File : GEOLOGIE.TXT Compiled by : Arthur & Robin Rinkel From : Teletext info, pagina 354, bij de documentaire 'Ontdek de geologie' van Teleac Last update : 21 october 1994 21:02 Missed : 2x onbekend 'Aardbevingen voorspellen' ============================================================================ Subject: Ontdek de geologie Date : 2 mei 1994 De chemische samenstelling van de aardkorst. Volume Gewicht Zuurstof 46,6% 93,8% Silicium 27,7% 0,9% Aluminium 8,1% 0,5% Ijzer 5% 0,4% Calcium 3,6% 1% Natrium 2,8% 1,3% Kalium 2,6% 1,8% Magnesium 2,1% 0,3% De korst bestaat dus voor het grootste deel uit zuurstof. Aardwarmte De temperatuur van het gesteente neemt met 1C per 30 meter toe. Op 1000 km diepte is het 1700C. In de aardkern is het ruim 2500C. De temperatuur van gesmolten ijzer in een hoogoven is ongeveer 200C. Bij het maken van lange tunnels in de Alpen kan het midden van een tunnel wel 60C worden. Zelfs midden in de winter moet bij het boren dus voortdurend gekoeld anders houden de arbeiders het niet uit. Meteorieten Dit zijn stenen die vanuit de ruimte op de Aarde zijn gevallen. Kleine meteorieten (tot 10 kg.) worden zodanig door de lucht afgeremd dat ze slechts enkele dm in de bodem dringen. Hele grote meteorieten gaan zo hard door de atmosfeer dat ze door de wrijvingswarmte geheel of gedeeltelijk verdampen. De grootste nog in tact zijnde meteoriet, eentje van 60 ton, is gevonden in Namibie. Theorieen over drijvende kontinenten Ene Abraham Ortelius, Antwerps kartograaf, verklaarde in 1596 al dat Atlantis niet gezonken is, maar weggedreven. Atlantis is Amerika. Hij baseerde zijn stelling op de overeenkomst in vorm tussen Amerika en Europa/Afrika. De zwakte van Wegeners Kontinentendrift theorie was dat hij dacht dat de kontinenten als een soort boten door de oceanen waren gevaren, met de gebergtes als boeggolven. De doorbraak kwam pas toen bleek dat de oceanen zelf ook schuivende platen waren. 'Diep' de Aarde in Vergeleken met de Aarde als geheel is het nog minder dan een muggeprik, maar de Russen hebben een enorme technische prestatie geleverd door een boring van ruim 12 km diepte te doen. De hoge temperatuur en het gewicht van de 12 km buis op de boorkop stellen hoge eisen aan het materiaal. In Duitsland is men ook met een diepboring bezig. Men wil daar tot 10 km diepte komen. De boortoren staat in Windischenbach, Oberpfalz, Beieren en is voor het publiek toegankelijk. Subject: Ontdek de geologie Date : 4 mei 1994 Oude theorieen over een 'rusteloze' Aarde En theorie verklaarde de gebergtes op de Aarde door aan te nemen dat de Aarde sinds de vorming van de korst is gekrompen. De bergen zouden dan ontstaan zijn als de rimpels in de schil van een indrogende appel. Een andere theorie ging er juist van uit dat de Aarde steeds groter is geworden. Oorspronkelijk vormden alle kontinenten aan elkaar een gesloten oerkorst. Door het opzwellen is die korst gescheurd en zijn de kontinenten steeds verder uit elkaar komen te liggen. Meteorieten De twee belangerijkste groepen stenen die uit de ruimte op de Aarde vallen zijn de stenenmeteorieten (86%) en de ijzermeteorieten (6%). Alle meteorieten lijken afkomstig te zijn van materiaal uit ons eigen zonnestelsel. Ze komen dus niet uit het heelal buiten het zonnestelsel. De ouderdommen van meteorieten varieert van 3,5 tot 4,6 miljard jaar. De oudste meteorieten zijn daarmee even oud als de geschatte ouderdom van de Aarde. Steenmeteorieten Veel steenmeteorieten bevatten bolletjes die hooguit enkele millimeters groot zijn. Deze bolletjes worden 'chondren' genoemd. Meteorieten die chondren bevatten worden chondrieten genoemd. Er wordt veronderstelt dat chondrieten restanten zijn van de oernevel. Uit de oernevel zouden de zon en de planeten gecondenseerd zijn. Door het bestuderen van chondrieten kijken we dus heel ver terug in de geschiedenis en leren we meer over het ontstaan van het zonnestelsel. Ijzermeteorieten Ijzermeteorieten bestaan grotendeels uit nikkelhoudend ijzer (5 a 10% nikkel). Een doorgezaagde en gepolijste ijzermeteoriet vertoont een structuur van elkaar kruisende kristallamellen. Dit zijn de zgn. 'figuren van von Widmansttten'. Zij bewijzen dat ijzermeteorieten ooit gevormd zijn bij een hele langzame afkoeling: 1 tot 10C per miljoen jaar. Dat kan alleen als ze deel uitmaken van enkele honderden kilometers of meer. Subject: Ontdek de geologie Date : 6 mei 1994 Enkele cijfers over de aardbol De massa is 697 '+ 22 nullen' kilogram. Het gemiddelde soortelijk gewicht van de Aarde is 5,52 gram per kubieke centimeter. Ter vergelijking: goud heeft een S.G. van 19,3. Het volume is 1.083.230 miljoen kubieke kilometer. Het gehele aardoppervlak is 510 miljoen vierkant kilometer. Daarvan bestaat 29,2% uit land, 3% van de aardbol is bedekt met ijs. Meteorieten Wanneer meteorieten door de atmosfeer vallen worden ze zo heet dat de buitenkant smelt. Dit gesmolten materiaal verstuift tot hele kleine druppeltjes, niet groter dan 0,2 mm. Die druppeltjes stollen vrijwel gelijk tot kleine glasachtige balletjes. Dit wordt 'meteorietenstof' genoemd. Doordat er maar weinig kleideeltjes op de diepe oceaanbodem neerdalen zijn ze daar in relatief hoge concentraties te vinden. De Aarde van binnen De Aarde van binnen bekijken lukt niet. Toch zijn er veel manieren om iets over het binnenste te weten te komen. De meest gebruikte methode is de bestudering van aardbevingsgolven. Door de opkomst van de ruimtevaart is het nu ook mogelijk om allerlei andere zaken te meten. Kleine afwijking in gemiddelde temperatuur, magnetisme of de vorm van de aardbol kunnen ook iets over het binnenste zeggen. Geologisch nieuws De Utrechtse geofysicus W.Spakman heeft de AKZO-prijs 1994 toegekend gekregen. Hij kreeg de prijs ter bekroning van zijn grensverleggend onderzoek op het gebied van de seismische tomografie (zie volgende pagina). De prijs bestaat uit een oorkonde en een bedrag van 25.000 gulden. (Omdat AKZO niet zo lang geleden het bedrijf Nobel heeft overgenomen is het dus ook een beetje een Nobel-prijs). Seismische tomografie Dit is een tak van de geologie waarbij men met behulp van seismische golven een beeld krijgt van een gedeeltelijke doorsnede van de Aarde. Het is net alsof je een stukje uit de Aarde snijdt en dit dan aan de zijkant bekijkt. Het bijzondere van Spakmans werk is dat het niet globaal is, maar toegepast op de aardkorst en de mantel onder Europa en de Middelandse zee. De aardplaten van Afrika en Europa drukken hier tegen elkaar aan. Door het onderzoek is het begrip in de complete structuur van die gebieden enorm toegenomen. Subject: Ontdek de geologie Date : 8 mei 1994 Ontdek de Aarde Wanneer de schokgolven van aardbevingen zich door de Aarde verplaatsen worden de aankomsttijden ervan gemeten door een wereldwijd net van meetpunten. Op basis van die gegevens blijkt de Aarde een gelaagde structuur te hebben met drie duidelijk verschillende delen. Van buiten naar binnen: 1. de korst 2. de mantel 3. de kern De kern van de Aarde bestaat uit een vloeibare buitenkern (dikte 2250 km) en een vaste binnenkern (doorsnee 2400 km). De mantel (dikte 2900 km) is verdeeld in een boven- en een ondermantel. De voortplantingssnelheid van aardbevingsgolven is in de ondermantel hoger. Op de grens (670 km diepte) neemt de snelheid sprongsgewijs toe. Op ongeveer 400 km diepte neemt de snelheid ook met een sprongentje toe. Men vermoedt dat de mineralen in het gesteente hier door de hoge druk in een kristalstructuur overgaan waarbij de atomen dichter bij elkaar zitten. In de bovenmantel bevindt zich tussen ongeveer 100 km en 200 km een zone waar aardbevingsgolven trager doorheen komen. Deze zone zou relatief makkelijk plastisch vervormbaar zijn en mogenlijk de plek waar magma gevormd wordt. Het wordt de asthenosfeer genoemd (Grieks: asthenos = zwak, sfeer = laag). Het starre gedeelte erboven, dat wil zeggen de bovenste 100 km van de mantel, plus de aardkorst, wordt lithosfeer genoemd (Grieks: lithos = gesteente). De grens tussen de aardkorst en de mantel wordt Moho genoemd. Dit is een afkorting van: 'Mohorovicic discontinuiteit'. Andrija Mohorovicic (1875-1936) was een Kroaat die in 1909 bij een beving ten zuiden van Zagreb ontdekte dat de voortplantingssnelheid van aardbevingsgolven op enkele kilometers diepte sprongsgewijs toeneemt. Hoe hij dat deed is te zien in les 7. De grens tussen de aardkern en de mantel wordt wel de Gutenberg-discontinuiteit genoemd. Beno Gutenberg (1889-1960) was een zeer invloedrijke seismoloog. Hij is geboren in Darmstadt en werd later directeur van het 'Californian Institute of Technology (een ware broedplaats van beroemde seismologen). Hij toonde in 1914 al aan dat deze grens op 2900 km diepte lag. Ook de ontdekking van de 'trage zone' (asthenosfeer) staat op zijn naam. Subject: Ontdek de geologie Date : 9 mei 1994 De schaduwzone van aardbevingsgolven Wanneer een behoorlijke aardbeving plaatsvindt dan zijn de direkte schokgolven daarvan over de gehele wereld registreerbaar, behalve in een ringvormig gebied precies aan de andere kant van de aardbol. Deze ring wordt de schaduwzone genoemd. Hier kunnen alleen de echo's van de schokgolven geregistreerd worden. De schaduwzone ontstaat doordat de schokgolven, zodra ze door de binnenkern gaan, sterker worden afgebogen. Het fenomeen van de schaduwzone is te verduidelijken met het volgende voorbeeld. Stel u woont in de buurt van Den Haag en wilt precies om 9 uur in Utrecht aankomen. Dat is onmogenlijk, 9 uur bevindt zich in een 'schaduwzone' veroorzaakt door de ochtendspits. Gaat u om kwart voor 8 weg, dan kunt u gewoon doorrijden (geen afbuiging). U komt dan om 10 voor 9 aan. Gaat u net ietsje later weg, dan komt u in het langzaam rijdend of stilstaand verkeer terecht (afbuiging) en arriveert u pas om 10 over 9. De aardkorst Vroeger dacht men dat de aardkorst overal ongeveer dezelfde samenstelling had. Modern onderzoek heeft echter aangetoond dat er twee duidelijk verschillende soorten aardkorst zijn. Welke twee zijn dat? 1. de oceanische korst 2. de kontinentale korst De verschillen tussen de 2 korsten In de oceanische korst is basalt het dominante bestanddeel. In de kontinentale korst overheerst graniet. De oceanische korst is gemiddeld 5 tot 10 km dik, de kontinentale korst tussen de 25 en 40 km. De oceanische korst is vrij eenvoudig van struktuur, de kontinentale korst kent daarentegen zeer ingewikkelde strukturen. De oceaankorst is nergens ouder dan 200 miljoen jaar. Struktuur van de oceaankorst De bovenste laag bestaat uit sediment. Dit bestaat meestal uit de kiezelskeletjes van plankton. Door de hoge druk lossen kalkskeletjes op de oceaanbodem op. De echte korst begint met een laag kussenbazalten. Hoe deze ontstaan, was prachtig te zien in les 3. Onder de kussenbazalt zitten de gestolde toevoerkanalen, de 'sheeted dykes'. Onder in de korst zit gabbro, dit is het grofkristallijne equivalent van bazalt. Subject: Ontdek de geologie Date : 10 mei 1994 Aardmagnetisme Dat de Aarde zich als een grote magneet gedraagt is zeer waarschijnlijk te danken aan het feit dat de buitenkern vloeibaar is en bestaat uit nikkelijzer. Dit vloeibaar materiaal staat niet stil maar is voortdurend in beweging. Hoe snel of in welke patronen dat gebeurt weten we niet. We weten wel dat het geen konstant proces is. Het aardmagnetisme verandert in de loop der tijd van sterkte en de noordpool verplaatst zich geleidelijk. Paleomagnetisme 1 Wanneer een bazalt stolt dan wordt het licht magnetisch evenwijzig aan het aardmagnetisme veld op die plek. Deze richting is dan voor altijd vastgelegd, ook als het aardmagnetisch veld daarna van richting verandert. Ook andere ijzerhoudende gesteenten kunnen tijdens hun vorming het aardmagnetisme van dat moment vasthouden. Deze gesteentes bevatten een opname van het aardmagnetisme van dat moment vasthouden. Degene die deze 'opnames' bestuderen zijn met paleomagnetisme bezig. Paleomagnetisme 2 In de vorige eeuw ontdekte men dat er bazalten bestaan die omgekeerd magnetisch zijn, ze wijzen naar het zuiden. Het blijkt dat het magnetisch veld in het verleden regelmatig andersom lag, met de magnetische noordpool op de geografische zuidpool. Wanneer je met een magnetometer aan boord vaart van IJsland naar Amerika dan wordt de sterkte van het aardmagnetisch veld afwisselend sterker en zwakker. Dat blijkt te komen doordat de bazalten op de oceaanbodem afwisselend noord- en zuidwaarts gemagnetiseerd zijn. Paleomagnetisme 3 De bestudering van het paleomagnetisme heeft sterk bijgedragen aan het ontdekken van de plaattektoniek. Tevens is de geologische tijdschaal er een stuk preciezer door geworden. En van de vragen die overblijft is: Hoe reageren de levende organismen op de periodes waarin het aardmagnetisch veld vrijwel weg was? Zwaartekracht De zwaartekracht is niet overal op Aarde hetzelfde. In het ene gebied is alles wat zwaarder dan in het andere. De verschillen zijn echter alleen te meten met zeer gevoelige apparatuur. De Nederlandse fysicus Vening Meinesz heeft in de vijftiger jaren veel onderzoek gedaan aan zwaartekracht verschillen. Hij deed zijn metingen vanuit een onderzeeboot voor de Indische kust. Subject: Ontdek de geologie Date : 11 mei 1994 Isostasie Wanneer hout in water drijft bevindt het zich in een evenwichtstoestand. Dit evenwicht kan verstoord worden er een stuk hout op te leggen. Het eerste stuk zal dan dalen tot er een nieuw evenwicht optreedt. Hoe hoger het hout boven water uitsteekt, hoe dieper het ook onder water uitsteekt. Dit verschijnsel heet isostasie. Omdat de korst op de mantel drijft doet isostasie zich daar ook voor. Hoe hoger een gebergte, hoe dieper de korst daar in de mantel steekt. De kurk van Skandinavie Wanneer je een kurk onder water duwt en dan plotseling loslaat veert hij eerst een eindje extra omhoog om vervolgens weer omlaag te komen en te blijven drijven. Hetzelfde is met Skandinavie gebeurt. Sinds het landijs, geologisch gesproken, plotseling weg is veert Skandinavie extra omhoog. De verbinding tussen de Noordzee en de Oostzee liep vroeger dwars over Zuid-Zweden. Deze doorgang is door het omhoog komen afgesloten. Ofioliet 1 Enige informatie over de onderkant van de aardkorst krijgen we doordat er bij het botsen van oceanisch korst op een andere aardplaat soms scherven oceaankorst omhooggedrukt worden. Dergelijke stukken oceaankorst kunnen we op het land vinden om ze van de onder- en de zijkant te kunnen bestuderen. Ze worden dan ofiolieten genoemd. Een ofioliet bevat van boven naar naar benede: kiezelgesteente, kussenbazalten, ganggesteente, gabbro en mantelresten bestaande uit peridotiet. Ofioliet 2 Peridotiet wordt vaak omgezet in een fraai gesteente dat aan de huid van een groene slang doet denken (serpentiniet). De Fransman Brongniart noemde het rond 1820 ofioliet. Ophis is slang in het Grieks. Later werd het hele complex van gesteentes dat meestal samen met serpentiniet voorkomt ofioliet genoemd. Sinds de ontdekking van de plaattektoniek worden stukken oceaankorst ofioliet genoemd, zelfs als er geen serpentiniet in voorkomt. Ofioliet 3 Ofiolieten zijn te vinden in jonge gebergtes zoals de Alpen en de Pyreneeen. Zeer oude ofiolieten in Ierland, Schotland, Devon en Noorwegen. Een belangrijk ofioliet-complex is het Troodosgebergte op Cyprus. In deze ofioliet bevinden zich ook belangrijke koperertsen. Daar dankt het eiland ook zijn naam aan (Latijn: Cypros = koper). Op een ander eiland Corsica, zijn deze fossiele oceaankorsten in een aantal fraaie 'gorges' aan de oostkust van het eiland te bekijken. Subject: Ontdek de geologie Date : 17 mei 1994 Troggen Op plaatsen waar oceanische korst onder een andere korst schuift bevinden zich diepzeetroggen. Deze zijn 8 tot 12 kilometer diep langgerekt en hebben een gebogen vorm. De gebogen vorm ontstaat doordat de Aarde een bol is. De korst kan alleen omlaag knikken door een holle vorm aan te nemen. Hetzelfde doet zich voor wanneer je een deuk in een pingpongbal duwt. De bovenste plaat groeit bij een trog aan doordat die de sedimentlaag van de onderschuivende plaat afschraapt. Eilandbogen Wanneer twee platen over elkaar schuivendan steekt de onderschuivende plaat zo diep in de mantel dat delen ervan smelten. Dit gesmolten materiaal is lichter dan de omgeving en stijgt op. Aan het oppervlak leidt dit tot vulkanisme. Daardoor, en doordat de overschuivende plaat opgeduwt wordt, bevinden zich naast troggen meestal eilandbogen met veel vulkanisme. De Filipijnen, de Aleoeten, Indonesie en de Antillen zijn daarvan voorbeelden. Dichter bij huis is de boog van Griekse eilanden met Kreta daar een voorbeeld van. Middellandse zeebodem De Middellandse zeebodem is voor een deel het restant van een oceaan die zich ooit tussen de Afrikaanse plaat en de Euro-Aziatische plaat bevond. Dat was de Tethys oceaan. Als ex-oceaan is de Middellandse Zee dan ook veel dieper dan bijvoorbeeld de Noordzee. De bodem bestaat uit verschillende kleinere aardplaten die op een zeer ingewikkelde manier ten opzichte van elkaar verschuiven. 