Het ontstaan van de planneet aarde, een inleiding
tot de aardwetenschappen
1. Maatschappelijke relevantie van de studie van de aarde
Mens is irrelevant voor geologie
wel op klimaat invloed: eigen ecosysteem kapot maken
Geologie belangrijke fundamenteel wetenschappelijke benadering, maar draagt ook bij in het maatschappelijke
leven:
1) Bescherming tegen natuurverschijnselen (Bv. aardbevingen, vulkaanuitbarstingen, tsunami’s, landverschuivingen, bodemerosie)
2) Natuurlijke delfstoffen
o Metallische ertsen
o Niet-metallische industriële delfstoffen
o Energiedelfstoffen
o Edele metalen
3) Berging afvalstoffen
4) ‘global change’
o Klimaatsverandering = menselijke invloed
o Natuurlijke versus antropogene klimaatsvariaties
o Interdisciplinair onderzoek
5) Constructie- en infrastructuurwerken (Bv. Dammenbouw, tunnelbouw, havenconstructies, wegenbouw)
6) Geowetenschappelijke synthesekaarten (Bv. gewestplannen)
2. De aarde een unieke planneet
Leven Specifieke eigenschappen van de aarde
Vroege atmosfeer ≠ huidige (zuurstof was vroeger toxisch voor het leven en water essentieel)
UV-licht (= zonnestraling dat DNA-schade veroorzaakt) gefilterd door atmosfeer/ dampkring
Dampkring vernietigt meteorieten = bollide-impact
Planeet genoeg zwaartekracht nodig om gassen van de dampkring te kunnen vasthouden
Temperatuur ideaal en verschillen klein door:
o Herverdeling zonne-energie over atmosfeer-oceaan-land
o Afstand aarde-zon
o Broeikaseffect gassen vooral CO2 essentieel voor ontstaan van het leven
Specifieke zwaartekracht atmosfeer met typische samenstelling en druk
Binnentkant planeet: ijzer-nikkel-kern (de zwaardere elementen) zorgt voor sterk magneetveld + afbuiging van
schadelijke producten
Specifieke warmteproductie en koeling in het verleden
Trager: Geringere activiteit Vulkanen: andere atmosfeer en oceanen
Sneller: Continu intens vulkanisme & aardbevingen
→ Warmer klimaat
→ Ontbreken aardmagnetisme
, 3. Enkele grote stappen in de ontwikkeling van planeet aarde
1) Temperatuursevolutie
Afkoelende nevel → condensatie tot planetesimalen → conglomereren → T ↑ door:
Impactwarmte
Compressie - compactiedruk (conductie)
Radioactief verval van U, Th, 40K
= essentieel voor het ontstaan van leven
o Aarde produceert nog steeds warmte in het binnenste van de planneet en deze warmte wordt
vastgehouden in de dampkringen (broeikasgassen) tektoniek wordt door warmte bevorderd
o Stilvallen warmteproductie: broeikasproductie valt stil en planeet bevriest
o Te veel warmteproductie: te warm en te veel tektoniek
2) Interne differentiatie
T ↑ tot ~2000 °C → ijzer smelt → zakt naar centrum aarde → energie komt vrij → T ↑ verder → verdere opsmelting
→ lichtere delen drijven → stollen → korst + gassen ontsnappen → oceanen & atmosfeer
Gevolgen:
Koeling door convectie
Chemische zonering of beter mineralogische zonering door graviteitsscheiding (bv. U aangerijkt in korst in
relatief lichte mineralen)
kern + mantel + korst = bulkaarde
Ijzer maar 4e belangrijkste element van de korst in vergelijking met de
volledige bulkaarde door interne differentiatie.
Merendeel van de nikkel en ijzer zitten in de kern!!
Enkel de buitenste 10 km van de korst bevatten zuurstof.
