Aardwetenschappen
Hoofdstuk 1: Inleiding
1.1 inleiding
Geologie = studie v evolutie v Aarde en leven → “vaste” Aarde
- Totaliteit v Aarde (ook planeten)
- Relativering vd duur v processen in geologische tijdschaal
Geografie = mens-milieu interacties op aarde
- Opp v Aarde
- Soc en eco ontw
- Raakpunt met geologie: geomorfologie en langschapsgenese
Subdisciplines:
- Basis: mineralogie, petrologie (gesteenten), sedimentologie, stratigrafie (gelaagdheid)
- Scheikunde: (bio)geochemie,…
- Fysica: geofysica, seismologie, ..
- Biologie: paleontologie,…
Maatschappelijke relevantie v geologie:
- Inzetten op duurzaam beheer: Sustainable Development Goals (SDG’s)
Drinkwater, hydro-elektrische energie, geothermie, ertsen, bouwstenen, zanden en aggregaten
- Beheer v hernieuwbare en niet-hernieuwbare grondstoffen en energie
Monitoring huidige voorraden, efficiënte en duurzame voorraden, exploratie naar alternatieven,
beperken exploitatierisico’s
- Gecombineerde inspanning v wet en toeg wet:
o Opsporing vervuiling bodem en grondwater + voorspellen verspreiding
o Verantwoord landgebruik
o Veilige opslag (toxisch, radio-actief)
o Onshore en offshore constructies
o Civiele werken
o Kwaliteitscontrole bouwmaterialen
o Restauratie gesteenten
- Inschatten v nat risico’s
ab, vulkaanuitbarstingen, overstromingen, landverschuivingen, karst = verzakking, erosie
➔ Sommigen (on)rechtstreeks gekoppeld aan Climate change / global change
- Onderscheid tss ‘normaal’ (verantw aarde) en ‘antropogeen’ (verantw mens)
- Inschatten hoe Aarde hierop reageert
1.2 Curriculum vitae vd aarde
1.2.1 ‘Third Rock from the Sun’
Aarde is uniek:
- Leven
o Standvastigheid vd atmosfeer (zonder mensen, klimaat verandert natuurlijk)
o Interacties biosfeer geosfeer
- Water
1
, o Aanw in alle vormen (g,vl,v) (enkel op Aarde, systeem commu vaten)
o Dynamisch en delicaat evenwicht (afstand Aarde-Zon)
- Continenten
o Onderscheid tss oceanische en continentale lithosfeer
o Platentektoniek: recyclage van de lithosfeer
Grotendeels dr ‘Goldilocks zone’ tss 0.8 en 2.5 AU = bewoonbare zone
Door afstand zon-aarde: gesteenten
-> invloed op water, leven en continent
Eigenaardigheden:
- Geen perfecte bolvorm
o Oblate ellipsoïde (polen platter, evenaar boller)
o Straal: gem 6371km
o Omtrek: 40075km
- Tilt
o 23,5° (variabel)
- Omwenteling rond Zon
o 365,242 dagen -> schrikkeljaar 2024
o Excentrische baan (variabel)
Reliëf:
- 70% water, 30% land
- Topografie: variaties in hoogte
vlaktes / gebergteketens / valleien
- Bathymetrie: variaties in diepte
abyssale vlaktes / spreidingsassen / diepzeetroggen (Fracture zones) /
continentale shelf
- Verschil hoogste vs. diepste punt = 19.8km, t.o.v. 6371km aardstraal
- Hypsometrische curve: verdeling v hoogteligging t.o.v. bedekking
o Aandeel extremiteiten
o Zeebodem: 4-5km diep
o Continentale shelf = continentaal plat = gedeelte land opp overspoeld dr oceanen, tot 300m
diep (overgang cont – oceanische lithosfeer)
- Lithosfeerplaten: spreidingsassen, troggen en transforme breuken
- 7 continenten:
o Africa, Eurazië, Noord-Amerika, Zuid-Amerika, Australië, Antarctica en Zeelandia
o Groot en geïsoleerd
o Niet altijd boven water
2
, o Niet altijd op 1 plaat
o Niet op elke plaat
1.2.2 Levensloop
Geologische tijd
- Gebruik geologische tijdsaanduiding:
o Tijdstip: Ga, Ma, ka
a = “annum”
G = miljard jaar
M = miljoen jaar
k = duizend jaar
o Tijdsduur: Gy, My, ky (proces)
y = “year”
- Geologische tijdschaal:
o Eons, Eras, Periodes en Tijden