5,5 miljoen jaar geleden is de Middellandse Zee praktisch geheel opgedroogd, waardoor dikke zoutafzettingen zijn ontstaan. Noordzeebodem De Noordzee bevindt zich nog op het kontinentale plat. Onder een kilometers dikke laag sediment zit dan ook kontinentale korst. Plaatselijk is die wel erg dun voor een kontinent (ca. 10 km). In de Perm-periode (na de Steenkoolperiode) bevond zich hier een nog veel grotere kontinentale zee die regelmatig indampte, getuige de dikke zoutafzetting uit die tijd in heel Noordwest-Europa. Transforme breuken De midoceanische ruggen worden in stukjes geknipt door breuken die er dwars op liggen. De centrale slenken zijn aan weerszijden van een transforme breuk ten opzichte van elkaar verschoven. De horizontale verplaatsingen langs transforme breuken zijn groter dan bij andere breuken. De beroemde San Anreasbreuk in California is een hele bijzondere transforme breuk. Subject: Ontdek de geologie Date : 18 mei 1994 Het zoute water Om zeewater redelijk na te maken zou men de volgende ingredienten in 1 liter water moeten oplossen: Keukenzout 23 gr Magnesiumchloride 5 gr Natriumsulfaat 4 gr Calciumchloride 4 gr Kaliumchloride 0,7 gr Wanneer echt zeewater wordt verdampt ontstaat achtereenvolgens: kalk, gips en keukenzout. Het zout in veel grotere hoeveelheden dan de eerste twee. Gesteentes die zo ontstaan, worden evaporieten genoemd. Terrigeen sediment Een deel van de oceaanbodem wordt bedekt met sediment dat duidelijk afkomstig is van kontinentale erosie. Aangevoerd door rivieren is het daarna door onderzeese troebelingsstromingen verder getransporteerd. Het bestaat uit zandkorreltjes en kleideeltjes. In laagjes is vaak nog een interne verdeling te zien waarbij de grotere deeltjes onderin liggen en de kleinere bovenin. Pelagisch sediment In grote delen van de oceaan overheerste het pelagisch sediment. Het bestaat voor een groot deel uit door de wind aangevoerde stof- en kleideeltjes (hetzelfde spul dat soms na een regenbui zo goed te zien is op pasgewassen auto's). Plaatselijk kan wel eens een laagje vulkanisch as voorkomen. Skeletdeeltjes en micro-organismen kunnen in de loop van de vele miljoenen jaren ook dikke lagen vormen. In de diepzee zijn dit alleen siliciumdeeltjes omdat kalk op grotere diepte oplost. Mangaanknollen Op sommige plaatsen ligt de oceaanbodem bezaaid met mangaanknollen. Mangaanoxide is een belangrijk bestanddeel, maar de knollen bestaan er niet hoofdzakelijk uit. De knollen bevatten ook veel kalk en ijzeroxide. Daarnaast zijn kobalt, nikkel en koper aanwezig. Mangaanknollen worden als een rijke erts beschouwd. Winning van deze knollen stuit echter op grote technische problemen, te hoge kosten en milieuschade. Meteorieten en inslagkraters In het meinummer van Zenit, een Nederlands tijdschrift over sterrenkunde, weerkunde en ruimteonderzoek, staan zeer informatieve artikelen over meteorieten en inslagkraters: een artikel over het vinden en bestuderen van meteorieten en hoe die bij bosjes tegelijk op Antartica gevonden worden. Twee artikelen over inslagkraters in Estland en in Zuid-Duitsland (Nrdlingen/Ries en Steinheim). Het laatste artikel gaat over de kans op kleine en rampzalige inslagen. Subject: Ontdek de geologie Date : 20 mei 1994 Midoceanische ruggen De midoceanische ruggen lopen als naden over de hele aardbol. Ze liggen overigens niet overal in het midden van een oceaan. Van buiten naar binnen gaand worden deze ruggen steeds hoger, maar precies in het midden zijn ze weer een stuk lager. Dit wordt de centrale slenk genoemd. In het midden wordt voortdurend nieuwe oceanische korst gevormd. Ouderdommeting Met behulp van duikbootjes zijn hier en daar zeer spectaculaire opnames gemaakt van het vulkanisme op de midoceanische ruggen. We zien kussenlava's ontstaan of ze zo uit een grote tube geknepen worden. Het is onmogenlijk bij te houden waar onderzee vulkanische aktiviteit voorkomt. Door een pas ontwikkelde dateringsmethode kan nu van lava's jonger dan 3 jaar, wel hun ouderdom bepaald worden. Men gebruikt daarvoor het verval van het element Polonium naar lood. Onderzeese heetwaterbronnen Het zeewater kan als een soort grondwater redelijk diep doordringen in de oceanische korst. Door de grote hitte bij de midoceanische ruggen stijgt dit water daar via scheuren in de korst omhoog. Zo ontstaan onderzeese heetwaterbronnen. Tijdens de tocht van dit water door de korst zijn allerlei mineralen opgelost. Bij het uittreden gebeurt het tegenovergestelde. Daardoor bouwen deze bronnen zelf een soort schoorstenen op en vormen zich dikke ertsrijke tapijten rond dergelijke bronnen. Oorsprong van het leven? Het mineraalrijke water van de onderzeese heetwaterbronnen wordt door zwavelreducerende organismen gebruikt als voedingsbron. Deze organismen worden weer door andere dieren gegeten. Zo zijn rond dergelijke bronnen hele leefgemeenschappen ontstaan van merkwaardige wezens. O.a. rugbybalgrote mosselen met rood vlees, die naar biefstuk schijnen te smaken! Recent ontwikkelde ideeen over de oorsprong van het leven geven dit milieu een grotere kans als oorprong dan de zogenaamde oersoep met bliksemflitsen. Guyots Guyots zijn de onderzeese bergen met een platte top. Ze zijn het eerst opgemerkt door de Amerikaanse marine kapitein Harry Hess. Hij gebruikte de sonarecho's niet alleen om vijandelijke boten op te sporen, maar ook om de bodem in kaart te brengen. Hess noemde deze merkwaardige bergen Guyots, naar de 19e eeuwse geograaf Arnold Guyot. Hij bedacht dat de afplatting door golfwerking ontstaan was en dat de guyots ddarna buiten het bereik van de golven gezakt zijn. Later bleek dat de oceaankorst door afkoeling inderdaad omlaag zakt. Subject: Ontdek de geologie Date : 22 mei 1994 Aardplaten Het oppervlak van de Aarde is verdeeld in 7 hele grote aardplaten, 6 middelgrote en ontelbare kleine plaatjes langs de randen van de grote. De hele grote zijn: Noord-Amerika, Zuid-Amerika, Europa/Azi, Afrika, Pacifische Oceaan, Antarctica en India/Australi. De middelgrote platen zijn: Nazca (voor de kust van Peru/Chili), Cocos (ten westen van Midden-Amerika), Caribi (ten oosten van Midden-Amerika), Arabi, Fillipijnen en Scotia (tussen Zuid-Amerika en Antarctica). Oerkontinenten (1) Voordat de kontinenten die we nu kennen uiteendreven vormden ze samen een groot superkontinent. Wegener gaf daar de naam Pangea aan. Dit Pangea splitste zich eerst op in twee kleinere superkontinenten: Laurasia in het noorden en Gondwanaland in het zuiden. Laurasia werd later opgedeeld tot de kontinenten Noord-Amerika en Europa/Azi. Gondwanaland bevatte de overige kontinenten. Tussen Laurasia en Gondwanaland bevond zich de euroceaan Thetys. Oerkontinenten (2) De bergen van Noorwegen, Schotland en Ierland vormen samen een gebergteketen die de Caledonische keten genoemd wordt. Caledonia is de Latijnse naam voor Schotland. Aan de andere kant van de oceaan ligt een evenoude gebergteketen die in heel veel opzichten lijkt op de Caledonische. Dit is de Appalachenketen. Wanneer we Noord-Amerika tegen Europa leggen, de Pangea-situatie, dan vormen ze n doorlopende gebergte keten. Zij vormen dan tevens een reden om aan te nemen dat Pangea ontstaan is door het opeendrijven van nog oudere platen. Oerkontinenten (3) Men denkt dat de Caledonische-Appalachische gebergteketen het gevolg is van het bijeendrijven van twee oerplaten die Laurentia en Baltica gedoopt zijn. Tussen die twee heeft ooit een oceaan gelegen die de naam Iapetus kreeg. Laurentia bestond uit Noord-Amerika, Noorwegen en Noord-Shotland. Het is genoemd naar de St. Lawrencerivier in Canada. Baltica bestaat uit Noordwest-Europa. Genoemd naar de Baltische staten: Estland, Letland en Litouwen. Namen uit de oudheid. Veel namen zijn ontleend aan die van de Griekse 'godenfamilie' der Titanen. Moeder Gaia was de verpersoonlijking van de Aarde. We vinden haar terug in alles wat met 'geo' begint en in 'Pangea'. Haar zoon en dochter Okeanas en Tethys zorgden voor al het water op de Aarde. Het woord is hiervan afgeleid. De Oostenrijkse geoloog Eduard Suess noemde de euroceaan tussen Gondwanaland en Laurancia de Tethys zee. Een andere zoon, Iatetus, gaf zijn naam aan de euroceaan tussen de kontinenten en Baltica. Subject: Ontdek de geologie Date : 23 mei 1994 Madagascar en India Madagascar is een groot eiland ten oosten van Zuid-Afrika. Op Madagascar komen vooral veel primitieve zoogdieren voor. Deze dieren vertonen veel meer overeenkomsten met de dieren in India dan met de dieren in het nabije Afrika. Zebra's, gazelles, cheeta's en dergelijke komen niet op Madagascar voor. Ter verklaring van dit fenomeen veronderstelde men oorspronkelijk dat er een 4000 km lange landbrug heeft bestaan tussen India en Madagascar. Ooit klonk dat tenminste minder absurd dan de verplaatsing van hele kontinenten. Glossopteris uit Gondwana In India, bij het plaatsje Gondwana, zit steenkool in de grond. Deze steenkool bevat veel fossiele planten. Bepaalde planten worden vaak samen aangetroffen met de zaadvaren Glossopteris. De hele groep heet daarom de Glossopteris-flora. Deze Glossopteris-flora komt niet alleen in India voor, maar ook in steenkoollagen in Zuid-Amerika, Afrika, Australie en Antarctica. Een dergelijke verspreiding zou zeer onnatuurlijk zijn als de kontinenten toen op hun huidige plaats lagen. Mesosaurus De mesosaurus lijkt zowel wat naam als wat uiterlijk betreft op de mosasaurus uit Maastricht. De belangrijkste twee verschillen zijn dat de mesosaurus aan het einde van het Paleozoicum voorkwam (mosasaurus eind Mesozoicum) en dat de mesosaurus een zoetwaterbewoner was. Mesosaurus fossielen zijn zowel in Brazilie als in Zuid-Afrika gevonden. Hoe kan een zoetwaterreptiel ooit de Atlantische Oceaan zijn overgestoken? Ook dat leek oorspronkelijk minder dan dat een heel kontinent de oceaan was overgestoken. Landijs uit zee? (1) Gletsjers nemen op hun tocht door het landschap een heleboel gesteentegruis op. De grootte van het gruis kan varieren van stofdeeltjes tot huizehoge blokken. De grotere blokken maken onderweg krassen in de ondergrond. Het gruis blijft uiteindelijk als ongesorteerde lagen achter. Dit noemen we keileem en is in Noord-Nederland op talloze plaatsen aan te treffen. Krassen en keileem verspreid over grote gebieden zijn dus bewijzen voor een ijstijd. Landijs uit zee? (2) Krassen in keileemafzettingen zijn op het noordelijk halfrond bekend uit het Pleistoceen. Op het zuidelijk halfrond worden ze echter ook aangetroffen in het Paleozoicum. Merkwaardig daarbij is dat de krassen niet naar dezelfde oorsprong wijzen. Op een aantal plaatsen lijkt het landijs zelfs uit zee te komen. Door de kontinenten tegen elkaar te passen blijken de krassen wel naar dezelfde oorsprong en niet uit zee te wijzen. Subject: Ontdek de geologie Date : 24 mei 1994 Hot spots (1) Verspreid over de Aarde blijken zo'n 40 plekken te bestaan waar vanuit de mantel een soort hete pluimen opstijgen die aanleiding geven tot vulkanisme aan het aardoppervlak. Dit vulkanisme blijft gedurende lange tijd op dezelfde plek. Als een oceanische aardplaat over zo'n plek heen beweegt leidt dat tot een rijtje vulkaaneilanden. De jongste vulkaan is meestal de grootste en vormt het einde van de rij. Het rijtje afgaand zijn de eilanden steeds ouder en kleiner. Zij lagen vroeger na elkaar boven de hot spot. Hot spots (2) Veel bekende eilanden zijn gevormd boven hot spots: de Canarische en de Kaap-Verdische eilanden, de Galapagos, de Azoren. De mooiste reeks van oud naar jong vormen de Hawaii-elanden. IJsland ligt zowel op de midoceanische rug als bovenop een hot spot. Hot spots kunnen ook onder de kontinentale korst liggen. De bekendste levert de geisers van Yellowstone Park. Men neemt wel aan dat ook het vulkanisme van de Eifel en van Auvergne zijn oorsprong vindt in hot spots. Hot spots en convectie Hot spots zijn plekken waarbij heet mantelmateriaal gedurende miljoenen jaren op dezelfde plaats omhoog blijkt te komen. Tegelijkertijd zouden er in de mantel convectiestromingen plaatsvinden die er voor zorgen dat de aardplaten zich horizontaal verplaatsen. Hoe kunnen hot spots temidden van die convectiestromen steeds op dezelfde plaats blijven? Of werkt het binnenin de Aarde toch heel anders dan we nu denken? Plaatsnelheid De ene aardplaat beweegt sneller dan de andere. Ook is hun snelheid niet helemaal konstant, sommige platen maken tussensprintjes. Amerika drijft met een gemiddelde snelheid van 5 cm per jaar van ons af. Dit is ongeveer net zo snel als dat onze nagels groeien. Met 5 cm per jaar de hele Atlantische Oceaan vormen. Probeer je eens voor te stellen hoe lang dat geduurd moet hebben. Zolang geleden zijn bijvoorbeeld de dinosauriers al uitgestorven. Alfred Wegener (1880-1930) Hij was niet de eerste die voorstelde dat de kontinenten zich over het aardoppervlak verplaatst hebben. Hij was wel de eerste die dit idee met meer argumenten ondersteunde dan alleen maar het mooi in elkaar passen. Zijn theorieen publiceerde hij voor het eerst in 1912. Hij was eigenlijk geen geoloog maar bestudeerde het weer en de klimaten. Hij stierf in 1930 aan een hartaanval tijdens een onderzoek op de ijsvlakte van Groenland. Subject: Ontdek de geologie Date : 25 mei 1994 De motor achter de platentektoniek Wegener dacht dat de kontinenten door de draaiing van de Aarde meer naar de evenaar toe dreven (Polflucht). Verder dacht hij dat door de aantrekkingskracht van de maan de kontinenten vertraagd werden ten opzichte van de draaiing der Aarde. Daardoor dreven ze naar het westen. Tegenwoordig denken we dat de warmte van radioaktieve processen binnenin de Aarde voor convectiestromen zorgt. Deze zouden op hun beurt de aardplaten bewegen. Maar zeker weten doen we het niet! De onderkant van aardplaten De onderkant wordt niet gevormd door de overgang van aardkorsten naar aardmantel. De overgang ligt in de mantel op de diepte waar de vaste mantel overgaat in een meer plastische mantel. De aardplaten glijden als het ware over deze plastische zone in de mantel. De aardplaten bestaan dus uit de aardkorst plus het vaste bovenstuk van de mantel. Dit wordt de lithosfeer genoemd. Het plastische gedeelte is de asthenosfeer. Verplaatsing van het probleem Eerst wisten we niet hoe gebergtes gevormd werden en waarom ze in gordels over de Aarde voorkomen. We wisten ook niet waardoor aardbevingen op de ene plaats vaak voorkwamen en elders nooit. Hetzelfde geldt voor vulkanen. Met behulp van de plaattektoniek kunnen we dit nu allemaal wel verklaren. Nu weten we alleen nog niet hoe de plaattektoniek zelf in zijn werk gaat. Paleomagnetisme (1) Lava's kunnen tijdens het stollen zwak gemagnetiseerd raken in een richting evenwijdig aan het aardmagnetisch veld. De Fransman Bernard Brunshes (1867-1910) ontdekte in 1901 dat bepaalde lava's (en de gebakken klei daaronder) een tegengesteld magnetisme bezaten. Door van heel veel lava's zowel de ouderdom als de magnetisatierichting te bepalen, ontdekte men dat erin het geologische verleden perioden zijn geweest dat de magnetische noordpool op de zuidpool lag. Paleomagnetisme (2) Bij het meten van het paleomagnetisme van de oceaanbodem bleek dat deze een patroon heeft dat sterk aan een streepjescode doet denken. De patronen links en rechts van de midoceanische rug komen precies overeen. Het patroon komt ook overeen met het patroon van omkeringen van het magnetisme in het verleden. Dit was het doorslaggevende bewijs dat de oceaanplaten met een redelijk snelheid uiteendreven. Subject: Ontdek de geologie: Aardbeving Date : 29 mei 1994 Geologisch nieuws Tijdens het Pinksterweekend vond op Kreta een aardbeving plaats. De beving had een sterkte van 6,1 op de schaal van Richter. Op Kreta vinden aardbevingen plaats omdat het op een plaatrand ligt. Het eiland wordt omhooggeduwd doordat de Afrika-plaat eronder schuift. Bewegingen langs plaatranden Aardplaten kunnen op drie manieren ten opzichte van elkaar bewegen. Van elkaar af, zoals op de midoceanische ruggen. Zo'n ruggen is daarmee een divergerende plaatrand. Naar elkaar toe. Dat wordt een convergerende plaatrand genoemd. Zijwaarts langs elkaar schuivend. Het schuifvlak heet een transforme breuk. Convergerende plaatrand 1 Het verschijnsel dat de ene plaat onder een andere schuift wordt subductie genoemd. Convergerende plaatranden zijn dan ook vaak subductiezones. De onderschuivende plaat kan tot zo'n 700 km diep in de aardmantel steken. De sedimentlagen die zich op de onderschuivende plaat hadden opgehoopt worden voor een deel door de overschuivende plaat afgeschraapt. Ze blijven als ineengeschoven schubben tegen de rand van de overschuivende plaat achter. Convergerende plaatrand 2 De twee soorten aardkorst, oceanische en kontinentaal kunnen in drie combinaties tegen elkaar aan schuiven. 1.: oceaan-oceaan, 2.: oceaan-kontinent en 3.: kontinent-kontinent. Geef van elke combinatie een voorbeeld. 1. Marianentrog 2. Andesgebergte 3. Himalayagebergte Oceaanplaat tegen oceaanplaat Wanneer twee oceaanplaten op elkaar botsen dan duikt de oudste en zwaarste plaat onder de jongere plaat. Op plaatsen waar twee oceaanplaten op elkaar schuiven zien we naast elkaar een trog, een opgeduwde eilandboog en een gebied met aktief vulkanisme. De boog is met de bolle kant naar de onderduikende plaat gericht. Voorbeelden zijn de Filipijnen, Japan, De Aleoeten, de Antillen, de Indonesische archipel en Nieuw Zeeland. Subject: Ontdek de geologie: De Oost-Afrikaslenk Date : 31 mei 1994 De Oost-Afrikaslenk Over een groot deel van Oost-Afrika loopt een patroon van slenken. De meeste grote Oost-Afrikaanse meren liggen precies in deze slenken. Op het punt waar de slenken aansluiten op de slenk die de Rode Zee vormt dringt het zeewater door scheuren al langzaam het land binnen. Nu verdampt dit zeewater nog tot zoutafzettingen. Maar over pakweg een miljoen jaar is Oost-Afrika een eiland. Misschien weten we tegen die tijd hoe het uiteendrijven werkt. Duwen, trekken of paardjerijden Wat maakt dat de platen uiteendrijven? Worden ze vanuit het midden opzij geduwt? Worden ze door het omlaaggebogen gedeelte meegesleurd? Een welbekend verschijnsel van dekbedden. Of rijden ze op de rug mee van convectiestromingen in de mantel? Voorlopig hebben we nog te weinig gegevens om er een zinnige uitspraak over te kunnen doen. Spanje De plaatrand tussen Afrika en Europa is opgedeeld in een groot aantal microplaten. Spanje is zo'n microplaat. Aan de noordkant schuift Spanje over de oceaankorst van de Golf van Biskaje en tegen de kontinentale Europese plaat met de Pyreneeen als gevolg. Aan de zuidoostkant beweegt Spanje tegen een microplaat in de Middellandse Zee. Hierdoor worden de Betische Cordilleren met de Sierra Nevada gevormd. De Costa del Sol hoort dus eigenlijk niet bij Spanje. Corsica en Sardini Deze twee eilanden bezetten samen een microplaatje. Uit metingen van het paleomagnetisme van gesteentes van deze eilanden is gebleken dat beide eilanden vroeger tegen Zuid-Frankrijk aanlagen. Bij de verplaatsing zijn beide eilanden tegen de wijzers van de klok ingedraaid. Corsica 30 graden en Sardini 60 graden. Itali Itali vormt de zuidwestrand van de Aziatische microplaat. Deze plaat is voor een deel kontinentaal. Aan de noordkant is deze microplaat als het ware Europa ingeramd met de Alpen als resultaat. Aan de noordoostkant duikt de plaat onder het voormalige Yoegoslavi. Dit is overigens een versimpeld beeld. In werkelijkheid zijn de onderlingen grenzen en bewegingsrichtingen van de microplaten in dit gebied nog niet duidelijk. Subject: Ontdek de geologie: Gesteentes Date : 2 juni 1994 Gesteentes onder hoge druk Wanneer we steeds dieper de aardkorst ingaan nemen zowel de druk als de temperatuur toe. Op plaatsen waar twee platen tegen elkaar drukken neemt de druk relatief sneller toe. Hierdoor ontstaan op deze plekken speciale hoge druk/lage druk temperatuur gesteentes. Slenkvulkanisme De vulkanen rond de slenk van een divergente plaatrand zijn over het algemeen van het rustige type. De lava welt uit de diepte op en stroomt over de rand van een spleet. Dit type vulkanisme is op IJsland waar te