Hoofdstuk 1: Inleiding
1.1 Aardwetenschappen
= vooral geologie, fysische geografie en bodemkunde
Fysische geologie: materiaal waaruit Planeet Aarde opgebouwd is & de vele processen die erin
plaatsvinden
Historische geologie: ontstaansgeschiedenis vd planeet & zijn evolutie doorheen de tijd
Fysische geografie (= geomorfologie): bestudeert landschapsvormen en -vormende processen
Bodemkunde: biologisch actieeve toplaag vd geosfeer
1.2 Tijd
Ouderdom van Planeet Aarde:
− 1e poging (1600): aarde op 4004 BC geschapen (Bijbel)
− 18e eeuw: min. 300 miljoen jaar (Charles Darwin, meer wetenschappelijke inzichten)
− 1896: natuurlijk absolute klok (door ontdekking radioactiviteit, Henri Becquerel)
− 1950: 4,55 . 109 jaar
− => P2!!!
1.3 Sferen vd Planeet Aarde
Geosfeer: gedeelte onder de atmosfeer en de hydrosfeer dat grotendeels vast is, domineert de
planeet, 6400 km dik
Hydrosfeer: water ad aardopp, vloeibaar water maakt planeet uniek in ons zonnestelsel, vele en
snelle fluxen (=hydrologische cyclus)
Atmosfeer: gasfase boven de geo- en hydrosfeer, heel dun
Biosfeer: geheel van levende organismen, in een zeer nauwe zone nabij grens tss de atmosfeer,
hydrosfeer en geosfeer
-> met elkaar verbonden (gesloten systeem qua materie) => Systeem Aarde
Zon: 1 grote externe energiebron
1.5 Enkele conventies
a: jaar
ka: duizend jaar
Ma: miljoen jaar
Ga: miljard jaar
BP: Before Present, nulpunt is conventioneel 1950
AD: Anno Domini
B2k: before 2000
Aarde = Planeet Aarde = Systeem Aarde = Wereld
Hoofdstuk 2: Kenmerken van planeet Aarde
2.1 Ontstaansgeschiedenis van Planeet Aarde
2.1.1 Oorsprong vh zonnestelsel
,Verloop:
− 13,7 Ga: heelal ontstond tijdens een enorm zware explosie
=> basiselementen van alle materie vh universum quasi direct gevormd
− Initieel: enkel p+, n0 en e- waaruit atomen van H en He ontstonden door thermonucleaire
kernfusie
− 100-den miljoen jaar later: wolken van H en He condenseerden tot 1 e sterren
=> groepeerden tot galactische systemen (bv. Melkweg: 10 Ga geleden gevormd)
− Gassen trokken samen => temp en densiteit stijgt => kernfusie tss H en He en tss He-atomen
onderling => in interstellaire ruimte gestuwd
− Kern vd Zon: enkel vorming He door kernfusie van H (Zon: 99.8% vd totale massa vh
zonnestelsel)
Ons zonnestelsel:
− 4,7 Ga : ontstaan uit contractie ve galactische nevel (= solar nebula)
− Gravitaire interacties: nevel traag te spiralen en samen te trekken
=> in dit centrum: 1e proto-Zon => later Zon (= ster: ruimtelichaam dat bestaat uit
geïoniseerd gas, plasma, door kernfusie)
− Eerst enorm veel warmte vrij door contractie tot de Zon, later weer weg
=> stofdeeltjes en atomen versmolten en geconcentreerd tot primaire gesteenteklompen die
roterende banden vormden
− Vaste of aardse planeten: dichtste banden tot de Zon (Mercurius, Venus, Aarde en Mars)
− Gigantische gasplaneten: Jupiter en Saturnus
− Kleinere planeten: Uranus en Neptunus
