonia zit nog vast aan Gondwana, dat aan de zuidpool ligt.
België ligt op Avalonia
In de loop van de geologische geschiedenis zijn er perioden geweest waarin het warm en vochtig was of juist erg droog. Er waren ook perioden waarin de aarde veel kouder was zoals tijdens de ijstijden. Volg op de geologische tijdschaal het verloop van het klimaat en de gevolgen ervan voor de ontwikkeling van het leven.
In de laatste periode van het precambrium waren er waarschijnlijk twee wereldijstijden, een periode dat heel de aarde met ijs bedekt was. De meeste CO2 uit de atmosfeer was opgeslagen in het ijs. De warmte van de zon verminderde met bijna 10%. Bij het smelten van het ijs kwam CO2 vrij en het klimaat veranderde van ijstijd naar warm klimaat. (broeikaseffect)
In het Laat-Ordovicium ... was er gletsjervorming op het vasteland dat toen over de zuidpool bewoog, met als gevolg: ondiepe zeeën. De klimaatveranderingen veroorzaakten massale sterfte in de zee.
Tijdens het Siluur ... werd het klimaat warm en vochtig waardoor er terug een sterke toename was van organismen in de zee.
In het Midden-Devoon ... werd het klimaat warm en droog.
Het Carboon ... kende een warm en vochtig klimaat waarbij de plantengroei zich ontwikkelde tot reus achtige boomvarens. De reptielen, amfibieën en insecten kenden een sterke uitbreiding.
Op het einde van het Carboon ... begon een nieuwe ijstijd die voortduurde tot in het Perm. Gondwana was bedekt met een ijskap en gletsjers die zich noordwaarts uitbreidden. Maar door het migreren van de continenten naar het noorden verdwenen de gletsjers weer geleidelijk.
Op de overgang Perm-Trias ... vond de grootste massa-extinctie plaats die ooit op aarde voorkwam. De oorzaak zou niet een meteorietinslag geweest zijn, zoals men eerder dacht, maar wel enorme vulkaanuitbarstingen (super-volcano's) die een dodelijk broeikaseffect veroorzaakten. Te weinig zuurstof en een overmaat van CO2 in de atmosfeer zorgden voor het bijna totaal uitsterven van planten en dieren.
Het Trias ... is heet en droog. Het is het tijdperk van de dinosauriërs. Er ontstonden uitgestrekte zoutvlak ten door opgedroogde binnenzeeën.
Op de overgang van Trias naar Jura ... stierven de dieren weer op grote schaal. Oorzaak was waarschijn lijk een grootschalig vulkanisme bij het openen v/d Atlantische rits.
Het Krijt ... was een warme periode.
In het Laat-Krijt ... was er een grote meteorietinslag in Mexico. Deze veroorzaakte een massale sterfte waarbij de dinosauriërs verdwenen.
Het Cenozoïcum ... noemt men de tijd van de zoogdieren omdat het verdwijnen van de grote reptielen ruimte schiep voor de ontwikkeling van grote zoogdieren. Ook van vogels, vissen, insecten en planten ontstonden nieuwe soorten.
Tijdens het Quartair (2,588 Ma geleden tot nu ) ... wisselen koude glaciale en warme interglaciale perio den elkaar af. De mens ontwikkelt zich van een bescheiden gebruiker tot heerser over het aardse leven.
Vul in: Oorzaken van klimaatwijzigingen:-Gevolgen van klimaatwijzigingen op het leven - positief: - negatief:
Op welke breedteligging op de wereldbol bevonden zich onze streken? Vul in. (rode sterretje op de figuren p64-65) - in het Ordovicum: - in het Devoon: - in het Carboon: - nu:
Wanneer we België doorkruisen rijden we door een vlak landschap met weinig ingesneden rivieren. We be klimmen de getuigenheuvels van het Vlaamse Heuvelland, rijzen en dalen over de kammen van Condroz en volgen de diep ingesneden meanderende rivieren in de Ardennen. Boven op de Hoge Venen kijken we uit op een plateau. Variaties genoeg die duiden op een lange indrukwekkende geologische geschiedenis. Van de West-Vlaamse kust tot aan de Duitse grens kom je in de gesteenten alle geologische perioden tegen sinds het Cambrium, bijna 600 miljoen jaar geleden. We vinden bij ons 600 miljoen jaar geologische geschie denis terug over een afstand van nog geen 200 km.