nemen. Het gesteente dat door de lava gevormd wordt is basalt. De vulkanen van Oost-Afrika (o.a. Kilimandjaro, Ngoro ngoro) zijn slenkvulkanen. Subductief vulkanisme Vulkanen boven een subductiezone zijn meestal zeer geweldadig in hun uitbarstingen (Mount St.Helens, 1981; Pinatubo, 1992; en ook de Vesuvius). Het gesteente dat door de lava gevormd wordt is meestal andesiet, maar de samenstelling van het gesteente is gevarieerder dan bij slenkvulkanisme. De vulkanen rond de Pacifische Oceaan (Ring of Fire) zijn allemaal subductievulkanen. Andesiet en basalt Andesiet is genoemd naar het Andesgebergte. Andesiet is meestal lichter van kleur dan basalt. Andesiet vindt zijn oorsprong in deels opgesmolten oceaankorst. Die oceaankorst bestaat uit basalt, maar ook uit sediment. Bovendien bevat de korst veel water. Andesietlava bevat daardoor meer waterdamp en elementen als calcium en magnesium. Het is vooral de waterdamp die maakt dat erupties van andesietlava heftiger zijn dan van basaltlava. Geologisch nieuws Medio mei is de vulkaan El Llaina in Chili aktief geworden. De 3125 meter hoge vulkaan heeft zich 37 jaar stil gehouden. Volgens de theorie maakte de lava die nu wordt uitgespuwd ooit deel uit van de bodem van de Stille Oceaan. Die bodem is onder de Zuid-Amerikaanse plaat geschoven en toen opgesmolten. Delen van de hete gesmolten korst waren lichter dan de omgeving en baande zich, op de manier van luchtbellen, een weg omhoog door de korst. Subject: Ontdek de geologie: De centrale slenk Date : 3 juni 1994 Oceaanplaat tegen kontinentplaat Wanneer een oceaanplaat op een kontinentplaat botst, dan schuift de zwaardere oceaanplaat altijd onder de kontinentplaat. Op plaatsen waar dit gebeurt eindigt de oceaanplaat in een trog. Parallel eraan ligt op het kontinent een gebergteketen met veel vulkanisme. Het zuiverste voorbeeld hiervan is het Andesgebergte. De Nazca-plaat schuift hier onder Zuid-Amerika. Kontinentplaat tegen kontinentplaat In dit geval kunnen de platen niet onder elkaar schuiven. De platen kreukelen en schuiven in elkaar. Na verloop van tijd wordt de weerstand zo groot dat het naar elkaar toebewegen stopt. Het gevolg is een gebergteketen met aan weerszijde land. Doordat er geen oceaanplaat de diepte ingevoerd is vindt er ook geen aktief vulkanisme plaats. Voorbeelden hiervan zijn Himalaya en de Pyreneeen. Oceaanplaat langs kontinentplaat Vroeger schoof Noord-Amerika over de plaat van de Pacifische Oceaan. Uiteindelijk schoof Noord-Amerika over een spreidingsrug heen. Daardoor heeft een stelsel van transforme breuken de overhand gekregen. De oceaanplaat beweegt nu noordwaarts langs i.p.v. onder Noord-Amerika. De belangrijkste breuk waar langs dit schuiven gebeurt is de San Andreasbreuk. Recente bevindingen doen echter vermoeden dat het oude subductievlak nog steeds aktief is. Divergerende plaatranden De meeste divergerende randen liggen in de oceanen. Bij hun start kunnen ze ook midden op een kontinent liggen. Omdat bij het uiteendrijven uitsluitend oceanische korst wordt geproduceerd liggen ze na verloop van tijd natuurlijk in een oceaan. Precies boven een divergerende rand ligt vaak een lager gedeelte. Dit wordt de centrale slenk genoemd. De centrale slenk Op plaatsen waar de korst uiteenwijkt bevindt zich meestal niet een enkele breuk, maar twee parallel lopende breuken met daartussen een omlaaggezakte strook korst: de slenk. Slenken komen ook buiten divergerende plaatranden voor (bijvoorbeeld de slenk van het Rijndal). Wat dan de oorzaak is van de slenkvorming, dat is meestal niet duidelijk. Subject: Ontdek de geologie: Kratonen Date : 6 juni 1994 Kratonen Kratonen zijn delen van de kontinenten die sinds het Precambrium niet meer of nauwelijks door gebergtevorming zijn beinvloed. 'Kratos' betekent asterkte of kracht in het Grieks. Deze naamgeving berust op het verouderde idee dat het kratondeel van een kontinent meer weerstand bood tegen gebergtevorming dan de rest van een kontinent. Precambrische schilden Het gedeelte van een kraton dat niet (meer) door latere sedimenten bedekt is, wordt een schild genoemd. In schilden liggen de gesteentes aan de oppervlakte die tijdens het Precambrium orogenese hebben ondergaan en sindsdien door erosie zijn blootgesteld. De gesteentes zijn sterk verplooid en door de hoge druk en temperatuur diep in de aardkorst sterk omgevormd (gemetamorfoseerd). Schilden van de wereld In schilden komen de oudste stukken aardkorst aan de oppervlakte. Elk kontinent bevat wel een of meer schilden. In Noord-Amerika is het Canadese of Laurentische schild (naar de Lawrencerivier). In Zuid-Amerika zijn dat het Braziliaanse schild en het Guyana-schild (met Suriname). Zuid-Noordwegen, Zweden en finland vormen het Baltische schild. Andere schilden zijn nog: West-Australie, Zuidoost India en het schild van West-, Midden- en Zuid-Afrika. Tafels Het gedeelte van een kraton dat door sedimentpakketten is bedekt wordt een tafel genoemd. Een kenmerk van deze pakketten is dat ze niet of nauwelijks door orogenese beinvloed zijn. Meestal zijn deze pakketten niet zo dik, maar op enkele plaatsen hebben ze een dikte van enkele kilometers. Het mooiste voorbeeld is de Grand Canyon in de VS. Deze canyon maakt deel uit van de Colorado tafel. Dit is een kleine tafel die ligt ingeklemd tussen de Rocky Mountains. Tafels van de wereld In Noord-Amerika ligt de belangrijkste tafel ingeklemd tussen de Rocky Mountains en het Canadese schild. In Zuid-Amerika ligt een tafel tussen de Andes en het Braziliaanse schild. De Russische tafel ligt tussen Oost-Europa en het Oeralgebergte. De West-Siberische tafel omvat een deel van Mongolie (Gobi Woestijn). Noord -Afrika met uitzondering van Marokko, Algerije en Tunesie is ook een tafel. Subject: Ontdek de geologie: De oerkorst Date : 7 juni 1994 Isostasie 1 Wanneer de aardkorst onder een gebergte even dik was als in lagere gebieden, dan zou dus de aardmantel onder een gebergte omhoog stulpen. De mantel is zwaarder dan de korst. De zwaartekracht zou daardoor in een gebergte eerder sterker dan zwakker zijn. Het tegendeel is echter waar: boven een gebergte is de zwaartekracht zwakker. Dit wordt verklaard door de aanwezigheid van een 'wortel' van (licht) korstmateriaal onder een gebergte. Isostasie 2 Men gaat ervan uit dat de korst op de mantel 'drijft'. Mantel en korst streven daarbij steeds naar een evenwichtssituatie. Hoe dikker de korst hoe hoger de korst wordt opgetild. Dit wordt isostasie genoemd. Net als bij een ijsberg steekt een gebergte sterker onder het oppervlak uit dan erboven. Onder de Himalaya steekt de korst 75 km de mantel in terwijl de bovenkant slechts 7,5 km uitsteekt. Isostasie 3 Men heeft van een aantal gebergtes berekend dat, met de huidige erosiesnelheid, het gebergte allang verdwenen had moeten zijn. Dat die gebergtes nog bestaan komt omdat de korst omhooggeduwd wordt juist doordat een deel van het gewicht is weggenomen. Wanneer je van een drijvend voorwerp alles wat boven water uitsteekt weghaalt dan gaat dat voorwerp prompt hoger drijven, zodat er nog steeds wat boven water uitsteekt. Oerkorst In het begin had de Aarde alleen een oceanische korst. Er bestonden nog geen kontinenten. Die oceanische korst was waarschijnlijk dunner dan de huidige. Ook toen vond spreiding en subductie plaats. Alleen waren de platen kleiner en werden sneller weer door subductie afgevoerd. De gesteentecyclus was toen kort en simpel. Magma stolde tot bazalt en de bazalt smolt weer tot magma. Protokontinenten Na verloop van tijd ontstonden onder invloed van water en lucht verweringsprodukten van bazalt. Deze waren lichter dan bazalt en werden bij de subductie niet mee naar benede genomen. Het kan ook zijn dat onder invloed van water bij het opsmelten van bazalt een schifting plaatsvond, waarbij zich een lichter gesteente afscheidde. Hoe dan ook, een deel van het materiaal werd onttrokken aan de bazaltcyclus. In de loop der tijd koekte dit materiaal aaneen tot grotere plakken. De protokontinenten waren geboren. Subject: Ontdek de geologie: Groei van kontinenten Date : 8 juni 1994 Gesteentecyclus Door het ontstaan van kontinenten is de gesteentecyclus een stuk ingewikkelder geworden. Gesteentes van een kontinent kunnen verweren, getransporteerd worden, gesedimenteerd worden en aaneengekit wordn toto een nieuw gesteente. Verder kunnen ze door hoge druk en temperatuur omgevormd worden tot totaal andere gesteentes. Tot slot kunnen ze ook weer smelten en dat magma zal een granietachtige samenstelling hebben. Het zal echter nooit meer oceaankorst kunnen vormen. Het groeien der kontinenten Bij het subductieproces wordt niet al het materiaal mee naar benede genomen. Veel van wat er zich op de oceaanbodem bevindt (vulkanen en sedimenten) wordt er door de kontinentale plaat afgeschraapt. Dit schraapsel wordt dan een onderdeel van het kontinent. Het komt ook voor dat het subductieproces stopt en dat een plaat verder zeewaarts breekt om het proces daar opnieuw te starten. Zo kunnen kontinenten met flinke plaatstukken tegelijk aangroeien. Terranes Gebieden langs de rand van een kontinent die door aangroei zijn ontstaan en die per stuk een hele eigen geologische gesteldheid hebben worden terranes genoemd. Hun individuele verschillen wijzen erop dat elke terrane van een totaal andere plek op de aardbol afkomstig is. Ze zijn meegelift op de rug van oceaanplaten. Veel terranes waren oorspronkelijk eilandbogen. Vooral in het noordwesten van Noord-Amerika komen veel terranes voor. Aangroei van Europa Doordat Europa en Afrika op elkaar afschuiven groeit Europa aan met allerlei schreven die zich tussen de twee kontinenten bevinden. Zo zijn Spanje en Italie (weer) deel uit gaan maken van het Europese kontinent. Corsica en Sardinie, die ooit zijn losgeraakt van Europa, zullen op een andere plaats weer vastraken. Uiteindelijk zal er van de hele Middellandse Zee niets anders overblijven dan een alantal geplooide platen in een gebergte midden op de Europees/Afrikaanse plaat. Oefening Bekijk eens een wereldkaart waarop de ligging van gebergtes is aangegeven. Is duidelijk te zien welke gebergtes door botsing van platen zijn ontstaan? Zijn er gebergtes aan te wijzen die waarschijnlijk alleen door opheffing zijn ontstaan? Probeer eens 10 eilandbogen aan te wijzen. Subject: Ontdek de geologie: Gebergtes Date : 9 juni 1994 Gebergtes Les 7 gaat over de vorming van gebergtes en over het aangroeien van kontinenten. Wat is een gebergtes eigenlijk? Een gebergte is een gedeelte van de aardkorst dat meer dan 500 meter boven het zeeniveau uitsteekt en door erosie een duidelijk relief gekregen heeft. Deze definitie dekt overigens niet alles wat we tegenwoordig als gebergte beschouwen. Zo vallen bijvoorbeeld de midoceanische ruggen erbuiten. Gebergtevorming Voor de opkomst van de theorie over plaattektoniek was gebergtevorming een van de grotere mysteries in de geologie. Waarom komen veel gebergtes alleen in bepaalde gordels voor? Waarom lijken er in de aardgeschiedenis periodes van aktieve gebergtevorming, afgewisseld te zijn met periodes van rust. Waarom blijven bepaalde gebieden, de kratonen, sinds het Precambrium gevrijwaard van gebergtevorming? Soorten gebergtevorming De verschillende manieren waarop gebergtes kunnen ontstaan, zijn in drie klassen te verdelen. 1. vulkanisme 2. opheffing van de aardkorst (alleen vertikale beweging) 3. sterke verplooiing met op- en overschuivingen in combinatie met opheffing (horizontale en vertikale bewegingen) Orogenese Dit woord betekent letterlijk gebergtevorming (Grieks oros=gebergte). Er wordt echter uitsluitend het type gebergtevorming mee bedoeld waarbij gesteentes intensief geplooid worden en op en over elkaar schuiven. De aldus ontstane gebergtegordels worden orogenen of plooiingsgebergtes genoemd. Voorbeelden zijn de Alpen, de Pyreneeen, de Andes, de Rocky Mountains en de Himalaya. Epirorogenese Grieks: epeiros=vasteland. Wanneer een gebergte uitsluitend door het omhoogkomen van de aardkorst ontstaat wordt gesproken van epirorogenese. Weliswaar sterk geplooid zijn, maar die plooiing hangt dan samen met een veel andere fase van gebergtevorming en is niet het gevolg van de huidige vertikale beweging. Voorbeelden zijn de Ardennen, de Vogezen, Noorwegen en Schotland. Subject: Ontdek de geologie: Ontsluiting Date : 12 juni 1994 Ontsluiting en dagzomen Bij meeste Nederlanders zal het woord 'ontsluiting' gedachte oproepen aan een op de hand zijnde geboorte. Een geoloog bedoelt daar echter een plek mee waar gesteentes niet verscholen liggen onder een verweringsbodem of onder begroeiing. Het gesteente ligt daar ontsloten en is dus goed bestudeerbaar. Een ander geologisch woord is 'dagzomen'. Wanneer een bepaalde laag aan de oppervlakte zichtbaar is dan zegt men wel dat die laag daar 'dagzoomt'. Gelaagdheid 1 Een van de meest voorkomende structuren in gesteentes is de evenwijdige gelaagdheid. Door het bijbelse scheppingsverhaal letterlijk te nemen heeft men lange tijd gedacht dat deze gelaagdheid niet meer was dan een versiering. In 1669 was de Deen Nicolaus Steno de eerste die op papier stelde dat gelaagdheid ontstaan is door het bezinken van materiaal op de bodem van een meer of een zee. Gelaagdheid 2 Aan Steno zijn twee belangrijke uitgangspunten van de hedendaagse geologie te danken. We gaan er van uit dat de gelaagdheid oorspronkelijk horizontaal lag. Wanneer we de gelaagdheid nu in een andere stand aantreffen, dan is er sinds het ontstaan iets met dat gesteente gebeurd. Het andere uitgangspunt sinds Steno is dat de onderliggende laag ouder is dan de laag die erop ligt. Nu lijkt dat logisch, maar in Steno zijn tijd dacht men dat alle gesteentes even oud waren. Helling en strekking Het voordeel van gelaagde gesteentes is dat de gelaagdheid allerlei structuren zichtbaar maakt. Om de richting van een hellende laag vast te kunnen leggen worden de helling en de strekking ervan gemeten. Zodra een vlak helt is er altijd een lijn op dat vlak te vinden die horizontaal ligt. Deze lijn wordt de strekking van het vlak genoemd. Loodrecht daarop staat de lijn met de maximale hellingshoek, dit is de helling. Vraag Geologen onderscheiden drie soorten structuren in gelaagde gesteentes. Welke soorten zijn dat? 1. plooien 2. breuken 3. disconformiteiten Subject: Ontdek de geologie: Vormverandering Date : 13 juni 1994 Spanning en vormverandering Een materiaal dat onder spanning gebracht wordt kan op drie manieren reageren. Wie met een mes probeert de deksel van een verfbus op te lichten kan ze alledrie tegenkomen. - elastische vervorming: het mes buigt een beetje door, maar veert weer recht zodra de deksel omhoogkomt - permanente vervorming: de deksel komt wel iets omhoog, maar de punt van het mes is omgebogen en blijft krom - breuk: de deksel blijft zitten, de punt van het mes breekt af. Gebruik liever een stevige schroevendraaier Plooien - ontstaan De meeste plooien ontstaan door een gerichte (druk)spanning. De aardkorst wordt op zo'n plaats korter door als een harmonica samengedrukt te worden. De spanning ontstaat bijvoorbeeld wanneer twee aardplaten tegen elkaar drukken. Andere plooien, meestal enkelvoudige plooien, ontstaan door plaatselijk inzakken of inwelven van een gesteente. Hierbij vindt geen noemenswaardige korstverkorting plaats. Plooien - onderdelen Het dalvormig gedeelte van een plooi in een gesteente heet syncline. Bij erosie van een syncline liggen de jonste lagen in het midden met aan weerszijden de oudere lagen. Het boogvormige gedeelte van een plooi heet anticline. Hierbij komen de oudste gesteentes in het midden bloot te liggen met aan weerszijden jongere lagen. Het gedeelte van een plooi tussen een syn- en anticline heet de flank van een plooi. Plooivormen: syn- en anticlines Meestal komen de berg- en dalvormen van een landschap niet overeen met de opeenvolging van een syn- en anticlines in het gesteente. Een uitzondering vormt het Juragebergte tussen Frankrijk en Zwitserland. Daar volgt het landoppervlak over grote delen de plooivormen in het gesteente. Bij sommige kloven is dat mooi te zien. Fraaie plooivormen zijn soms een toeristische attraktie: Lulworth Cove aan de klifkust ten westen van Bournemouth in Dorset, Engeland. Plooi - vormen Plooien zijn er in vele soorten, standen en maten. De kleinste plooien zijn alleen met de microscoop te zien. De grootste plooivormen zijn groter dan Nederland. Plooien kunnen rechtop staan, scheef staan, overkipt staan of geheel op hun zij liggen. Subject: Ontdek de geologie: Breuken Date : 14 juni 1994 Plooien - voorbeeld Een aardig voorbeeld van hoe plooien het landschap beinvloeden is te vinden ten noordwesten van Parijs. Een groot deel van Noordwest-Frankrijk heeft een bodem van krijt. Dit uit zich in een grootschalig golvend akkerlandschap. Een aangename uitzondering is het Pays de Bray tussen Beauvais en Dieppe. Hier zijn, door de vorming van een anticline, oudere kleipakketten plaat komen te liggen. De klei geeft aanleiding tot een veel knusser landschap met kleine akkertjes en holle wegen daartussen. Breuken 1 Breuken ontstaan zowel door druk- als door rekspanning. Anders dan in het normale taalgebruik is er in de geologie alleen spake van een breuk wanneer de delen aan weerzijden van de breuk ten opzichte van elkaar zijn verschoven. Een 'breuk' zonder verschuiving wordt een diaklaas genoemd. (Grieks: klassein=breken) Breuken 2 Langs breuken vindt vertikale of horizontale beweging plaats of een combinatie daarvan. Bij vertikale beweging en een schuine stand van het breuk oppervlak is er sprake van een op- of afschuiving. Wanneer het breukvlak bijna horizontaal ligt wordt een opschuiving een overschuiving genoemd. Overschuivingen zijn veel in de Alpen te vinden. Het overschuivende deel wordt een dekblad genoemd. Breuken in Nederland In Nederland zijn opschuivingsbreuken te vinden in de stuwwallen die tijdens de Saal-IJstijd zijn gevormd. Hiervoor zal men een nog in gebruik zijnde zandgroeve moeten bezoeken. De opschuivingen ontstonden toen gletsjertongen de bevroren zandbodem voor zich uit stuwden. Een voorbeeld van eeen afschuiving is de Peelrandbreuk. Op enkele plaatsen langs deze breuk is aan de oppervlakte een hoogteverschil in het landschap waar te nemen. De Peelrandbreuk is nog steeds aktief en veroorzaakt zo nu en dan een kleine aardbeving. Hiaten Het feit dat gesteentes gelaagd zijn is op zich al een bewijs dat sedimentatie een proces is met onderbrekingen. Het vlak tussen twee lagen wordt een diasteen genoemd. Geologen onderkennen drie verschillende hiaten in de opeenvolging van