Samenvatting Systeem Aarde Endogeen PDF

lOMoARcPSD|4998927 Samenvatting Systeem Aarde Endogeen Systeem Aarde (Vrije Universiteit Amsterdam) Studeersnel wordt niet gesponsord of ondersteund door een hogeschool of universiteit Gedownload door Lennin Altunay ([email protected]) ...

lOMoARcPSD|4998927 Samenvatting Systeem Aarde Endogeen Systeem Aarde (Vrije Universiteit Amsterdam) Studeersnel wordt niet gesponsord of ondersteund door een hogeschool of universiteit Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 Samenvatting Systeem Aarde Endogeen Hoofdstuk 1 (bladzijde 2 – 18) Geologie = studie van de aarde (hoe geboren, hoe geëvolueerd, hoe werkt het en hoe kunnen we het onderhouden). Het is een planetaire wetenschap die zich bezig houdt met de wetmatigheden van het verleden (uniformitarianisme) en plotselinge gebeurtenissen. Wetenschappelijke methode = de algemene methode voor het ontdekken van het systeem aarde door systematische observaties en experimenten. 1. Waarnemen en experimenteren 2. Hypothese = een verwachting gebaseerd op verzamelde data door observaties en experimenten 3. Toetsen 4. Aanpassen 5. Wetenschappelijke theorie = coherente groep getoetste hypothesen die een aspect van de natuur verklaart 6. Wetenschappelijke model Zodra hypothesen vaak worden getoetst en bevestigd worden ze steeds aannemelijker en vormen ze een theorie/wet/model/paradigma. Geologic record = de information die bewaard is gebleven in de steden die gevormd zijn in het verleden  principe van uniformitarianisme = de processen die er nu zijn moeten hetzelfde hebben gewerkt in het geologische verleden (dit gaat echter niet nu even snel/langzaam als in het verleden) Topografie = uiterlijke beschrijving van het aardoppervlak (van -11 km tot + 9 km) - Continenten +0-1 km boven zeeniveau - Zeeën -4-5 km onder zeeniveau Seismische golven = golf die zich voortplant door het vrijkomen van energie in de aarde (aardbeving) - Compressiegolven = golven die krimpen en uitzetten afhankelijk van het materiaal waar ze doorheen gaan - Schuifgolven = golven die het materiaal heen en weer verschuiven (kunnen niet door gas/vloeistof) Aarde bestaan uit 3 lagen (chemische verdeling (samenstelling)) 1. Korst  Silicium- en zuurstofrijk gesteenten (kleine dichtheid, kleiner dan die van oceanische korsten dus continenten “drijven” op oceanische korst en mantel want deze is plastisch) 2. Mantel  Zuurstof- en magnesiumrijk gesteenten (gedeelte mantel is smelt) 3. Kern  Binnenkern (vast) grotendeels uit ijzer (90%) en nikkel, en buitenkern (vloeibaar) ook nog 10% silicium en zuurstof Aarde bestaat ut 5 lagen (fysische verdeling (mechanisch gedrag)) 1. Lithosfeer = de korst en de bovenste laag van de mantel. Koud, rigide, stijf, hard, bros en isolerend 2. Asthenosfeer = het buitenste van de mantel, warm, plastisch, vervormbaar, zwak en vast 3. Mesosfeer/diepe mantel = de rest van de mantel, sterk, moeilijk vervormbaar en warmer 4. Buitenkern = vloeibaar, warmer bestaat uit gesmolten metaal 5. Binnenkern = vast (druk krijgt de overhand), warm Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 Aarde heeft 2 warmtebronnen 1. Interne warmte - Oer-warmte  Accretie-energie = samenklonteren materiaal  Adiabatische compressie = samendrukking van materiaal  Interne differentiatie = vorming van de aardkern met uitzakken van ijzer - Kristallisatiewarmte = warmte die vrijkomt bij het kristalliseren (vormen van binding) - Natuurlijke radioactiviteit 2. Externe warmte - Zon Convectiestromen is de gedwongen manier tot transport van warmte naar buiten, niet-te-vermijden afkoelingsmechanisme en temperatuur veranderd door expansie en compressie (adiabatisch) Klimaatsysteem = bevat alle aardsystemen die het klimaat bepalen (energie van zon) Plaattektonisch systeem = bevat de interacties tussen litho-, asthenosfeer en kern (convectie = het proces van het stijgen van warmer materiaal en het zinken van kouder materiaal) (energie van intern) Geodynamisch systeem = bevat de binnen- en buitenkern (magnetische velden, als een elektromagneet omdat kern geleidt en mantel niet. Dit magnetisch veld beschermt de aarde tegen gevaarlijke straling) (gesloten systeem, energie van intern) 3 soorten systemen 1. Geïsoleerd systeem = geen interactie met externe systemen, dus ook geen energie- uitwisseling 2. Gesloten systeem = interactie met externe systemen, maar alleen energie-uitwisseling 3. Open systeem = interactie met externe systemen, met energie- en materiaaluitwisseling Hoofdstuk 2 (bladzijde 24-34 en bladzijde 38-47) Continentalen platen drijven op een “kurk” van continentale korst  ijskappen duwen continentale platen in  isostasie  platen komen langzaam weer omhoog  drijvend evenwicht  isostasie in asthenosfeer met ductiel, vervormbaar gesteente en een lage strain rate - h2/h1 = p1/p2  in drijvend evenwicht - Erosie wordt vanaf onderaf gecompenseerd omdat asthenosfeer dunner wordt. En pas evenwicht al hele gebergte wortel weg is en als boven weg slijt wordt het vanaf onderaf “aangevuld” dus vanuit asthenosfeer Continental drif = het verplaatsen van continenten (er werden gesteente gevonden op plekken waar je ze NU niet zou verwachten, dus vroeger lag het continent ergens anders) Pangea = supercontinent waarin alle contineten aan elkaar vast zaten Rodinia = een supercontinent 1.1 miljard jaar geleden dat 750 miljoen jaar geleden begon te breken Seefloor spreading = het spreiden van de zeebodem waarbij symmetrische verdeling aan weerzijde van de bron ontstaan in ouderdom (isochronen) De aarde kan niet bij mid-oceanische ruggen (MOR) alleen maar aangroeien, dus er moet een plek zijn waar ook aardkorst verdwijnt  3 soorten bewegingen  plaattektoniek 3 soorten bewegingen van platen: 1. Divergente grenzen (uit elkaar) 2. Convergente grenzen (naar elkaar toe) 3. Transform grenzen (langs elkaar) Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 Let op: continentale platen zijn lichter dan oceanische en zullen minder snel terug de mantel in verdwijnen en continentale platen zijn zwakker en de grenzen zijn daardoor gecompliceerder dan bij oceanische platen Divergente grenzen: 1. Oceanische platen  - MOR - Nieuw oceanische lithosfeer o.i.v. opwellend warme magma 2. Continentale platen  - Spreiden van continenten: rift valleien, vulkanen en aardbevingen Convergente grenzen: 1. Oceanisch – Oceanisch  - De oudere (zwaardere) plaat duikt onder de lichtere (nieuwere) plaat (subductie) - Diepe troggen (heel lang en diep) - Onderzeese vulkanenrijen (de oceanische plaat smelt door de toenemende druk en diepte. Bovendien verlaagt het meegenomen oceaanwater het smeltpunt van de mantel): Island Arc 2. Oceanisch – Continentaal  - De oceanische plaat duikt onder de continentale plaat (kleinere dichtheid) - Troggen - Actieve vulkanenrijen op het land 3. Continentaal – Continentaal  - De continenten zullen botsen (i.p.v. onder elkaar duiken) - Hoge gebergten en een uitgestrekt plateau Transform grenzen: 1. Continentaal – Continentaal  - Platen schuiven langs elkaar heen (horizontaal) 2. Oceanisch – Oceanisch  - In de buurt van MOR zijn vaak tranforme bewegingen - Rijen met riffen die niet goed op elkaar aansluiten Zwaartekracht is de drijvende factor achter plaattektoniek  platen worden niet in een subductie zone getrokken maar vallen er meer in o.i.v. hun eigen gewicht  dankzij Fz wordt convectie op gang gebracht, niet andersom!! Pangea is uit elkaar gevallen omdat de warmte van de aarde niet kon ontsnappen  er vormen zich magma ophopingen vlak onder de korst deze ophopingen bollen het aardoppervlak  de platen schuiven als en glijbaan van deze verhogingen en breken zo in stukken Gehele mantel convectie  de convectiestromen vinden plaats in de gehele mantel Gestratificeerde convectie  de convectie stromen zijn verdeeld in een “buitenmantel” en “binnenmantel” Mantelpluim = een plek met opkomend magma op een random plek in de mantel  hotspots (vulkanen bij mantelpluimen) zijn gevolg Geothermische gradiënt (geotherme) = temperatuur verloopt met diepte in de aarde - In lithosfeer ongeveer 14C/km - In asthenosfeer en mesosfeer 0,5C/km - LVZ = Low velocity zone - In bovenste deel van de mantel zit water vooral in kristalrooster van Al-houdende pyroxeen  bij LVZ kan minste water in kristalrooster zitten  water komt vrij  verlaagt de solidus  mantel smelt een heel klein beetje Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 Continentale korst is dikker dan oceanische korst omdat het langdurig kan afkoelen en maar een heel klein beetje kan subduceren. De continentale korst, met lithosfeer, blijft dus eeuwig bovendrijven terwijl oceanische korst veel subduceren, dus niet eeuwig kan afkoelen en van onderen aangroeien. Bij MOR ontbreekt de lithosfeer en zal er dus alleen een geotherme zijn met 0,5C/km  deze geotherme lijn snijdt de droge solidus rond de 40 km  er zal een deel van de peridotiet smelten en vormt basaltmagma dat stolt  de oceanische korst (+/- 7 km dik) - Hoe ouder de korst, hoe meer tijd de onderliggende mantel heeft om af te koelen, hoe dikker de starre lithosfeer wordt - Verschillen in temperatuur leiden tot verschillen in thermische expansie van mantelkolom  hoe verder weg, hoe kouder, hoe meer inklinking  oceaanbodem ligt lager - Zeediepte (in meters) = 2500 + 350t (t in Ma = miljoenen jaren) - Volume van een snel spreidende rug is groter dan dat van een langzame spreider Bij hotspots snijden relatief hete pluimen de droge solidus dieper en bij een hogere temperatuur  meer basaltische magma produceren  dikke oceanische korst/plateaus van +/- 30 km dik Bij subductie zones is er sprake van een natte solidus (lijn waarlangs peridotiet begint te smelten als hij in contact komt met water en/of CO2)  bij subductie zones water en CO2 aangevoerd door onderduikende plaat  geotherme ligt boven de natte solidus  mantel smelt gedeeltelijk tot basalt (alleen op 100 km want daarvoor komt er geen watervrij en dieper geen water