3) Vorming eerste continenten, oceanen en atmosfeer
Continenten: dikke accumulatie van ± lichte mineralen
Densiteitssortering door herhaald opsmelten, verwering en erosie
Waterdampen ontsnappen uit vulkanen
Primitieve atmosfeer ≈ gassen uit vulkanen
Leven: O2 ↑dan verlies in chemische binding
Platen drijven op vloeibare mantel van de aarde en verschuiven via tektoniek.
nieuwe platen worden gevormd door vulkanisme (vloeibaar materiaal)
Zwaardere gesteente = oceanische korst
Lichtere gesteente = continentale korst
Korsten duiken onder elkaar en worden opgesmolten, dus moeten bijgemaakt worden!
, Deel 1: delfstofkunde
Hoofdstuk 1.1: Algemene delfstofkunde
Mineraal = Natuurlijk voorkomend, vaste, kristallijn (3D), chemische samenstelling (extractie metalen) met fysische
kenmerken (Industriële mineralen)
Mineraloïde = Natuurlijk voorkomende stof met geen systematische ordening (Bv. aardgas, aardolie en vloeibaar water)
geen mineraal!! Bv. steenkool heeft geen kristalijne structuur
Kristal = uiting van kristalstructuur
geen mineraal!! Maar wel veel eigenschappen ervan
Gesteente = Natuurlijk voorkomende, Multi granulaire aggregaat van 1 of meerdere mineralen
Monomineralisch: 1 mineraal (bv. kalksteen of calciet)
Polymineralisch: meerdere mineralen (bv. graniet, kwarts, veldspaat, mica)
Habitus = set van kristalvlakken die de macroscopische vorm van een kristal bepalen
Eenzelfde subtstantie kan vele kristalvormen aannemen met zelfde structuur.
1. Kristallografische kenmerken
1.1 Rooster of ruimtetralie
Opbouw:
1e translatie = 1D rooster
Puntrij met K-perodiciteit volgens vector a⃗ (richting en grootte).
2e translatie = 2D rooster
Netvlak of roostervlak doordat vector b⃗ wordt toegevoegd met α hoek tussen beide vectoren.
3D translatie: 3D rooster
In nature beperkt aantal mogelijkheden van kristalroosters! Chemische inhoud kan wel veranderen!!!
tot de aardwetenschappen
1. Maatschappelijke relevantie van de studie van de aarde
Mens is irrelevant voor geologie
wel op klimaat invloed: eigen ecosysteem kapot maken
Geologie belangrijke fundamenteel wetenschappelijke benadering, maar draagt ook bij in het maatschappelijke
leven:
1) Bescherming tegen natuurverschijnselen (Bv. aardbevingen, vulkaanuitbarstingen, tsunami’s, landverschuivingen, bodemerosie)
2) Natuurlijke delfstoffen
o Metallische ertsen
o Niet-metallische industriële delfstoffen
o Energiedelfstoffen
o Edele metalen
3) Berging afvalstoffen
4) ‘global change’
o Klimaatsverandering = menselijke invloed
o Natuurlijke versus antropogene klimaatsvariaties
o Interdisciplinair onderzoek
5) Constructie- en infrastructuurwerken (Bv. Dammenbouw, tunnelbouw, havenconstructies, wegenbouw)
6) Geowetenschappelijke synthesekaarten (Bv. gewestplannen)
2. De aarde een unieke planneet
Leven Specifieke eigenschappen van de aarde
Vroege atmosfeer ≠ huidige (zuurstof was vroeger toxisch voor het leven en water essentieel)
UV-licht (= zonnestraling dat DNA-schade veroorzaakt) gefilterd door atmosfeer/ dampkring
Dampkring vernietigt meteorieten = bollide-impact
Planeet genoeg zwaartekracht nodig om gassen van de dampkring te kunnen vasthouden
Temperatuur ideaal en verschillen klein door:
o Herverdeling zonne-energie over atmosfeer-oceaan-land
o Afstand aarde-zon
o Broeikaseffect gassen vooral CO2 essentieel voor ontstaan van het leven
Specifieke zwaartekracht atmosfeer met typische samenstelling en druk