gesteentelagen: 1. disconformiteiten 2. hoekdiscordanties 3. nonconformiteiten Subject: Ontdek de geologie: Hiaten Date : 15 juni 1994 Hiaten - disconformiteit Een disconformiteit kan ontstaan door de erosie van eerder afgezette lagen of door een periode waarin geen sedimentatie plaatsvond. Erosie is meestal herkenbaar door grillig verloop van het disconformiteitsvlak. Een periode zonder sediment is vaak herkenbaar aan een verweringslaag of een sterk omwoelde laag. Het ontbreken van een fossielen zone kan ook een aanwijzing zijn. Hiaten - hoekdiskordanties Bij een hoekdiskordanties zijn gesteentelagen horizontaal afgezet over een erosievlak boven gekantelde of geplooide lagen. Tussen de afzetting voorafgaand aan de kanteling of plooiing en de hernieuwde afzetting zullen vaak miljoenen jaren verstreken zijn. Soms kan op een hellende bodem kanteling of plooiing van het sediment plaatsvinden tussen het sedimenteren door. Dan bedraagt het hiaat misschien niet meer dan enkele minuten. Hiaten - nonconformiteiten Bepaalde gesteentes worden alleen gevormd op meerdere kilometers diepte in de aardkorst. Dit is het geval bij metamorfe gesteentes en bij granieten. Wanneer dergelijke gesteentes in direkt kontakt bedekt worden door aan de oppervlakte gevormde afzettingen dan is er sprake van een nonconformiteit. In dat geval is er zeker sprake van een hiaat van miljoenen jaren. Namelijk de tijd die nodig was om de kilometers gesteente te eroderen. Siccar Point De meest beroemde hoekdiskordantie is die van Siccar Pointe in Schotland ten oosten van Edinburgh. Een waar bedevaartsoord voor geologen. Hier deed de Schot James Hutton (1726-1797) aan het eind van de 18de eeuw zijn ideeen op over de enorme ouderdom van de Aarde. Hij kwam op het idee dat een dergelijke structuur alleen gevormd kan worden als er enorme hoeveelheid tijd beschikbaar zijn voor sedimentatie, scheefstelling, erosie en opnieuw sedimentatie. Economisch nut van structuren Veel anticline plooivormen blijken als fuik voor olie en gas te hebben gefungeerd. Voorwaarde is dat zowel ondoorlaatbare lagen als doorlaatbare lagen met voldoende porienvolume samen deel uitmaken van de anticline. Geologische structuren leren ons hoe gesteentes zich gedragen onder spanning. Dit is van belang voor het inschatten van de gevolgen van aardbevingen. Kennis van de structuren is ook nodig voor het veilig bouwen van bruggen en stuwdammen. Subject: Ontdek de geologie: Mercalla Date : 19 juni 1994 P en S aardbevingsgolven Er zijn verschillende soorten trillingsgolven. Twee belangrijke soorten zijn de longitudinale golf en de transversale golf. De longitudinale golf plant zich als een verdichting voort net als geluidsgolven. De transversale plant zich als bij een zijwaartse beweging voort. Zoals bij het op en neer bewegen van een touw. Longitudinale golvenzijn sneller dan transversale golven en komen daardoor eerder aan. In de seismologie heten ze daarom P (primaire) en S (secondaire) golven. De schaal van Mercalli Guiseppe Mercalli (1815-1914) was een Italiaanse seismoloog. De schaal wordt gebruikt om de sterkte van een aardbeving rond een epicentrum te beoordelen. Mercalli gebruikte deze schaal voor het eerste in 1897. Het voordeel van deze schaal is dat iedereen hem kan gebruiken, er is geen apparatuur voor nodig. Om deze schaal niet te verwaren met die van Richter worden meestal Romeinse cijfers gebruikt. Schaal van Mercalli I Alleen door seismologen geregistreerd. II Zeer licht. Slechts onder gunstige omstandigheden gevoeld. III Licht. Trillig als voorbijrijdend verkeer. Door enkele mensen gevoeld. IV Matig. Algemeen gevoeld, ramen rammelen. V Vrij sterk. Hangende voorwerpen slingeren. VI Sterk. Voorwerpen in huis vallen om, weinig solide huizen worden beschadigd. VII Zeer sterk. Grotere schade, schorrstenen breken af. VIII Vernielend. Grote scheuren in muren, daken zijn ingestort. IX Verwoestend. Veel gebouwen zwaar beschadigd, spleten in de grond. X Vernietigend. Veel gebouwen zijn ingestort, schade aan dammen en dijken. XI Catastrofaal. Algemene verwoesting van gebouwen; rails wordt sterk gebogen, ondergrondse leidingen vernield. XII Buitengewoon catastrofaal. Volledige verwoesting; scheuren in rotsen; verandering van het landschap. Subject: Ontdek de geologie: - Date : 20 juni 1994 Nieuwe magnitudeschaal Het Amerikaanse persbureau Associated Press (AP) heeft besloten bij het aangeven van de magnitude niet langer de schaal van Richter te gebruiken, maar een schaal die vooral op grotere afstanden nauwkeuriger is. De nieuwe schaal heeft nog geen eigen naam gekregen. De nieuwe schaal is wellicht preciezer voor professionele seismologen. Het is de vraag of een dergelijke schaal zinvol is in de berichtgeving voor het grote publiek. Paleoseismologie 1 Bij aardbevingen worden niet alleen gebouwen beschadigd. In de natuur doen zich ook vele verschijnsel voor door de plotselinge beweging. Deze verschijnselen laten vaak sporen achter die miljoenen jaren later nog aanwijzingen kunnen verschaffen over aardbevingen in het verleden. De studie van deze sporen heet paleoseismologie. Paleoseismologie 2 Het meest bekende verschijnsel zijn de aardverschuivingen. Deze doen zich ook onder water voor. Dan kunnen zich modderstromen vormen die zich over vele honderden kilometers kunne verplaatsen. Afzettingen van dit type zijn o.a. herkenbaar aan het feit dat de afzonderlijke lagen onderin grofkorreliger zijn dan bovenin. dergelijke afzettingen komen vrij veelvuldig voor. Paleoseismologie 3 Ondergrondse zandlagen kunnen overzadigd zijn met water. Bij een aardbeving wordt dergelijk zand plotseling vloeibaar. Er op liggende lagen kunnen daardoor in het zand zakken, waardoor zakvormig en gekrulde lagen ontstaan. In andere gevallen zoekt het zand zich een weg naar buiten en onstaan er moddervulkaantjes. Een dergelijk verschijnsel dded zich o.a. voor bij de beving in Limburg vorig jaar. Beving bij Jericho Op 11 juli 1927 vond bij Jericho een zware aardbeving plaats, 6,25 op de schaal van Richter. In de Dode Zee deden zich daardoor bodemverschuivingen voor. Oudere bodemverschuivingen suggereren dat het gebied rond Jericho al lange tijd actief is, zij het met grote tussenpozen. Jericho ligt langs de Jordaanbreuk, een noord-zuid lopende transforme breuk tussen Isreal en Jordanie. Subject: Ontdek de geologie: Seismograaf Date : 21 juni 1994 De seismograaf Bij de meeste registrerende meetinstrumenten is het de schrijfpen die heen en weer gaat over het papier. Het principe van elke seismograaf is dat juist de schrijfpen zo stil mogelijk blijft hangen. Bij het registreren van een horizontale trilling trilt het papier (of de film) heen en weer onder de stilhangende pen. Voor het meten van vertikale trillingen is de pen zo opgehangen dat het papier langs de pen op en neer kan trillen. Epicentrum De bron of haard van een aardbeving ligt meestal diep of ondiep in de aardkorst. De plek aan het aardoppervlak recht boven de haard is het epicentrum. De haard zelf wordt wel hypocentrum genoemd. In zeldzame gevallen vindt de beving aan het oppervlak plaats (o.a. bij proeven met kernexplosies). In dat geval is het "epicentrum" tevens de haard. Het epicentrum is niet altijd de plek die het zwaarst getroffen wordt. Zeebevingen 1 Zeebevingen zijn aardbevingen die onder de bodem van de zee plaatsvinden. Bij een zeebeving ontstaat een grote golf in het water. Deze wordt met het Japanse woord "tsunami" genoemd. Midden op de oceaan is een tsunami slechts enkele meters hoog. Hij plant zich dan met 700 tot 800 km per uur voort. De golflengte is ongeveer 150 meter. In volle zee is een tsunami dus niet verwoestend. Zeebevingen 2 In de buurt van een kust wordt een tsunami vertraagd. Daardoor wordt hij steeds hoger. Hoogtes van 30 meter (kerktoren) zijn geen uitzondering.De hoogst gemeten tsunami was 65 meter!! Door tsunami's kunnen zeebevingen zeer verwoestend zijn. Niet op de plaats van de beving zelf maar op plaatsen waar de tsunami over het land golft. Dat kan zelfs aan de overkant van een oceaan zijn. Oorzaken van bevingen De meeste bevingen ontstaan door het elastisch terugveren van een stuk aardkorst dat door grote spanning vervormd was. Dit is na te bootsen met twee stukken schuimrubber. Door ze tegen elkaar te leggen en dan elk in een tegengestelde richting te duwen zullen ze eerst vervormen. Zodra de spanning te groot wordt schuiven ze langs elkaar heen. Beide stukken schuimrubber zijn dan teruggesprongen in hun oude vorm. Subject: Ontdek de geologie: Correlatie Date : 26 juni 1994 Uniformitarisme Met deze onuitsprekelijke term duidt men aan dat gesteentevormende processen die nu plaatvinden vroeger ook hebben plaatsgevonden. Anders gezegd, bij het bestuderen van gesteentes geldt dat het heden de sleutel is tot het verleden. Een eenvoudiger synoniem is actualisme. Het uniformitarisme staat tegenover het catastrofisme dat zegt dat alle gesteentes gevormd zijn door processen (rampen als zondvloeden e.d.) die nu niet plaatsvinden. Traagheid van geologische processen De meeste geologische processen verlopen zo langzaam dat ze in een mensenleven niet waarneembaar zijn. En als er eens wat geologisch gebeurt dan is het meestal een ramp: een aardbeving, een vulkaanuitbarsting of overstroming. Logisch dat men vroeger dacht dat al die dikke sedimentpakketten alleen gedurende onvoorstelbaar grote rampen gevormd konden zijn. Tegenwoordig kunnen we door precieze instrumenten veranderingen in mm's per 10 jaar meten. Correlatie 1 Het onderling vergelijken van gesteentelagen op verschillende lagen of zelfs op verschillende kontinenten wordt correlatie genoemd. Men kijkt of de lagen even oud zijn of dat ze gevormd zijn onder dezelfde omstandigheden. Alleen door heel veel gesteentelagen met elkaar te correleren is het mogelijk geworden te beweren dat aan het eind van de Krijtperiode talloze diersoorten uitstierven. Correlatie 2 Bij het bestuderen van ouderdomsrelaties tussen gesteentelagen wordt van een drietal principes uitgegaan: - de lagen zijn oorspronkelijk horizontaal afgezet - van twee lagen die op elkaar liggen is de bovenste jonger dan de oudste (Dit wordt de wet van superpositie genoemd) - lagen die de gelaagdheid van andere lagen als het ware afsnijden zijn jonger dan de afgesneden lagen Hieronder zijn drie gesteentepakketten aangegeven: een granietlichaam met gangen (A), een horizontaal pakket (B) en een scheefgesteld pakket (C). In welke volgorde zijn ze ontstaan? ________________________________________________________ |****************| |************************************| |%%%%%%%%%%%%%%%%| |%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%| |******************| |**********| |*******************| |%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%| |%%%%%%| |%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%| |***++***++***+++*| |+| |***+++****+++****+++***| |++**+++***++***| |++*****+++****+++****+++++| |++++*+++**++**| |++*****+++****+++****++++| |**+****++**++*| |++*****+++****+++****+++| *=A %=B +=C Antwoord: C, B, A Subject: Ontdek de geologie: Tijdschaal Date : 27 juni 1994 De faunale successie In de 18e eeuw begon het mensen op te vallen dat de verschillende fossielvormen niet zomaar verspreid in het gesteente voorkomen. Er zit een bepaalde volgorde in. Waar je ook kijkt telkens kom je dezelfde volgorde tegen. De oudste gesteentes bevatten onbekende primitieve organismen, de jonste lagen organismen die lijken op recente vormen. Deze vaste volgorde in fossiele vormen (de faunale successie) werd prompt gebruikt voor het maken van de eerste geologische kaart (William Smith, 1815). Gidsfossiel Fossielen kunnen op twee manieren als gids dienen. Enerzijds om te bepalen hoe oud een gesteente is, anderzijds om te bepalen onder welke milieuomstandigheden een gesteente gevormd is. Om in aanmerking te komen voor het predikaat ouderdomsgidsfossiel moet een fossiele soort niet te lang bestaan hebben en het liefst massaal over de hele wereld in allerlei verschillende milieu's. (Wellicht blijkt de mens ooit een ideaal gidsfossiel te zijn). Ijkpunten De meeste namen in de geologische tijdschaal zijn afgeleid van plaatsnamen waar veel gidsfossielen gevonden worden. Zo'n plaats is dan verheven tot ijkpunt van de geologische schaal. Veel van dergelijke ijkpunten bevinden zich in Europa. Een bevindt zich in Nederland, in de St. Pietersberg bij Maastricht. Dit is het ijkpunt voor de laatste Tijd uit de Krijtperiode, het Maastrichtien. Het Maastrichtien staat veel in de belangstelling omdat in die Tijd de dinosauriers uitstierven. De Formatie Om bij het in kaart brengen van een gebied het overzicht te kunnen bewaren gebruikt de geoloog het begrip Formatie. Een Formatie is een duidelijk herkenbare laag of groep lagen met voldoende dikte om op een kaart aan te kunnen geven. Er kan op basis van allerlei kriteria besloten worden iets tot een Formatie te rekenen: kleur, gesteentesoort, fossielinhoud, een bepaald ritme in gelaagdheid, de verweringsvorm, enz. Formaties krijgen meestal de naam van een plek waar die goed te herkennen is. Enkele namen van de tijdschaal Het Kenozoicum is onderverdeeld in een aantal -cenen. Zowel Keno- als -ceen zijn afgeleid van het Griekse woord 'Kainos' voor nieuw. Kenocoicum is dus 'nieuwe diertijd'. Van oud naar jong: Paleoceen (oude nieuwe), Eoceen (dageraad van het nieuw), Oligoceen (weinig nieuwe), Mioceen (minder nieuwe), Plioceen (meer nieuwe), Pleistoceen (meest nieuwe) en Holoceen (geheel nieuwe). Subject: Ontdek de geologie: Geologische tijdschaal Date : 28 juni 1994 Absolute en relatieve ouderdom 1 Door fossielen en lagen onderling te vergelijken kunnen we van gesteentes bepalen of ze jonger of ouder ten opzichte van elkaar zijn. Dit kan soms er precies zijn. Van Paleozoische gesteentes die onder invloed van seizoenen zijn gevormd is tot op het jaar nauwkeurig het ouderdomsverschil te bepalen. Maar hoe oud die gesteentes zijn in jaren, dat weet je dan nog niet. Ouderdom 2 Wanneer we de ouderdom van een gesteente uitdrukken in jaren dan noemen we dat de absolute ouderdom. Voor het meten van de absolute ouderdom moet er in het gesteente een langlopende nauwkeurige klok zitten. Zo'n klok bestaat in de vorm van het radioaktief uiteenvallen van sommige elementen. Er zijn elementen die binnen een millieseconde uiteenvallen, andere doen daar miljoenen jaren over. De laatste zijn zeer geschikt voor het meten van geologische ouderdom. Geologische tijdschaal Periode Ouderdom begin in miljoenen jaren Kwartair 1,6 Tertiair 66,4 Krijt 144 Jura 208 Trias 245 Perm 286 Carboon 360 Devoon 408 Siluur 438 Ordovicium 505 Cambrium 570 Precambrium 4500 Namen van de tijdschaal De namen van het Paleozoicum (oude diertijd) zijn gegeven aan het begin van de vorige eeuw door Engelse geologen. Cambrium is naar Cambra genoemd de Latijnse naam voor Wales. Ordovicium en Siluur zijn genoemd naar de twee Keltische stammen die in Wales woonden, de Ordovices en de Silures. Devoon is naar de Zuid-Engelse streek Devon genoemd. Carboon komt van 'Carbonferous' of steenkool bevattend. Perm is een voormalig Russische koninkrijk te westen van de Oeral. Namen van de tijdschaal Het Mesozoicum (midden diertijd) bevat de periodes Trias, Jura en Krijt. De Trias (drie-eenheid) komt vooral in Duitsland veel voor in een kenmerkende driedeling: rode zandsteen, schelpenkalk en 'Keuper'. De Jura is vernoemd naar het Juragebergte. Hetgeen niet wil zeggen dat alle gesteentes van het Jura-gebergte ook de gelijknamige ouderdom hebben. Het Krijt dankt zijn naam aan de krijtgesteentes van noordwest Frankrijk. Subject: Ontdek de geologie: Isotopen Date : 29 juni 1994 Halfwaardetijd Dit is de tijd die verloopt tot een radioaktief element voor de helft vervallen is tot een dochterelement. Bij C14 is dit 5730 jaar. Na deze periode is er dus nog de helft over van de oorspronkelijke hoeveelheid C14. Na 2 * 5730 = 11460 jaar is er nog een kwart over. Na 3 * 5730 = 17190 is er nog een achtste over, enzovoorts. Halfwaarde tijden van enkele methodes voor absolute ouderdomsbepaling. Radioaktief Halfwaardetijd Dochterprodukt element in jaren ----------- -------------- -------------- Rubidium 87 48,6 miljard Strontium 87 Thorium 232 14 miljard Lood 208 Uranium 238 4,5 miljard Lood 206 Kalium 40 1,3 miljard Argon 40 Uranium 235 0,7 miljard Lood 207 Koolstof 14 5730 Stikstof 14 Isotopen Isotoop betekent letterlijk 'op dezelfde plaats'. Daarmee wordt bedoeld op dezelfde plaats in de lijst met alle chemische elementen (het zg. Periodiek Systeem). Isotopen staan op dezelfde plaats in die lijst omdat ze zich chemisch exact hetzelfde gedragen. Ze hebben echter wel een verschillend atoomgewicht. De koolstof-isotoop C12 en C14 gedragen zich chemisch hetzelfde. C14 heeft alleen 2 neutronen meer en is daardoor zwaarder. C14 datering C14 en C12 komen in de atmosfeer in een constante verhouding voor. Die verhouding komt ook terecht in planten en dieren. Op het moment dat een organisme sterft is de C14/C12 verhouding gelijk aan die van de atmosfeer. De c14 zal in de loop der tijd radioaktief uiteenvallen tot N14. De C14/C12 verhouding zal daardoor veranderen. Door deze verhouding te meten weten we hoe lang geleden het organisme gestorven is. Na ongeveer 70.000 jaar is er te weinig C14 over om nog te kunnen meten. BP of BC Ouderdommen die met behulp van C14 methode of met behulp van jaarringen in bomen zijn bepaald worden vaak aangegeven met het aantal jaren BP (Before Present) en BC (Before Christ). Als 'Present' is het jaar 1950 afgesproken, omdat het echte heden natuurlijk telkens verschuift. BP en BC schelen als het goed is precies 1949 jaar, omdat het jaar 0 nooit bestaan heeft. Die bril van u komt uit het jaar -1! Subject: Ontdek de geologie: Evolutie Date : 3 juli 1994 Evolutie In bredere zin is evolutie het geleidelijk aan veranderen van iets in de loop der tijd. Met biologische evolutie wordt bedoeld het veranderen van biologische soorten in de loop der tijd. Het zijn vooral de vondsten van vele fossielen geweest die aanleiding gegeven hebben tot het idee dat soorten in de loop der tijd veranderen. Het begrip soort Een biologisch soort is een verzameling organismen die onder natuurlijke omstandigheden nageslacht produceert. Paarden en ezels behoren tot verschillende soorten omdat hun nakomelingen, muildieren en ezels, niet vruchtbaar zijn. Hoewel hun nageslacht vruchtbaar zou zijn, paren zilvermeeuwen en grote mantelmeeuwen niet met elkaar. Daarom worden ze tot verschillende soorten gerekend. Fossiele soorten Van