− Asteroïdegordel: bevat restanten vd gesteenteklompen die er niet in slaagden zich te
verenigen tot een planeet (tss Mars en Jupiter)
= bron van rondzwervende meteoroïden en de grotere planetoïden
− Kometen: vuile ijsballen, soms extreem elliptische omloopbanen rond de Zon
De Maan:
− ‘echte’ maan van Planeet Aarde
− diameter van ¼ vd Aarde en massa van 1,2% vd Aarde
− draait ongewoon dicht rond onze planeet
Mars:
− enige planeet met de Aarde die vloeibaar water ah opp toelaten (duidelijke sporen aanwezig)
− zeer ijle atmosfeer => nauwelijks watermoleculen ah opp aanwezig
− initieel: atmosferische condities van Aarde en Mars zeer analoog, incl vloeibare metaalkern
die magnetisch veld creëerde
− ☹ kern weggevallen => beschermend effect ook => droge steenplaneet
2.1.2 Vorming vd primitieve planeet Aarde
Verloop:
− Materie accumuleerde verder door inslagen van meteoroïden
− Verval van kortlevende radioactieve elementen => sterke tempstijging => Fe en Ni smolten
=> hele aarde bedekt met magma-oceaan
=> zwaarste elementen zonken + lichtere stegen en vormden primitieve korst (= magma-
gassen, rijk aan O2 ≈ hedendaagse vulkanische gassen)
− Chemische differentiatie: basis vd ijzerrijke kern, dunne korst en daartss de mantel
− Ontgassing tijdens chemische differentiatie vd lichtste elementen
, => basis vd atmosfeer
− Oudste mineralen: 4 Ga oud
− Initieel: id buurt vd aardbaan een kleinere planetoïde
=> 4,6 Ga: botste met de Aarde
=> grote hoeveelheden materie id ruimte geslingerd
=> materie concentreerde zich terug ie baan rond de Aarde
=> verenigde zich tot nieuw kleiner ruimtelichaam, Maan (te klein om gassen vast te houden)
=> Aarde voldoende massa om vrijgekomen gassen vast te houden en atmosfeer te vormen
2.1.3 Vorming vd atmosfeer en oceanen
Samenstelling: nu vooral N (78.1%) en O (20.9%), ook Ar (0.9%) en CO 2(0.04%)
-> grote wijzigingen en schommelingen ondergaan
Verder afkoelen vd planeet:
− Waterdamp condenseerde tot regen
− 4 Ga geleden: 90% vd huidige oceanen gevormd
− 3.7 Ga: 1e anaerobe prokaryoten
− 3.5 Ga: 1e fotosynthetiserende bacteriën (stromatolieten van cyanobacteriën)
=> O2 vrij als restproduct
=> reageerde met Fe: vormden uitgebreide precambrische Fe-afzettingen (nu: voornaamste
bron van ijzererts)
− 2.2 Ga: O2 massaal vrij id atmosfeer (deel reageerde tot ozon en accumuleerde id stratosfeer)
− 1.5 Ga: vrij stabiel O2-niveau (5%)
− Sinds 650 Ma: O2-niveau neemt schommelend toe
− Initiële regen: zuur => tastte de gesteenten sterk aan
=> vrijgekomen elementen accumuleerden id oceanen (=> werden zoutrijker)
− 2 Ga: samenstelling vh zeewater stabiliseerde (3,5% opgeloste zouten)
− Mariene kalksteen- en kiezelsedimenten: vooral CaCO 3 en SiO2
2.1.4 Vorming vd eerste continenten
Verloop:
− Archeaan: 1e gevormde primitieve korst uit gesmolten mantelgesteenten (basaltisch)
− Korstmateriaal afgebroken door verwering en door het wegzinken id mantel