o Indeling obv evolutie v leven: “zoön” = levend wezen
o Precambrium vs. Fanerozoïcum
Frequentie v geologische processen
- Quasi-periodische processen: aardrotatie (dag/nacht), omwenteling rond zon (seizoenen), maanrotatie
rond aarde (getijden), zonnevlekken, milankovitch cycli, … → regelmaat
- Niet-periodische processen en gebeurtenissen (historisch): El Niño, meteorietregens,
zeespiegelschommelingen, tektonische cycli, evolutie en extinctie,… → statistische maar
onregelmatige herhalingstijd
1.2.3 Anatomie en metabolisme
De Aardse sferen:
- Geosfeer = “vaste” Aarde
o Korst (0.1-1%)
▪ Oceanisch: dun: 7-10km, max 200 My
Homogene samenstelling v basalt (extrusief) en gabbro (intrusief)
▪ Continentaal: dik: 25-70km, opstapelen tot 3.6 Ga
Heterogene samenstelling v vooral graniet (niet extrusief)
o Discontinuiteit v MOHOrovicic
o Mantel (82%)
▪ Bovenmantel + overgangszone
▪ Ondermantel
▪ Plastisch: vaste stof die beweegt
▪ Silicaatgesteenten
▪ Massa 68% Aarde
▪ Mantelgesteente is periodisch
o Kern (16%)
▪ Buitenkern: vl
▪ Binnenkern: vast
▪ Fe-Ni legering
▪ Massa 32% Aarde
3
, o Obv rheologische indeling = vervormingsgedrag v gesteenten onder druk en temperatuur
▪ Lithosfeer: koud en plastisch (breekbaar)
korst + deel v bovenmantel < 1600 K
▪ Asthenosfeer: warm en elastisch (vervormbaar)
bovenmantel > 1600 K
-> beweging in vaste toestand (15 cm/j) , =/= vloeibaar
- Hydrosfeer
o = alle vl water: oceanen (98%), meren, rivieren, bodemwater, grondwater
o Verwering, erosie, transport
- Cryosfeer IJS
o = alle opgeslagen water als ijs
o Zeeijs, rivierijs, sneeuw, gletsjers, ijskappen, permafrost, …
o Interacties: commu vaten met hydrosfeer
o Belang: reflectiviteit vd Aarde (albedo)
- Atmosfeer
o = laag v gassen rond een planeet afkomstig v die planeet, in plaats gehouden dr zwaarteveld,
afh v samenstelling gassen en sterkte zwaarteveld
▪ Vormgeving landschap en onderhoud leven
▪ Beweeglijk en interactie met oceanen
▪ W dunner met toenemende hoogte
▪ Aangenomen grens: Karman lijn (100km)
• Drastische toename temp
• Nabij vacuüm (geen contact moleculen)
- Biosfeer
o = globale som v alle ecosystemen
o 1.6 milj soorten gekend
o Interacties met hydro, atmo, crypo, en geo
o Oceanen: vooral in fotische zone =zone die zonlicht ontvangt (max 200m)
-> daaronder: ‘onzichtbare zone’
- Technosfeer
o = som v alle prod v menselijk ondernemen (incl biotechnologie, paden, GMO’s,…)
o 30 triljoen ton = 50kg/m³
o Vervlochten met andere sferen
o Geologische extreem jong
-> Door globale karakter en impact technosfeer: Anthropoceen
(grote geologische impact => andere geologische tijd als overal zichtbaar op ‘planeet)
o Stratigrafische voetafdruk vd mens
o Startdatum 1945-50
Nucleaire atoombomtesten, naoorlogse industrialisering, explosieve bevolkingsgroei
o Nog niet officieel erkend
Metabolisme:
Energie:
- !! rol vr zwaartekracht
- Vooral dr warmte
Externe energie: Zon
- Cfr. Goldilocks zone
- Cyrosfeer en albedo → reflectie externe warmte
- Herverdeling warmte
4
Hoofdstuk 1: Inleiding
1.1 inleiding
Geologie = studie v evolutie v Aarde en leven → “vaste” Aarde
- Totaliteit v Aarde (ook planeten)
- Relativering vd duur v processen in geologische tijdschaal
Geografie = mens-milieu interacties op aarde
- Opp v Aarde
- Soc en eco ontw
- Raakpunt met geologie: geomorfologie en langschapsgenese
Subdisciplines:
- Basis: mineralogie, petrologie (gesteenten), sedimentologie, stratigrafie (gelaagdheid)
- Scheikunde: (bio)geochemie,…
- Fysica: geofysica, seismologie, ..