fossielen is natuurlijk niet vast te stellen of ze met succes negeslacht produceerden of niet. Vele fossiele 'soorten' zijn gebasseerd op slechts een deel van een skelet of een botfragment. Er zijn zelfs talloze soorten waarvan we alleen maar de sporen kennen. Pootafdrukken, graafgangen, eetsporen en dergelijke worden 'ichnofossielen' genoemd. Ongeslachtelijke voortplanting De eerste organismen kenden geen mannelijke en vrouwelijke individuen. Ze planten zich uitsluitend voort door celdeling. Elke nakomeling was daardoor een kloon van zijn ouder. Bij deze wijze van voortplanten gaat de evolutie relatief langzaam. Door het klonen blijft de soort alsmaar hetzelfde. Veranderingen in de soort vinden alleen plaats door toevallige mutaties in het erfelijk materiaal. Geslachtelijke voortplanting Pas bij de 'uitvinding' van de geslachtelijke voortplanting kwam de evolutie echt op gang. Nakomelingen erven zowel eigenschappen van de vader als van de moeder. Ze lijken dan wel op hun ouders, maar er zijn altijd verschillen. Zo ontstaat een veel grotere variatie binnen de soort. De variatie leidt er toe dat verschillende omstandigheden verschillende soorten opleveren. Subject: Ontdek de geologie: Darwin Date : 4 juli 1994 Voor Darwin Lineaus dacht nog dat alle soorten in de tijd onveranderlijk waren. Ze waren ooit geschapen en sindsdien niet meer veranderd. Fossielen werden in zijn tijd gezien als resten van eerdere scheppingen die door zondvloeden of andere catastrofes waren verdwenen. Een andere gedachte was dat fossielen tijdens de Schepping al als fossielen geschapen waren. Voor Darwin: Lamarck Een stap verder ging de Fransman Lamarck met de gedachte dat giraffen hun lange nek hadden gekregen van het alsmaar uitrekken om bij de bovenste takken te komen. Iedere volgende generatie zou daardoor een iets langere nek hebben dan de vorige. Hij bepleitte ook dat als je het linkeroog van kinderen weg zou halen en ze later met elkaar zou laten paren dat er dan een n-oogig ras zou ontstaan. Malthus Thomas Robert Malthus publiceerde in 1798 zijn 'Essay on the Principles of Population'. Hierin gaf hij aan dat oorlogen, ziektes, hongersnoden en rampen er voor zorgden dat het aantal mensen beperkt bleef. Hij raadde geboortebeperking aan als een aangenamer alternatief. Het was dit boek dat Darwin op het idee bracht van de natuurlijke selectie als een proces dat leidt tot verandering van een soort. Natuurlijke selectie Darwin begreep als eerste dat het kunstmatig selecteren dat fokkers doen met huisdieren in de natuur ook voorkomt. Hondefokkers hebben gezorgd voor Deense Doggen en Chihuahua's. Darwin zag op de Galapagos eilanden allerlei soorten vinken. Doordat de omstandigheden per eiland verschilden ging hij ervan uit dat de natuurlijke selectie op elk eiland een andere vorm had opgeleverd. Survival of the fittest Het overleven van de best aagepaste soort. Dit is een van de belangrijkste stellingen van Darwin. Met 'overleven' wordt overigens niet het overleven van een individu bedoeld, maar het overleven, het niet-sterven, van een soort. De zure regen is niet dodelijk voor een heidestruikje. Er zijn echter andere gewassen die zich onder die omstandigheden beter kunnen voortplanten en daardoor de heideplanten van de heide verdringen. Subject: Ontdek de geologie: Cambrische explosie Date : 5 juli 1994 Zwarte en witte motten Het schoolvoorbeeld van natuurlijke selectie is de 'Brindled Beauty' mot in Engeland. Oorsponkelijk was deze mot wit met stippels. Dat was veilig omdat de mot leefde op bomen met lichte korstmossen. De sporadisch voorkomende donkere exemplaren vormden een makkelijke prooi voor de vogels. Door vervuiling van de kolengestookte industrie werden de boombasten steeds donkerder. Prompt nam het aantal donkere exemplaren toe ten koste van de lichtere. De Cambrische explosie Het eerste leven komt al voor in het Precambrium. De oudste organismen zijn 3 miljard jaar oud. Gedurende een lange tijd verandert er weinig, totdat opeens 600 miljoen jaar geleden een enorme verscheidenheid aan levensvormen blijkt te ontstaan. Deze explosie van vormen is het begin van het Camvrium. Het is niet zeker of deze 'explosie' te wijten is aan een evolutieproces of aan een verandering in de omstandigheden waaronder fossielen bewaard blijven. Convergentie Dat de vorm van een organisme het gevolg is van aanpassing aan de omgeving leidt soms tot convergente vormen. Dit betekent dat organismen van totaal verschillende vormen hetzelfde uiterlijk hebben door aanpassing aan dezelfde omstandigheden. Een voorbeeld vormen het uitgestorven zeereptiel Ichtiosaurus en de recente dolfijn, een zoogdier. Hoewel ze tot totaal verschillende dierklassen behoren vertonen ze een frappante gelijkenis in vorm. Hun levensmilieu is dan ook hetzelfde. Uitsterven Een nogal miskende consequentie van evolutie is het uitsterven van soorten. Als alle soorten maar zouden blijven bestaan dan zou er op een gegeven moment geen plaats meer zijn voor nieuwe soorten. Het uitsterven van een soort is alleen jammer voor de mensheid. Evolutie is een niet-omkeerbaar proces. Eenmaal uitgesorven soorten zullen niet opnieuw ontstaan. Uitsterfpieken De bekendste uitsterfpiek is die aan het einde van de Krijtperiode. Toen immers stierven de alle dinosaurussen uit. En met hen de ammonieten, belemnieten, talloze microfossielen en ook veel zoogdiersoorten. Andere ernstige uitsterfpieken deden zich voor aan het einde van het Ordovicium, aan het einde van het Devoon en aan het einde van het Perm. Helaas bestaat er een kans dat het heden de grootste uitsterfpiek blijkt te zijn. Subject: Ontdek de geologie: Levende fossielen Date : 6 juli 1994 Levende fossielen Er is sprake van een 'levend fossiel' wanneer een organisme zowel recent als fossiel voorkomt. Meestal dacht men aanvankelijk dat het organismen was uitgestorven, totdat ergens een vertegenwoordiger van die soort werd aangetroffen. Voorbeelden zijn de boomsoorten Ginkyo (Japanse notenboom) en Metasequoia (ontdekt in 1940), de kwastvinnige vis Latimeria (ontdekt in 1938). Een half-ontwikkeld oog Het grootste probleem bij het begrijpen van evolutie is het ontstaan in nieuwe functies. Hoe zijn bijvoorbeeld vleugels geevolueerd? Wat heb je aan een half ontwikkelde vleugel? Wat zie je met een half ontwikkeld oog? We kunnen slechts hopen dat fossielen eens antwoord op dat soort vragen zullen geven. Dergelijke nog niet gevonden fossielen worden de 'ontbrekende schakels' genoemd. Evolutie en DNA Pas sinds de ontdekking van het DNA zijn we in staat te begrijpen hoe erfelijke eigenschappen worden vastgelegd. Evolutie en erfelijkheidsleer zijn nauw met elkaar verbonden. Voor het bepalen van evolutielijnen - welke soort stamt van welke andere soort af - wordt tegenwoordig meer gekeken naar het DNA van levende organismen dan naar overeenkomsten in fossielen vormen. DNA in gesteente Na DNA van insekten bewaard in barnsteen, zoals gebruikt in 'Jurassic Park', is het nu iemand ook gelukt om fossiel DNA uit kalksteen te halen. Het betreft hier het DNA van stuifmeelkorrels die vrij snel door een laagje kalk bedekt zijn geraakt. In principe komen ook andere kleine plant- en dierfragmenten in aanmerking voor deze wijze van conservering. Essentieel is dat het DNA bevattende materiaal snel genoeg van de lucht wordt afgesloten. Evolutie - geleidelijk of sprongsgewijs? Darwin meende dat evolutie altijd een traag proces was. De veranderingen zouden zich slechts geleidelijk aan voltrekken. Onderzoek aan fossielen heeft echter uitgewezen dat evolutie soms ook zeer snel kan verlopen. Er blijken korte periodes te zijn geweest waarin opeens een heleboel nieuwe soorten zijn ontstaan. Dergelijke periodes worden afgewisseld met periodes waarin de evolutie bijna stil lijkt te staan. Subject: Ontdek de geologie: Mineralen Date : 10 juli 1994 Mineraal Volgens woordeboeken is een mineraal een in de natuur voorkomende homogene anorganische substantie met een bepaalde chemische samenstelling en een specifieke kristalstruktuur. Daarop zijn uitzonderingen, maar laten we eerst eens naar de afzonderlijke delen van de definitie kijken. Mineralen natuurlijk? Een mineraal moet volgens de definitie in de natuur gevormd zijn. Dan vallen alle door mensen gemaakte produkten dus buiten beschouwing. Ook synthetische edelstenen zijn strikt genomen geen mineralen, ook al zijn ze eigenlijk niet te onderscheiden van in de natuur gevormde exemplaren. Wat zou er nou tegen zijn om bijvoorbeeld synthetische edelstenen ook mineralen te noemen? Homogeen en anorganisch Een mineraal is overal hetzelfde, dat volgt uit de geordende kristalstruktuur. Een plant is bijvoorbeeld niet homogeen. Een kristal is ook niet altijd homogeen, het kan in de kern een andere samenstelling hebben dan aan de buitenkant. Het kristal bestaat dan uit verschillende mineralen. Tegenwoordig worden ook enkele organische stoffen tot de mineralen gerekend. Er is een aparte mineraalklasse voor opgericht. Chemische samenstelling Kristallen van een bepaald mineraal hebben altijd en overal dezelfde chemische samenstelling. Zodra de samenstelling anders is dan voor de beppalde mineraal is afgesproken dan is er ook sprake van een ander mineraal. Hierbij kan overigens sprake zijn van enige vrijheid binnen marges. Twee stoffen met dezelde kristalvorm, maar met een verschillende chemische samenstelling zijn verschillende mineralen. Kristalstruktuur Elk mineraal heeft een karakteristieke kristalstruktuur. Twee substanties kunnen chemische identiek zijn, maar door hun verschillende kristalstrukturen toch verschillend mineralen zijn. Een veel gebruikt voorbeeld is het verschil tussen de mineralen diamant en grafiet. Beide zijn chemische identiek, ze bestaan uit zuivere koolstof. Het verschil zit 'm uitsluitend in de kristalstruktuur. Subject: Ontdek de geologie: Klassificatie mineralen Date : 11 juli 1994 Klassificatie van mineralen Mineralen worden geklassificeerd op basis van hun chemische samensteling. De meest gangbare indeling is die van Stunz (1970). Elementen: koper, zilver Sulfiden: pyriet, galeniet Halogeniden: haliet (steenzout) Oxiden en hydroxiden: hematiet Carbonaten (nitraten, boraten): calciet Sulfaten, e.d.: gips, bariet Fosfaten, e.d.: apatiet, vivianiet Silicaten (verreweg de belangrijkste groep): kwarts, veldspaten, olivijn Organische mineralen Mineralen en gesteente Op enkele uitzonderingen na bestaat elk gesteente uit een verzameling minerale kristallen. Zoals bomen een bos vormen, zo vormen kristallen een gesteente. Sommige gesteentes, zoals bijvoorbeeld marmer, zijn opgebouwd uit de kristallen van een enkele kristalsoort. Dubbelzien? Het licht dat door kristallen heen gaat wordt gepolariseerd in twee loodrecht op elkaar staande richtingen. (Een polaroidbril polariseerd licht in n richting). Vaak wordt daarbij de ene richting iets meer vertraagd dan de andere. Daardoor is de afbuiging van het licht in de ene richting ook anders dan in de andere. Dit is goed te zien bij een stukje transparant calciet. Wanneer je daar doorheen naar n lijn kijkt zie je er twee. (Tenzij je een polaroidbril op hebt). Dunne doorsneden Om de mineralen in een gesteente goed te kunnen bestuderen zaagt en slijpt een geoloog een zeer dun plakje uit dat gesteente. Zo'n plakje is zo dun dat de meeste mineralen doorzichtig worden. Dergelijke plakjes worden met een speciale microscoop onderzocht. De mineralen die zelfs in een dunne doorsnede niet doorzichtig zijn worden 'opaak' genoemd. Meestal zijn dit metaalachtige mineralen. Calciet en aragoniet Deze mineralen hebben beide dezelfde chemische samenstelling nl. calcium met koolstof en zuurstof (CaCO3). Calciet heeft een andere kristalstruktuur dan aragoniet. Aragoniet komen we in ons dagelijks leven tegen als de kalkafzetting op de wand van de fluitketel. Veel schelpfossielen bestonden oorspronkelijk ook uit aragoniet. De struktuur van calciet is echter stabieler dan die van aragoniet. Veel schelpfossielen zijn daardoor gerekristalliseerd tot calciet. Subject: Ontdek de geologie: Herkenning van mineralen Date : 12 juli 1994 Kristallen Een kristal is de uiterlijke verschijningsvorm van een mineraal. Zo'n kristal hoeft niet de perfekte kristalvorm te hebben. Een volstrekt vormeloos stukje kwarts uit een graniet is ook een kristal. Kristallen worden ingedeeld op basis van hun symmetrische ideaalvormen. Mineralen en kristallen Het woord mineraal wordt vaak gebruikt als aanduiding voor zowel de kristallen van een mineraal als de mineraalsoort. Dit kan soms tot verwarring leiden. Kristallen zijn bijvoorbeeld niet altijd homogeen van samenstelling. En kristal kan uit verschillende mineralen bestaan. Een stuk graniet bestaat uit duizenden kristallen, maar er komen slechts enkele mineralen in voor. Herkenning mineralen: kleur Vele mineralen komen slechts in n kleur voor, maar sommige mineralen kunne alle kleuren van de regenboog hebben. Verzamelaars van mineralen hebben deze kleurvarieteiten diverse namen gegeven. Dichroiet (cordiereit) heeft twee verschillende kleuren afhankelijk van de richting waarin je er doorheen kijkt. Een mineraal als een hematiet heeft in poedervorm een andere kleur (rood) dan in de vorm van grotere kristallen (metaalgrijs met een zweempje rood). Herkenning mineralen: vorm Er wordt onderscheid gemaakt in kristalvorm en splijtvorm. Het uiterlijk kan het gevolg zijn van vrije kristalgroei, dan is er sprake van een kristalvorm. Van kwarts zijn vaak fraaie voorbeelden te koop. Bij kristallen die makkelijk splijten wordt de vorm vaak bepaald door splijtvlakken. Mineralen met de uitgang '-spaat' in hun naam zijn hier voorbeelden van. Zowel kristalvorm als splijtvorm zijn een uiting van de innerlijke kristalstruktuur. Herkenning mineralen: glans Donkere en ondoorzichtige mineralen kunnen een metaalglans hebben. Bij doorzichtige of doorschijnende zijn er verschillende soorten glans mogelijk: diamantglans (bijv. het mineraal celestien, dat in Winterswijk wordt gevonden), glasglans (kwarts), parelmoerglans (biotiet, mica), zijdeglans (talk) en vetglans. Uiteraard is het ontbreken van glans ook een determinatiekenmerk. Zo'n mineraal is mat, dof of aardeachtig. Subject: Ontdek de geologie: Hardheid van mineralen Date : 13 juli 1994 Hardheid van mineralen Het bekendste hulpmiddel voor het testen van de hardheid is de relatieve hardheidsschaal van Mohs. Deze schaal bestaat uit een reeks van 10 mineralen die elk een stapje harder zijn. 1. Talk (speksteen) 2. Gips 3. Calciet (kalkspaat) 4. Fluoriet (vloeispaat) 5. Apatiet 6. Veldspaat 7. Kwarts 8. Topaas 9. Korund 10. Diamant Hardheid 2 De hardheid van een mineraal kan bepaald worden door het te krassen met een van de mineralen uit de schaal van Mohs. Enkele eenvoudige hulpmiddelen volstaan ook: een vingernagel krast 1 en 2, een stuiver krast 1 t/m 3, een goed mes krast 1 t/m 5, een goede vijl krast 1 t/m 7. 6 t/m/ 10 geven krassen op een stukje vensterglas. Hardheid 3 De hardheid moet getest worden op een vers stukje mineraal, verweerde kristallen leveren een te lage waarde. Bovendien moet het te testen oppervlak goed vastzitten. Een 'kras' maken in zand kun je met een veer, terwijl de afzonderlijke kwartskorreltjes toch hardheid 7 hebben. De getallen in de schaal van Mohs geven uitsluitend de volgorde aan. Twee mineralen die zachter dan 5 maar harder dan 4 zijn hebben de hardheid 4. Een Mohs hardheid van 4,7 bestaat niet. Andere eigenschappen van mineralen Oplosbaarheid in water Een mineraal als haliet (steenzout) is zeer makkelijk oplosbaar in water. Gips lost op in warm water. Soortelijk gewicht Hele lichte mineralen zijn carnalliet (S.G. = 1,6) en gips (S.G. = 2,3-2,4). Zeer zwaar zijn goud (S.G. = 19) en platina (S.G. = 21,5). Verrassend zwaar is bariet (zwaarspaat). Het lijkt op een lichte mineraal als gips e.d., maar heeft een S.G. van 4,48. Andere eigenschappen van mineralen Sommige mineralen zijn opvallend magnetisch: pyrrotien (magneetkoes) en magnetiet. Er zijn mineralen met een karakteristieke geur bij verbranding: zwavel en arsenopyriet. De laatste ruikt naar knoflook of gas. Gevaarlijk zijn de radioaktieve mineralen: uraniniet, pyrochloor, e.d. En wie kent niet die fascinerende kleuren van sommige lichtgevende mineralen onder UV-licht? Subject: Ontdek de geologie: Vulkanische uitwerpselen Date : 17 juli 1994 Vulkanische uitwerpselen Bij een explosieve vulkaanuitbarsting worden er spetters en grote klodders lava hoog de lucht in geschoten. De tijdens de vlucht gestolde spetters lijken op hydrokorrels voor plantenbakken. Ze worden lapilli genoemd. De grote klodders stollen tot vulkanische bommen. Aan de S-vorm van sommige bommen is nog te zien hoe ze door de lucht gestold hebben. Broodkorstbommen hebben een gebarsten korst. Opgesloten gas deed ze tijdens de vlucht nog enigszins opzwellen. Vulkanische as Vulkanische as kan kilometers de lucht in geschoten worden. Het kan dan maanden duren voordat het weer is neergedaald. Bij de uitbarsting van de Mount St. Helens in 1980 werd de as zijwaarts uitgeblazen. De wolk bereikte snelheden van ruim 300 km per uur, alles op zijn weg dodend en tegelijk toedekkend. Door tijdig waarschuwen kwamen er maar enkele mensen om: twee fotografen, een geoloog en Harry Truman, een 84-jarige bewoner. Ze dachten dat ze op ruim 10 km afstand wel veilig zouden zijn. Bazaltzuilen Heet bazalt heeft een groter volume dan koud bazalt. Bij uitgevloeide bazalt ontstaan grote afkoelende oppervlaktes. Aan de oppervlaktes begint de bazalt te krimpen. Dat kan niet op de manier van een trui in de was. Het oppervlakte breekt op in gelijkmatig verspreide krimpcentra. Net als bij indrogende klei ontstaat daarbij een zeshoekig patroon van scheurtjes. Als de balzalt verder afkoelt zetten de aan het oppervlak gevormde scheurtjes zich naar binnen toe voor, om zo de bekende zeskantige zuiltjes te vormen. Pahoehoe en aa Lava's die uitvloeien kunnen naar gelang hun vloeibaarheid in verschillende vormen tot stilstand komen. De ene vorm ontstaat doordat het gestolde 'vel' opgestroopt wordt waardoor het sterk aan een bundel touwen doet denken. Deze vorm heet pahoehoe-lava (Hawaiiaans, de uitspraak is pahoihoi). De andere vorm onstaat bij een meer dikvloeibare lava en bestaat uit hoekige blokken en kruimels. Deze vorm heet Aa (spreek uit a-a). Het is een Hawaiiaanse verwijzing naar de pijn die je voelt als je er met blote voeten over loopt. Kussenlava Lava die uitvloeit op de oceaanbodem wordt gelijk gekoeld door het oceaanwater (4C). Bovendien kunnen gasbellen niet ontsnappen door de hoge druk. Gevolg