=> opstijgende magma werd Si-rijker en dus licht dan mantelgesteente
− 3 Ga: meeste continenten voldoende groot, licht en dik om te weerstaan ah wegzinken en
opsmelten (=> grote eenheden, cratons, ontstaan)
, − Einde vh Precambrium (541 Ma): huidige continentale korst vr 85% gevormd door verder
samenkitten
− Platentektoniek: vulkanisme en orogenese & continue afbraak door verwering
− Schilden: hedendaagse dagzomende delen van de cratons
2.2 Opbouw van Planeet Aarde
2.2.1 Vorm en afmeting
Kenmerken vd Aarde:
− Ellipsoïde met afplattingsfactor van 0,0033
− Aardstraal: 6371 km
− Omtrek langsheen evenaar: 40 075 km, omtrek langsheen polen: 40 008 km
− Aardopp: 510.106 km
− 70,8% bedekt met water
− Max hoogte: 8848m (Mount Everest), grootste diepte: -10 911m (Marianentrog)
− Gemid dichtheid: 5,52 g/cm3
2.2.2 inwendige bouw
Korst:
− Dunne gesteentelaag
− Continentale korst: 25-40m dik, granitisch, densiteit = 2,7 g/cm 3, sterk
uiteenlopende ouderdom
− Oceanische korst: 7m dik, zwaarder basaltisch, densiteit = 3,0 g/cm 3,
nergens ouder dan 180 Ma (continu aangemaakt en afgebroken)
Mantel:
− > 82% vh volume
− Omhulsel uit vaste gesteente tot een diepte van 2890 km
− Duidelijk ≠ samenstelling bij korst en mantel
− Rijker aan Mg en Fe: dominante mineraal is olivijn en overeenkomstige gesteentetype is
peridotiet
− Chemisch homogeen deel: bovenste mantel (tot 660 km diepte) en onderste mantel
− Densiteit van 3,3 g/cm3 (korst) tot 5,7 g/cm3 (kern)
− Geothermische gradiënt overal 0,5 °C/km: gesteente id onderste mantel heel sterk
samengedrukt en warm (kunnen geleidelijk deformeren)
− Lithosfeer: harde buitenste schil (= korst en vaste buitenste deel vd mantel), 100-250 km dik,
gesteenten steeds weker en meer deformeerbaar (door toenemende druk) tot partiële
smelting
− Asthenosfeer: tot een diepte van 350-410 km, weke toestand (partiële smelting), beweegt
onafhankelijk vd onderliggende mantel
Kern:
− Begint op 2890 km onder het aardopp
− Uit legering van Fe en Ni
− Extreme druk => densiteit: 11 g/cm3
− Buitenkern: vloeibare laag van 2260 km dik, bewegingen veroorzaken magnetisch veld (kan
in sterkte fluctueren en in polariteit omwisselen)
1.1 Aardwetenschappen
= vooral geologie, fysische geografie en bodemkunde
Fysische geologie: materiaal waaruit Planeet Aarde opgebouwd is & de vele processen die erin
plaatsvinden
Historische geologie: ontstaansgeschiedenis vd planeet & zijn evolutie doorheen de tijd
Fysische geografie (= geomorfologie): bestudeert landschapsvormen en -vormende processen
Bodemkunde: biologisch actieeve toplaag vd geosfeer
1.2 Tijd
Ouderdom van Planeet Aarde:
− 1e poging (1600): aarde op 4004 BC geschapen (Bijbel)
− 18e eeuw: min. 300 miljoen jaar (Charles Darwin, meer wetenschappelijke inzichten)
− 1896: natuurlijk absolute klok (door ontdekking radioactiviteit, Henri Becquerel)
− 1950: 4,55 . 109 jaar
− => P2!!!
