Geologie samenvatting
Hoofdstuk 1
1. De oorsprong van het heelal
Argumentatie oerknal:
• De observatie van het uitdijen van het heelal:
o Gekenmerkt door roodverschuiving (zoals
dopplereffect), o.b.v. verschuiving zwarte
absorptielijnen
• Bestaan kosmsische achtergrondstraling
o Gemiddelde energie komt overeen met T van 3 K à nagloeien van het heelal
o Betekent dat vroeger energie-inhoud groter was en dus hete oerknal
• Chemische samenstelling heelal
o Na kwartier alle materie 76% waterstof en 24% helium
o Zwaartekracht doet gasverdichting samenklonteren tot nevels en sterrenstelsels à
sterren planeten begonnen te vormen
o Tijdens supernova’s/fusie van 2 neutronensterren worden de zwaardere elementen
gevormd
• Ouderdom heelal is 13,7 miljard jaar oud (afstand tot sterrenstelsel delen door snelheid
waarmee het zich verwijdert)
2. De oorsprong van ons zonnestelsel
2.1. Ons zonnestelsel
• Samenstrekken gas en stof door zwaartekracht à hete temperaturen à kernfusie van H
naar He à grote hoeveelheden energie vrijgemaakt à sterren gevormd (onze zon)
• Ons zonnestelsel 5 miljard jaar oud (jong) en aarde bestaat uit restanten sterren
2.2. Vorming planeten
• Zonneveltheorie: bij samentrekken ster roteert een lokale ophoping van gas en stof
steeds sneller waardoor ze afplat: in het centrum een ster en uit de schijf een ring van
planeten, opvallende gelijkaardigheden: gelijkaardige draaizin om zon, gelijkaardige
baanvormen , rotatie zin om eigen as
• Afkoelende zonnenevel à eerst planetesimalen die samenklonteren tot protoplaneten
à planeten (bolvormig) à achterblijfsels zijn dwergplaneten, planetoïden en
meteoroïden
• Soorten planeten:
1
, o reuzenplaneten (grotere afstand van de zon, voornamelijk bestaand uit gassen à
waterstof, helium, ammoniak, methaan)
o aardseplaneten ijzerrijke silicaten en de zware elementen dieper in de aarde
(kern), lichte elementen: O, Si, Al, Ca, Na, K in de aardkorst, magnesium, olivijn in
de mantel, zware elementen in de korst: uranium en thorium
3. Vorming en evolutie vd aarde
3.1. Opsmelten en diffferentiëren aarde
• Stijgen temperatuur aarde
o Inslagwarmte (minder terug uitgestraald naarmate er sneller planetesimalen
werden aangetrokken)
o Warmte uit compressie gassen
o Radioactieve elementen het verval produceert veel warmte
• Zeer trage geleidbaarheid gesteente à warmteophoping in aarde à na
honderden/miljoenen jaren 2000°C gestegen
à smelttemperatuur ijzer à zakt naar
centrum aarde à zwaartekrachtenergie
omgezet in warmte à nog + 2000°C à
lichtere bestanddelen naar opp à primitieve
korst à gassen ontsnapten, proto-atmosfeer
à Hadeaan (4,57 – 4 GA)
• dichtheidscheiding in kern, mantel en - na afkoeling - (proto)korst van lichtere
elementen, achtereenvolgende opsmeltingsfasen à telkens sterkere differentiëring
kern-mantel-korst, dichtheidssortering, zware elementen dieper in aarde en lichte
elementen in aardkorst
• radioactief verval van zware elementen à belangrijke warmtebron
• afkoeling na opsmelten proto-aarde à via convectiestromen (nu zeer traag,
aangedreven door buitenkern)
3.2. Ouderdom aarde en vorming oceanen
• Planetoïdengordel tussen mars en jupiter à ooit voldoende materiaal voor planeet
à getijden werking jupiter te sterk
• Oudste meteoriet: chondriet à toont vorming aardse planeet 4,57 Ga
• Oudste gevonden mineralen: zirkonen à 4,4 Ga in sedimentair gesteente
• Oudste bekende gesteente à +/- 4,0 Ga à betekend dat er drastiche verandering
aan aardopp waren tijdens hadeaan
• Na eerste ontgassing en afkoeling à grote hoeveelheid watderdamp tot water
gecondenseerd à eerste oceanen of hoeveelheid water komt van komeetinslagen
tijdens archeaan à afkomstig vvan kuipergordel (buiten baan pluto)
3.3. Verdere inslaggeschiedenis
• Materiaal maan à uit aarde gekatapulteerd t.g.v. inslag Theia
o Heeft lichtere samenstelling dan aarde à materiaal proto-korst
weggeslingerd samen met deel theia de maan vormde
2
, o Oudste maan gesteente 4,5 miljard jaar à Theia tijdens hadeaan
• Late havy bombardment à laatste grote inslagen 3,9 Ga à typische inslagkraters op