meer vrijkomen) Transversale breuken hebben verspringen bij MOR want bij jong nog heel warm en hoog t.o.v. het oudere ingeklinkte bodem - Horizontale afstand tot rug = 0,5 x spreidingssnelheid Opbolling en trog bij subductie zones, oceanische lithosfeer is heel sterk en zal buigen bij de subductie zone. Mate van bollig (burge) hangt af van ouderdom (temperatuur en sterkte) en steilheid van subduceren. Hotspots zullen hoger liggen dan verwacht bij hun ouderdom omdat door de warmte de lithosfeer dunner wordt en omdat het mantelmateriaal zal uitzetten en het aardoppervlak optilt. Hoofdstuk 3 (bladzijde 54-64 en bladzijde 70-85) Mineralen = de bouwstenen van gesteenten  een natuurlijk voorkomende, vaste, kristallijne stof, meestal anorganische gevormd met een specifieke chemische samenstelling  homogeen (niet verder te verdelen in kleinere componenten) Kristallijn = de atomen zijn gerangschikt in een vast kristalrooster (hoe groter de druk waarin het mineraal verkeerd hoe sterke het kristalrooster is  hogere dichtheid als gevolg) Atoom 1. De kern  protonen en neutronen (+ en 0) 2. Elektronenwolk  elektronen (-) Atoomnummer = aantal protonen in de kern (C  dus 6 protonen) Atoommassa = aantal protonen + neutronen (C-13  6 protonen en 7 neutronen) Isotoop = een atoom met wisselende hoeveelheden neutronen (atoomnummer blijft gelijk, atoommassa wisselt) Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 Elektron-deling of elektronenoverdracht  lijdt tot ion = een geladen deeltje (cation = positief ion, anion = negatief ion) Chemische verbinding = de binding tussen twee atomen door de aantrekking van posi/nega 1. Ion-verbining = de verbinding tussen ionen met verschillende lading - Elektronenoverdracht - Neemt af zodra de afstand tussen ionen toeneemt - Neemt toe zodra de ladingen toenemen 2. Covalente binding = de binding tussen twee atomen die een klein ladingsverschil hebben - Elektron-deling - Sterker dan ion-verbinding 3. Metalverbinding = een verbinding tussen metaalatomen die bij elkaar blijven o.i.v. de vrij bewegende elektronen Kristallisatie = de atomen in een gas/vloeistof komen samen tot de juiste chemische verhoudingen in de juiste inrichting tot een vast materiaal Cationen van dezelfde grootte neigen elkaar vaak te vervangen waardoor ze dezelfde kristalstructuur hebben maar een andere chemische samenstelling (vaak met atomen die in dezelfde groep zitten) Grains = het samensmelten van kristallijne deeltjes tot een vaste massa Mineralen vormen wanneer een vloeistof onder zijn smeltpunt komt of als vloeistoffen verdampingen uit een oplossing  concentratie opgeloste stof steeds hoger  verzadigd  overige oploste stof zal neerslaan Alle mineralen op aarde zijn verdeeld in groepen afhankelijk van hun anionen. Veel mineralen maar 30 echt belangrijk (steenvormende mineralen). 5 belangrijkste groepen: 1. Silicaten (SiO4)4- - Geïsoleerde tetraëder (elke zuurstofion aan een cation, olivine) - Enkel ketenstructuren (delen van zuurstofionen, pyroxene) - Dubbel ketenstructuren (dubbele keten door delen zuurstof ion, amphibole) - Blad structuur (3/4 zuurstofionen aan tetraëder, mica) - Raamwerken (alle zuurstofionen aan tetraëder, veldspaat) 2. Carbonaten (CO3)2- - Geordend in bladstructuren - Calciet (CaCO3) (voor kalksteen) 3. Oxiden (O)2- - Veel economisch belang doordat het bindt aan (zware)metalen 4. Sulfiden (S)2- - Pyriet (FeS2) 5. Sulfaten (SO4)2- - Gips (CaSO4 * 2H2O) Gesteente = natuurlijk voorkomend vaste aggregaten van mineralen 1. Magmatisch gesteente = gesteente gevormd door het stollen van magma - Langzaam koelend magma in de aarde  grote kristallen vormen (graniet) - Snel koelend magma bij uitbarsting  hele kleine kristallen (basalt) - Meestal silicaten (want in overvloed aanwezig en smelten bij hoge temperaturen) 2. Sedimentair gesteente = gesteente gevormd door de lithificatie van sedimenten - Ontstaan na verwering, erosie, transport, begraving en diagenese/lithificatie - Silicaatklastische sediment = bestaan geheel uit afgezette deeltjes Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 - Chemische/biologische sediment = nieuwe chemische structuren die vormen als gevolg van neerslag - Bevatten lagen 3. Metamorf gesteente = gesteente veranderd door druk/temperatuur van structuur - Regionaal metamorfose = over grote gebieden is de temperatuur en druk heel hoog - Contact metamorfose = op kleine oppervlaken is temperstuur en druk heel hoog Aardse hulpbronnen = mineralen die gebruikt worden om mensen te “helpen”  pas een aardse hulpbron als ze economisch winbaar zijn (ertsen) Erts = rijke afzetting van mineralen waarvan kostbare metalen kunnen worden gewonnen  vormen op 4 manieren: 1. Hydrothermaal = warm water gevormd bij gesteente  mineralen lossen op in warm water  water verplaatst zich (met de mineralen)  snelle afkoeling van het water  de mineralen slaan neer  opeenhoping in aders 2. Magmatisch = magma smelt  kristallisatie in magma  mineralen verschillen in dichtheid  natuurlijke scheiding van mineralen  de zware mineralen zakken naar de onderkant van een magmabel 3. Sedimentair = de afzettingen slaan neer in een omgeving waar grote hoeveelheden metalen worden getransporteerd in oplossingen - Placers = in gesteente veel verschillende mineralen  verschillende gesteente sedimenteren in rivier door verschillende stroomsnelheden  verschillen in mineralen op verschillende plekken in rivier  gelaagdheid in gesteente met veel ersten/mineralen Concentratiefactor = de verhouding tussen de hoeveelheid van het element in de afzetting en de gemiddelde hoeveelheid in de korst De aarde bestaat uit een klein aantal chemische elementen (10) die verbindingen vormen (mineralen). De belangrijkste mineralen zijn combinaties van metaalionen met silicium en zuurstof (silicaatmineralen) en van metalen met koolstof en zuurstof (carbonaatmineralen). Hoofdstuk 4 (bladzijde 92-113) Magmatisch gesteente geklassificeerd a.d.h.v. 2 eigenschappen: 1. Textuur - Grof/fijn korreling (grof als het in aarde is gestold (veel kristallen door langzame afkoeling) en fijn als het aan het oppervlak is gestold (weinig kristallen door snelle afkoeling)) - Intrusief = gesteenten gekoeld zonder aan oppervlak te komen (grofkorrelig) (country rock) - Extrusief = gesteenten gekoeld aan de oppervlakte (fijnkorrelig) (volcanic rock)  Lava’s = vulkanisch gesteente gevormd door de vloeiing van lava (effusief)  Pyroclasten = vulkanisch gesteente gevormd door uitbarstingen van lava (explosief) 2. Chemische samenstelling - Mafic = magnesium- en ijzerrijk (kristalliseren sneller en hogere temperatuur) - Felsic = veldspaat- en siliciumrijk (kristalliseren langzamer en lagere temperatuur) - Zelfde chemische samenstelling maar verschil in textuur door intrusief of extrusief gevormd Felsic gesteenten - IJzer- en magnesium arm - Silicium- (en veldspaat) rijk - Natriumrijk - Licht van kleur - Graniet (intrusief) en rhyoliet (extrusief) Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 Intermediair gesteenten - Dioriet (intrusief) en andesiet (extrusief) - Iets donkerder van kleur - Veel pyroclastisch veldspaat Mafic gesteenten - Veel pyroxeen en olivijn - Rijk aan ijzer en magnesium - Arm in silicium (en veldspaat) - Gabbro (intrusief) en basalt (extrusief) - Heel erg donker van kleur Ultramafic gesteenten - Minder dan 10% veldspaat - Peridotiet (intrusief) Vulkanische gesteenten: - Puimsteen = een schuimige massa van vulkanische gesteente met veel poriën nadat het opgesloten gas is ontsnapt tijdens de stolling - Obsidiaan = een vulkanisch gesteente dat hele kleine blaasjes bevat en heirdoor heel stevig en compact is, als het afbreekt heeft het heel scherpe randen en punten - Porfier = een vulkanisch gesteente dat een mengsel is van grote kristalen die “drijven” in fijnkorrelig matrix (in aarde gedeeltelijk gekristalliseerd en bij explosie rest gestold zonder kristalvorming) Viscositeit hangt af van: 1. De (lage) temperatuur 2. De hoeveelheid silicium (SiO4) (dus mate van polymerisatie) - Het silicium zal zich gaan polymeren en hierbij los-vaste verbindingen vormen waardoor de vloeistof stroperiger wordt Gesteenten smelten o.i.v.: 1. Temperatuur - Partieel smelten (sommige mineralen in gesteenten zijn gesmolten en andere zijn nog vast) - Verhouding vast/vloeibaar hangt af van de smelttemperatuur van het mineraal waaruit het oorspronkelijke gesteente bestaat 2. Druk - Hogere druk  hogere smelttemperatuur - Decompressie smelten = het plotseling smelten van gesteenten omdat de druk wegvalt (mantel materiaal stijgt op) en niet omdat de temperatuur wordt verhoogd 3. Water - Hoe meer water een gesteente bevat hoe lager zijn smelttemperatuur  het oplossen (verdampen) van één stof in een andere stof verlaagt het de smelttemperatuur van de oplossing - Fluid-induced melting = gesteenten die smelten door de aanwezigheid van water Magma vormt onder de aarde tot magma kamers. De temperatuur van de mantel is alleen niet overal gelijk op gelijke diepte. Niet precies zeker waar magma kamers daarom zitten. Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 Magmatisch differentiatie = het proces waarbij gesteenten van verschillende chemische samenstelling kunnen vormen uit hetzelfde moedergesteenten (ook wel chemische differentiatie) 1. Partieel smelten - De smelt die ontstaat heeft aan andere samenstelling dan het bron gesteente - Smelt verandert continu van samenstelling - Smelt kan op iedere moment ontsnappen en hierdoor gescheiden worden 2. Fractioneel kristalliseren - In verschillende stapjes het stollen van mineralen - De kristallen gevormd in het afkoelende magma worden gescheiden van het overgebleven gesmolten gesteente - Af/uitzakking - Verschillen in dichtheid - Het silicaat gehalte neemt gemiddelde steeds toe omdat er kristallen worden gevormd met een silicaat gehalte minder hoog dan het gemiddelde gehalte Complexiteit van chemische differentiatie: - Stenen in de buitenmantel (mesosfeer) ondergaan partieel smelten en maken basaltisch magma - Mengsels van sedimentair gesteente en basaltisch oceanische korst smelten samen tot andesitisch magma - Megsels van sedimentair, magmatisch en metamorf continentaal korstgesteente smelten tot rhyolitisch magma - Magmatische differentiatie kan beginnen met partieel smelten van mantel en korst gesteenten met een bereik aan water en temperatuur - Magmas koelen niet gelijkmatig af - Een paar magmas zijn niet mengbaar en andere wel mengbaar (deze vormen dan andere magmas dan als ze op zichzelf zouden afkoelen) Landschapsvormen van gekoelde magma (voordat het de oppervlakte bereikt) 1. Plutons = grote stollingslichamen diep in de korst - Vullen gaten in de korst op 3 manieren:  Bovenliggende gesteenten openbreken  Het smelten van omliggend gesteente  Het afbreken van grote stukken gesteente - Batholieten = de grootste plutons, ze zijn een groot, onregelmatige massa van grofkorrelig magmatisch gesteente en stocks = kleinere plutons  batholieten en stocks zijn dissonant landschapsvormen, ze snijden langs het gesteenten dat ze binnendringen (haaks op laag erboven) 2. Sill (dorpels) = een bladachtig structuur gevormd door de injectie van magma tussen parallelle lagen van gelaagd country gesteente - Concordant landschapsvorm, dit wil zeggen dat hun lagen parallel liggen aan de lagen gesteente erboven op (ongeacht of deze horizontaal of verticaal liggen) - De sills zijn geen pyroclastisch gesteente want ze hebben minder blokkig materiaal, het is meer grofkorrelig materiaal (langer de tijd gehad om af te koelen), gesteenten erboven laten effecten van verhitting zien en ze liggen niet bovenop verweerd materiaal. 3. Dike = een bladachtige structuur die de bovenliggende lagen gesteente haak doorsnijden - Gevormd door het vullen van ontstane scheuren door het opstijgende magma 4. Aderen = afzettingen van mineralen die in een gesteente worden aangetroffen en die anders zijn dan het country gesteente - Pegmatieten = heel extreem grofkorrelige aderen - Hydrothermaal aderen = aderen die gevuld zijn met water bevattend gesteente (van geïnfiltreerd regen- of zeewater) Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 Het meeste magmatisch gesteente wordt gevormd bij MOR (divergente plaatgrenzen). Het MOR- netwerk veroorzaakt decompressie en smelten van het mantelmateriaal dat opwelt langs de stijgende convectie stromen en creëert hierdoor magma kamers onder de assen. Ofioliet suites = verzamelingen van gesteente die gevormd zijn door diepzee sedimenten, submarine basaltische lavas en mafic magmatisch gesteente Hoe werkt zeebodemspreiding als magma “fabriek”? 1. Input  vooral peridotiet van de mantel 2. Proces  door decompressie zal veel materiaal smelten en worden grote hoeveelheden magma geproduceerd. De platen zullen uit elkaar bewegen en worden opgevuld door het partieel gesmolten peridotiet. De peridotiet zal door de steeds verder afnemende druk stijgen en sneller dan het andere magma materiaal waardoor het gescheiden wordt van de gevormde kristallen. 3. Output  het gesmolten magma is verrijkt in silicaat en ijzer  basaltisch smelt  veroorzaken magma kamer onder de MOR 1. Heet mantelgesteenten stijgt (o.i.v. decompressie) en smelt tot een brij van kristallen en basaltisch magma 2. Kleine scheuren die ontstaan door het spreiden van de platen maken de doorgang voor magma om op te stijgen 3. Het magma komt aan het oppervlak en smelt heel snel en vormt kussenlava 4. Een deel van het magma komt tussen de scheuren van de oceanische korst en vormt verticale diken gevuld met intrusief basalt gesteente 5. Een laag met gabbro stolt niet aan het oppervlak maar rondom de magma kamer 6. In de magma kamer vindt chemische differentiatie plaats door het uitzakken van zwaardere kristallen die de perdiotiet laag vormen 7. Bovenop de net gevormde oceanische bodem wordt een laag met sedimenten afgezet Hoe werken subductiezones als magma “fabriek”? 1. Input  een mengsel van diepzee sedimenten, basaltisch oceanische korst, felsic continentale korst, mantel peridotiet en water 2. Proces  fluidinduced melting verlaagt het smeltpunt van gesteenten. Het materiaal van de lithosfeer wordt naar beneden getrokken en drukt het water hieruit o.i.v. de toenemende druk. Het water wordt vrijgelaten en stijgt naar het oppervlak, hier veroorzaakt het smelten van sedimentaire gesteente op lagere temperaturen dan het omliggende droge gesteenten. 3. Output  vooral basaltisch gesteente wordt gevormd. Maar de samenstelling van deze magmas verandert door hun verblijf in de korst  de warmte van de magmas kunnen felsic gesteenten in de continentale korst smelten die magmas vormen met een hoger silicaat gehalte (ryholithische magmas) 1. Subducerende oceanische korst neemt sediment mee met water erin in opgesloten 2. Door de toenemende druk zal het opgesloten water ontsnappen uit het gesteente 3. Het ontsnapte water laat omliggende sedimentaire gesteenten smelten op een lagere temperatuur dan de omliggende droge gesteenten 4. Het water en gesmolten sedimenten stijgen op en smelten delen van de overliggende (continentale) plaat 5. De overgebleven magmas “smelten” samen tot een magma kamer 6. Deze magma kamers kunnen uitbarsten en vulkanen vormen Hotspots zijn plekken waar materiaal (d.m.v. een mantelpluim) bovenkomt maar niet op een plaatgrens. Op deze plekken wordt basaltisch magma gevormd door smelten van mantelmateriaal. Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 Belangrijkste gesteente in mantel is peridotiet dat voornamelijk bestaat uit mineraal olivijn. Hoofdstuk 5 (bladzijde 118-147) Magma = gesmolten gesteente in de aarde - Lagere dichtheid dan gesteenten (want vloeistof) dus drijft naar oppervlakte Lava = gesmolten gesteente aan het aardoppervlak Vulkaan = een heuvel/gebergte opgebouwd uit de opeenhoping van lava en andere uitgebarsten materialen - Kunnen uitbarsten via een centrale uitbarsting (het magma gaat via de kraterpijp omhoog naar het oppervlak) of via vents en flanks (barsten aan de zijkant van de vulkaan) Vulkanisch geosysteem = het systeem van gesteenten, magams en processen nodig om de hele reeks gebeurtenissen van smelten tot uitbarsten te beschrijven 3 typen lava 1. Basaltisch lava - Basalt (extrusief) en gabbro (intrusief)  zwart/donkergrijs - Meest voorkomend magma soort - Geproduceerd bij divergentie zones (extension zones) - Uitbarstingen vaak effusief - Hoog smeltpunt, lage silicaat gehalte  lage viscositeit  snelle afstroming - Stromen op twee verschillende manieren:  Pahoehoe = vormt zich wanneer een hele vloeibare lava zich verspreidt in een plaat met een dunne, glasachtige, elastische gekoelde huid. Als het gesmolten lava onder de huid blijft stromen zal de huid gesleept en gedraaid worden in plooien (dichtbij krater)  Aa = vormt zich wanneer lava zijn gassen verliest en daardoor langzamer gaat stromen, er ontstaat hierdoor een dikkere huid. Terwijl de lava blijft stromen breekt de dikke huid in ruwe, gekartelde blokken die zich opstapelen in steile hoekige rotsblokken die voortbewegen als een tractor loopvlak (verderweg van krater) - Pillow lavas = lavas die zich vormen als basaltisch lava koelt onder water (binnenkant pillow koelt minder snel en vormt kristalstructuren terwijl de buitenkant meer een kristalloos glas vormt) 2. Andesitisch lava - Andesiet (extrusief) en dioriet (intrusief) - Geproduceerd bij subductie zones - Lagere smeltpunt, tussenliggend silicaat gehalte  hogere viscositeit  langzame afstroming - Uitbarstingen zijn explosief (voorkomen van veel gassen) - Freatisch = warme, gas-geladen magma grond- of zeewater ontmoet, hierdoor ontstaan enorme hoeveelheden oververhitte stoom 3. Rhyolitisch lava - Rhyoliet (extrusief) en graniet (intrusief)  lichtgrijs/roze - Geproduceerd in zones waar warmte van de mantel grote hoeveelheden continentale korst heeft gesmolten - Laag smeltpunt, hoog silicaat gehalte  hoge viscositeit  hele langzame afstroming - Veel opgesloten gassen Structuren van vulkanisch gesteente Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 - Afhankelijke van snelheid van afkoelen veel of weinig kristallen - Vesicles = bubbel structuur  opgesloten gassen die zijn ontsnapt tijdens een uitbarsting o.i.v. drukverlaging  puimsteen heeft extreme bubbelstructuur - Pyroklastisch materiaal  Vulkanisch as = heel fijn stof met een diameter < 2 mm  Vulkanisch bommen = uitgeworpen klodders lava of brokken die zijn losgerukt uit eerder gestold vulkanisch gesteente)  Tufstenen = stenen gecreëerd door het aan elkaar lassen van kleine fragmenten  Breccias = stenen gecreëerd door het aan elkaar lassen van grotere fragmenten - Pyroklastische stromingen = ontstaan wanneer een vulkaan hete as en gassen uitstoot in een gloeiende wolk die met hoge snelheid over een heuvel rolt, de vaste deeltjes worden gestuwd door de hete gassen  hierdoor is er weinig weerstand tegen hun bewegingen Landschapsstijlen a.g.v. centrale uitbarstingen 1. Schildvulkanen (shield volcanoes) - Heel flauwe hellingen bij basaltisch lava - Grote magma kamer aanwezig 2. Vulkanische koepels (volcanic domes) - Ontstaan wanneer de lava zo stroperig is dat het geen hellingen kan creëren - Viscose felic lava hoopt zich op over de opening 3. Sintelkegels (cinder cones) - Ontstaan door de ophoping van pyroklastische fragmenten - Profiel wordt bepaald door de rusthoek (angle of repose) - Opeenvolgende lagen uitgeworpen pyroklasten duiken weg van de krater op de top - De kraterpijp kan gevuld worden met vulkanisch puin 4. Stratovulkanen - Vulkaan die zowel lava als pyroklasten afgeeft: bouwen afwisselende lavastromen en bedden van pyroklasten een concaaf vormige samengestelde vulkaan - Vooral bij subductie zones - Kraterpijp gevuld met lava van voorgaande uitbarstingen 5. Kraters - Komvormige kuil op de top van de vulkaan (rondom de centrale opening) 6. Caldera - Ontstaan wanneer grote hoeveelheden magma worden afgevormd en de