- Biologie: paleontologie,…
Maatschappelijke relevantie v geologie:
- Inzetten op duurzaam beheer: Sustainable Development Goals (SDG’s)
Drinkwater, hydro-elektrische energie, geothermie, ertsen, bouwstenen, zanden en aggregaten
- Beheer v hernieuwbare en niet-hernieuwbare grondstoffen en energie
Monitoring huidige voorraden, efficiënte en duurzame voorraden, exploratie naar alternatieven,
beperken exploitatierisico’s
- Gecombineerde inspanning v wet en toeg wet:
o Opsporing vervuiling bodem en grondwater + voorspellen verspreiding
o Verantwoord landgebruik
o Veilige opslag (toxisch, radio-actief)
o Onshore en offshore constructies
o Civiele werken
o Kwaliteitscontrole bouwmaterialen
o Restauratie gesteenten
- Inschatten v nat risico’s
ab, vulkaanuitbarstingen, overstromingen, landverschuivingen, karst = verzakking, erosie
➔ Sommigen (on)rechtstreeks gekoppeld aan Climate change / global change
- Onderscheid tss ‘normaal’ (verantw aarde) en ‘antropogeen’ (verantw mens)
- Inschatten hoe Aarde hierop reageert
1.2 Curriculum vitae vd aarde
1.2.1 ‘Third Rock from the Sun’
Aarde is uniek:
- Leven
o Standvastigheid vd atmosfeer (zonder mensen, klimaat verandert natuurlijk)
o Interacties biosfeer geosfeer
- Water
1
, o Aanw in alle vormen (g,vl,v) (enkel op Aarde, systeem commu vaten)
o Dynamisch en delicaat evenwicht (afstand Aarde-Zon)
- Continenten
o Onderscheid tss oceanische en continentale lithosfeer
o Platentektoniek: recyclage van de lithosfeer
Grotendeels dr ‘Goldilocks zone’ tss 0.8 en 2.5 AU = bewoonbare zone
Door afstand zon-aarde: gesteenten
-> invloed op water, leven en continent
Eigenaardigheden:
- Geen perfecte bolvorm
o Oblate ellipsoïde (polen platter, evenaar boller)
o Straal: gem 6371km
o Omtrek: 40075km
- Tilt
o 23,5° (variabel)
- Omwenteling rond Zon
o 365,242 dagen -> schrikkeljaar 2024
o Excentrische baan (variabel)
Reliëf:
- 70% water, 30% land
- Topografie: variaties in hoogte
vlaktes / gebergteketens / valleien
- Bathymetrie: variaties in diepte
abyssale vlaktes / spreidingsassen / diepzeetroggen (Fracture zones) /
continentale shelf
- Verschil hoogste vs. diepste punt = 19.8km, t.o.v. 6371km aardstraal
- Hypsometrische curve: verdeling v hoogteligging t.o.v. bedekking
o Aandeel extremiteiten
o Zeebodem: 4-5km diep
o Continentale shelf = continentaal plat = gedeelte land opp overspoeld dr oceanen, tot 300m
diep (overgang cont – oceanische lithosfeer)
- Lithosfeerplaten: spreidingsassen, troggen en transforme breuken
- 7 continenten:
o Africa, Eurazië, Noord-Amerika, Zuid-Amerika, Australië, Antarctica en Zeelandia
o Groot en geïsoleerd
o Niet altijd boven water
2
, o Niet altijd op 1 plaat
o Niet op elke plaat
1.2.2 Levensloop
Geologische tijd
- Gebruik geologische tijdsaanduiding:
o Tijdstip: Ga, Ma, ka
a = “annum”
G = miljard jaar
M = miljoen jaar
k = duizend jaar
o Tijdsduur: Gy, My, ky (proces)
y = “year”
- Geologische tijdschaal:
o Eons, Eras, Periodes en Tijden