is dat zich om de uitgeperste lava gelijk een korst vormt. De lava kan daardoor niet gelijkmatig uitvloeien. Het stolt in de vorm van korte klodders die sterk op kussens lijken. Wanneer kussenlava'sop land voorkomen duiden ze op een fossiele oceaanbodem. Subject: Ontdek de geologie: Modderstromen Date : 18 juli 1994 Modderstromen Het meeste gevaar komt niet altijd van de vulkanische uitbarsting zelf, maar door de modderstromen die er door op gang gebracht worden. Bij de uitbarsting van de Nevado del Ruiz in Colombia werden 23.000 mensen gedood door een modderstroom. De modderstroom was het gevolg van het plotseling smelten van grote hoeveelheden ijs op de flanken van de uitbarstende vulkaan. Fossiele vulkanische modderstromen worden met de Maleise term lahar aangeduid. Vulkanische gassen Bij een vulkaanuitbarsting komt niet alleen lava naar boven, er komt ook een heleboel gas vrij. Dit gas zorgt meestal voor het explosieve karakter van uitbarstingen. Ook op plaatsen waar vulkanen allang niet meer aktief zijn kunnen nog steeds gassen omhoog komen. Vulkaangassen bestaan grotendeels uit waterdamp, daarnasst komen koolzuurgas, koolmonoxide, stikstof, zwavelgassen (zwavel- en rotte eierengeur), chloor en zoutzuur omhoog. Vloeibaarheid van lava Er zijn dunne en dikvloeibare lava's. De dunvloeibare, zoals op Hawaii, zorgen voor vrij rustige erupties. De lava vloeit over de rand en vloeit de helling af. De dikvloeibare lava's houden veel gas vast zodat zich hoge drukken op kunnen bouwen. De erupties van dikvloeibare lava's zijn zeer geweldadig. De vloeibaarheid van lava is omgekeerd evenredig aan het kwartsgehalte. Hoe meer kwarts, hoe dikker de lava. Vulkanisch glas en puimsteen Wanneer een taaie lava snel stolt, dan krijgen de mineralen geen gelegenheid uit te kristalliseren. De harde massa die dan ontstaat is geheel structuurloos, de vloeistof is tot glas verstild. Wanneer er veel gas in de lava zat opgesloten ontstaat een soort glasschuim oftewel puimsteen. Puimsteen bevat zo veel gasblaasjes dat het op water blijft drijven. Omdat puimsteen glashard is, werd het vroeger als schuurmiddel gebruikt. Vulkaantypes Dunvloeibare lava's leveren schildvulkanen op. Dit zijn zeer brede vulkanen omdat de lava zo'n eind uit kan vloeien. De Mauna Loa van Hawaii is hiervan het voorbeeld. Het is de grootste vulkaan op Aarde. Hij steekt 9 km boven de oceaanbodem uit en heeft een bodemdiameter van 225 km. Dikvloeibare lava's leveren stratovulkanen op zoals de Vesuvius, de Etan en de Fuji. Het uitgespuwde materiaal komt naast de pijp terecht en vormt zo een steile kegel. Subject: Ontdek de geologie: Vulkanische gesteentes Date : 19 juli 1994 Vulkanische gesteentes Vulkanische gesteentes worden geklassificeerd op basis van hun mineralogische samenstelling. De drie belangrijkste zijn: Bazalt: donker van kleur, soms herkenbare kristallen van olivijn, pyroxeen of plagioklaas bevattend. Rhyoliet: licht van kleur en met kleine kwartskristalletjes. Andesiet: lijkt op rhyoliet, maar heeft geen kwartskristalletjes. Vulcanus Dit is de Romeinse god van het vuur en de metaalbewerking. Hij wordt gelijk gesteld met de Griekse god Hefaistos, de god van het smidswerk. Hefaistos zou door Zeus uit de hemel geslingerd zijn en op het vulkanische eiland Lemnos terecht zijn gekomen. De smidse van Vulcanus zou zich onder de Etna bevonden hebben of onder een van de andere aktieve vulkanen van Itali. Vanaf de middeleeuwen noemde men daarom dergelijke bergen 'vulkanen'. De verdwijning van Atlantis De oudst bekende vulkanische uitbarsting met rampzalige gevolgen voor de bevolking is die van Santorini. Bij de ontploffing van dit Griekse vulkaaneiland verdween zowel de cultuur van Kreta als die van Santorini. Zeer waarschijnlijk is de ramp in Santorini de basis voor de mythe over de verdwijning van Atlantis, die in klassieke Griekse werken wordt genoemd. Rampzalige uitbarstingen en het aantal slachtoffers Awu Indonesi 1826 3.000 Cotopaxi Ecuador 1877 1.000 Krakatau Indonesi 1883 36.417 Awu Indonesi 1892 1.532 Soufriere St. Vincent 1902 1.565 Mt. Pelee Martinique 1902 29.000 Santa Maria Guatamala 1902 6.000 Taal Fillipijnen 1911 1.332 Kelud Indonesi 1919 5.110 Merapi Indonesi 1932 1.300 Lamington Nieuw Guinea 1951 2.942 Agung Indonesi 1963 1.900 El Chichon Mexico 1982 1.700 Nevado del Ruiz Comlombia 1985 23.000 Caldera's Wanneer de magmakamer van een vulkaan na het leeglopen instort, ontstaat een grote panvormige depressie, een caldera, het Italiaanse woorde voor kookpan. Zo'n caldera is onder andere ontstaat bij de ontploffing van de Krakatau in 1883. Een fraai voorbeeld van een caldera is het Crater Lake in Oregon (Verenigde Staten). Deze heeft een diameter van acht kilometer. Subject: Ontdek de geologie: Atmosferische effecten Date : 20 juli 1994 Atmosferische effecten Grote vulkaanuitbarstingen hebben een aantoonbaar effect op het klimaat, maar het is nooit helemaal precies te voorspellen wat voor soort effect dit zal zijn. De eenmalige uitbarstingen werken vooral ontregelend. De gassen die in de lucht geblazen worden, kunnen het broeikaseffect versterken. Tegelijkertijd blokkeert de as in de lucht de zonnestralen, waardoor het juist weer koeler wordt. Vulkanen en diamant Voor de vorming van diamant is een zeer hoge druk en temperatuur nodig. Deze omstandigheden heersen diep in de Aarde. Sommige vulkaanafzettingen zijn van zeer diep uit de aardmantel omhoog gekomen. Soms is het mogelijk om daar diamanten te delven. De Kimberliet vulkaanpijpen in Zuid-Afrika zijn hier een voorbeeld van. Vulkanisme in Europa Aktieve vulkanische verschijnselen zijn vooral te vinden in Itali en IJsland, en in mindere mate ook in Griekeland en Turkije. De Canarische en Kaapverdische eilanden hebben mooie vulkanische landschappen. Gedoofd, maar nog altijd zichtbaar is het vulkanisme van Eifel, Auvergne en La Garrotxa (Catalonie). Vulkanisch gesteente zonder vulkaan als getuige van vervlogen vulkanisme is vrijwel overal in Europa zichtbaar, behalve in Nederland! Vulkaangesteente in Nederland Los gesteente is meestal te vinden in tuincentra. Het zijn de donkergrijze of rode brokken met de vele gasblaasjes. Als bouwsteen wordt wel vulkanische tuf gebruikt, dit is meestal afkomstig uit de Eifel. Het lijkt op beton, maar als je goed kijkt zijn de steentjes die er in zitten kleuriger, hoekiger en poreuzer dan bij beton. Tuf is ook lichter en zachter dan beton. Vulkanisme in het zonnestelsel Vulkanisme komt niet alleen op Aarde voor. Op de foto's die de Voyager maakte waren prachtige koepelvormige uitbarstingen te zien op de maan Io van Jupiter. Op Venus en op Mars komen talrijke vulkaankraters voor. Tachtig procent van Venus is bedekt met vulkanische strukturen. Op Mars bevindt zich de grootste vulkaan van het zonnestelsel: de Olympus Mons. Deze gigant heeft een doorsnede van zeshonderd kilometer en steekt zevenentwintig kilometer boven het omringende land uit. Subject: Ontdek de geologie: Stollinggesteentes Date : 24 juli 1994 Stollinggesteentes Bij de gesteentes die ontstaan door het stollen van het magma wordt onderscheid gemaakt in gesteentes die op of vlakbij het aardoppervlak stollen en gesteentes die diep in de aardkorst stollen. De eerste worden vulkanisch genoemd, de tweede plutonisch (naar Pluto, de god van de onderwereld). Andere aanduidingen zijn respectievelijk extrusiva (uitvloeiingsgesteente) en intrusiva (indringingsgesteente). Grofkorreligheid Plutonische gesteentes zijn bijna allemaal grofkorrelig. Het gesteente bestaat uit een mozaiek van duidelijk zichtbare kristallen. Deze grofkorreligheid wordt veroorzaakt door het zeer langzaam afkoelen van magma's in de aardkorst. Het afkoelen van magma kan wel een miljoen jaar duren. Dat is in de orde van grootte van n graad celsius per eeuw. Graniet Het woord graniet is afgeleid van het Latijnse woord voor korrel: grano. Graniet is het meest voorkomend diepgesteente op kontinenten. Graniet bestaat voornamelijk uit veldspaat en kwarts. Dit zijn de lichte bestanddelen. Daartussen zitten donkere korreltjes van biotiet en/of amfibool of pyroxeen. De veldspaten zijn meestal ht grootst. Gabbro Een grabbo is een zeer donkere, bijna zwart gesteente. Het bestaat uit veldspaat (plagioklaas) met pyroxeen en amfibool. Er zitten geen kwartskorreltjes in. Gabbro is het diepgesteente van de zeebodems. Dioriet is een diepgesteente dat tussen graniet en gabbro in staat. Gebakken steen Gesteentes die grenzen aan een stollend magma worden door de intense hitte als het ware gebakken. Bij dit bakken vormen zich nieuwe hoge-temperatuurmineralen in het omringende gesteente. Dit wordt kontaktmetamorfose genoemd. Rondom granietlichamen zijn vaak zones te vinden met een afnemende graad van kontaktmetamorfose. Elke zone wordt gekenmerkt door een mineraal met een steeds lagere vormingstemperatuur. Subject: Ontdek de geologie: Dieptegesteentes Date : 26 juli 1994 Vormen van dieptegesteentes 1 Grote graniet lichamen zitten als enorme vormeloze klompen in de aardkorst. Zo'n klomp heet dan een batholiet. De onderkant van een batholiet is nog nooit waargenomen. Grote batholieten zijn groter dan Nederland. Kleinere lichamen, ter grootte van een bergrug, worden stocks genoemd. Het kunnen overigens de uitstulpingen van een batholiet zijn. Vormen van dieptegesteentes 2 Wanneer magma een min of meer vertikale scheur in de aardkorst heeft opgevuld dan ontstaat een dike. Dikes vormen vaak langgerekte ruggen in een landschap. Kleine en dunne dikes worden aders genoemd. Bij aders is vaak in een oogopslag te zien dat de kristallen langs de wand kleiner zijn dan in het midden. Een dike die als toevoerkanaal van een vulkaan heeft gediend is een kraterpijp. Een door erosie vrijgemaakte kraterpijp heeft een 'neck'. Vormen van dieptegesteentes 3 Een aantal dikes kunnen met elkaar ook concentrische ringen boven een magmakamer vormen. Dit is onder andere het geval vlakbij de hoogste berg van Corsica. Wanneer magma zich als een grote platte schijf twee lagen heeft gedrongen dan is er sprake van een sill. Een sill die ook nog de bovenliggende lagen als een koepel heeft opgetild wordt een lacconiet genoemd. Xenolieten Een grote magmabel die zich door de aardkorst omhoog beweegt neemt op zijn reis stukken van de omgeving in zich op. De meeste stukken smelten en gaan op in het magma. Sommige stukken verblijven echter niet lang genoeg in het magma om te smelten. Dergelijke stukken 'vreemd' materiaal worden xenolieten genoemd. Ze komen ook in lava voor. Sommige xenolieten stammen van de onderkant van de aardkorst. Ze zijn de enige mogelijkheid om de diepere korst direct te bestuderen. Kristallisatievolgorde 1 Bij het stollen van een magma beginnen niet alle mineralen op hetzelfde moment uit te kristalliseren. Het uitkristalliseren in afhankelijk van de druk en de temperatuur en natuurlijk van de chemische samenstelling. Gegeven een magma van gemiddelde samenstelling dan zullen eerst olivijn en calciumrijke plagioklaas uitkristalliseren. Bij verdere afkoeling ontstaan achtereenvolgens pyroxeen, amfibool, biotiet, kaliveldspaat, muscoviet en kwarts. Subject: Ontdek de geologie: Kristallisatievolgorde Date : 27 juli 1994 Kristallisatievolgorde 2 Mineralen die bij een hoge temperatuur uitkristalliseren, zoals olivijnen en calciumveldspaat zijn nog omringd door het vloeibare magma. Zij kunnen groeien in hun eigen kristalvorm. Mineralen die later uitkristalliseren, zoals kwarts moeten genoegen nemen met de overgebleven holtes. Zij krijgen een willekeurige vorm. In een graniet hebben veldspaten meestal hun eigen vorm terwijl kwarts overal tussengepropt lijkt. Porfieren Wanneer een vulkanische uitbarsting plaatvind met een magma waarin net de eerste kristallen worden gevormd dan ontstaat een porfier. De eerstgevormde kristallen, de eerstelingen of 'fenokristen', zitten dan als krenten in een fijnkorrelige pap van niet-uitgekristalliseerde lava. Elk stollingsgesteente met een dergelijke onevenwichtige grootteverdeling krijgt de toevoeging 'porfier' in de benaming. Het ontstaan van verschillende magma's Nog een gevolg van uitkristalliseren op verschillende momenten is het ontstaan van magma's met verschillende samenstellingen. Wanneer in een bazaltische magma olivijnen en pyroxenen zijn uitgekristalliseerd, dan heeft de resterende magma een meer granietische samenstelling gekregen. De olivijnen en pyroxenen kunnen omlaag zakken en zo op de bodem peridotiet vormen. De restmagma kan uitkristalliseren tot een graniet. Basische en zure gesteenten Stlooingsgesteenten worden ook wel ingedeeld in 'basisch' en 'zuur' naar gelang het gehalte aan siliciumoxide (SiO2) in een chemische analyse. SiO2 vormt met water een zwak zuur: siliciumzuur. Weinig SiO2 betekent een basisch gesteente, veel SiO2 een zuur gesteente. N.B. het gaat hierbij niet om het kwarts-gehalte. Een basisch gesteente, zonder kwarts, bevat nog heel wat SiO2 uit andere mineralen. Plutonische gesteenten in Europa Dieptegesteenten zijn vooral te vinden in de geologisch oudere gebieden. Het duurt immers even voordat al het bovenliggende materiaal weg is geerodeert. Noorwegen, Zweden, Finland en Schotland zijn de granietlanden van Europa. Zelfs in Belgi komen dieptegesteentes aan de oppervlakte voor. Even ten zuiden van Brussel bevinden zich de Groeves van Quenast, waar de kasseien vandaan komen. Subject: Ontdek de geologie: Plutonisch gesteente Date : 28 juli 1994 Plutonische gesteentes in Nederland Dankzij de voorlaatste IJstijd licht de noordelijke helf van Nederland bezaaid met dieptegesteentes. Vele zwerfkeien uit Noorwegen en Zweden zijn granieten. In het zuidelijke deel moet je goed zoeken tussen het Maas- en Rijngrind om een stukje dieptegesteente tegen te komen. Verder zijn er veel brokken graniet verbruikt als dijkverzwaring. Vele soorten graniet worden gebruikt ter verfraaiing van moderne kantoorgebouwen. Mafische mineralen Dit zijn de donkere mineralen in plutonische gesteentes. Het woord is afgeleid van magnesium en 'ferric', Amerikaans voor ijzerhoudend. Mafische mineralen zijn amfibolen, biotiet, pyroxenen, olivijn, magnetiet en ilmeniet. Een gesteente dat voornamelijk uit mafische mineralen bestaat heet ultramafisch. Voorbeelden zijn duniet, dat geheel uit olivijn bestaat en peridotiet dat uit een mengsel van olivijn en pyroxeen bestaat. Felsische mineralen Dit zijn de lichtere mineralen in plutonische gesteentes. Het woord is afgeleid van de Engelse naam voor veldspaat: felspar. Felsische mineralen zijn kwarts, veldspaat (albiet, plagioklaas, e.d.) veldspaatachtige (lenciet, sodaliet, e.d.) en muscoviet. Felsische mineralen wegen minder en verweren minder snel dan mafische mineralen. De invloed van druk op het smelten Een toenemende druk heeft in het algemeen tot gevolg dat het smeltpunt van een gesteente bij een lagere temperatuur ligt. Diep in de Aarde heeft een magma dus een hogere {??} temperatuur nodig om gesmolten te worden dan aan het oppervlak. Daarom is de mantel geen vloeistof maar vaste materie. Dit geldt echter niet voor waterrijke gesteentes. De invloed van water op het smelten Water zorgt ervoor dat de temperatuur waarop een gesteente smelt lager wordt. Net als zout dat doet met sneeuw. Waterrijke gesteentes smelten dus eerder dan droge gesteentes. Dit is de reden dat bij subductie omlaaggebogen oceaanplaten zoveel magma produceren. Het gesmolten gesteente is lichter dan de omgeving en stijgt volgens het principe van hete luchtballonnen op door de korst. Aan het oppervlak veroorzaakt het zo uitgebreid vulkanisme. Subject: Ontdek de geologie: ISRIC Date : 31 juli 1994 ISRIC Dit staat voor International Soil Reference and Information Centre. Het bevindt zich in Wageningen en biedt onderdak aan een soort museum waarin bodems vanuit alle delen van de wereld worden tentoongesteld. Elke 'bodem' bestaat uit een lang rechthoekig stuk grond van een meter diep of meer. Het museum is op afspraak door groepen te bezichten en zeer de moeite waard voor iedereen die met bodems te maken heeft. Een andere optiek De aardwetenschappelijke opleiding in Nederland zijn opgesplitst in verschillende disciplines. Fysische geografen leren vooral bodems en terreinvormen bestuderen. Geologen leren alleen maar oog te krijgen voor de gesteentes daaronder. Zij vinden groen en bodems alleem maar lastig. Die bederven immers het uitzicht. Verwering Verwering van gesteentes vindt plaats op twee manieren, die overigens meestal tegelijkertijd plaatsvinden. Welke twee manieren zijn dat? 1. Mechanische verwering 2. Chemische verwering Verwering Dit is de term die gebruikt wordt voor alle processen die er voor zorgen dat een gesteente wordt afgebroken in kleinere fragmenten en in chemische bestanddelen. Erosie vindt plaats op het moment dat verweringsprodukten worden weggevoerd van de plaats waar ze zijn ontstaan. Na het moment van erosie worden de deeltjes verder getransporteerd. Tijdens het transport vindt nog steeds verwering plaats op de afzonderlijke deeltjes, net zolang tot alles opgelost is. Mechanische verwering Bij mechanische verwering wordt een gesteente afgebroken in kleinere fragmenten zonder dat de gesteente-eigenschappen veranderen. Een belangrijk gereedschap voor mechanische verwering is ijs. Zodra water bevriest zet het met 9% uit. Water dat zich in scheurtjes bevindt maakt die scheurtjes steeds groter door telkens te bevriezen. Langs zeeen kunnen zoutkristallen ook een dergelijk effect hebben. Subject: Ontdek de geologie: Verwering Date : 2 augustus 1994 Abrasie Een met zand geladen wind kan een rots 'zandstralen'. Door de vele botsingen zullen de zandkorrels kleiner worden en van de rotswand gaat ook langzaam een laagje af. Dit zandstralen wordt abrasie genoemd. Met zand of keien geladen waterstromen of gletsjers kunnen ook abrasie plegen. De effecten van abrasie door deze drie transportmedia zijn herkenbaar verschillend. Wind levert paddestoelrotsen en windkanters, water kolkgaten en ijs gletsjerkrassen. Exfoliatiekoepels Exfoliatie betekent letterlijk 'ontbladering'. Wanneer grote granietlichamen door erosie van bovenliggende lagen aan het oppervlak komen te liggen, ontstaan er in de graniet parallelle scheuren evenwijdig aan het oppervlak. Deze scheuren zijn een reactie op het wegvallen van de druk van al die lagen. Een granietlichaam wekt daardoor wel eens de indruk een grote ui te zijn. Bolschalige afschilfering Op kleinere schaal vertonen de scheuren in graniet vaak een rechthoekig patroon. Vanuit deze scheuren werkt de verwering in op het graniet. Op de hoekpunten gaat dat