bovenliggende vulkanische structuur instort door het gewicht (het dak van de vulkaan wordt eraf geblazen, vervolgens storten de wanden in door het bovenliggende gewicht). - Grote bekken-vormige holte - Herlevende caldera nadat er genoeg nieuw magma is aangevoerd om nieuwe vulkaan te vormen 7. Diatremen - Ontstaan wanneer magma uit het diepste van de aarde explosief ontsnapt, hierdoor blijft de kraterpijp gevuld met vulkanische breccia, o.i.v. erosie worden de zachtere sedimenten weg geërodeerd waardoor de diatreem kern overblijft Landschapsstijlen a.g.v. uitbarstingen langs kloven 1. Flood basalts - Heel vloeibaar basaltisch lava dat uitbarst langs kloven op continent kan uitspreiden in platen over vlakke ondergrond  enorme basalt plateaus 2. As-afzettingen (ash-flow deposits) - Uitbarstingen van pyroklasten op contineten  platen van hard vulkanisch tuff gemaakt Vulkanen en de hydrosfeer - Stoten veel stoom (met opgesloten materialen) uit via fumarolen Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 - Hydrothermische activiteit = de circulatie van water door hete vulkanische rotsten en magma (vooral in MOR)  Zeewater circuleert door de nieuwe oceanische korst: warmte van warme vulkanische rosten en magma drijven een convectiestroom dat koud zeewater opstuwt  het opwarmt  het warme zeewater verdrijft in de bovenliggende oceaan via openingen in de bodem - Geiser = een warm water fontein die met tussenpozen met grote kracht spuit - Het circuleren van zeewater koelt de nieuwe lithosfeer zeer efficiënt - Hydrothermische activiteit lekt metalen en andere elementen uit de nieuwe korst en injecteert deze in de oceaan - Metaalrijke mineralen slaan neer uit het circuleren zeewateren en vormen ertsen Vulkanen en de atmosfeer - Grote uitbarstingen kunnen grote hoeveelheden zwavelhoudende gassen de atmosfeer in brengen  aërosol  blokkeren de instraling van de zon Vulkanen bij divergente zones - Veel basaltisch lava - Uitgebarsten magma ontstaat door decompressie van het smeltende mantel peridotiet - Vulkanenrij in zigzag vorm door de invloed van transversale bewegingen - Schild vulkanen, effusief Vulkanen bij subductie zones - Vulkanenrij parallel aan de plaatgrens - Magmas zijn fluid-induced melting (met de toevoeging van water uit de duikende oceanische plaat) - Grote variatie aan chemische samenstelling - Eilandenboog  oceaan – oceaan - Gebergteketen  oceaan – continent - Strato vulkanen, exposief Hot spot = een plek waar vulkanische plaatsvindt zonder een plaatgrens, vaak geïnterpreteerd als een plaats waar een mantelpluim aan het aardoppervlak komt Mantelpluim = warm, vast materiaal dat opstijgt via smalle, cilindrische stralen van diep in de mantel naar het aardoppervlak - Door het opstijgen van het mantel materiaal neemt de druk af  decompressie  smeltpunt verlaagt  vaste mantel materiaal wordt vloeibaar (basaltisch magma)  het magma penetreert door de lithosfeer  uitbarsten op aardoppervlak - De hot spot is stationair (staat stil) terwijl de korst mobiel is (beweegt over de pluim heen)  plaatbeweging aflezen aan richting van jonge/actieve vulkanen naar oude geërodeerde vulkanen - Knikken in de vulkanen eilandenboog wijzen naar een plotselinge verandering van plaatbeweging 1. Onstabilieit in de mantel zorgt voor het stijgen van een mantelpluim 2. De mantelpluim bereikt de top van de mantel en basaltisch magma wordt geproduceerd 3. De plaat beweegt over de mantel pluim (nu hot spot) en creëert een vulkaan 4. Doorgaande plaatbeweging creëert een vulkanen rij Grote stollingsprovincies (LIP’s) = grote volumes van overwegen mafisch extrusief en intrusief stollingsgesteente waarvan de oorsprong ligt in andere processen dan normale zeebodemspreiding Vulkanische gevaren 1. Lahars = de hevige stromen van nat vulkanisch puin Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 - Ontstaan wanneer een pyroklastische stroom een rivier, sneeuwbank, gletsjer of hevige regenbuien tegenkomt - Jökulhlaup = een specifiek lahars die ontstaat wanneer een uitbarsting grote hoeveelheid gletsjer wegsmelt 2. Flank instorting = het proces waarbij grote stukken van de steile hellingen van de vulkaan afbreken - Als dit in zee gebeurt kan dit tsunami’s veroorzaken 3. Caldera instorting 4. Uitbarstingswolken = wolken van een uitbarsting die de motoren van vliegtuigen kunnen vernielen Uitbarstingen kunnen gedeeltelijk voorspeld worden vlak voor de uitbarsting omdat de seismische golven toenemen in kracht. Maar op de lange termijn voorspellen is veel lastiger omdat veel vulkanen niet genoeg zijn bestudeerd en omdat veel vulkanen hetzelfde gedrag blijven vertonen voor langere tijd. Gronden met vulkanisch puin zijn extreem vruchtbaar. Geothermische energie hangt af van de opwarming van water bij het passeren van een gebied met warm gesteente  het warme water kan teruggebracht worden naar het oppervlak door gaten te boren Basalt Andesiet Rhyoliet SiO2 50% 60% 70% Temperatuur 1000-1200 800-1000 600-800 Viscositeit Laag Hoger Hoogst Explosiviteit Laag Hoger Hoogst Stroomsnelheid Snel Midden Langzaam Producten Lava’s, cilinder cones Beide Pyroklastische stromen en as afzetting Wat smelt hoe? Mantel, droog, Mantel, nat, partieel Continentale korst, na, partieel OF continentale korst, partieel nat, volledig Vulkaantype Schild Tephra Strato Hoofdstuk 8 (bladzijde 214-232) Formaties = groepen gesteentelagen die in een regio kunnen worden geïdentificeerd op basis van hun fysieke eigenschappen Twee metingen beschrijven de oriëntatie van een rotslaag die op een “outcrop” is blootgesteld: - De inslag (strike) = de kompasrichting van een rotslaag waar deze een horizontaal oppervlakte snijdt - De dip = de hoeveelheid kanteling (de hoek waaronder het gesteente helt t.o.v. de horizontaal) Geologische kaarten = tweedimensionale weergaven van de rotsformaties die aan het aardoppervlak zijn blootgesteld - Kiezen van een juiste schaal - Elke steenformatie krijgt een andere kleur - Speciale symbolen (T-like voor de inslag en dip) - Een vereenvoudigd wetenschappelijk model van de oppervlakte-geologie Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 Dwarsdoorsnede (profiel) = diagrammen die kenmerken tonen die zichtbaar zouden zijn als verticale plakjes door een deel van de korst werden gemaakt Deformatie = het modificeren van gesteenten door samenpersen, strekken, vouwen en breken veroorzaakt door plaattektonische krachten (meestal horizontaal gericht) 1. Extensie (uitrekking)  bij divergente plaatgrenzen (veranderen vorm) 2. Compressie (samendrukking)  bij convergente plaatgrenzen (veranderen vorm) 3. Schuifspanning  bij transforme plaatgrenzen (roteren) Bros = zonder veel te rekken zal het materiaal breken Ductiel/plastisch = onomkeerbare vervorming van vorm/volume van gesteente onder spanning > elastisch limiet (gesteente zal vloeien/buigen i.p.v. breken)  permanente vervorming = de vervorming dat overblijft als spanning wegvalt door ductiel gedrag van gesteente Elastisch = tijdelijke, omkeerbare veranderingen van de vorm/volume van een gesteente onder spanning, sprint terug naar originele vorm als spanning weg valt - Permanente vervorming bij druk > elastisch limiet = grenswaarde waarboven vervorming definitief optreedt en niet meer (geheel) omkeerbaar is Vervormingstempo (strainrate) hangt af van: 1. Temperatuur (hoe hoger de temperatuur, hoe plastischer) 2. Alzijdige druk (hoe hoger de druk hoe plastischer want bovenliggend kolom voorkomt breuken) 3. Tijd en deformatietempo (hoe langer de tijd hoe plastischer een rots gaat vervormen) 4. Samenstelling (water in verbinding, sterkte en verschillende eigenschappen) Een hele lage temperatuur, alzijdige druk en hoog vervormingstempo = bros gedrag (BDT ligt diep) Een hele hoge temperatuur, alzijdige druk en laag vervormingstempo = ductiel gedrag (BDT ligt ondiep) Fault = een breuk die rots aan weerzijde ervan verplaatst - Sliprichting = de beweging van het rotsblok aan de ene kant van de fault t.o.v. die aan de andere kant van de fault - Hanging wall (onderblok) = het rotsblok boven een duikend breukvlak - Foot wall (bovenblok) = het rotsblok onder een duikend breukvlak 1. Dip-slip fault = waar er een relatieve beweging is geweest van rotsblokken op of af van de helling van het breukvlak - Normal faulting = veroorzaakt door extensie  hanging wall beweegt naar beneden t.o.v. foot wall - Reverse faulting = veroorzaakt door compressie  hanging wall beweegt naar boven t.o.v. foot wall - Thrust faulting = zelfde als een reverse fault maar met een breukvlak met een helling < 45) 2. Strike-slip fault = een beweging van rotsblokken die horizontaal is geweest, parallel aan de slag van het breukvlak - Lef-lateral (sinistraal) = veroorzaakt door schuifspanning met relatieve beweegrichting naar links - Right-lateral (dextraal) = veroorzaakt door schuifspanning met relatieve beweegrichting naar rechts 3. Oblique-slip-faulting = wanneer een rotsblok langs de slag beweegt en tegelijkertijd op en neer de dip (combinatie van af- en zijschuiving (extensie en schuifspanning)) !Een breuk moet jonger zijn dan het jongste gesteente dat het breekt en ouder dan het oudste onvervormde gesteente die het bedekt! Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 Folds (plooien) = wanneer een oorspronkelijke vlakke structuur (zoals sedimentair bed) in een gekromde structuur wordt gebogen - Door horizontale en verticale krachten veroorzaakt - Anticlines = gebogen gesteente met een berg-parabolische vorm  - Synclies = gebogen gesteente met een dal-parabolische vorm  - Flank (limbs) = de zijkanten van een plooi - Plooi-as = de overgang van de ene naar de andere flank zo symmetrisch mogelijk - Ploos-asvlak = de lijn die wordt gevormd door de snijpunten in de lengte van het axiale vlak met de gesteentelagen - Duikplooi (plundging fold) = een plooi met een plooi-as die een hoek maakt met de horizon - Symmetrische vouwen = plooien die flanken hebben die symmetrisch langs het plooi-asvlak vallen - Asymmetrische plooien = plooien die flanken hebben die asymmetrische langs het plooi- asvlak vallen - Omgekeerde plooien = plooien die ontstaan wanneer de vervorming zo intens is dat een flank verticaal is gekanteld Circulaire structuren 1. Bassin = een synclinale structuur, een komvormige verdieping van rotslagen waarin de bedden naar een centraal punt zakken  2. Dome (koepel) = een anticlinale structuur, een brede cirkelvormige of ovale opwaartse uitstulpingen van rotslagen  Joints = een scheur in ene rotsformatie waarlangs er geen noemenswaardige beweging is geweest Vervormingstexturen = textuur van een gesteente in gebieden met schuifspanning 1. Cataclastische texturen = waar rotsen zich gedragen als bros materiaal, produceert schuifspanning rotsen met een cataclastische textuur, waarin korrels gebroken/hoekige fragmenten zijn 2. Mylonieten = waar temperaturen en druk hoog genoeg zijn om ductiele vervorming mogelijk te maken, kunnen schuifspanningen metamorfe gesteente produceren Extensie tektoniek - In bros korst kunnen de extensiekrachten die normale breuken veroorzaken een plaat uit elkaar trekken  rift valley  een lange, smalle, trog gevormd als een blok of rotsen naar beneden zakt t.o.v. de twee flankerende blokken langs bijna evenwijdige, steile vallende normal faults Compressie tektoniek - In subductie zones zakt oceanische lithosfeer onder de overheersende plaat langs een enorme thrust fault  megathrust - Wanneer twee continentale korsten botsen zullen er gebergten vormen  de broze onder rosten rijden over elkaar door thrust faulting  de meer ductiele sedimentaire gesteenten worden samengeperst tot een reeks grote plooien  fold and thrust belt Schuifspanning tektoniek - Afschuiving van continentale korst vindt plaats op een bijna verticale strike-slip-fault Bij geologische puzzels moet je steeds denken “wat is er al laatste gebeurt, en wat blijft er over als ik deze gebeurtenis weg haal?” Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 Krachten (stress) werken op gesteenten en zorgen voor vervormingen (strain) Sterkteprofiel = af te lezen in grafiek hoe sterk iets is op elke diepte - BDT (brittle-ductile transition) = overgang tussen bros en plastisch gedrag - Gesteente eerste steeds sterker (bros) maar door toenemende temperatuur wordt gesteente steeds zwakker (ductiel) - Continentale lithosfeer met 2 BDT  op 15 km van kwarts (korst) (o.i.v. toenemende druk) en 40 km van olivijn (bovenste deel mantel) - Overgang lithosfeer en asthenosfeer is daar waar het laatste brosse gedrag waarneembaar is - Bij MOHO is lithosfeer het zwakst en kan het snel splijten Sterkte = de spanning bij de het elastisch limit (brosse gesteenten breken hier, ductiele gesteente vanaf hier plastisch gedragen) Definitie lithosfeer (het starre bovendeel van de aarde, liggend op de plastische deformerende diepere mantel) 1. Mechanische lithosfeer = de laag die zich ook bij zeer lage strain rates elastisch gedraagt (grens van lithosfeer veel ondieper dan bij seismische of geothermische definitie) 2. Seismische lithosfeer = de laag die ophoudt waar de LVZ begint (elasticiteit bij hoge strain rate) 3. Geotherische lithosfeer = de laag die warmte transporteert door geleiding (de zwakke ductiele onderkant van de lithosfeer zit vast aan de sterkere bovenkant en convecteert niet mee met de asthenosfeer en heeft dus een geleiding gradiënt) Hoofdstuk 10 (bladzijde 269-292) Kracht (stress) = de totale kracht per oppervlakte-eenheid Vervorming (strain) = de relatieve hoeveelheid vervorming, uitgedrukt als percentage Falen = als gesteenten hun samenhang verliezen en breken in twee of meer stukken Sterkte = kracht/weerstand van gesteente die nodig is om materiaal permanent te vervormen Aardbeving = treedt op wanneer rotsen onder spanning plotseling falen langs een breuklijn  twee stukken gesteente glijden plotseling weg  energie vrijkomen in de vorm van seismische golven  grond gaat trillen - Treedt op bij active faults Elastic Rebound Theroy = elastische vervormingen door trillingen in de aarde zullen teniet worden gedaan wanneer de spanning wegvalt (denk aan de twee hekjes) - Fault slip = de afstand van de verplaatsing na de elastische vervorming teniet te hebben gedaan - Een periodieke opbouw en afgifte van elastische energie bij breuken - Recurrence interval (herhalingsinterval) = de tijd tussen twee aardbevingen Hypocentrum (focus) = het punt waar de “slipping” begint in de aarde - Vaak niet onder de 20 km continentale korst want hier is druk en temperatuur heel hoog en gedragen gesteente zich ductiel i.p.v. rigide - Wel diep onder oceanische korst want deze is heel koud en rigide Epicentrum = de plek waar de aardbeving het aardoppervlak raakt (recht boven hypocentrum) Energie die vrijkomt deels in wrijvingswarmte, verdreven in steenbreuk en seismische golven Voorschok = kleine schokken die plaatsvinden kort voor de hoofdschok dichtbij het hypocentrum Hoofdschok = de grootste schok Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 Naschokken = schokken na een aardbevingen die kleinere aardbevingen op gang brengen (niet alle spanning is ontsnapt bij de hoofdschok) Seismograaf = een instrument dat de seismische golven meet en registreert - Dichte massa heel losjes aan een frame vastmaken met een veer dat het nog vrij kan bewegen  de massa kan niet de snelheid van de grond bijhouden  de pen registreert het verschil in bewegen van de massa en de grond - Ook horizontale waarneming mogelijk Seismische golven - Lichaamsgolven (bodywaves) 1. P golven = primary (eerste) o.i.v. compressie  longitudinale golven  Door vast, vloeibaar en gas  Verdichtingen en verdunningen  Sneller dan S golven omdat er meer kracht nodig is om een vaste stof samen te drukken dan te schuiven 2. S golven = secundary (tweede) o.i.v. schuifspanning  transversale golven  Alleen door vast (dus niet gas en vloeibaar dus niet door de kern)  Van vierkant naar parallellogram  Op en neer - Oppervlakte trillingen (surface waves) 1. Love wave = zijwaartse trillingen die van je af bewegen (zigzag patroon) 2. Rayleigh wave = trillingen die op en neer gaan (oprollende beweging) Hoe groter de afstand tussen de P-golf en S-golf, hoe verder van het hypocentrum 3 meetstations en daarmee afstand tot elk station berekenen  cirkel tekenen met de straal als die afstand  snijpunt van de drie cirkels geeft het epicentrum Meten van aardbevingen a.d.h.v. magnitudes 1. Schaal van Richter - Twee aardbevingen op dezelfde afstand van een seismograaf verschillen één eenheid van magnitude als de piekamplitude van de grondbeweging die ze produceren met een factor 10 verschilt - De hoeveelheid energie die vrijkomt gaat met een factor 32 omhoog met magnitude - Meten van amplitude van grootste seismische golf  meten van tijdinterval tussen P- en S- golf om afstand tot epicentrum te berekenen  twee metingen plotten en grafiek tekenen die de schaal van Richter door snijdt 2. Seismisch moment = een getal evenredig met het product van het breukgebied en de gemiddelde slipfout (SM = breukgebied * gemiddelde slip) - Moment magnitude neemt met één toe voor elke vertienvoudiging in het breukgebied 3. Magnitude en frequenties - Grote aardbevingen komen minder vaak voor dan kleine aardbevingen - 1000000 aardbevingen met magnitude 2  afname van factor 10 per toename in magnitude 4. Schudintensiteit  Mercalli intensiteit schaal - De intensiteit van het schudden neemt af met de afstand van het epicentrum - Intensiteitsschaal = een schaal voor schatten van de intensiteit van het schudden rechtstreeks van een aardbeving haar destructieve effecten Haardmechanismen = de aarde van de verplaatsing in het hypocentum op de breuk die aardbevingen veroorzaakt (op-, af- of zijschuiving) - Verdichting (compressie) of verdunning (expansie) komt aan bij seismometer Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 - Tekenen van “strandbal” met zwarte vlakken voor compressie en witte vlakken voor expansie en middelpunt van de strandbal is het epicentrum Aardbevingen en plaattektoniek 1. Divergente plaatgrenzen - Normal faulting (afschuiving o.i.v. extensie) - Niet hele diepe hypocentra 2. Transforme plaatgrenzen - Stike-slip faults (zijschuiving o.i.v. schuifspanning) 3. Convergente plaatgrenzen - Megathrusts - Smelten en verplaatsen van oceanische bodem  tsunami - Zeer diepe hypocentra want de platen zijn heel koud en bros en er komt veel water vrij waardoor een plaat sneller breekt 4. Binnen-plaatse aardbevingen - Niet diepe hypocentra - Vooral op continenten - Op oude plaatgrenzen (zwakke korst) - Niet-natuurlijke aardbevingen (gasboringen, fracking etc.) Benioffzone = zone waar oceanische korst subduceerd onder continentale korst - Diepe aardbeveingen omdat Benioff relatief koud is waarop op grote diepten nog bros gedrag kan optreden. Ook bijdrage van water aan het systeem dat ervoor zorgt dat platen sneller breken. Gevaren en risico’s van aardbevingen 1. Faulting en beven (primare gevaren) - De breuken in het grondoppervlak die optreden wanneer faults het oppervlak breken - De permanente verzakking - De opleving van het oppervlak veroorzaakt door breuken - Schudden van de grond veroorzaakt door seismische golven uitgestraald tijdens de beving - Het instorten van gebouwen 2. Aardverschuivingen (secundaire gevaren) - Wanneer seismische golven waterverzadigde grond schudden  deze bodems kunnen zich als een vloeistof gaan gedragen en onstabiel worden  liquefaction 3. Tsunami (secundaire gevaren) - Wanneer een megathrust scheurt kan deze de zeebodem landwaarts van de diepzee trench omhoogduwen  een grote massa van het bovenliggende oceaanwater wordt verplaatst  tsunami - Bij het tegenkomen van ondiepe wateren zal de golf afremmen en opbouwen in hoogte (run- up) - In subductie zones met compressie 4. Brand (secundaire gevaren) - Gesprongen gas en elektra pijpen Explosie vs. aardbeving seismogram: haard van explosie heel