Geologische jdschaal
Figuur 1: Kennen!
§
Inhoud
1. Het ontstaan van de aarde ..................................................................................................... 2
2. Het Inwendige van de aarde................................................................................................... 7
3. Platentektoniek .................................................................................................................... 17
4. Mineralen ............................................................................................................................. 34
5. Stollingsgesteenten: plutonisme en vulkanisme .................................................................. 44
DE SYSTEMATIEK IN HET VOORKOMEN VAN VULKANEN ........................................................................... 53
6. De verwering van gesteenten ............................................................................................... 56
7. Sedimenta e en sedimentaire gesteenten .......................................................................... 63
8. Metamorfose en metamorfe gesteenten ............................................................................. 77
9. Stra grafie: ordening van gesteenten en geologische jd ................................................... 83
10. Paleoklimaat ....................................................................................................................... 93
1
,1. Het ontstaan van de aarde
1) DE OORSPRONG VAN HET HEELAL
De oerknaltheorie of de Big Bang theorie – 1930 prof Georges Lemaître
= 13.7 miljard jaar geleden; alle materie en energie van het heelal vanuit 1 punt
geëxplodeerd
Expansie -> a oeling -> vorming en fusie van eerste atomen
Argumenten
1. Uitdijen van het heelal
a. Roodverschuiving: lichtspectra van verre sterrenstelsels verschoven naar
‘rode kant’ van EM spectrum – de golflengte van het door een hemellichaam
uitgestraalde lichtspectra neemt toe
b. De mate van verschuiving bepaalt op basis van
absorp elijnen/Fraunhoferlijnen tov lichtspectrum
2. Kosmische achtergrondstraling
a. Lage radiogolven met zeer lage energie-inhoud naderen ons vanuit alle
rich ngen van het heelal -> nagloeien van oerknal (reststraling van massale
fusie van H naar He)
b. Golflengte vroeger korter -> energie-inhoud groter -> hete oerknal!
3. Chemische samenstelling heelal
a. 15 min na start oerknal: alle H (76%) en He (24%) gevormd
b. Huidige samenstelling: 72% en 26% door vorming van alle zwaardere
elementen (2%) in sterren en supernova’s
Afstand tot sterrenstelsel / snelheid sterrenstelsel weg van ons = ouderdom oerknal -> 13.7
miljard jaar geleden
Lichtsnelheid: 300 000 km/s lichtjaar: 365 . 24 .60 . 60 . 300 000 = 9460 800 000 000 km
Wat was er voor de oerknal? = nog steeds onbekend
Na vorming van H en He: vorming C tot en met Fe door kernfusie in 1 ste genera e massieve
sterren, elementen komen vrij als ster ster (kleine sterren via rode reus tot wi e dwerg,
zware sterren via supernova = vorming van zeldzame elementen)
2) DE OORSPRONG VAN HET ZONNESTELSEL
2
,De oorsprong van sterren en de zon
Zwaartekracht zorgde voor samentrekking van wolken met verhoogde concentra e van gas
en stof -> gas- en stofwolken (nevels)
Samentrekking -> hoge temperaturen -> watersto ernen worden tegen elkaar geslagen
(kernfusie van H tot He) -> immense hoeveelheden energie -> vorming sterren; stralen zorgt
voor permanent licht in universum
Ons zonnestelsel: rela ef jong: 5 miljard jaar
Stervende sterren: via supernova of door verlies van buitenste schil (‘koude’ rode-reus ->
wi e dwerg)
Hete (blauwe) en massieve sterren -> korte levensduur door snel verbruik brandstof voor
kernfusie -> supernova
De vorming van planeten
Zonneneveltheorie (1750-1800 Kant, Laplace …): samentrekking van steeds sneller roterende
gas- en stofwolken -> afpla ng tot schijf met centrale verdikking
(belangrijk argument: alle planeten in zelfde vlak in gelijkaardige baan rond de zon)
Centrale deel -> zon pla e schijf -> planeten
Deel v vluch ge bestanddelen met lage stollingstemperatuur (H2, He, NH3…) in pla e schijf
worden naar buiten geslingerd en zware elementen met een hoge T-stelling blijven achter ->
basis voor scheiding tussen kleine terrestrische planeten dichtbij de zon en grotere gasreuzen
veraf
Schijf van stof: gravita e en samenklontering -> banen van klein puin -> vorming
planetesimalen die samenklonteren tot protoplaneten met onregelma ge vorm, en
vervolgens tot bolvormige planeten
Achterblijvers worden gegroepeerd in de dwergplaneten (bv Pluto), de planetoïden (bv.