Binnentkant planeet: ijzer-nikkel-kern (de zwaardere elementen) zorgt voor sterk magneetveld + afbuiging van
schadelijke producten
Specifieke warmteproductie en koeling in het verleden
Trager: Geringere activiteit Vulkanen: andere atmosfeer en oceanen
Sneller: Continu intens vulkanisme & aardbevingen
→ Warmer klimaat
→ Ontbreken aardmagnetisme
, 3. Enkele grote stappen in de ontwikkeling van planeet aarde
1) Temperatuursevolutie
Afkoelende nevel → condensatie tot planetesimalen → conglomereren → T ↑ door:
Impactwarmte
Compressie - compactiedruk (conductie)
Radioactief verval van U, Th, 40K
= essentieel voor het ontstaan van leven
o Aarde produceert nog steeds warmte in het binnenste van de planneet en deze warmte wordt
vastgehouden in de dampkringen (broeikasgassen) tektoniek wordt door warmte bevorderd
o Stilvallen warmteproductie: broeikasproductie valt stil en planeet bevriest
o Te veel warmteproductie: te warm en te veel tektoniek
2) Interne differentiatie
T ↑ tot ~2000 °C → ijzer smelt → zakt naar centrum aarde → energie komt vrij → T ↑ verder → verdere opsmelting
→ lichtere delen drijven → stollen → korst + gassen ontsnappen → oceanen & atmosfeer
Gevolgen:
Koeling door convectie
Chemische zonering of beter mineralogische zonering door graviteitsscheiding (bv. U aangerijkt in korst in
relatief lichte mineralen)
kern + mantel + korst = bulkaarde
Ijzer maar 4e belangrijkste element van de korst in vergelijking met de
volledige bulkaarde door interne differentiatie.
Merendeel van de nikkel en ijzer zitten in de kern!!
Enkel de buitenste 10 km van de korst bevatten zuurstof.
3) Vorming eerste continenten, oceanen en atmosfeer
Continenten: dikke accumulatie van ± lichte mineralen
Densiteitssortering door herhaald opsmelten, verwering en erosie
Waterdampen ontsnappen uit vulkanen
Primitieve atmosfeer ≈ gassen uit vulkanen
Leven: O2 ↑dan verlies in chemische binding
Platen drijven op vloeibare mantel van de aarde en verschuiven via tektoniek.
nieuwe platen worden gevormd door vulkanisme (vloeibaar materiaal)
Zwaardere gesteente = oceanische korst
Lichtere gesteente = continentale korst
Korsten duiken onder elkaar en worden opgesmolten, dus moeten bijgemaakt worden!
, Deel 1: delfstofkunde
Hoofdstuk 1.1: Algemene delfstofkunde
Mineraal = Natuurlijk voorkomend, vaste, kristallijn (3D), chemische samenstelling (extractie metalen) met fysische
kenmerken (Industriële mineralen)
Mineraloïde = Natuurlijk voorkomende stof met geen systematische ordening (Bv. aardgas, aardolie en vloeibaar water)
geen mineraal!! Bv. steenkool heeft geen kristalijne structuur
Kristal = uiting van kristalstructuur
geen mineraal!! Maar wel veel eigenschappen ervan
Gesteente = Natuurlijk voorkomende, Multi granulaire aggregaat van 1 of meerdere mineralen
Monomineralisch: 1 mineraal (bv. kalksteen of calciet)
Polymineralisch: meerdere mineralen (bv. graniet, kwarts, veldspaat, mica)
Habitus = set van kristalvlakken die de macroscopische vorm van een kristal bepalen
Eenzelfde subtstantie kan vele kristalvormen aannemen met zelfde structuur.
1. Kristallografische kenmerken
1.1 Rooster of ruimtetralie
Opbouw:
1e translatie = 1D rooster
Puntrij met K-perodiciteit volgens vector a⃗ (richting en grootte).
2e translatie = 2D rooster
Netvlak of roostervlak doordat vector b⃗ wordt toegevoegd met α hoek tussen beide vectoren.
3D translatie: 3D rooster
In nature beperkt aantal mogelijkheden van kristalroosters! Chemische inhoud kan wel veranderen!!!