klein, Pp-golf direct na P-golf, compressief in alle richtingen, beweging is korter  golfpieken sterk geconcentreerd en veel energie vrijkomen Hoofdstuk 9 (bladzijde 241-260) Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 Geologisch record = de informatie bewaard in gesteenten die erosie en subductie hebben overleefd Dateren = het meten van de absolute ouderdom van een gebeurtenis in het geologische record - Absolute ouderdom = de precieze leeftijd van iets bepalen (minuten, uren, dagen etc.)  meten m.b.v. natuurlijke radioactiviteit - Relatieve ouderdom = het ouderdom t.o.v. van iets anders, dus wat is ouder en wat is jonger Fossiel = een artefact van leven bewaard in het geologische record - Geen fossiele in stollingsgesteenten aangezien al het oude materiaal zou vergaan tijdens het smelten of in metamorf gesteenten omdat alle materialen daar kapot gemaakt zouden worden dat ze niet meer herkenbaar zijn Top-bottom criterium = structuurkenmerk van gesteente dat aangeeft welke kant oorspronkelijk boven/onder was - Golfribbels altijd aan bovenkant - Scheve gelaagdheid met de afgevlakte kant onder - Korrelgrootte (kleine korrels bovenop en grove korrels onderop) - Load casts aan de onderkant Stratigrafie = de studie van lagen in gesteenten 1. Principe van oorspronkelijke horizontaliteit  sedimenten worden altijd horizontaal afgezet 2. Principe van superpositie  onderop liggen altijd oudere materialen en alle hogere materialen zijn jongen 3. Principe van afsnijding  het gesteente dat afgesneden wordt is altijd ouder dan het gesteente wat afsnijdt 4. Principe van faunale opvolging  de sedimentaire lagen in een ontsluiting bevatten fossielen in een welomlijnde volgorde Discordinantie = het oppervlak tussen twee bedden die zijn neergelegd met een tijdsverschil ertussen. De grens die de ontbrekende tijd vertegenwoordigd is de discordinantie (unconformity)  er op een bepaalde plaats lange tijd geen afzetting hebben plaatsgevonden mar juist erosie, “tijd ontbreekt” 1. Disconformiteit = een discordinantie waarbij een bovenste sedimentaire opeenvolging over een erosieoppervlak (hiaat) heen ligt, ontwikkeld op een onvervormde nog horizontale onderste sedimentaire opeenvolging 2. Non-conformiteit = een discordinantie waarbij de bovenste sedimentaire bedden boven metamorfe of stollingsgesteente liggen 3. Hoekdiscordantie = een discordinantie waarbij de bovenste bedden liggen bovenop de onderste bedden die gevouwen zijn door tektonische processen en vervolgens zijn geërodeerd tot een min of meer gelijkmatig vlak Hiërarchische indeling: Groep (groot)  formatie  member  bed (Europeaan  Nederlander  Amsterdammer  ik) Geologische tijdschaal: 1. Eon - Phanerozoïcum - Proterozoïcum - Archaïcum - Hadeïcum 2. Era + periode - Cenozoïcum (Kwartair, Neogeen, paleogeen) Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 - Mesozoïcum (Krijgt, Jura, Trias) - Paleozoïcum (Perm, Carboon, Devoon, Siluur, Ordividum, Cambrium) 3. Epoche - Kwartair  Holoceen en Pleistoceen - Neogeen  Plioceen en Mioceen - Paleogeen  Oligoceen, Eoceen en Paleoceen !Je kan de geologische tijden gebruiken als wijzing naar een tijd of als gesteente! Massa-uitsterving = korte tussenpozen waarin een groot deel van de op dat moment levende soorten plotseling uit het fossielenbestand verdween, gevolgd door de bloei van veel nieuwe soorten Absolute ouderdom bepalen m.b.v. radioactief verval van isotopen - Isotopische datering = het gebruik van natuurlijk voorkomende radioactieve elementen om de ouderdom van gesteenten te bepalen - Sluittemperatuur = de temperatuur waaronder de dochterisotoop niet meer uit het materiaal kan ontsnappen - Setting = het moment wanneer een mineraal door zijn sluittemperatuur heen gaat - Resetting = het proces waarbij isotopenverhoudingen bij temperatuurverhoging (metamorfose of anatexis (partieel omsmelten)) worden gehomogeniseerd 1. Isochron-methode - Isotoop = een element met hetzelfde aantal protonen (atoomnummer) maar een verschillende hoeveelheid neutronen (massagetal) - Meestal stabiele isotopen maar sommige zijn instabiel en vervallen door het uitzenden van deeltjes en transformeren dan in een ander element - Moederisotoop (isotoop waarmee je begint) en dochterisotoop (isotoop na verval) - Moederisotoop vervalt tot dochterisotoop met een constante snelheid  halveringstijd = de tijd die nodig is om de helft van de moederisotopen te transformeren naar dochterisotopen - Halveringstijd niet beïnvloed o.i.v. temperatuur, druk of chemische omgeving - Om M/D-ratio te bepalen moet ook het aantal D-isotopen vanaf het begin meegenomen worden want deze is niet altijd 0 - Meten a.d.h.v. 2 ratio’s: M/stabiel-isotoop-ratio en D/stabiel-isotoop-ratio  Vb: 87/37 Rb  87/38 Sr + B- M/stabiel-isotoop = 87Rb/86Sr en D/stabiel-isotoop = 87Sr/86Sr - Altijd een rechte lijn maar bij toenemende ouderdom zal de helling ook toenemen - Initiële isotopenverhouding = de oorspronkelijke verhouding van het radioactieve isotoop en het niet radioactieve isotoop (zoals 87Sr/86Sr) 2. Splijtsporendatering - Bij het splijten van radioactieve kernen kunnen de wegvliegende brokstokken beschadigingen aanbrengen aan het kristalrooster (splijtsporen) - Aantal splijtsporen is afhankelijke van concentratie radioactieve stof en ouderdom - Bij temperatuurverhoging kan een mineraal zijn eigen rooster weer repareren (splijtsporen worden korter) - Sluittemperatuur = de temperatuur waaronder het mineraal de aangerichte schade niet meer kan repareren Sequentiestratigrafie = m.b.v. seismische golven een kaart generen met de sedimentaire gesteenten Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 Chemische stratigrafie = de variaties in chemische samenstelling vertellen ons waar en wanneer de gesteenten zijn gevormd Paleomagnetisme = het omklappen van de noord/zuidpool van de interne magneet en dat verandert ook de richting waar de magnetische deeltjes naar wijzen in gesteenten Hoofdstuk 7 (bladzijde 190-207) Metamorfose = verandering van mineralogie en structuur van gesteente onder invloed van verhoogde druk en temperatuur in vaste toestand (tot 10 – 30 km diepte) - Druk, temperatuur en vloeibare kern maken metamorfose mogelijk - Laaggradige = metamorfisch gesteente gevormd onder lage temperatuur en druk - Hooggradig = metamorfisch gesteente gevormd onder hoge temperatuur en druk Metasomatose = een vorm van metamorfose maar hierbij verandert de chemische samenstelling wel Temperatuur - Warmte kan de chemische samenstelling, mineralogie en textuur van een gesteente transformeren door het verbreken van chemische bindingen en de bestaande kristalstructuren van het gesteente te veranderen - Bij hogere temperatuur zullen kristallen toenemen in grootte - Geotherme = de toename van temperatuur met de druk (gemiddeld 30C/km) - Isotherme = een lijn die zones van gelijke temperatuur met elkaar verbindt  Bij vulkanen ongeveer op 50 km diepte (horizontale vorm)  Bij plaatbotsingen op 30 km diepte (sinusoïde vorm  door meer korst, meer radioactief materiaal, meer warmte)  Bij stabiele continentale korst op 150 km diepte (horizontale vorm) Druk - Confining pressure (druk, overal gelijk)  verandert de mineralogie van gesteente - Directe pressure/differential stress (spanning, ongelijke verdeling van krachten)  verandert de structuur van gesteente  De platte mineralen zullen altijd haaks staan op de spanning (foliaties) en zullen dus roteren om verticaal te komen - De druk waaraan gesteente wordt blootgesteld diep in de aardkorst heeft te maken met de dikte en de dichtheid van het bovenliggende gesteente Vloeistoffen - De mineralogie van een gesteente kan veranderen door de toevoeging of verwijdering van chemische componenten die oplosbaar zijn in waterdamp - Water werkt als een katalysator om omzettingen te versnellen en makkelijker te maken Andere factoren die invloed hebben op metamorfose zijn: samenstelling protoliet (gesteente dat het was voor metamorfose), tijdsduur en deformatie (proces waarbij spanning die in het materiaal heerst leidt tot vervorming) Typen metamorfose 1. Regionale metamorfose (grote schaal) - Hoge temperatuur en hoge druk - Convergente plaatgrenzen - Gesteenten tot in grote diepten getransporteerd 2. Contact metamorfose (kleine schaal) Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 - De hitte van stollingsinbraak (igneous intrusion) metamorfoseert de omliggende gesteenten - Vooral hoge temperatuur (druk hoeft niet hoog te zijn) - Kleine schaal omdat lava snel afkoelt, dus weinig tijd om omliggende gesteente te vervormen 3. Zeebodem metamorfose (grote schaal) - MOR - Heet basalt lava (niet gevormd) verwarmt infiltrerend zeewater  circuleren van zeewater in nieuwe oceanische korst o.i.v. convectie  temperatuurstijging bevordert chemische reacties  het gevormde basalt verandert van samenstelling van het oorspronkelijke basalt  veel water ingebouwd in nieuw basalt (kan later weer de solidus verlagen bij smelten) 4. Begravingsmetamorfose (kleine schaal) - Diagenese gaat over in begravingsmetamorfose (laaggradig) o.i.v. geleidelijke toename van druk door de groeiende lagen van bovenliggende sedimenten en sedimentair gesteenten. Temperatuur neemt ook toe met de grote diepte van de begraving. - Bij depressies en passieve plaatgrenzen (6 – 10 km diepte) 5. HP en UHP-metamorfose (grote schaal) - Zeldzaam want gevormd onder hele hoge druk dus hele grote diepten en duurt lang voordat deze gesteente aan de oppervlakte komen - Subductie zones - Eclogiet = ooit gevormd op de bodem van de aardkorst 6. Schokmetamorfose (kleine schaal) - Meteorietinslag - Massa en snelheid van meteoriet omgezet in warmte en schokgolven - Gesteenten omgevormd tot tektieten XY-diagram met X=temperatuur en Y=druk (diepte) 1 bar = 101,3 kPa Laaggradige metamorfose producten bevatten veel waterstof i.v.m. hooggradige producten Metamorfe texturen 1. Foliatie en splijting - Foliatie = een reeks vlakke of golvende parallelle splitsingsvlakken