1.3 Sferen vd Planeet Aarde
Geosfeer: gedeelte onder de atmosfeer en de hydrosfeer dat grotendeels vast is, domineert de
planeet, 6400 km dik
Hydrosfeer: water ad aardopp, vloeibaar water maakt planeet uniek in ons zonnestelsel, vele en
snelle fluxen (=hydrologische cyclus)
Atmosfeer: gasfase boven de geo- en hydrosfeer, heel dun
Biosfeer: geheel van levende organismen, in een zeer nauwe zone nabij grens tss de atmosfeer,
hydrosfeer en geosfeer
-> met elkaar verbonden (gesloten systeem qua materie) => Systeem Aarde
Zon: 1 grote externe energiebron
1.5 Enkele conventies
a: jaar
ka: duizend jaar
Ma: miljoen jaar
Ga: miljard jaar
BP: Before Present, nulpunt is conventioneel 1950
AD: Anno Domini
B2k: before 2000
Aarde = Planeet Aarde = Systeem Aarde = Wereld
Hoofdstuk 2: Kenmerken van planeet Aarde
2.1 Ontstaansgeschiedenis van Planeet Aarde
2.1.1 Oorsprong vh zonnestelsel
,Verloop:
− 13,7 Ga: heelal ontstond tijdens een enorm zware explosie
=> basiselementen van alle materie vh universum quasi direct gevormd
− Initieel: enkel p+, n0 en e- waaruit atomen van H en He ontstonden door thermonucleaire
kernfusie
− 100-den miljoen jaar later: wolken van H en He condenseerden tot 1 e sterren
=> groepeerden tot galactische systemen (bv. Melkweg: 10 Ga geleden gevormd)
− Gassen trokken samen => temp en densiteit stijgt => kernfusie tss H en He en tss He-atomen
onderling => in interstellaire ruimte gestuwd
− Kern vd Zon: enkel vorming He door kernfusie van H (Zon: 99.8% vd totale massa vh
zonnestelsel)
Ons zonnestelsel:
− 4,7 Ga : ontstaan uit contractie ve galactische nevel (= solar nebula)
− Gravitaire interacties: nevel traag te spiralen en samen te trekken
=> in dit centrum: 1e proto-Zon => later Zon (= ster: ruimtelichaam dat bestaat uit
geïoniseerd gas, plasma, door kernfusie)
− Eerst enorm veel warmte vrij door contractie tot de Zon, later weer weg
=> stofdeeltjes en atomen versmolten en geconcentreerd tot primaire gesteenteklompen die
roterende banden vormden
− Vaste of aardse planeten: dichtste banden tot de Zon (Mercurius, Venus, Aarde en Mars)
− Gigantische gasplaneten: Jupiter en Saturnus
− Kleinere planeten: Uranus en Neptunus
− Asteroïdegordel: bevat restanten vd gesteenteklompen die er niet in slaagden zich te
verenigen tot een planeet (tss Mars en Jupiter)
= bron van rondzwervende meteoroïden en de grotere planetoïden
− Kometen: vuile ijsballen, soms extreem elliptische omloopbanen rond de Zon
De Maan:
− ‘echte’ maan van Planeet Aarde
− diameter van ¼ vd Aarde en massa van 1,2% vd Aarde
− draait ongewoon dicht rond onze planeet
Mars:
− enige planeet met de Aarde die vloeibaar water ah opp toelaten (duidelijke sporen aanwezig)
− zeer ijle atmosfeer => nauwelijks watermoleculen ah opp aanwezig
− initieel: atmosferische condities van Aarde en Mars zeer analoog, incl vloeibare metaalkern
die magnetisch veld creëerde
− ☹ kern weggevallen => beschermend effect ook => droge steenplaneet
2.1.2 Vorming vd primitieve planeet Aarde
Verloop:
− Materie accumuleerde verder door inslagen van meteoroïden
− Verval van kortlevende radioactieve elementen => sterke tempstijging => Fe en Ni smolten
=> hele aarde bedekt met magma-oceaan
=> zwaarste elementen zonken + lichtere stegen en vormden primitieve korst (= magma-
gassen, rijk aan O2 ≈ hedendaagse vulkanische gassen)
− Chemische differentiatie: basis vd ijzerrijke kern, dunne korst en daartss de mantel
− Ontgassing tijdens chemische differentiatie vd lichtste elementen
, => basis vd atmosfeer
− Oudste mineralen: 4 Ga oud
− Initieel: id buurt vd aardbaan een kleinere planetoïde
=> 4,6 Ga: botste met de Aarde