We gaan 600 Ma terug in de tijd om te kijken hoe België gevormd en geboetseerd werd zowel door de plaat tektonische processen als door exogene krachten: de geologische geschiedenis van België.
Hoofdrolspelers: Laurentia, Baltica en Gondwana. Noord-Amerika en Groenland maken deel uit van het vroegere continent Laurentia. (zie legende bij de figuren blz. 66 )
1 Benelux maakt samen met en deel uit van
2 Welke delen van onze huidige wereld herken je op onderstaande figuur - in Baltica:
- in Gondwana:
Erosiemateriaal (zand en klei) van Gondwana wordt afgezet aan de rand in een subductiezone. Avalonia komt los van Gondwana en drijft in noordelijke richting.
1 Raadpleeg in je atlas de kaart ‘België stratigrafie’ . Stratigrafie = een onderdeel van de geologie dat de volgorde van gesteentelagen bestudeert om ze te beschrijven en te dateren.
2 Uit welke periode dateren de twee oudste gesteenten die voorkomen in België? (stratigrafie)
3 Waar komen ze aan de oppervlakte? (dagzomen)-
4 Kleur op de kaart: - de gesteenten uit het Cambrium lila - de gesteenten uit het Ordovicium-Siluur paars
Massief van SerpontMassief van Rocroi
Massief van Givonne
Massief van Stavelot
Fase 1
Avalonia botst tegen Baltica. Deze botsing was het begin van een langdurige gebergtevorming langs de plaatranden: Caledonische Orogenese (= gebergtevorming). De Ardennen worden tot gebergte opgeheven en geplooid.
Fase 2:
Ritsvormige sluiting van Noord naar Zuid tussen Laurentia en Baltica. = Laurussia. Armorica, komt los van Gondwana en volgt Avalonia in noordelijke richting.
Fase 3: Gondwana gaat noordwaarts en duwt de oceanische korst tegen Avalonia.
1 Welke zijn de gevolgen?
1. Vorming van
In de subductiezone:
In Wallonië vinden we vulkanisch gesteente (zie kaart 'steengroeven')
2 Welk gesteente?
3 Waar?
Het ontstaan van het Massief van Brabant is de laatste fase van de Caledonische orogenese. De Ardennen zijn al volledig afgevlakt door erosie.
4 Hoe ver strekt het Massief van Brabant zich uit?
Waar in België dagzomen siluurformaties ? (kaart stratigrafie-geologie)
5 Keur ze blauw bij op de kaart blz. 71
--
6 Welke gesteenten komen hier voor ? (kaart België lithologie) lithologie = studie van de gesteenten en hun eigenschappen.
Vroeg Devoon
- Het Massief van Brabant wordt afgevlakt door erosie.
- De rivieren voeren zand en klei af naar de zeeën .
Midden Devoon
Bij opeenvolgende transgressies vanuit het zuiden blijft het afgevlakte Massief van Brabant als een eiland uitsteken boven de ondiepe zeeën.
1 Welke breedteligging heeft onze regio in het Devoon?(zie blz. 71)
Het warme klimaat biedt de omstandigheden voor een speciale fauna en flora o.a. koralen.
Laat Devoon
Na de transgressies daalt het niveau van de zee. Waar dagzomen in ons land gesteenteformaties uit het Devoon? (stratigrafie)
2 Teken deze in licht-, donkergroen en bruin bij op de kaart op blz 71.
Fagne en Famenne
Weiden op doorlaatbare gesteenten Laat Devoon
De kalkzoom
Grotten en koraalriffen
Midden Devoon
Ardennen (zie hoofdstuk 9 Ardennen) Vroeg Devoon
REGIO MET LANDSCHAPSKENMERK PERIODE BELANGRIJKSTE GESTEENTEN1 Gondwana botst tegen Laurussia. Er ontstaat een ééngemaakt blok Pangea. Gevolg: De Ardennen worden sterk opgeheven en geplooid vanuit zuid-oost richting. Het blok van het massief van Brabant levert de tegendruk. = de VARISTISCHE orogenese.