geproduceerd door vervorming van stollingsgesteenten en sedimentair gesteente onder spanning - Foliatie neemt toe bij toenemende graad van metamorfose - “preferred orientation”  foliaties altijd loodrecht op de spanning 2. Gelaagde gesteenten - Geclassificeerd op: metamorfe graad, kristalgrootte, type foliatie, gelaagdheid Slate (leisteen) Fylliet Schist Gneiss Migmatiet Metamorf graad Laag Laag Gemiddeld Hoog Hoog Kristalgrootte Heel klein Klein Gemiddeld Grof Grofst Type foliatie Hele fijne foliatie Fijne foliatie Gemiddelde foliatie Weinig foliatie (dus Geen foliatie niet snel splijten) Gelaagdheid Slaty cleavage Slaty cleavage Schistositeit Zichtbare lagen Zichtbare lagen Overige Veel H2O Glanzen Waarneembaar Lichte en donkere Weinig H2O, vlakke structuur banden gedeeltelijk smelten 3. Granoblastische gesteente - Niet-gelaagd metamorfe gesteenten die voornamelijk bestaan uit kristallen die in gelijke vormen groeien (kubussen/bollen) i.p.v. plaatachtige langwerpige vormen - Ontbreken van spanning dus foliaties - Contact metamorfose Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 - Hoornrots, kwartsiet, marmer, argilliet, greenstone, amphiboliet, granuliet 4. Porfyroblastisch gesteente - Hele grote kristallen omringd door hele mengsel van hele fijne kristallen en mineralen - Bij contact en regionale metamorfose - Stabiele mineralen over een grote schaal van druk en temperatuur - Slate, fylliet, schist, gneiss Index mineralen = overvloedige mineralen die elk onder een bepaalt temperatuur- en drukbereik worden gevormd Isograad = grenzen tussen gelijke metamorfe graden (dus index mineralen) - Weerspiegelen druk en temperatuur waarbij mineralen in een regionale metamorfe gordel gevormd zijn Toenemende metamorfe graad: zeoliet  groenschist  amphiboliet  granuliet Metamorfe facies = groeperingen van gesteente met verschillende minerale samenstellingen gevormd onder bepaalde temperatuur- en drukomstandigheden uit verschillende moedergesteente - Verschillende soorten metamorf gesteente van dezelfde metamorfe graad komen van verschillend moedergesteente - Verschillende soorten metamorf gesteente van verschillend metamorfe graad komen van dezelfde moedergesteente 1. Zeoliet  lage druk en lage temperatuur 2. Blauwschist  subductie zones 3. Groenschist  subductie zones en verdikking van continentale korst 4. Amphiboliet  verdikking van continentale korst (gebergte ketens) 5. Granuliet  hele hoge druk en hele hoge temperatuur 6. Eclogiet  variabele condities maar wel op grote diepte (dus hoge druk) 7. Hoornrots  contact metamorfose (geen spanning dus lage druk), intrusie Continentale omgeving  contact, begravings- en regionale metamorfose Divergente plaatgrenzen  zeebodem en contact metamorfose Convergente plaatgrenzen  regionale, HP, UHP en contact metamorfose Transformbreuken  zeebodem en uitgebreide metamorfose door schuifspanning bij breuken Elk metamorf gesteente heeft een geschiedenis die “terug te lezen is” aan het PT-pad. - Granaat wordt veel gebruikt als PT-analyse mineraal (oudste vorm van mineraal in de kern, steeds jonger toe naar buiten toe) - Prograadpad = segment dat een toenemende druk en temperatuur aangeeft - Retrograadpad = segment dat een afnemende druk en temperatuur aangeeft - Subductie zone: verticaal PT-pad met lage temperatuur (lithosfeer naar beneden en heel isolerend dus druk neemt toe maar gesteente warmte niet snel op dus lage temperatuur) en mélange (mengelmoes aan gesteenten) - Continentale botsingszone: breed PT-pad met hoge temperatuur, drijfvermogen (gesteente wil weer omhoog) en circulatie (door circulaire krachten en eigen gewicht) en suture (het overblijfsel van een continentale-continentale botsingsgrens in het geologische record) Het klimaatsysteem, samen met plaattektoniek, is de drijvende kracht achter de beweging van gesteenten van het diepe naar het aardoppervlak Het is lastiger om van hooggradige producten terug te gaan naar laaggradige producten omdat: Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 1) De temperatuur daalt en daardoor vinden reacties moeilijker plaats 2) Extra water nodig om waterhoudende laaggradige mineralen te maken maar water ontsnapte uit gesteente tijdens metamorfose prograadpad Hoofdstuk 11 (bladzijde 308-329) Soorten golven 1. Compressieve golven - Planten voor met een druk-trek beweging - Bewegen sneller door vaste stoffen dan schuifgolven (meer weerstand) 2. Schuif golven - Planten voort met een zij-zij beweging - Niet in gassen en vloeistoffen, want daar geen weerstand Reflectie = weerspiegelen van golven Refractie = het afbuigen van golven a.g.v. medium overgangen Golven in de aarde bij aardbeving worden gereflecteerd en gerefracteerd bij de overgangen van materiaal. P- en S-golven gaan sneller zodra de dichtheid toeneemt (dus de weerstand) P- en S-golven gaan niet in een rechte lijn maar buigen  want met de diepte neemt de druk en dichtheid toe (door compressie) en hierdoor gaan de golven steeds sneller  a.g.v. versnelling buigen de golven steeds iets af P-wave shadow zone = zone waar P-golven niet waarneembaar zijn want raken de buiten kern nog net of gaan de buitenkern in en worden daar gereflecteerd en gerefracteerd (105 – 142 graden) S-wave shadow zone = zone waar S-golven niet waarneembaar zijn omdat de S-golven niet door een vloeibare stof heen kunnen dus kunnen niet verder dan het raken van de buitenkern (105 – verder) P/S = de primaire en secundaire golven gaan alleen door de mantel PP/SS = de gereflecteerde P- of S-golf PcP = de P-golf die wordt gereflecteerd op de grens van de mantel/kern PKP = de P-golf die gerefracteerd wordt in de buitenkern PKiKP = de P-golf die gerefracteerd wordt in de buitenkern en gereflecteerd door de binnen kern PKIKP = de P-golf die gerefracteerd wordt in de buitenkern en gerefracteerd in de binnen kern Seismische profilering = seismische golven worden gebruikt om de ondiepe delen van de aardkorst te onderzoeken 1. Korst - Continentale korst vooral niet dichte granietisch gesteente (andesitisch) (30 km) - Oceanische korst vooral basalt en grabbo (7 km) - Toename in snelheid bij Moho (overgang korst  mantel, 8 km) want mantel bestaat uit veel dichter materiaal (peridotiet) - Siliciumrijk 2. Mantel Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 - Bovenmantel (van Moho tot 410 km) uit peridotiet (olivijn en pyroxeen als mineralen)  Siliciumarm  Mineraal overgangen omdat door toenemende diepte mineralen partieel zullen smelten en omgezet zullen worden naar meer “stabielere” mineralen voor die diepte  LVZ (100-250 km) door natte solidus zal peridotiet partieel smelten  heel klein gedeelte mantel zal smelten  meer plastisch gedragen  minder weerstand  kleinere golfsnelheid o LVZ wordt gezien als overgang tussen lithosfeer en asthenosfeer  Op 410 km weer een sprong in golfsnelheid  olivijn verandert van structuur  eerst kristalrooster, nu een nog compactere samenstelling  dichtheid neemt toe  golfsnelheid neemt toe  Op 660 km weer sprong in golfsnelheid  olivijn nog compacter o 660 km is overgang van bovenmantel  diepe mantel of te wel van asthenosfeer naar mesosfeer  Tussen 410 – 660 km transitie zone omdat hier metamorfose plaatsvindt (verandering in gesteente mineralogie maar niet in chemische samenstelling) - Diepe mantel (660 – 2890 km) = mesosfeer  Nog steeds plastisch maar stijver dan asthenosfeer  Golfsnelheid neemt geleidelijke toe met de diepte 3. Kern/mantel grens (2890 km diepte) - Gesteente samenstelling verandert: vast siliciumgesteente  vloeibare metaallegering - Weerstand in vloeistoffen veel lager: S-golven verdwijnen, P-golven veel lagere golfsnelheid - Overgang kan de onderkant van de mantel gedeeltelijk smelten door hoge temperaturen - Platen subduceren tot aan de kern-mantelgrens (CMB)  CMB wordt verhit vanaf onderen (hete kern)  verhit (makkelijke vloeiend) CMB-materiaal stijgt als hete pluimen en vormt aan het oppervlak een hot spot 4. Kern - Buitenkern (ijzer, nikkel en kleine hoeveelheden zwavel en zuurstof) is vloeibaar (2890 – 5150 km) - Binnen kern (ijzer en nikkel) is vast (5150 – 6400 km)  In binnen kern versnellen P-golven opeens  dichtheid moet toenemen  vaste kern  S-golven gedetecteerd  moet vast zijn Warmtetransport in de aarde m.b.v. geleiding en convectie (veel efficiënter) 1. Geleiding - Treedt op wanneer thermische geagiteerde (opgejaagde) atomen en moleculen elkaar verdringen, waarbij kinetische energie mechanisch wordt overgedragen van hete regio naar een koele regio - Afkoeling te maken met:  Materiaal (variëren in geleidingsvermogen)  Wortel van de dikte - Lithosfeer koelt heel langzaam af door geleiding en wordt steeds dikker bij afkoeling  dichtheid neemt toe bij afnemende temperatuur  a.g.v. isostasie moet het oppervlak dan dalen (zeewater steeds dieper) 2. Convectie - Wanneer je een vloeistof opwarmt, zet het uit en stijgt het omdat de dichtheid kleiner is geworden dan het omringende materiaal. De opwaartse beweging van het verwarmde vloeistof verplaats de koelere vloeistof naar beneden waar het wordt verwarmd en vervolgens stijgt om de cyclus voort te zetten Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 - Efficiënter dan geleiding want het warme materiaal zelf verplaatst en verplaatst de warmte met zich mee - Warmte van kern converteert naar de diepe mantel Geotherm = de grafiek die de het verloop van de temperatuur toename met de diepte illustreert Smeltlijn = de grafiek die laat zien op welke temperatuur peridotiet begint te smelten - Geotherm boven de smeltlijn  gesteente is gesmolten (in heel klein stukje lithosfeer (in LVZ) en in de buitenkern - Bij de onderkant lithosfeer +/- 1300-1400 graden - Steile geotherm (niet veel warmte toename met de diepte)  warmtetransport o.i.v. convectie  goed mengen van warme en koude materialen  middelen van de temperatuur - Vlakke geotherm (veel warmte toename met de diepte)  warmtetransport o.i.v. geleiding (lithosfeer en