maan, mars en mercurius
o Op de maan en mercurius geen erosie, aarde wel dus inslagkraters
weggeërodeerd
o Oorzaak: verandering in baan van jupiter
• Laatste grote inslag in krijt, 66 miljoen jaar geleden à uitsterven dino’s (planetoïde
van 10 km)
3.4. Ontwikkeling leven
• Mogelijkheid voor leven:
o Atmosfeersamenstelling, eerste organische moleculen hadden een andere
atmosfeersamenstelling
o Ozonlaag à houdt schadelijke stralen tegen (ultraviolet)
o Aardmagneetveld à schild tegen schadelijk geladen deeltjes die meegevoerd
worden door zonnewind (aanwezig door vloeibare buitenkern)
o Dampkring à kleine planetoïden aarde niet bereiken, de druk, temperatuur
en chemische samenstelling à afhankelijk van zwaartekracht
o Atmosfeer en oceanen herverdelen zonne-energie
Hoofdstuk 2: Het inwendige van de aarde
1. De informatie uit de seismologie
1.1. principe van reflectie en refractie van seismische golven en Moho
• seismische golven à door natuurlijke aardbeving/opgewekt door trillingvron
o golven planten zich voort op elasitische weize door aarde, snelheid is evenredig met
de dichtheid
o bij dichtheidscontrast: een deel gereflecteerd (reflectie onder invalshoek) en deel
gaat doorheen contrastvlak (refractie onder andereh hoek)
o refractiegolven à geregistreerd met geofoons à fysisch beeld ondergrond
o P-golven sneller dan S-golven à gebruik voor analyses
o Klassieke techniek voor grote diepten, seismische refractiemethode à verschil in
aankomsttijden, grens korst en mantel afgeleid à MOHO
1.2. banen van aardbevingsgolven
• aardbevingsgolven à grotere bronnenenrgie à door elk dichtheidscontrast
kleine breking en toename voortplantingssnelhied à gebogen baan
• S-golven worden uitgedoofd door vloeibare buitenkern à schaduwzone
buiten 100° vanaf epicentrum (dichtheidscontrast waarbij refractiehoek aan
de buitenste zone van de kern kleiner is dan de invalshoek
3
, • P-golven schaduwzone vormt bolgordel à vloeibare kern vertraagt P-
golven en breking richting centrum aarde à bestaan vaste binnenkern
ontdekt want reflecteerd bepaalde P-golven terug
1.3. samenstelling en structuur van het binnenste van de aarde
• korst en moho:
o de overgang van korst naar mantel à sterke dichtheidscontrast
bij MOHO, materiaal mantel à ultramafische gesteente
peridotiet dat hoge massadichtheid heeft à gevonden door
ontsluitingen in gebergten met dunnere oceaankorst of xenolieten
o korstmateriaal continenten: sedimentaire gesteente, memetamorfe en
stollingsgesteenten, iets dieper SiO2-rijke grantische gesteenten, samenstelling
onderkorst onzeker, overgang: Conrad seismische discontinuïteit
§ dikte: 35 km, bij gebergte 65km, verklaring -> isostasie
o korstmateriaal oceaan: volledig mafische stollingsgesteenen, bovenaan basalt en
onderaan gabbro
§ dikte: 5 km
• mantel (tot 2900 km diepte) 660
o snelheid P- en S-golven nemen toe
o 70-200 km: geringe partiële opsmelting peridotiet
o 200-660: bovenste laag asthenosfeer, partiële opsmelting
reikt tot 660 km, overgang boven- en ondermantel door
mineralogische faseovergan peridotiet
§ Rond 400 km: faseovergang waarbij olivijn naar
dichter gestapeld mineraal wordt omgezet
§ Xenolieten en inluitsels in diamant bevestigen
mineralogische veranderingen bovenste mantel
o Onder 700 km à hoge druk à vast gesteente
o Basis mantel op contact met kern à 200km onregelmatige dikke zone, partieel
gesmolten toestand vanwaar warme mantelpluimen omhoog stijgen + tot hier
zinken oceanische platen in plaatkerkhoven
o Pas op: 2 overlappende indelingen: mantel en korst (chemie en mineralogie),
lithosfeer en asthenosfeer (rigiditeit gesteente)
§ Lithosfeer: vormt tektonische platen, vervormt elastisch, korst + bovenste
deel mantel
§ Asthenosfeer: deel bovenmantel onder tektonische platen, plastische
vervorming t.g.v. partiële opsmelting
o Sismisch-tomografische technieken: verkrijgen afwijkingen voortplantingssnelheid
t.o.v. berekende voorplantingssnelheid à relatief warmte en koude zones à
stijgende en dalende convecties
• de kern
o buitenste zone: vloeibare toestand