Pallas), de meteorieten en ook tot nog kleiner materiaal: micrometeoroïden en kosmisch
stof)
99.8% van alle massa van zonnestelsel in de zon!
1 AU = Astronomische unit = 150 000 000 km = afstand zon tot aarde
Zon = middelgrote ster aan rand van spiraal van Melkwegstelsel (+- 300 miljard sterren),
heelal > 170 miljard sterrenstelsels
Over 5 miljard jaar: brandstof voor kernfusie raakt op -> grote reus slokt Mercurius, Venus en
Aarde op, alvorens buitenste schuil van zon losgeraakt
3
, 3) DE VORMING EN EVOLUTIE VAN DE AARDE
Opsmelten en differen ëren van de aarde
Samenklonteren van planetesimalen met zwaardere elementen (vooral veel Fe) en lichtere
elementen (vooral H, He, C, N, O, Al, Si) door zwaartekracht -> vorming proto-aarde
Warmte geproduceerd door:
- Inslagen van talloze brokstukken (impactwarmte)
- Samentrekking van gassen
- Verval van radioac eve elementen
- Fric e door convec estromen
opsmelten tot bolvormige proto-aarde (1000-2000 K aan opp) -> dichtheidsscheiding
in kern, mantel en – na a oeling – (proto) korst van lichtere elementen)
Achtereenvolgende opsmel ngsfasen -> telkens sterkere differen ëring kern-mantel-korst
Gassen die ontsnapten uit de aarde vormden een proto-atmosfeer
Chemische en mineralogische differen ëring
Differen ëring -> chemische en mineralogische zonering van aarde. Korst rela ef aangereikt
met lichtere elementen (O, Si, Al, Ca, Na, K) -> ook belangrijkste gesteentevormende lichte
elementen in korst
Korst ook veel zware radioac eve (sporen)elementen, gebonden in kristalroosters van
uitkristalliserende mineralen bij a oeling
Differen ëring samen met convec e in aarde -> groot verlies van warmte -> stolling van
mantel -> vertraging van convec e en a oeling
+ radioac eve elementen in korst produceren ook warmte inhibi e a oeling aarde
Aardkorst voornamelijk 8 elementen: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg
O + Si = 74% van totale massa v aardkorst; SiO44- tetraëders: basiscomponenten van alle
silicaten
De ouderdom van de vorming vd aarde en de oceanen
4
Figuur 1: Kennen!
§
Inhoud
1. Het ontstaan van de aarde ..................................................................................................... 2
2. Het Inwendige van de aarde................................................................................................... 7
3. Platentektoniek .................................................................................................................... 17
4. Mineralen ............................................................................................................................. 34
5. Stollingsgesteenten: plutonisme en vulkanisme .................................................................. 44
DE SYSTEMATIEK IN HET VOORKOMEN VAN VULKANEN ........................................................................... 53
6. De verwering van gesteenten ............................................................................................... 56
7. Sedimenta e en sedimentaire gesteenten .......................................................................... 63
8. Metamorfose en metamorfe gesteenten ............................................................................. 77
9. Stra grafie: ordening van gesteenten en geologische jd ................................................... 83
10. Paleoklimaat ....................................................................................................................... 93
1
,1. Het ontstaan van de aarde
1) DE OORSPRONG VAN HET HEELAL
De oerknaltheorie of de Big Bang theorie – 1930 prof Georges Lemaître
= 13.7 miljard jaar geleden; alle materie en energie van het heelal vanuit 1 punt
geëxplodeerd
Expansie -> a oeling -> vorming en fusie van eerste atomen
Argumenten
1. Uitdijen van het heelal
a. Roodverschuiving: lichtspectra van verre sterrenstelsels verschoven naar
‘rode kant’ van EM spectrum – de golflengte van het door een hemellichaam
uitgestraalde lichtspectra neemt toe
b. De mate van verschuiving bepaalt op basis van
absorp elijnen/Fraunhoferlijnen tov lichtspectrum
2. Kosmische achtergrondstraling
a. Lage radiogolven met zeer lage energie-inhoud naderen ons vanuit alle
rich ngen van het heelal -> nagloeien van oerknal (reststraling van massale
fusie van H naar He)
b. Golflengte vroeger korter -> energie-inhoud groter -> hete oerknal!