overgang kern/mantel) De aarde is niet geheel symmetrisch dus zullen er variaties zijn in de geotherm. MOR zullen relatief warm zijn t.o.v. de relatief koude subductie zones. Seismische tomografie = is een toepassing van een medische techniek die gewoonlijk wordt gebruikt om het menselijk lichaam in kaart te brengen (CAT-scan) - Waar S-golven in snelheid toenemen relatief koud (hogere dichtheid) - Waar S-golven in snelheid afnemen relatief warm (lagere dichtheid) - Supercomputer maken m.b.v. tienduizenden signalen van seismometers verspreid over het aardoppervlak driedimensionale afbeeldingen van “snelle” en “langzame” inwendige aardvolumina De mantel is zo viscoos dat de verschillen in dichtheid niet gemakkelijk gladgestreken kunnen worden. De kern is echt zo vloeibaar als water dat verschillen in dichtheid hier zo snel “gerepareerd” worden dat deze niet voorkomen. Aarde heeft een aardmagnetisch veld (AMV) met de Noordpool op het Noorden, de magnetische veldlijnen lopen buiten de aarde om van zuid  noord (en binnen in de aarde van noord  zuid). Het AMV heeft een afwijking van 11 graden t.o.v. de geografische noordpool. De noord/zuidpool van “de magneet in de aarde” kan omklappen  paleomagnetisme. AMV wordt “gevoed” door de snelle convectie stromen in de vloeibare, ijzerrijke buitenkern. - Niet-dipoolveld = de magnetische veldstekers die berekend zijn voor een eenvoudig dipoolveld te vergelijken met het waargenomen veld - Dipool- en niet-dipoolveld variëren met de tijd (secular variation) maar de niet-dipool component gaat sneller - Spontane omwisseling van magnetische veld - Thermoremanente magnetisatie = bij temperaturen onder de 500 graden zullen kleine magneten in gesteenten zich richten naar het AMV en dan “vergrendelen” op die plek - Afzettingsremanente magnetisatie = kleine magneten in sedimenten richten zich naar het AMV zodra ze richting de bodem van de zee zinken, eenmaal op de bodem vergrendelen ze zich - 2 belangrijke ontdekkingen:  Continentale korst: Apparent Polar Wander  continental drift en niet verschuivende polen  Oceanische korst: het strepenpatroon van de “normal” en “reversed” polariteiten  see floor speading Hoofdstuk 21 (bladzijde 640-659) Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 Bouwstenen van de continenten: - Kratons = de schild en platforms van continentale korsten  Schild = een gebied van verheven en blootgestelde kristallijne rots van Precambrium, die onvervormd zijn gebleven gedurende het Phanerozoïcum  Platform = een regio waar Precambrium rotsen bedenkt zijn met minder dan een paar kilometer dikte van relatief platliggende sedimenten - Orogenen = een regio waar tijdens het Phanerozoïcum gebergtevorming (plooiing) heeft plaatsgevonden a.g.v. compressieve deformatie bij actieve plaatgrenzen (tegenwoordig zijn gebergte vaak weggeërodeerd) - Verdunde korst = bij passieve plaatgrenzen a.g.v. uittrekking - Continentale bekkens = een gebied met langdurige bodemdaling waar zich tijdens het Phanerozoïcum dikke sedimenten hebben opgehoopt, met bedden die in het midden van het bekken zakken - Large igneous provinces = vulkanisch gesteente in grote mate (basalt plateaus) Tektonische leefijd = geeft de laatste keer aan dat de isotopische klokken in een rots werden gereset a.g.v. tektonische vervormingen en bijbehorende metamorfose van de boven-korst Hoeveelheid continentale korst neemt toe a.g.v. 1. Magmatische toevoeging - Het proces van magmatisch differentiatie van silica-rijk gesteente met een lage dichtheid in de aardmantel en verticaal transport van dit drijvende, felsische materiaal van de mantel naar de korst - Actieve plaatgrenzen  subductie zones en oceanische-oceanische convergerende grenzen 2. Accretie - De integratie van aardkorstmateriaal dat voorheen werd gedifferentieerd van mantelmateriaal (fragmenten) in bestaande continentale massa’s door horizontaal transport tijdens plaatbewegingen - Accretie terranes = een groot stuk korst (10-100 km omvang) met gemeenschappelijke kenmerken en een aparte regio, meestal de grootste afstanden getransporteerd door plaatbewegingen - Exotische terranes = blokken korst die niet helemaal op hun plaats lijken - 4 vormen van accretie:  Accretie-orogeen fragment: een kristalfragment is te drijvend (buoyant) om te subduceren  overgebracht van subducerende plaat naar continent op de overheersende plaat  lassen (welding) van fragment aan continent vast  fragmenten kunnen kleine stukken zijn of grote stukken van verdikte oceanische korst  langdurig proces, kan zichzelf vaak herhalen  Accretie-orogeen eilandenboog: een zee die een eilandenboog van een continent scheidt  sluiten oceaan als verdikte eilandenboogkorst botst met continent  eilandenboog komt vast te zitten aan de oprukkende rand (a.g.v. convergentie) van het continent  Botsings-orogeen: twee continenten botsen  worden aan elkaar gehecht (sutured)  vallen later uiteen op een andere locatie  kort proces, kan maar 1x gebeuren  Transversale accretie: twee platen die langs elkaar schuiven  transversale breuk  strike-slip beweging  beweging van een kristalfragment van de ene plaat naar de andere Continentale platen hebben een te lage dichtheid en te hoog drijfvermogen (buoyant) en zullen daarom niet subduceren maar botsen (orogenese) en de korst vervormt en breekt in een combinatie van vouwen en breuken (honderden kilometers uitstrekken van de botsingszone). A.g.v. horizontale compressie kunnen gesteente in de onderste delen van de korst smelten (hoge P en T) Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 Alpine-Himalayan belt (continentale botsingsrand = plooi-overschuivingsgebergten) 1. Indiase subcontinent, rijdend op de onderduikende Indiase plaat, kwam eerst de eilandenbogen en vulkanische berggordels tegen (die vroeger de Euraziatische plaat omringde) 2. Landmassa van India en Eurasia lassen samen  Tethys oceaan verdwijnt 3. Indiase subcontinent botst met Eurasie maar te buoyant om te subduceren  continentale korst breekt langs de “Main Central Thrust fault” 4. Botsing duurt voort, compressiekrachten werken langs de thrust fault  plakje Indiase korst en sedimenten van het continentale plat werd op het opkomende subcontinent gestapeld 5. Tweede breuk de “Main Boundary fault” ontwikkelde zich  tweede plakje korst op India gestapeld en eerste plak wordt opgetild De Wilson cyclus: opbreking  oceanisatie  spreiding (MOR)  convergentie  accretie  botsing en gebergtevorming (orogenese)  supercontinent  erosie en korstverdunning  opbreking Epirogenese = geleidelijke neerwaartse en opwaartse beweging van brede korstgebieden zonder significante vrouwen of breuken 1. Glaciale rebound = het gewicht van gletsjersijs deed de continentale lithosfeer dalen, die terugveert zodra het ijs is verwijderd (isostasie) (glacio-isostasie) 2. Opwarmen van de lithosfeer = opwelling van mantelmateriaal veroorzaakt opheffing en verdunning van de continentale lithosfeer 3. Afkoeling van de lithosfeer binnen continent = de lithosfeer koelt af en klinkt in (verhogen dichtheid), hierdoor zakt het weg en vormt het een thermisch bekken binnen het continent 4. Afkoeling van de lithosfeer op continentale rand = wanneer zeebodemspreiding een continent uit elkaar trekt zakken de randen naar beneden (bekken/depressie) doordat ze afkoelen en hierdoor verzamelen er zich dikke sedimenten (calciumcarbonaat sediment) 5. Opwarmen van mesosfeer = een superpluim die uit de diepte mantel oprijst, verwarmt de lithosfeer en verhoogt de basis van het continent waardoor het oppervlak over een breek gebied omhoogkomt Hoe zijn de stabiele centrale delen van de kratons gevormd? - Mantel was veel warmer dan nu (veel minder tijd gehad om af te koelen)  - Flake tectonics  kleine stukken korst  door hele hoge mobiliteit snelle beweging van stukken korst (tegenwoordig op Venus) - 3 miljard jaar geleden - 2 hoofdgroepen gesteente: 1. Graniet-groensteen terreinen = gebieden met enorme graniet-indringers die kleine holtes met groenstenen omringen die op hun beurt afgedekt zijn met sedimenten  ontstaan door opstapeling van vulkanisch gesteente en a.g.v. metamorfose ontstaat laaggradig graniet en groensteen 2. Hooggradige metamorfe terreinen = gebieden met hooggradige (granuliet facies) metamorfe gesteenten die voornamelijk zijn afgeleid van de compressie, begraving en daaropvolgende erosie van granietkorst - Vanaf hier werden kratons stabiel en ging de vervorming verder met de Wilson cyclus Kiel = de diepere lithosfeer onder de kratons die tot 200 km dik kunnen worden die koud en hard zijn  terwijl onder de oceanische korst op dezelfde diepte gesteente warm en zwak zijn - De peridotiet van kielen zijn ontdaan van hun zwaardere bestanddelen zodat onder standaardomstandigheden ze minder dicht zijn dan normale mantel peridotiet  op 150 km diepte in de mantel zijn ze koeler dan normale mantel peridotiet waardoor de dichtheden van de twee gesteentesoorten bijna gelijk zijn Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])  lOMoARcPSD|4998927 - Verantwoordelijk voor het stabiliseren van de kratons Gesteenten in de oceaan zijn doorgaans jonger dan gesteente op continenten omdat continenten niet subduceren en oceanen wel (recycling) Vaak zijn er bij botsende continenten 1 actieve en 1 passieve continentrand te vinden. Accretieorogeen is veel breder dan botsingsorogeen omdat het een langdurig proces is waarbij convergentie door blijft gaan na elk gebotst fragment. Terwijl botsingsorogeen vaak maar 1 botsing is. Plaattektoniek is het gevolg van zwaartekracht en zorgt voor de afkoeling van de mantel. - Divergente plaatgrenzen: hete asthenosfeer komt vlakbij oppervlak, afkoeling a.g.v. vulkanisme en circulatie van oceaanwater in oceaankorst - Ouder wordende oceanische platen koelen af a.g.v. geleiding - Convergente plaatgrenzen: koude subducerende plaat koelt de mantel met subductievulkanisme als afvoer van interne warmte Gedownload door Lennin Altunay ([email protected])