2 Het huidige België lag toen ter hoogte van Gevolg: reusachtige moerasgebieden ontstaan in een
klimaat waarin boomva rens gedijen die aan de basis liggen van de huidige steenkoollagen.
De afgestorven plantenresten worden onder het kalme water opeengehoopt tot een veenlaag en van de lucht afgesloten zodat ze niet verrotten (bij gebrek aan zuurstof), en er een turflaag ontstaat. Deze moerasge bieden werden regelmatig door de zee overspoeld waarbij nieuwe sedimenten de turflaag bedekken.
De turflaag wordt door bovenliggende lagen samengedrukt en gedeeltelijk ontgast. Daardoor heeft een verdichting plaats en omzetting in een bruinkoollaag. Naarmate het aantal sedimentatielagen en dus ook de totale massa van de gesteentelagen toenemen verhoogt de druk en de temperatuur. De bruinkoollaag wordt omgezet in eerste instantie tot vette steenkool (gasrijk), daarna tot anthraciet (gasarm). Voor een 1 m dikke steenkoollaag was oorspronkelijk een turflaag van 25 m dikte nodig.
Waar in België vinden we onder de andere lagen steenkoolformaties? (stratigrafie)
Leg het verband met de vroegere steenkoolontginning in ons land.
De tabel geeft voor een periode, gaande van het Cambrium (C) (500miljoen jaar geleden) tot op heden de evolutie van vier aan mekaar gelinkte kenmerken van onze atmosfeer.
2 Wat geven de vier curves weer ?
A. De vier atmosferische kenmerken zijn aan mekaar gelinkt. Toch reageren ze niet altijd onmiddellijk op mekaar. Verandering van één klimatologisch kenmerk zal een impact hebben op andere kenmerken. We merken dat er een traagheid (tijd naar geologische normen) in de natuur aanwezig is. Leg uit. Waar merk je dat?
B. Welke gebeurtenis vond plaats tijdens het Perm (zie geologische geschiedenis p. 65)?
Het is dan een kouder- en een droger klimaat.
3 Wat gebeurt er in die omstandigheden met de moerassen en de groene vegetatie?
4 Wat gebeurt er met de reptielen? (in welk klimaat kunnen reptielen leven?)
C. Wat de concentratie aan CO2 en O2 in onze atmosfeer betreft is er een groot verschil tussen de Car boon- en de Perm-periode.
Het CO2-gehalte terwijl het O2-gehalte
5 Hoe kan je dit in verband brengen met de groene vegetatie ? (denk aan fotosynthese)
6 Wat kan je dan besluiten voor de vegetatie in:
- het Carboon: - het Perm:
7.6 Trias - Jura - kriJT (251 - 65 Ma)
1 Raadpleeg vorig schema voor Trias - Jura - Krijt. Vaststelling:
- Temperatuur: .
- Koolstofdioxidegehalte:
- Zuurstofgehalte:
- Zeeniveau:
in België Trias-, Jura- en Krijtformaties? (stratigrafie-geologie)
- Trias:
De Trias-zee kwam vanuit
- Jura:
De Jura-zee vanuit het
- Krijt: De Krijt-zee, die ook de afgevlakte Ardennen overspoelde vanuit het
7.7 Tertiair (65 - 2,5 Ma)
Het ‘Tertiair’ (Paleogeen+Neogeen) beslaat 4 tijdvakken (stratigrafie):
--
Pangea viel na het Perm terug uiteen - Laurussia scheurde zich los - daarna Afrika. In het Tertiair duwt de Afrikaanse plaat tegen de Euraziatische met een nieuwe orogenese tot gevolg. De Alpen worden gevormd = de Alpiene plooiing In dit tijdperk krijgen we een reeks regressies en transgressies die elkaar afwisselen en waarbij steeds weer nieuwe gesteentelagen worden afgezet. Raadpleeg de kaart België Stratigrafie. Door de Alpiene plooiing worden Arden nen en Massief van Brabant opnieuw opgeheven waardoor de transgres sies steeds verder noordwaarts worden teruggedrongen zoals onderstaande kaartjes aantonen.