sneller dan langs de zijkanten. Op den duur verandert een kubusvormig blok zo in een bolvorm. Verdere verwering vindt plaats in de vorm van schilfers, dit wordt sferoidale verwering of 'bolschalige afschilfering' genoemd. De karakteristieke vormen die een aldus verweerde graniet aanneemt, wordt wolzakverwering genoemd. Kalkverwering Kalksteen lost relatief snel op door de natuurlijk lichte zuurheid van het regenwater. Dit geeft aanleiding tot aparte verweringsvormen. Al deze vormen worden samengevat met de term 'karst'. Verweerde kalk levert een oranjekleurige bodem op. Doordat het regenwater in kalksteen vaak gelijk wegspoelt in spleten en gaten. Bodem Zolang erosie uitblijft vormt een verweerd gesteente langzaam maar zeker een bodem. Het aardwetenschappelijk begrip bodem is wat specifieker dan een grondoppervlak. Het is de laag verweerd en los materiaal die op een nog onverweerde of vaste ondergrond ligt. Bij een hele dikke verweringslaag wordt meestal alleen dat gedeelte als bodem beschouwd, dat voor de plantegroei van belang is. Subject: Ontdek de geologie: Kwarts Date : 3 augustus 1994 Kwarts en hematiet Onder de omstandigheden die momenteel aan het aardoppervlak heersen zijn kwarts en hematiet (de minerale vorm van ijzerroest) de twee belangrijkste mineralen. Doordat kwarts bijna niet verweerd bestaan de meeste zandstralen voor 90% of meer uit kwartskorreltjes. Alle andere mineralen zijn verweerd. Zuiver kwartszand is grijzig wit van kleur. Hematiethuidjes rondom de korrels veroorzaken de gelige kleur van het zandstralen ten zuiden van Bergen. Lateriet, oker en bauxiet Onder tropische omstandigheden kan in een bodem een dusdanige aanrijking van ijzer en aluminiumoxiden plaatsvinden dat de bodem er helemaal rood van kleurt, zo'n bodem wordt een laterietbodem genoemd. Wanneer het mineraal limoniet (ijzerhydroxide) overheerst wordt de bodem okerkleurig. In de Franse Provence heerste tijdens het Tertiair een tropische klimaat. Dikke oker en bauxietlagen zijn het gevolg. Bauxiet is naar het plaatsje in Les Baux genoemd. Porseleinaarde Graniet bestaat uit verschillende mineralen maar vooral uit kwarts en veldspaat. De kwarts verweert vrijwel niet, maar de veldspaat wel. Het verweringsprodukt van veldspaat is kaolien: een wit kleimateriaal. Wanneer een graniet verweerd en de kaolien niet weggespoeld wordt, kunnen dikke pakketten kaolienklei ontstaan. Kaolien is de belangrijkste grondstof voor de porseleinfabricage, vandaar de Nederlandse naam 'porseleinaarde'. Bodemhorizonten In een bodem die tijd krijgt te 'rijpen' ontstaan lagen met elk een ander uiterlijk. Dergelijke lagen worden bodemhorizonten genoemd. In Nederland ontstaan dergelijke lagen door de regen. De B-horizont is aangerijkt met enkele slecht oplosbare mineralen en kleimineralen. De C-horizont vormt de overgang naar het niet-verweerde moedermateriaal. Oerbanken Wanneer in de B-horizont veel ijzeroxiden neerslaan kunnen zich ijzerknollen vormen. Deze zijn op de Veluwe soms los te vinden als 'klapperstenen'. Er kan ook zoveel ijzeroxide neerslaan dat zich komplete banken ontstaan. Deze banken laten geen water meer door waardoor zich erboven vaak een meertje vormt. Oerbanken werden vroeger wel gebruikt als ijzererts. Subject: Ontdek de geologie: Massale erosie Date : 5 augustus 1994 Massabewegingen in het langschap Hellingen zijn voortdurend in beweging. Maar als we een helling een paar dagen goed in de gaten houden dan gebeurt er toch opvallende weinig. Wat dat betreft zijn hellingen net eikebomen, die je ook niet ziet groeien. Soms maakt de natuur een uitzondering, dan komt een helling met donderend geraas en grote snelheid naar benede. Dergelijke snelle massabewegingen kunnen verschrikkelijke rampen veroorzaken. De studie van massabewegingen kan duizenden levens sparen. Enkele rampzalige massabewegingen met hun aantallen slachtoffers 1916 Itali/Oostenrijk 10.000 1920 China a 200.000 1945 Japan o 1.200 1949 USSR v 12.000-20.000 1954 Oostenrijk 200 1962 Peru 4.000-5.000 1963 Itali 2.000 1970 Peru o 70.000 1985 Colombia v 23.000 1987 Ecuador a 1.000 Massabeweging gerelateerd aan: a = aardbeving, o = overstroming v = vulkanische uitbarsting Regoliet Regoliet is de deken van los, niet gecementeerd materiaal die over het vaste gesteente ligt. De regoliet kan zowel uit verweerd als onverweerd materiaal bestaan. In de regoliet kan zich een bodem gevormd hebben. Veel hellingsprocessen spelen zich in de regoliet af. Vallen Gewoon vallen is een beweging die voorkomt in het hooggebergte. Deeltjes vast gesteente raken los onder invloed van uitzetten en krimpen als gevolg van temperatuursverschillen. Een andere oorzaak is het opvullen van scheurtjes met ijs. Het ijs wigt de deeltjes dan los. Het gevallen materiaal verzamelt zich onderaan de steile helling in een minder steile puinhelling met een hellingshoek van ongeveer 30 graden (een hellingspercentage van 70%). Glijden, vloeien en stromen Het naar benede bewegen van een hellingmassa kan op verschillende manieren gebeuren. Bij glijden is er sprake van een duidelijk glijvlak. De afglijdende massa behoudt voor een groot deel zijn interne struktuur. Bij vloeien vindt binnen de naar benede bewegende massa een plastische vervorming plaats. Bovenin de massa is de snelheid groter dan onderin. Bij stromen is meer sprake van een turbulente beweging. Subject: Ontdek de geologie: Kruipen Date : 9 augustus 1994 Kruipen De meest voorkomende massabeweging op hellingen is het kruipen (Eng: creep). Het is het zeer langzaam omlaag bewegen van los materiaal op een helling. Kruipen vindt op alle hellingen met los materiaal plaats, zelfs op zeer flauwe hellingen. In Engeland is op een grashelling van 33 graden een kruipsnelheid van 0,02 mm per jaar gemeten. Faktoren die bijdragen aan kruipen 1 Optillen door ijsnaalden Tijdens de nachtvorst tillen ijsnaalden stenen e.d. op in een richting loodrecht op het hellingoppervlak, dus schuin omhoog. Als de ijsnaalden smelten bewegen de stenen loodrecht omlaag in de richting van de zwaartekracht en zijn ze dus ietsje verschoven ten opzichte van de vorige dag. Bij opeenvolgende nachtvorsten bewegen de stenen zaagtandvormig omlaag. De zaagtandvormige verplaatsing kan ook ontstaan door zwellen en krimpen van klei bij afwisselend vocht en droogte. Faktoren die bijdragen aan kruipen 2 Wortels drukken grond opzij. Na het wegrotten van de wortel wordt het gat van bovenaf opgevuld. Wurmen en insecten maken ook gaten die van bovenaf opgevuld worden. Koeien e.d. trappen hellingdeeltjes omlaag. De holtes die achterblijven door het oplossen van mineralen worden ook van bovenaf gevuld. Kruipverschijnselen Ondanks dat kruipen zo langzaam gaat dat het bijna niet te meten is, zijn er een aantal verschijnselen op een helling zichtbaar die aangeven dat kruipen plaatsvindt: - scheve palen en hekken - kromme stammen van bomen - scheurende muren - verzakte wegen en spoorlijnen - steenhopen onderaan de heuvel Eluvium en colluvium Eluvium is het gedeelte van los hellingmateriaal dat bovenaan een heuvel of plateau achterblijft. Meestal bestaat dit uit de wat groffere bestanddelen, terwijl de fijnere deeltjes omlaag gespoeld worden. Een voorbeeld is het vuursteeneluvium in Zuid-Limburg. De verweerde kalkdeeltjes zijn weggevoerd, terwijl de vuursteenbrokken achterbleven. Colluvium is het bijeengespoelde materiaal onderaan een helling. Subject: Ontdek de geologie: Solifluctie Date : 10 augustus 1994 Solifluctie Wanneer het bovenste deel van de bodem op een helling verzadigd is met water dan kan het gaan vloeien. Op de helling ontstaan dan lob-achtige strukturen. Wanneer de bodem permanent bevroren is, zoals in het noorden van Siberi, of in Nederland tijdens de ijstijd, dan smelt 's zomers het bovenste laagje. Het water kan niet wegzakken in de bevroren bodem. Zelfs op hellingen van 1 a 2% kan het gesmolten laagje dan gaan vloeien. Dit wordt wel gelifluctie genoemd. Afspoelen Wanneer een losse bodem is ontdaan van alle vegetatie is er geen enkele bescherming meer tegen het bombardement van druppels tijdens een regenbui. Zelfs op een geringe helling zullen druppels alle losse deeltjes in beweging brengen. Vervolgens spoelen de deeltjes makkelijk weg. Zo ontstaan zogenaamde 'badlands', die er prachtig uit kunnen zien, maar niet meer gebruikt kunnen worden voor de voedselteelt. Puinkegels Een puinkegel of een talus bevindt zich vaak aan de voet van een steile bergwand. Bovenaan een puinkegel mondt een riviertje uit. Materiaal dat de rivier transporteerde blijft aan de top van de kegel liggen. Het verdere transport over de puinkegel vindt plaats door middel van puinstromen. Puinstromen Dit zijn mengsels van grote en kleine keien met klei en zand die met flinke snelheid een helling afstromen. Puinstromen komen voor op plaatsen waar rivieren en gletsjers net zo lang puin ophopen tot er een instabiele helling ontstaat. Bij puinstromen drijven de grotere blokken bovenop i.p.v. dat ze naar de bodem zinken. Dit wordt het 'aslade' effect genoemd. Bij het schudden van een lade met as komen ook de grotere stukken boven te liggen. De rol van water Zand dat door een trechter loopt vormt een laag kegeltje. De helling van dat kegeltje heeft een hoek van ongeveer dertig graden. Op het strand kunnen we met vochtig zand veel steilere heuvels maken. Het beetje water tussen de korrels 'lijmt' de korrels aan elkaar. Zand dat door een trecht in een bak water loopt vormt een zeer lage kegel, meer een schijf, op de bodem. De overmaat aan water werkt dan als een smeermiddel. Dit verklaart hoe hevige regen een helling op gang kan brengen. Subject: Ontdek de geologie: Slump Date : 11 augustus 1994 Slump Bij het slumpen van een helling ontstaan een soort schubben die tijdens afglijden roteren (onderuit zakken). Binnen de schubben blijft de oorspronkelijke struktuur behouden. Slumps treden vaak op bij ondermijnde hellingen. In berggebieden is dat bij weg- en rivierinsnijdingen het geval. In Nederland vindt slumping plaats langs de kust na ondermijning van de zeereep door een storm. Grain flow Het omlaag bewegen van losse korrels over een helling wordt met de Engelse term 'grain flow' aangeduid. Iedereen die wel eens in de duinen heeft gewandeld heeft een kleine grain flow veroorzaakt. Vooral bij vers opgestoven zandduinen is het verschijnsel op de van de wind afgekeerde helling goed te zien. Helemaal fraai zijn de grain flows langs het 'Dune du Pyla' ten zuiden van Arcachon, in zuidwest Frankrijk. Dit duin bestaat geheel uit los zand en is ruim 100 meter hoog. Instortingen Door natuurlijke oorzaken of door mijnbouw ontstaan er holtes in de bodem. Soms storten die holtes in, waarbij hele massa's aarde de diepte in kunnen verdwijnen. Op 12 maart dit jaar stortte het dak van een zoutmijn in nabij het plaatsje Cuylerville in New York. Het gevolg was een aardbeving van magnitude 3,6. In Nederland zakte ooit een boerderij in elkaar doordat een ondergrondse zoutwinningsholte instortte. Instortingsgaten Natuurlijke instortingsgaten komen vaak voor in kalksteengebieden. Ze worden dan dolines genoemd. In de loop van de tijd raakt zo'n instortingsgat opgevuld met ingespoelde bodem. Vaak belanden er ook dieren in die dan niet meer weg kunnen. Hun kadavers worden meestal niet aan stukken gescheurd door aaseters. Oude instortingsgaten zijn dan ook zeer interessante objecten voor paleontologen. Geologische nieuws De aardkern is een groot kristal Recente onderzoekingen doen vermoeden dat de vaste aardkern in feite n grote kristalklont is. Het bestaat uit aaneen gegroeide kristalletjes met een kristalvorm die 'epsilon-ijzer' genoemd wordt. Ijzer kan alleen in deze vorm kristalliseren onder extreem hoge druk. Aardbevingsgolven planten zich sneller noord-zuid door deze klont voort dan in het equatoriale vlak. Vermoedelijk zijn de ijzerkristalletjes tijdens het afkoelen van de Aarde evenwijdig aan het magnetische veld aangegroeid. Subject: Ontdek de geologie: Sedimenten Date : 17 augustus 1994 Met name sedimenten verschaffen veel informatie over de geschiedenis van de Aarde. Geologen beweren graag dat ze de gesteentelagen lezen als een boek. Elke laag is een bladzij uit de geschiedenis van de Aarde. Als letters gebruiken ze allerlei eigenschappen van sedimentaire gesteenten zoals korrelgrootte, afronding, sortering, kleur, afzettingsstruktuur en gesteentesoort. Afronding en sortering zeggen iets over het transport van klastische deeltjes. Vers gevormde klastische deeltjes zijn vrijwel altijd hoekig van vorm. Naarmate ze vaker en langer getransporteerd worden gaan de scherpe kantjes er af, ze worden afgerond. Water en vooral wind hebben de neiging de korreltjes die ze transporteren op grootte te sorteren. IJs daarentegen is niet zo kieskeurig en neemt in n gang zowel kleideeltjes als blokken zo groot als een huis mee. Breccie Een gesteente dat uit verkitte hoekige gesteentefragmenten bestaat wordt een breccie (breksie) genoemd. Hoekige gesteentefragmenten zijn vooral te vinden op puinhellingen in hoge gebergtes. De kans dat dergelijke afzettingen als gesteente bewaard blijven is gering. In gebergtes vindt immers vooral erosie plaats. Breccies zijn dan ook vrij zeldzame gesteentes. Stevige breccies worden wel als sierstenen gebruikt. Conglomeraat Afgeronde gesteentefragmenten die tot een gesteente zijn gekit vormen een conglomeraat (Lat. 'conglomerar' = samenballen). Conglomeraten komen vaker voor dan breccies. Ze worden gevormd in de bovenlopen van rivieren en langs klifkusten. Op de plaatsen waar de conglomeraatkeien tegen elkaar gedrukt zaten, zijn vaak oplossingsverschijnselen te zien. Zandsteen De verstening van zand (lithificatie) vindt plaats doordat zich in de ruimtes tussen de korrels een cement vormt. Het cement is een neerslag van opgeloste mineralen uit het grondwater. Dit cement kan bestaan uit kalk, dan is er sprake van kalkzandsteen. Het cement kan uit ijzeroxide bestaan, in dat geval wordt de zandsteen geel (limoniet) of rood (hematiet) gekleurd. Een zeer harde zandsteen ontstaat wanneer de zandkorreltjes grotendeels uit kwarts bestaan en het cement ook uit kwarts bestaat. Subject: Ontdek de geologie: Steenkool Date : 18 augustus 1994 Schalie Schalie ontstaat door compactie van klei. Kleimineralen hebben de vorm van kleine plaatjes. In een verse kleiafzetting staan deze plaatjes nog schots en scheef door elkaar met veel water ertussen. In een schalie zijn de kleimineralen zo dicht op elkaar geperst dat er bijna geen watermoleculen meer tussen passen. Een schalie lijkt wel wat op droge klei met het verschil dat het natmaken van schalie geen kneedbare klei oplevert. Kalksteen De meeste kalkstenen zijn opgebouwd uit de skeletten of skeletdeeltjes van organismen. De fragmenten zijn vaak met het blote oog te zien. Dit is niet het geval bij krijtrots. Dit gesteente bestaat uit microscopisch kleine skeletdeeltjes. Sommige kalkstenen ontstaan net als ketelsteen in de fluitketel: de oplosbaarheid van kalk wordt minder bij hogere temperatuur. Wanneer koel kalkrijk water wordt opgewarmd ontstaat travertijn. Dolomiet Zuivere kalksteen bestaat uit caliumcarbonaat (CaCO3). Het mineraal dolomiet bestaat uit magnesiumcarbonaat (MgCO3). Het is genoemd naar de Fransman Dolomieu. Het komt nog al eens voor dat in een kalksteen een groot deel van het calcium later vervangen is door magnesium. Het gesteente dat dan ontstaat wordt ook dolomiet genoemd. Omdat magnesiumatomen kleiner zijn dan calciumatomen treden er krimpverschijnselen op. Radiolateriet en diatomiet Radiolarin en diatomeen zijn respectievelijk diertjes en algen die een skelet van silica (kwarts) vormen. Kwartsafzettingen van dergelijke organismen worden gevormd in diepe zeen waar kalkdeeltjes door de hoge druk oplossen. De op drop lijkende rechthoekige zwartje steentjes in grind van de Rijn bestaan uit radiolateriet. Dit gesteente wordt ook wel toetsgesteente genoemd, omdat men er vroeger mee toetste (krassend) of iets wel van goud was. Steenkool Planteresten kunnen een sediment vormen wanneer de aanvoer van resten groter is dan de afvoer door stroming en oxidatie. Een ideaal milieu daarvoor is een moeras. Aanvankelijk bestaat het sediment uit veen. Afhankelijk van het milieu is er sprake van bosveen, rietveen, zeggeveen, hoogveen, etc. Door latere compactie kan uit rietveen bruinsteen ontstaan. Ten oosten van Limburg bevinden zich gigantische bruinkoolgroeves. Nog verdere compactie leidt uiteindelijk tot steenkool. Subject: Ontdek de geologie: Sedimentaire strukturen Date : 19 augustus 1994 Sedimentaire strukturen Het tot rust komen van sedimentaire deeltjes vindt vaak plaats met onderbrekingen. Zo'n onderbreking blijft zichtbaar als een vlak. Met elkaar kunnen dergelijke onderbrekingsvlakken verschillende gelaagde structuren vormen die kenmerkend zijn voor verscillende vormingsmilieus. Zo zijn er horizontale gelaagdheid, scheve gelaagdheid, trogvormige gelaagdheid, zigzaggelaagdheid enz. Ook door erosie kunnen kenmerkende strukturen ontstaan. Horizontale gelaagdheid Het meest voorkomend en ook meest bekend is de horizontale gelaagdheid. Op grote schaal uit zich dit in het voorkomen van banken en richels in een gesteente. We gaan er van uit dat de lagen oorspronkelijk horizontaal lagen. Door gebergte vormende krachten kunnen deze lagen allerlei andere standen hebben aangenomen. Het is de gelaagdheid die het mogelijk maakt om strukturen als plooien waar te nemen. Scheve gelaagdheid Wanneer water of wind zich over een zandig oppervlak verplaatst ontstaan er ribbels in dat oppervlak. Deze ribbels verplaatsen zich in de richting van de stroming. Aan de loefzijde van een ribbel vindt erosie plaats. Aan de leizijde vinden telkens kleine zandlawines plaats. Deze zandlawinetjes veroorzaken een scheve gelaagdheid. Het proces is goed waar te nemen op het strand bij een leeglopende mui. Nog mooier is het te zien in de ovale stromingsbak van de Delta expo in Zeeland. Eolische afzettingen In het oude Griekland was Eolus de god van de wind. Zandduinen zijn de meest voorkomende vorm van eolische afzettingen. In Nederland vinden we duinen langs de kust en op de hogere pleistocenen gronden (Veluwe, Brabant). In een gesteente zijn duinafzettingen vaak te herkennen aan hun sierlijke langgerekte gelaagdheid. Bijzondere duinen zijn de donken in Midden-Nederland. Dit zijn duinen van rivierzand. Een ander belangrijk eolisch sediment is de lss van Zuid-Nederland. Krimpscheuren (Mudcracks) Opdrogende modder krimpt. Aan het oppervlak ontstaan daardoor krimpscheuren. De krimpscheuren