4
Hoofdstuk 1
1. De oorsprong van het heelal
Argumentatie oerknal:
• De observatie van het uitdijen van het heelal:
o Gekenmerkt door roodverschuiving (zoals
dopplereffect), o.b.v. verschuiving zwarte
absorptielijnen
• Bestaan kosmsische achtergrondstraling
o Gemiddelde energie komt overeen met T van 3 K à nagloeien van het heelal
o Betekent dat vroeger energie-inhoud groter was en dus hete oerknal
• Chemische samenstelling heelal
o Na kwartier alle materie 76% waterstof en 24% helium
o Zwaartekracht doet gasverdichting samenklonteren tot nevels en sterrenstelsels à
sterren planeten begonnen te vormen
o Tijdens supernova’s/fusie van 2 neutronensterren worden de zwaardere elementen
gevormd
• Ouderdom heelal is 13,7 miljard jaar oud (afstand tot sterrenstelsel delen door snelheid
waarmee het zich verwijdert)
2. De oorsprong van ons zonnestelsel
2.1. Ons zonnestelsel
• Samenstrekken gas en stof door zwaartekracht à hete temperaturen à kernfusie van H
naar He à grote hoeveelheden energie vrijgemaakt à sterren gevormd (onze zon)
• Ons zonnestelsel 5 miljard jaar oud (jong) en aarde bestaat uit restanten sterren
2.2. Vorming planeten
• Zonneveltheorie: bij samentrekken ster roteert een lokale ophoping van gas en stof
steeds sneller waardoor ze afplat: in het centrum een ster en uit de schijf een ring van
planeten, opvallende gelijkaardigheden: gelijkaardige draaizin om zon, gelijkaardige
baanvormen , rotatie zin om eigen as
• Afkoelende zonnenevel à eerst planetesimalen die samenklonteren tot protoplaneten
à planeten (bolvormig) à achterblijfsels zijn dwergplaneten, planetoïden en
meteoroïden
• Soorten planeten:
1
, o reuzenplaneten (grotere afstand van de zon, voornamelijk bestaand uit gassen à
waterstof, helium, ammoniak, methaan)
o aardseplaneten ijzerrijke silicaten en de zware elementen dieper in de aarde
(kern), lichte elementen: O, Si, Al, Ca, Na, K in de aardkorst, magnesium, olivijn in
de mantel, zware elementen in de korst: uranium en thorium
3. Vorming en evolutie vd aarde
3.1. Opsmelten en diffferentiëren aarde
• Stijgen temperatuur aarde
o Inslagwarmte (minder terug uitgestraald naarmate er sneller planetesimalen
werden aangetrokken)
o Warmte uit compressie gassen
o Radioactieve elementen het verval produceert veel warmte
• Zeer trage geleidbaarheid gesteente à warmteophoping in aarde à na
honderden/miljoenen jaren 2000°C gestegen
à smelttemperatuur ijzer à zakt naar
centrum aarde à zwaartekrachtenergie
omgezet in warmte à nog + 2000°C à
lichtere bestanddelen naar opp à primitieve
korst à gassen ontsnapten, proto-atmosfeer
à Hadeaan (4,57 – 4 GA)
• dichtheidscheiding in kern, mantel en - na afkoeling - (proto)korst van lichtere
elementen, achtereenvolgende opsmeltingsfasen à telkens sterkere differentiëring
kern-mantel-korst, dichtheidssortering, zware elementen dieper in aarde en lichte
elementen in aardkorst
• radioactief verval van zware elementen à belangrijke warmtebron
• afkoeling na opsmelten proto-aarde à via convectiestromen (nu zeer traag,
aangedreven door buitenkern)
3.2. Ouderdom aarde en vorming oceanen
• Planetoïdengordel tussen mars en jupiter à ooit voldoende materiaal voor planeet
à getijden werking jupiter te sterk
• Oudste meteoriet: chondriet à toont vorming aardse planeet 4,57 Ga
• Oudste gevonden mineralen: zirkonen à 4,4 Ga in sedimentair gesteente
• Oudste bekende gesteente à +/- 4,0 Ga à betekend dat er drastiche verandering
aan aardopp waren tijdens hadeaan
• Na eerste ontgassing en afkoeling à grote hoeveelheid watderdamp tot water
gecondenseerd à eerste oceanen of hoeveelheid water komt van komeetinslagen
tijdens archeaan à afkomstig vvan kuipergordel (buiten baan pluto)
3.3. Verdere inslaggeschiedenis
• Materiaal maan à uit aarde gekatapulteerd t.g.v. inslag Theia
o Heeft lichtere samenstelling dan aarde à materiaal proto-korst
weggeslingerd samen met deel theia de maan vormde
2
, o Oudste maan gesteente 4,5 miljard jaar à Theia tijdens hadeaan
• Late havy bombardment à laatste grote inslagen 3,9 Ga à typische inslagkraters op