=> grote hoeveelheden materie id ruimte geslingerd
=> materie concentreerde zich terug ie baan rond de Aarde
=> verenigde zich tot nieuw kleiner ruimtelichaam, Maan (te klein om gassen vast te houden)
=> Aarde voldoende massa om vrijgekomen gassen vast te houden en atmosfeer te vormen
2.1.3 Vorming vd atmosfeer en oceanen
Samenstelling: nu vooral N (78.1%) en O (20.9%), ook Ar (0.9%) en CO 2(0.04%)
-> grote wijzigingen en schommelingen ondergaan
Verder afkoelen vd planeet:
− Waterdamp condenseerde tot regen
− 4 Ga geleden: 90% vd huidige oceanen gevormd
− 3.7 Ga: 1e anaerobe prokaryoten
− 3.5 Ga: 1e fotosynthetiserende bacteriën (stromatolieten van cyanobacteriën)
=> O2 vrij als restproduct
=> reageerde met Fe: vormden uitgebreide precambrische Fe-afzettingen (nu: voornaamste
bron van ijzererts)
− 2.2 Ga: O2 massaal vrij id atmosfeer (deel reageerde tot ozon en accumuleerde id stratosfeer)
− 1.5 Ga: vrij stabiel O2-niveau (5%)
− Sinds 650 Ma: O2-niveau neemt schommelend toe
− Initiële regen: zuur => tastte de gesteenten sterk aan
=> vrijgekomen elementen accumuleerden id oceanen (=> werden zoutrijker)
− 2 Ga: samenstelling vh zeewater stabiliseerde (3,5% opgeloste zouten)
− Mariene kalksteen- en kiezelsedimenten: vooral CaCO 3 en SiO2
2.1.4 Vorming vd eerste continenten
Verloop:
− Archeaan: 1e gevormde primitieve korst uit gesmolten mantelgesteenten (basaltisch)
− Korstmateriaal afgebroken door verwering en door het wegzinken id mantel
=> opstijgende magma werd Si-rijker en dus licht dan mantelgesteente
− 3 Ga: meeste continenten voldoende groot, licht en dik om te weerstaan ah wegzinken en
opsmelten (=> grote eenheden, cratons, ontstaan)
, − Einde vh Precambrium (541 Ma): huidige continentale korst vr 85% gevormd door verder
samenkitten
− Platentektoniek: vulkanisme en orogenese & continue afbraak door verwering
− Schilden: hedendaagse dagzomende delen van de cratons
2.2 Opbouw van Planeet Aarde
2.2.1 Vorm en afmeting
Kenmerken vd Aarde:
− Ellipsoïde met afplattingsfactor van 0,0033
− Aardstraal: 6371 km
− Omtrek langsheen evenaar: 40 075 km, omtrek langsheen polen: 40 008 km
− Aardopp: 510.106 km
− 70,8% bedekt met water
− Max hoogte: 8848m (Mount Everest), grootste diepte: -10 911m (Marianentrog)
− Gemid dichtheid: 5,52 g/cm3
2.2.2 inwendige bouw
Korst:
− Dunne gesteentelaag
− Continentale korst: 25-40m dik, granitisch, densiteit = 2,7 g/cm 3, sterk
uiteenlopende ouderdom
− Oceanische korst: 7m dik, zwaarder basaltisch, densiteit = 3,0 g/cm 3,
nergens ouder dan 180 Ma (continu aangemaakt en afgebroken)
Mantel:
− > 82% vh volume
− Omhulsel uit vaste gesteente tot een diepte van 2890 km
− Duidelijk ≠ samenstelling bij korst en mantel
− Rijker aan Mg en Fe: dominante mineraal is olivijn en overeenkomstige gesteentetype is
peridotiet
− Chemisch homogeen deel: bovenste mantel (tot 660 km diepte) en onderste mantel
− Densiteit van 3,3 g/cm3 (korst) tot 5,7 g/cm3 (kern)
− Geothermische gradiënt overal 0,5 °C/km: gesteente id onderste mantel heel sterk
samengedrukt en warm (kunnen geleidelijk deformeren)
− Lithosfeer: harde buitenste schil (= korst en vaste buitenste deel vd mantel), 100-250 km dik,
gesteenten steeds weker en meer deformeerbaar (door toenemende druk) tot partiële
smelting
− Asthenosfeer: tot een diepte van 350-410 km, weke toestand (partiële smelting), beweegt
onafhankelijk vd onderliggende mantel
Kern:
− Begint op 2890 km onder het aardopp
− Uit legering van Fe en Ni
− Extreme druk => densiteit: 11 g/cm3
− Buitenkern: vloeibare laag van 2260 km dik, bewegingen veroorzaken magnetisch veld (kan
in sterkte fluctueren en in polariteit omwisselen)