Rivierwerking en evolutie van de zeespiegel
• Stromend water bevat kinetische energie. Deze energie hangt af van: - de snelheid van het water, afhankelijk van het verval van de rivier; - de massa van het water, afhankelijk van het debiet van de rivier.
• Deze twee factoren bepalen de erosie (eroderende werking) van de rivier waarbij materiaal vervoerd wordt: transport via: - oplossing (mineralen vb. zouten, kalk) - suspensie (fijn materiaal vb. klei, leem) - rollen en glijden (grotere rotsblokken) - saltatie (springend: zand, keien)
• Rivieren eroderen tot hun erosiebasis
is. De erosiebasis is het zeeniveau.
- bovenloop: vooral verticale erosie: materiaal wordt losgemaakt en getransporteerd - middenloop: transport van materiaal - benedenloop: sedimentatie waarbij materiaal wordt afgezet
• Impact van een dalend zeepeil op de rivierwerking: - de erosiebasis daalt/stijgt - het verval wordt groter/ kleiner - verticale erosie neemt nu ook toe in de bovenloop/middenloop/benedenloop
• Impact van een stijgend zeepeil op de rivierwerking: - het verval - de erosiebasis - de verticale erosie
De aanleg van een rivierennet gebeurt terwijl de zee zich terugtrekt. De rivieren volgen de wegtrekkende zee en vormen een dal in de vrijgekomen vlakte. De tertiaire zee die Laag- en Midden België overspoelt, trekt zich terug in noordelijke richting. De vrijgekomen vlakte helt dus af naar het Noorden. De loop van de rivieren gaat dan ook noordwaarts (consequente rivieren). Ondertussen wordt het continent, door druk vanuit het Zuiden, opgestuwd.
Deze periode wordt gekenmerkt door verschillende ijstijden (glacialen). Noord-Europa en de gebergten worden bedekt met een ijskap. Tijdens de ijstijden werd ons land nooit bedekt met ijs maar er heerste wel een koud klimaat. De vorming van de ijskap heeft tot gevolg dat de zeespiegel daalt/stijgt met een honderd tal meter. IJstijden worden afgewisseld met gematigde periodes: interglacialen. De zeespiegel daalt/stijgt tijdens deze interglacialen.
Tijdens de quartaire ijstijden gaan de rivieren in hun benedenloop insnijden/sedimenteren.
Tijdens de voorlaatste ijstijd: de Saale IJstijd ligt het zeeniveau 150m lager dan nu. In het noorden van ons land wordt een 20 m diepe erosiegeul uitgeschuurd. Deze depres sie noemen we de Vlaamse Vallei. Ze strekt zich uit van Zeebrugge tot Terneuzen met een zuide lijke tak van Gent tot Rijsel en een oostelijke tak tot Aarschot.
Bij Mechelen is de vallei nog 10 km breed. De noordelijke grens wordt gevormd door de Boomse kleirug.
Het klimaat wordt warmer en de ijskappen smelten. De zeespiegel stijgt/daalt waardoor het verval in de rivieren afneemt/toeneemt. Hierdoor is er meer erosie/sedimentatie.
f luv iat iele af zett ing
Samen met de Kustvlakte word
es t uarium af zett ing t de vallei opgevuld met afzettingen door de zee (estuariumafzettingen) en in de midden- en bovenloop door rivierwerking (fluviatiele afzettingen). De rivier gaat meanders vormen. De vegetatie werkt bodemerosie tegen. De ondergrond is niet bevroren en de rivier kan zo sterk meanderen in de Perm-afzettingen.