3. Chemische samenstelling heelal
a. 15 min na start oerknal: alle H (76%) en He (24%) gevormd
b. Huidige samenstelling: 72% en 26% door vorming van alle zwaardere
elementen (2%) in sterren en supernova’s
Afstand tot sterrenstelsel / snelheid sterrenstelsel weg van ons = ouderdom oerknal -> 13.7
miljard jaar geleden
Lichtsnelheid: 300 000 km/s lichtjaar: 365 . 24 .60 . 60 . 300 000 = 9460 800 000 000 km
Wat was er voor de oerknal? = nog steeds onbekend
Na vorming van H en He: vorming C tot en met Fe door kernfusie in 1 ste genera e massieve
sterren, elementen komen vrij als ster ster (kleine sterren via rode reus tot wi e dwerg,
zware sterren via supernova = vorming van zeldzame elementen)
2) DE OORSPRONG VAN HET ZONNESTELSEL
2
,De oorsprong van sterren en de zon
Zwaartekracht zorgde voor samentrekking van wolken met verhoogde concentra e van gas
en stof -> gas- en stofwolken (nevels)
Samentrekking -> hoge temperaturen -> watersto ernen worden tegen elkaar geslagen
(kernfusie van H tot He) -> immense hoeveelheden energie -> vorming sterren; stralen zorgt
voor permanent licht in universum
Ons zonnestelsel: rela ef jong: 5 miljard jaar
Stervende sterren: via supernova of door verlies van buitenste schil (‘koude’ rode-reus ->
wi e dwerg)
Hete (blauwe) en massieve sterren -> korte levensduur door snel verbruik brandstof voor
kernfusie -> supernova
De vorming van planeten
Zonneneveltheorie (1750-1800 Kant, Laplace …): samentrekking van steeds sneller roterende
gas- en stofwolken -> afpla ng tot schijf met centrale verdikking
(belangrijk argument: alle planeten in zelfde vlak in gelijkaardige baan rond de zon)
Centrale deel -> zon pla e schijf -> planeten
Deel v vluch ge bestanddelen met lage stollingstemperatuur (H2, He, NH3…) in pla e schijf
worden naar buiten geslingerd en zware elementen met een hoge T-stelling blijven achter ->
basis voor scheiding tussen kleine terrestrische planeten dichtbij de zon en grotere gasreuzen
veraf
Schijf van stof: gravita e en samenklontering -> banen van klein puin -> vorming
planetesimalen die samenklonteren tot protoplaneten met onregelma ge vorm, en
vervolgens tot bolvormige planeten
Achterblijvers worden gegroepeerd in de dwergplaneten (bv Pluto), de planetoïden (bv.
Pallas), de meteorieten en ook tot nog kleiner materiaal: micrometeoroïden en kosmisch
stof)
99.8% van alle massa van zonnestelsel in de zon!
1 AU = Astronomische unit = 150 000 000 km = afstand zon tot aarde
Zon = middelgrote ster aan rand van spiraal van Melkwegstelsel (+- 300 miljard sterren),
heelal > 170 miljard sterrenstelsels
Over 5 miljard jaar: brandstof voor kernfusie raakt op -> grote reus slokt Mercurius, Venus en
Aarde op, alvorens buitenste schuil van zon losgeraakt
3
, 3) DE VORMING EN EVOLUTIE VAN DE AARDE
Opsmelten en differen ëren van de aarde
Samenklonteren van planetesimalen met zwaardere elementen (vooral veel Fe) en lichtere
elementen (vooral H, He, C, N, O, Al, Si) door zwaartekracht -> vorming proto-aarde
Warmte geproduceerd door:
- Inslagen van talloze brokstukken (impactwarmte)
- Samentrekking van gassen
- Verval van radioac eve elementen
- Fric e door convec estromen
opsmelten tot bolvormige proto-aarde (1000-2000 K aan opp) -> dichtheidsscheiding
in kern, mantel en – na a oeling – (proto) korst van lichtere elementen)
Achtereenvolgende opsmel ngsfasen -> telkens sterkere differen ëring kern-mantel-korst
Gassen die ontsnapten uit de aarde vormden een proto-atmosfeer
Chemische en mineralogische differen ëring
Differen ëring -> chemische en mineralogische zonering van aarde. Korst rela ef aangereikt
met lichtere elementen (O, Si, Al, Ca, Na, K) -> ook belangrijkste gesteentevormende lichte
elementen in korst
Korst ook veel zware radioac eve (sporen)elementen, gebonden in kristalroosters van
uitkristalliserende mineralen bij a oeling
Differen ëring samen met convec e in aarde -> groot verlies van warmte -> stolling van
mantel -> vertraging van convec e en a oeling
+ radioac eve elementen in korst produceren ook warmte inhibi e a oeling aarde
Aardkorst voornamelijk 8 elementen: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg
O + Si = 74% van totale massa v aardkorst; SiO44- tetraëders: basiscomponenten van alle
silicaten
De ouderdom van de vorming vd aarde en de oceanen
4