o Indeling obv evolutie v leven: “zoön” = levend wezen
o Precambrium vs. Fanerozoïcum
Frequentie v geologische processen
- Quasi-periodische processen: aardrotatie (dag/nacht), omwenteling rond zon (seizoenen), maanrotatie
rond aarde (getijden), zonnevlekken, milankovitch cycli, … → regelmaat
- Niet-periodische processen en gebeurtenissen (historisch): El Niño, meteorietregens,
zeespiegelschommelingen, tektonische cycli, evolutie en extinctie,… → statistische maar
onregelmatige herhalingstijd
1.2.3 Anatomie en metabolisme
De Aardse sferen:
- Geosfeer = “vaste” Aarde
o Korst (0.1-1%)
▪ Oceanisch: dun: 7-10km, max 200 My
Homogene samenstelling v basalt (extrusief) en gabbro (intrusief)
▪ Continentaal: dik: 25-70km, opstapelen tot 3.6 Ga
Heterogene samenstelling v vooral graniet (niet extrusief)
o Discontinuiteit v MOHOrovicic
o Mantel (82%)
▪ Bovenmantel + overgangszone
▪ Ondermantel
▪ Plastisch: vaste stof die beweegt
▪ Silicaatgesteenten
▪ Massa 68% Aarde
▪ Mantelgesteente is periodisch
o Kern (16%)
▪ Buitenkern: vl
▪ Binnenkern: vast
▪ Fe-Ni legering
▪ Massa 32% Aarde
3
, o Obv rheologische indeling = vervormingsgedrag v gesteenten onder druk en temperatuur
▪ Lithosfeer: koud en plastisch (breekbaar)
korst + deel v bovenmantel < 1600 K
▪ Asthenosfeer: warm en elastisch (vervormbaar)
bovenmantel > 1600 K
-> beweging in vaste toestand (15 cm/j) , =/= vloeibaar
- Hydrosfeer
o = alle vl water: oceanen (98%), meren, rivieren, bodemwater, grondwater
o Verwering, erosie, transport
- Cryosfeer IJS
o = alle opgeslagen water als ijs
o Zeeijs, rivierijs, sneeuw, gletsjers, ijskappen, permafrost, …
o Interacties: commu vaten met hydrosfeer
o Belang: reflectiviteit vd Aarde (albedo)
- Atmosfeer
o = laag v gassen rond een planeet afkomstig v die planeet, in plaats gehouden dr zwaarteveld,
afh v samenstelling gassen en sterkte zwaarteveld
▪ Vormgeving landschap en onderhoud leven
▪ Beweeglijk en interactie met oceanen
▪ W dunner met toenemende hoogte
▪ Aangenomen grens: Karman lijn (100km)
• Drastische toename temp
• Nabij vacuüm (geen contact moleculen)
- Biosfeer
o = globale som v alle ecosystemen
o 1.6 milj soorten gekend
o Interacties met hydro, atmo, crypo, en geo
o Oceanen: vooral in fotische zone =zone die zonlicht ontvangt (max 200m)
-> daaronder: ‘onzichtbare zone’
- Technosfeer
o = som v alle prod v menselijk ondernemen (incl biotechnologie, paden, GMO’s,…)
o 30 triljoen ton = 50kg/m³
o Vervlochten met andere sferen
o Geologische extreem jong
-> Door globale karakter en impact technosfeer: Anthropoceen
(grote geologische impact => andere geologische tijd als overal zichtbaar op ‘planeet)
o Stratigrafische voetafdruk vd mens
o Startdatum 1945-50
Nucleaire atoombomtesten, naoorlogse industrialisering, explosieve bevolkingsgroei
o Nog niet officieel erkend
Metabolisme:
Energie:
- !! rol vr zwaartekracht
- Vooral dr warmte
Externe energie: Zon
- Cfr. Goldilocks zone
- Cyrosfeer en albedo → reflectie externe warmte
- Herverdeling warmte
4