De ijskap breidt zich uit in Noord-Europa. Het klimaat bij ons telt dan een periode van 9 maanden vorst en 3 maanden dooi per jaar. Er is nog nauwelijks een toendra vegetatie. Er heerst een periglaciaal ('peri' = in de omgeving van) klimaat zoals nu nog voorkomt in Alaska en N-Siberië. Tijdens de korte dooiperiode moet de rivier grote hoeveelheden water afvoeren. De ondergrond blijft in deze korte dooiperiode bevroren (perma frost) waardoor de rivier niet gemakkelijk insnijdt. Er ontstaat een geheel van stroomgeulen. Sommige raken verstopt door grote hoeveelheden puin. Op deze manier ontstaan fossiele (zonder water) meanders. Andere geulen verleggen zich. Het is een verwilderd rivierstelsel. Tijdens de korte dooiperiode met zijn smeltwater stromen domineert de fluviatiele activiteit, d.w.z. water en niet de temperatuur is de belangrijkste erode rende factor. Tijdens de lange vorstperiode domineert de vorstwerking waarbij de lage temperatuur de belangrijkste eroderende factor is: glaciale activiteit. De rivieren hebben een fluvio-periglaciale activiteit.
De koudste periode van de Weichsel glaciaal situeert zich op het einde (± 15 000 j geleden) van de ijstijd. Het zeeniveau stijgt/daalt
Gevolg: de Noordzee komt te liggen.
siltinsuspensie overwegend NW-wind
ijskap
löss
saltatie van zand zand zandleem
Noorderwinden brengen uit die Noordzee korrels (zand) mee die sprongsgewijs(=saltatie) worden vervoerd. Hierdoor ontstaan dekzandruggen. De fijnere stofdeeltjes (löss) worden in de lucht vervoerd en sedimente ren pas bij lagere windsnelheden. We vinden deze afzettingen dan ook hoofdzakelijk terug ten zuiden van de Vlaamse Vallei. Deze vruchtbare landbouwstreek is de streek. De opbouw van het landschap door afzetting van löss gebeurt door de wind: eolische activiteit. Löss is een eolische afzetting die voor 60% bestaat uit silt, voor 20% uit klei en voor 5% uit zand. Löss geeft na ontkalking (door regenwater) leem.
landschappen
Als gevolg van de noordenwinden wordt in de Vlaamse Vallei een zandrug gevormd van tot (fig A).
Deze rug damt uiteindelijk de Vlaamse Vallei af waardoor de rivieren die noord waarts stroomden een weg moeten zoeken en afbuigen naar het
Achter de dam ontstaat een moerassig gebied. (fig. B lichtblauwe zone)
Het wordt warmer: terugkeer van naald bomen en loofbomen. De vallei wordt opgevuld met veen.
Het zand op de braakliggende gron den verstuift en langs de rivieren ontstaan rivierduinen.
De Schelde breekt door de Boomse klei rug ter hoogte van Hoboken en bereikt, eerst via de Oosterschelde en later via de Westerschelde, de zee. (fig. C)
De getijdenwerking in de Westerschelde doet een systeem van slikken en schor ren ontstaan in een estuarium met een breedte van 5 km ter hoogte van Vlissingen.
v e r d e r e op v u lli n g m e t v ee n ↑ v a ll e i o p g e v u l d m e t d e k z an d en l ö s s ↑ t r an s g r e s s i ek l e i a f z e tt i n g ↑ a f g e s ne d en m ean d e r s v an d e S c he l d e ↑ m i n d e r s t e r k m ean de r e n d e r i v i e r
t e r u g een m ean de r e n d e r i v i e
t o ena m e e o li s c he a c t i v i t e
( d e k z an de n )
a f na m e f l u v i o p e r i g l a c i a l e a c t i v i t e i
↑ v e r w il d e r d e r i v i e r m e t f o s s i e l e m ean de r s ↑ f l u v i o p e r i g l a c i a l e a c t i v i t e i t ↑ h o e v ee l h e i d w a t e r i n d e r i v i e r ne e m t a f
e v
n
ee
r m
↑ op v u lli ng v an d e v a ll e i t o t een v l a k l an d s c ha p ↑ a f z e tt i n g v an z an d en k l e i ↑ op v u lli ng v an d e v a ll e i u i t sc hu r e n v an d e v a ll e i i n d e b ene d en l oo p i n t e r t i a i r e f o r m a t i e s ↑ r e g r e s s i e v e e r o s i e v an d e m o n d i n g → d e b r o n ↑ g r o o t v e r v a l i n d e b ene d en l oop v an d e r i v i e r e n ↑ e r o s i e b a s i s ( z ee p e il ) z e e r l a a g ↑ s t e r k e d a li n g v an he t z ee p e il ( 1 5 0 m )
De post-mesozoïsche opheffingsgeschiedenis van de Ardennen, de impact ervan op erosie-oppervlakken, valleiontwikkeling en rivierterrassen.