maan, mars en mercurius
o Op de maan en mercurius geen erosie, aarde wel dus inslagkraters
weggeërodeerd
o Oorzaak: verandering in baan van jupiter
• Laatste grote inslag in krijt, 66 miljoen jaar geleden à uitsterven dino’s (planetoïde
van 10 km)
3.4. Ontwikkeling leven
• Mogelijkheid voor leven:
o Atmosfeersamenstelling, eerste organische moleculen hadden een andere
atmosfeersamenstelling
o Ozonlaag à houdt schadelijke stralen tegen (ultraviolet)
o Aardmagneetveld à schild tegen schadelijk geladen deeltjes die meegevoerd
worden door zonnewind (aanwezig door vloeibare buitenkern)
o Dampkring à kleine planetoïden aarde niet bereiken, de druk, temperatuur
en chemische samenstelling à afhankelijk van zwaartekracht
o Atmosfeer en oceanen herverdelen zonne-energie
Hoofdstuk 2: Het inwendige van de aarde
1. De informatie uit de seismologie
1.1. principe van reflectie en refractie van seismische golven en Moho
• seismische golven à door natuurlijke aardbeving/opgewekt door trillingvron
o golven planten zich voort op elasitische weize door aarde, snelheid is evenredig met
de dichtheid
o bij dichtheidscontrast: een deel gereflecteerd (reflectie onder invalshoek) en deel
gaat doorheen contrastvlak (refractie onder andereh hoek)
o refractiegolven à geregistreerd met geofoons à fysisch beeld ondergrond
o P-golven sneller dan S-golven à gebruik voor analyses
o Klassieke techniek voor grote diepten, seismische refractiemethode à verschil in
aankomsttijden, grens korst en mantel afgeleid à MOHO
1.2. banen van aardbevingsgolven
• aardbevingsgolven à grotere bronnenenrgie à door elk dichtheidscontrast
kleine breking en toename voortplantingssnelhied à gebogen baan
• S-golven worden uitgedoofd door vloeibare buitenkern à schaduwzone
buiten 100° vanaf epicentrum (dichtheidscontrast waarbij refractiehoek aan
de buitenste zone van de kern kleiner is dan de invalshoek
3
, • P-golven schaduwzone vormt bolgordel à vloeibare kern vertraagt P-
golven en breking richting centrum aarde à bestaan vaste binnenkern
ontdekt want reflecteerd bepaalde P-golven terug
1.3. samenstelling en structuur van het binnenste van de aarde
• korst en moho:
o de overgang van korst naar mantel à sterke dichtheidscontrast
bij MOHO, materiaal mantel à ultramafische gesteente
peridotiet dat hoge massadichtheid heeft à gevonden door
ontsluitingen in gebergten met dunnere oceaankorst of xenolieten
o korstmateriaal continenten: sedimentaire gesteente, memetamorfe en
stollingsgesteenten, iets dieper SiO2-rijke grantische gesteenten, samenstelling
onderkorst onzeker, overgang: Conrad seismische discontinuïteit
§ dikte: 35 km, bij gebergte 65km, verklaring -> isostasie
o korstmateriaal oceaan: volledig mafische stollingsgesteenen, bovenaan basalt en
onderaan gabbro
§ dikte: 5 km
• mantel (tot 2900 km diepte) 660
o snelheid P- en S-golven nemen toe
o 70-200 km: geringe partiële opsmelting peridotiet
o 200-660: bovenste laag asthenosfeer, partiële opsmelting
reikt tot 660 km, overgang boven- en ondermantel door
mineralogische faseovergan peridotiet
§ Rond 400 km: faseovergang waarbij olivijn naar
dichter gestapeld mineraal wordt omgezet
§ Xenolieten en inluitsels in diamant bevestigen
mineralogische veranderingen bovenste mantel
o Onder 700 km à hoge druk à vast gesteente
o Basis mantel op contact met kern à 200km onregelmatige dikke zone, partieel
gesmolten toestand vanwaar warme mantelpluimen omhoog stijgen + tot hier
zinken oceanische platen in plaatkerkhoven
o Pas op: 2 overlappende indelingen: mantel en korst (chemie en mineralogie),
lithosfeer en asthenosfeer (rigiditeit gesteente)
§ Lithosfeer: vormt tektonische platen, vervormt elastisch, korst + bovenste
deel mantel
§ Asthenosfeer: deel bovenmantel onder tektonische platen, plastische
vervorming t.g.v. partiële opsmelting
o Sismisch-tomografische technieken: verkrijgen afwijkingen voortplantingssnelheid
t.o.v. berekende voorplantingssnelheid à relatief warmte en koude zones à
stijgende en dalende convecties
• de kern
o buitenste zone: vloeibare toestand
4