Even ons geheugen opfrissen over de morfologische evolutie van de Ardennen doorheen de geologische geschiedenis. Raadpleeg hiervoor de geologie van België.
Botsing van Avalonia met Baltica
Gevolg: Caledonische orogenese
Periode: Siluur
Welke massieven worden gevormd? Opheffing van 1ste plooiing van de Ardennen
gebergteketens van Noorwegen - Schotland - Ierland
Wat gebeurt er met het massief? Afvlakking van het massief
Periode: Overgang van Siluur naar Devoon
Transgressie van de Devoonzee
over een groot deel van de Ardennen. Periode: Devoon
Botsing van Gondwana met Laurussia
Periode: Carboon
Gevolg: Gebergtevorming Bretagne, Vogezen tot Bohemen met plooiing van Ardennen = Varistische orognese
A B
A. In de ‘ijskelderperiode’ in het Perm (zie tabel Sintubin) is er een sterke erosie en afvlakking met daarna transgressies van de Trias - , Jura - en Krijt zee.
B. Gevolg: afzetting van sedimenten aan de rand van de Ardennen
Periode: Tertiair Waardoor worden de Ardennen nu opgeheven?
Door botsing van Euraziatische en Afri kaanse plaat. De Afrikaanse gaat in subductie, de Euraziatische wordt opgestuwd.
A Tektonische oorzaken
• 1ste fase: Midden -Tertiair (Oligoceen) De plooiing van de lithosfeer als gevolg van de botsing tussen de Afrikaanse en de Euraziatische plaat.
1 Gevolg: gebergtevorming
Het zeeniveau is 175 m boven het huidig niveau. De huidige Condroz wordt nog overspoeld.
• 2de fase: Midden-Kwartair (Midden-Pleistoceen) Vorming van de Rijnslenk met opheffing van de horsten:(Vogezen en Zwarte Woud) Zwarte lijnen en cijfers: isolijnen van ge lijke tektonische opheffing (in meter)
2 Waar is de opheffing het grootst ?
, m (0,1 tot 0,2 mm/jaar
3 In welke richting neemt de opheffing af ? , m (0,05 mm/jaar)
4 Hoe groot is de opheffing in de Hoge Venen ? meter
5 Verklaar dit hoogteverschil?
B Isostatische beweging als gevolg van erosie
Sinds het midden van het tertiair (Oligoceen) is reeds 650 km3 gesteente weg geërodeerd. Wat is het gevolg voor het massief? Verklaar.
Bovendien vergroten de afwisseling van de kwartaire ijstijden met interglacialen de erosie. Als eindfase bij erosieprocessen ontstaan schiervlakten. In Zuid-België komen resten van 4 oude schiervlak ten voor die miljoenen jaren geleden ontstaan zijn. De verschillen in hoogte zijn het gevolg van opheffingen. Door differentiële tektoniek worden delen van eenzelfde schiervlakte nu op verschillende hoogte aangetrof fen. We beperken ons hier tot het Plateau van Tailles . (Baraque de Fraiture en Ourthe-bekken) Raadpleeg de onderstaande figuren.
2 Op welke hoogte bevinden zich het erosievlak van Tailles: en dat van Laroche:
Legende - zeer sterk weerstandbiedend aan erosie: code 1 - minder weerstandbiedend: code 2 - minst weerstandbiedend: code 3
Onder-D evoon
Per = Emsiaan overwegend zandsteen
Ordovicium
2 Sm = salmiaan paarse leisteen 3
Sg2b leistenen domineren zandsteen 3
Sg2a leisteen/zandsteen in gelijke verhouding 2
Sg1 kwartsieten domineren schalies
C ambrium
1 Rv = Reviniaan kwartsieten en leisteen 1
G = Gedinniaan harde kwartsieten 1 Dv = Devilliaan kwartsieten 1
Waar en wanneer kwamen deze erosieoppervlakken tot stand ?
• Aanvang Tertiair (Paleoceen): omgeving Baraque Fraiture.
1 Welk erosievlak ontstond in deze periode?
2 Verklaar de uitstekende top van de Baraque Fraiture.
± 520 - 600 m)
• EindTertiair (Mioceen-Plioceen): Ourthe (W. en O.) en verder stroomafwaarts tot Hotton.
3 Erosievlak? (± 400 m)
De meanderende Ourthe begint haar eroderende werking op het erosievlak
Dit oppervlak vertoont bodem van sterk verweerde gesteenten van de Paleozoïsche sokkel wat wijst op een subtropisch klimaat met afwisselend droge en vochtige perioden. Op dit oppervlak zijn verweerde sedimenten aanwezig afkomstig van het hoger gelegen oppervlak. (erosievlak )
C Rivierterrassen
Rivierterrassen zijn fossiele rivierbeddingen.
Bij het ontstaan van rivierterrassen spelen 2 factoren een rol: - Een afwisseling van ijstijden en tussen-ijstijden - De opheffing van een gebied.
De vorm en het gedrag van een rivier zijn tijdens een ijstijd anders dan in een tussen-ijstijd. Het niveau van de zeespiegel speelt geen rol als erosiebasis omwille van de grote afstand. Zes van de twaalf onderstaande situ aties doen zich voor tijdens een koude periode. De zes andere tijdens een warme periode.
1. Onregelmatig en beperkt debiet.
2. Weer en wind hebben minder spel op de gesteenten.
3. Minder verweringspuin.
4. Regelmatiger en groter debiet.
5. Hellingen zonder vegetatie.
6. De ondergrond is niet bevroren.
7. Vlechtende rivier.
8. Veel verweringspuin.
9. Weer en wind hebben vrijspel op de gesteenten.
10. De ondergrond is bevroren.
11. Meanderende rivier.
12. De hellingen zijn begroeid.
1 Rangschik de hiervoor opgesomde situaties bij de juiste periode. Geef ook argumenten die je keuze voor die situaties aantonen. GLACIAAL (ijstijd)
1. 2. 3. 4. 5. 6. 2 In een glaciale periode zal de rivier: het grootste gedeelte van het verweringsmateriaal afzetten / vervoeren, de vallei opvullen / insnijden. INTERGLACIAAL (warmere tussen periode)
1. 2. 3. 4. 5. 6. 3 In een interglaciaal zal de rivier: het grootste gedeelte van het verweringsmateriaal afzetten / vervoeren, de vallei opvullen / insnijden
Tijdens overgangsperiodes tussen glaciaal en interglaciaal is de rivier onstabiel: sedimentatie en erosie komen afwisselend voor. Het is in deze periode dat terrassen worden gevormd.
Tijdens een eerste glaciaal zet een vlechtende rivier sedimenten af in een brede vallei. De laterale erosie van de rivier domineert op de verticale erosie. Het hoofdterras (terras 1) wordt gevormd.
In het interglaciaal meandert de rivier en snijdt een diep dal in het hoofdterras. Ondertussen is het land schap omhoog gekomen waardoor de rivier lager komt te liggen. De verticale erosie domineert op de late rale erosie.
Tijdens een nieuw glaciaal wordt het proces herhaald en vormt zich door sedimenta tie een nieuw terras. Dit terras ligt lager dan het hoofd terras.
Bij een volgende interglaciaal zal de rivier opnieuw meanderen en insnijden naar een lager niveau.
Samengevat in één schets:
van losse gesteenten (krijt)
carbonaten (kalksteen)
evaporieten (gipsdolomiet) en vaste
(rode zandsteen)
Hercynische
Varistische orogenese: Hercynische Gebergtevorming
schuift naar het N LAURUSSIA + AV + GO vormen samen PANGEA
overspoelt de Ardennen
zettingen in N -
het
afzettingen
het ZO
-zee: afzettingen
Ardennen
geplooid tot een geheel van synclines en anticlines
Devoon-transgressies