vormen meestal een zeskantig patroon. Fraaie voorbeelden zijn vaak te vinden in zoutpannen. Dergelijke krimpscheuren kunnen bewaard blijven wanneer ze worden opgevuld door later afgezet sediment. Krimpscheuren zijn een indicatie voor een zeer ondiep afzettingsmilieu. Subject: Ontdek de geologie: - Date : 21 augustus 1994 Sedimentaire gesteenten Gesteenten worden ingedeeld in stollingsgesteenten, sedimentaire gesteenten en metamorfe gesteenten. Sediment is een verzamelnaam voor alle opeenhopingen van los materiaal dat afkomstig is van: - verwering en erosie van gesteente - chemische neerslag uit water - organisme Andere woorden voor sedimenteren zijn bezinken, afzetten en neerslaan. De aardkorst bestaat slechts voor 5% uit sedimentaire gesteenten. Aan het aardoppervlak is dit percentage echter veel groter. Nederland bestaat zelfs tot op grote diepte voor 100% uit sedimenten en sedimentaire gesteenten. Op enkele plekken na bestaat ook het oppervlak van Belgi uit sedimenten. In Nederland komen de volgende sedimenten aan het oppervlak voor: grind (langs de rivieren) zand (geheel Nederland) keileem (Noord-Nederland) klei (langs de rivieren, Zeeland, Groningen en Friesland) veen (Drente, De Peel, Holland) steenkook (Limburg) kalk en mergel (Winterswijk en Limburg) Klastische sedimenten Sediment dat ontstaan is door de afbraak van andere gesteenten wordt klastisch genoemd (Grieks 'klassein' = breken). Naar afmeting worden klastische sedimenten als volgt ingedeeld: blokken groter dan 256 mm stenen groter dan 64 mm grind groter dan 2 mm zand groter dan 0,06 mm silt groter dan 0,002 mm klei knarst niet in je mond Evaporieten Wanneer je het water van een meer of een zee sterk verdampt dan raken de opgeloste zouten steeds meer geconcentreerd. Het verdampen kan zo ver doorgaan dat de zouten niet meer opgelost kunnen blijven. Ze slaan dan neer op de bodem. De op deze manier gevormde sedimenten heten evaporieten, naar 'evaporare', Latijn voor verdampen. Voorbeelden zijn gips en steenzouten. Subject: Ontdek de geologie: - Date : 22 augustus 1994 Metamorfose Metamorfose is Grieks voor 'gedaanteverwisseling'. In de geologie worden gesteenten metamorf genoemd als ze door hoge druk en temperatuur zijn omgezet tot een ander gesteente. Een gesteente kan echter op drie manieren veranderen: door diagenese, door rekristallisatie in vaste toestand of door smelten en weer stollen. Alleen de middelste manier wordt als metamorfose beschouwd. Diagenese Aan of dicht onder het oppervlak vinden processen plaats als compactie, verwering en cementatie. Deze soorten gesteenteveranderende processen worden samengevat onder de term diagenese. Bij diagenese speelt bewegend grondwater met daarin opgelost mineralen een grote rol. De grens tussen diagenese en metamorfose is niet scherp, maar wordt voor het gemak gelegd bij 200C. Factoren die belangerijk zijn voor de vorming van metamorfe gesteenten: - de samenstelling van het oorspronkelijke gesteente - de temperatuur en druk tijdens de omzetting - de aanwezigheid van vluchtige bestanddelen zoals water en koolzuurgas En natuurlijk tijd: de vorming van een granaat kristal dat als edelsteen is te gebruiken kan wel een miljoen jaar in beslag nemen. Er worden twee soorten metamorfose onderscheiden op basis van verschillen in druk en temperatuur. Welke soorten zijn dat? 1. contractmetamorfose 2. regionale metamorfose Contactmetamorfose Dit is het soort metamorfose dat plaatsvindt langs de contacten met stollinggesteenten. De omzettingen vinden vooral plaats onder invloed van de hoge temperatuur. Contactmetamorfose heeft veel weg van het bakken van gesteente. Een rode baksteen, gemaakt van gebakken klei, zou je 'contactmetamorf' kunnen noemen. Wanneer lava over klei uitvloeit ontstaat in de natuur ook 'baksteen'. Subject: Ontdek de geologie: Van klei tot gneis Date : 23 augustus 1994 Metamorfe aureolen Wanneer een granietlichaam afkoelt in de aardkorst dan dringt de hitte daarvan in het omringende gesteente door tot op grote afstand vanaf het lichaam. Door de hitte vindt contactmetamorfose plaats. Langs het contact natuurlijk in hoge mate en naarmate de afstand toeneemt in steeds mindere mate. Zo ontstaan er aurolen rond een graniet lichaam met verschillende graden van metamorfose. Ze komen o.a. voor in de noordelijke Vogezen, bij Barr-Andlau. Regionale metamorfose Dit type metamorfose is vooral te vinden in gebergtegordels. De belangerijkste factor is hoge druk. Regionale metamorfose vindt vooral plaats op plaatsen waar twee plaatranden tegen elkaar drukken of langs elkaar schuiven. Van klei tot gneis Wanneer klei onder grote druk gebracht wordt dan vormen zich kleine mica-plaatjes loodrecht op de drukrichting. Zo ontstaan leisteen. Na nog meer druk ontstaat fyliet. De micaplaatjes zijn dan iets groter en met een loep zichtbaar. Fyliet heeft een zijdeglans. Wanneer de micaplaatjes duidelijk zichtbaar worden is er sprake van een schiste. bij nog hogere druk ontstaan er afzonderlijke banden van donkere en lichtere mineralen: een gneis. Metamorfe facies Elke hogere graad van metamorfose wordt gekenmerkt door een bepaald mineraalgezelschap. Zo'n mineraalgezelschap wordt een mineraalfacies genoemd (naar het Latijnse woord voor aangezicht). De zeolietfacies staat voor lichte metamorfose. Zeolieten vormen vaak witte vezelige kristalaggregaten. de glaukofaanschistfacies (blauwschist) duidt op lage temperatuur maar hoge druk. Glaucofaanschist is een paarsblauw vezelig gesteente. Metamorfe facies 2 De pyroxeenhoornrotsfacies wordt gevormd bij een hoge druk en relatief lage druk [????] (Langs inrusieve granietlichamen). Hoornrotsen lijken inderdaad te bestaan uit hoornachtig materiaal. De groenschistfacies staat voor een gemiddelde hoge druk en temperatuur. Het gesteente is groen door chloriet. De amfibolietfacies heeft weer hoger druk en temperatuur nodig. De granuliet- en eklogietfacies ontstaan bij de hoogste temperaturen en drukken. Subject: Ontdek de geologie: Marmer Date : 24 augustus 1994 Druk en temperatuurmeters Van de chemische samenstelling Al2 Si O5 (Aluminiumsilikaat) bestaan drie verschillende mineralen die elk kenmerkend zijn voor een bepaalde druk en temperatuurcombinatie. Deze mineralen zijn als het ware een vingerafdruk van de omstandigheden waar onder het gesteente ooit bestaan heeft. Andalusiet staat voor een 'lage' druk, minder dan 6 kbar. Kyaniet voor een hoge druk. Sillimaniet voor een hoge temperatuur. Migmatiet In het gebied waar druk en temperatuur zo hoog zijn dat we in het grensgebied met smelten zitten, daar ontstaan migmatieten. Dit zijn gelaagde, geplooide of chaotisch aandoende gesteentes met donkere banden die op schist lijken en lichtere delen die op graniet lijken. Vermoedelijk zijn de lichtere delen door gedeeltelijke opsmelting ontstaan. Schistositeit Veel metamorfe gesteentes vertonen een gelaagdheid die doet denken aan gelaagdheid door sedimentatie. De metamorfe gelaagdheid wordt schistositeit genoemd. Ze ontstaan door de parallele orientatie van nieuwgevormde platige en vezelige kristallen. Schistositeitsvlakken kunnen vlak zijn, maar ook een grillig oppervlak hebben. Produkten en metamorfe gesteenten Lei wordt nog steeds gebruikt als een fraaie vorm van dakbedekking. Fyliet en schist worden gebruikt als tegels in trappenhuizen en zwembaden omdat de kleine micaplaatjes voor voldoende stroefheid zorgen. Van gesteenten met microscopisch kleine granaatjes worden wel wet- en slijpstenen gemaakt. Marmer en vele andere fraai gebande metamorfe gesteenten worden veel als puisteen gebruikt. Marmer Marmer is een metamorfe kalksteen. Door hoge druk en temperatuur zijn de oorpr. kleine kalkkristalletjes van schelpresten e.d. omgevormd tot grotere kalkkristallen die als een mozaiek in elkaar passen. De oorsponkelijke structuren gaan daarbij verloren. Zuivere marmer is daardoor ideaal voor beeldhouwwerk. In de steenhandel heeft de term 'marmer' overigens een ruimere betekenis. Het wordt ook gebruikt voor (kalk) gesteenten die niet metamorf zijn. Subject: Ontdek de geologie: Crenulatie Date : 24 augustus 1994 Gerichte druk/spanning Een gesteente diep in de aardkorst staat altijd onder een grote alzijdige druk. Daarnaast kan er op een gesteente een gerichte druk staan of een schuifspanning. Deze worden veroorzaakt door plaatbewegingen. Gerichte druk en schuifspanning zorgen ervoor dat nieuwgroeiende mineralen een bepaalde orientatie bezitten. De alzijdige hoge druk zorgt voor de vorming van mineralen die bij die druk stabiel zijn. Toenemende metamorfose van basalt Bij een lage metamorfose wordt basalt omgezet in een groenschist. Dit splijtbare gesteente bestaat uit met de loep zichtbare kristalletjes van chloriet, epidoot (beide groen), plagioklaas en calciet. Bij toenemende metamorfose volgt amfiboliet. Dit is minder goed splijtbaar, zichtbaar zijn amfibool, plagioklaas, epidoot en kwarts. Bij een hoge metamorfose graad ontstaat granuliet. Dit is een korrelige niet splijtbaar gesteente met duidelijk zichtbaar kristallen van pyroxeen, plagioklaas en granaat. Crenulatie Door gerichte druk ontstaat een splijtsrichting in een gesteente. In de loop van de tijd kan een gesteente onder invloed komen van drukken uit verschillende richtingen. Zo ontstaan splijtrichten die elkaar snijden. Het resultaat is dat de splijtvlakken er rimpelig uit gaan zien. Dit verschijnsel wordt crenulatie genoemd. Myloniet Een bijzondere vorm van metamorfose kan optreden langs breukvlakken. Langs het schuifvlak worden kristallen gebroken en uitgesmeerd. Door de schuifspanning en de wrijvingshitte vindt tegelijktijd nieuwvorming van mineralen plaats. Zo ontstaat een schistachtig gesteente rondom het breukvlak. Een dergelijk gesteente wordt een myloniet genoemd. Metasomatose Gewone metamorfose vindt min of meer plaats onder gesloten omstandigheden. Er vindt nauwelijks uitwisseling van mineralen plaats met de omgeving. Langs scheuren in het gesteente kan echter een sterke uitwisseling van mineralen plaatsvinden. In dat geval is er sprake van metasomatose (soma is sap in het Latijn). Door metasomatose kunnen rijke ertsafzettingen ontstaan. Subject: Ontdek de geologie: Rivierprocessen Date : 28 augustus 1994 Rivieren, erosie en sediment Rivierprocessen spelen op dit moment de belangerijkste rol bij de vorming van landschappen. Gedurende ijstijden wordt die rol voor een groot deel overgenomen door ijs. Door het stromende water van beken en rivieren worden drie belangrijke geologische processen uitgevoerd: - erosie - transport - sedimentatie Erosie door rivieren vindt op drie manieren plaats: - hydraulische actie, het turbulente water tilt deeltjes op en verplaatst ze - abrasie, door het weggevoerde zand wordt de rivierbedding als het ware gezandstaald - oplossing, dit is met name in relatief snel oplosbare gesteentes als kalk en gips een belangrijke factor Transport in stromend water vindt op vier manieren plaats: - als bodemlast, rollend en glijdend over de bodem - salterend, dit is ee reeks van springende en stuiteren de bewegingen door zandkorrels - in suspensie, klei en silt blijven in het water zweven en geven een rivier een modderig uiterlijk - in oplossing, de kleinste en daardoor ontzichtbare vorm van deeltjes die door het water meegevoerd worden Debiet De hoeveelheid water die door een rivier stroomt wordt het debiet genoemd. Het debiet wordt bepaald door het aantal kubieke meters water dat per seconde door een vertikale doorsnede in de rivier stroomt. In formule: debiet = O * V m/sec. O = oppervlakte doorsnede in m V = gemiddelde snelheid in m/sec. Sedimentatie vindt plaats op de momenten dat het water zijn snelheid verliest. Voor grind is dat meestal op plaatsen waar het rivierbed breder wordt. Voor zand is dat in binnenbochten van meanders en op oeverwallen bij overstromingen en in delta's bij de monding. Voor klei is dat bij overstromingen op de riviervlakte en bij normale stroming vaak ver voorbij de monding, tenzij de rivier in en meer uitmondt. Subject: Ontdek de geologie: Rivierlopen Date : 29 augustus 1994 Rivierlopen hebben drie kenmerkende patronen: - recht, meestal de bovenlopen van rivieren - verwilderd, ook wel vlechtend genoemd - meanderend, genoemd naar de rivier de Meander in Turkije Verwilderende rivieren Dit type ontstaat meestal op plaatsen waar de rivier snel stroomt en veel materiaal meeneemt. Tussen de door elkaar vlechtende waterlopen bevinden zich amandelvormige eilandjes. Verwilderde rivieren zijn vaak te vinden bij uiteinden van gletsjers. Meanderende rivieren Meanderlussen eroderen aan de buitenbocht en zetten sediment af aan de binnenbocht. Aan de binnenbocht vormen zich daardoor gebogen richels die de voormalige binnenbocht afbeelden. Een riviervlakte met dergelijke richels wordt een kronkelwaard genoemd. Op plaatsen waar de rivier meanderlussen heeft ontstaan hoefijzermeertjes. De diepste plekken in een meanderende rivier zitten in de buitenbochten. De meeste kans op een doorwaadbare plaats is op de plek waar de ene lus in de andere overgaat. Benodigde watersnelheden voor erosie Je zou verwachten dat deze snelheden omgekeerd evenredig zijn aan de snelheden waarbij de verschillende korrelgroottes, bezinken. Klei heeft echter net zo'n grote weerstand tegen erosie als grof grind. Dat komt omdat de erosie bepaald wordt door twee factoren: de cohesie ('kleefkracht') tussen de korrels en de korrelgrootte. De watersnelheden zijn uitgezet in een tabel op de volgende bladzijde. Gewoon zand, dat vrijwel geen cohesie kent, wordt het makkelijkst geerodeerd. Gemiddelde erosiesnelheden in cm/sec. voor verschillende korrelgroottes: klei 0,0015 mm 130 silt 0,005 mm 76 fijn zand 0,13 mm 27 midd zand 0,38 mm 24 midd zand 0,45 mm 15 < grof zand 1,2 mm 34 erg fijn grind 3 mm 54 fijn grind 5 mm 64 fijn grind 7 mm 85 midden grind 10 mm 104 grof grind 2 cm 190 grof grind 3 cm 220 stenen 7 cm 270 Subject: Ontdek de geologie: Delta's Date : 30 augustus 1994 Een rivier is een hoeveelheid stromend water die onder invloed van de zwaartekracht door een bedding hellingafwaarts beweegt. Rivierprocessen dragen in belangrijke mate bij aan de vorming van landschappen. De termen rivier, stroom of beek geven een verschil van omvang aan. Terrassen In talloze riviervlaktes komen aan weerszijden van de rivier terrassen voor. Terrassen ontstaan wanneer een rivier van sedimenterende overgaat in eroderend. Waar een dal tot op een bepaalde hoogte eerst werd volggestort met sediment daar begint de rivier zich weer in te snijden. Het oudere niveau blijft als een terras achter. Verhoging van de gradient of van het debiet kunnen oorzaken van terrasvorming zijn. O.a. de Maas in Limburg heeft enkele duidelijke terrassen achtergelaten. Delta's Het oppervlak van een delta wordt gekenmerkt door steeds van plaats veranderende zijtakken. Elke zijtak heeft de neiging verstopt te raken, zodat het water weer een andere uitweg naar zee zoekt. Aan de voorkant van een delta glijdt het opgehoopte sediment regelmatig als een soort lawines naar benede. Daarbij ontstaan scheve frontlagen. De processen rond de vorming van delta's zijn goed waar te nemen aan microdelta's in zwinnetjes op het strand. Deltavormen Wanneer de aanvoer van sediment dominant is bij de vorming van een delta dan ontstaat een vogelpootdelta (zoals bij de Mississippi). Wanneer de getijdestromen en golfslag ook een belangrijke rol spelen ontstaat een driehoekige delta (zoals bij de Nijl). Wanneer de getijdestromen dominant zijn dan ontstaat een estuarium. Het sediment krijgt dan niet de gelegenheid zich aan de riviermonding op te hopen. Oeverwallen De stroomsnelheid van het water neemt af zodra een rivier buiten oevers treedt. Daardoor neemt ook het transporterend vermogen van het water af. Gevolg is dat bij een overstroming het grovere materiaal direct naast de bedding sedimenteerd. Zo ontstaan oeverwallen langs een rivier die er bij een normaal debiet voor zorgen dat de rivier binnen z'n oevers blijft stromen. Subject: Ontdek de geologie: Overstromingen Date : 31 augustus 1994 Rampzalige overstromingen De Nederlandse geschiedenis meldt vele overstromingen, zowel door de zee als door rivieren. In China zijn in 1887, 1911 en 1931 respectievelijk 900.000, 100.000 en 200.000 mensen omgekomen door overstromingen van de Huang en de Yangtze. In 1963 kwamen 2.000 mensen om in Vaiont Itali bij een overstroming. Deze werd veroorzaakt doordat een landafglijding in een stuwmeer stortte. Placer deposits Dit zijn ertsafzettingen door rivieren. Placers deposits kunnen ontstaan wanneer in het stroomgebied van een rivier ertsaders aan de oppervlakte voorkomen. De ertskorrels moeten aanmerkelijk zwaarder zijn dan kwartskorrels. Op bepaalde plaatsen in een rivier kan de gemiddelde stroomsnelheid zodanig zijn dat de kwartskorrels worden meegevoerd terwijl de ertskorrels blijven liggen. Goud, platina, koper, cassiteriet (tinoxide), diamant, robijn en saffier komen nog al eens als placer voor. Erosiebasis Een rivier kan nooit dieper insnijden dan het punt waar het rivierwater stopt met stromen. Dit punt is meestal een zee, maar het kan ook een meer zijn of een zoutvlakte. Het niveau waarop dit punt ligt wordt de erosiebasis genoemd. Door schommelingen in de zeespiegel kan de erosiebasis wijzigen. De erosiebasis kan snel veranderen door meren die ontstaan zijn achter natuurlijke stuwdammen (lavastromen, landafglijdingen) en vervolgens na een doorbraak weer leeglopen. Stroomsnelheid De stroomsnelheid van een rivier bepaalt in sterke mate of een rivier erodeert, transporteerd of sedimenteerd. De stroomsnelheid hangt af van de gradient (de 'helling' van de rivier), de vorm van de bedding en de ruwheid van de bedding. In een brede ondiepe bedding stroomt een rivier langzamer dan in een smalle bedding. Stroomgebieden Het stroomgebied van een rivier is het totale gebied dat door een rivier en haar zijrivieren wordt ontwaterd. De grens tussen twee stroomgebieden wordt een waterscheiding genoemd. Rivieren hebben de neiging hun stroomgebied uit te breiden. Plaatselijk kan een stroomgebied zich zover uitbreiden dat een komplete riviertak uit een ander stroomgebied wordt onthoofd. Subject: Ontdek de geologie: Puinwaaiers Date : 7 september 1994 De Amerikaan W.M. Davis gaf in de vorige eeuw de volgende namen aan relaties tussen rivieren en structuren: - een consequente loop wordt simpelweg bepaald door een hellend oppervlak - een subsequente loop wordt bepaald door geologische structuren. De rivier loopt bijv. evenwijdig aan een syncline - een antecedente loop snijdt dwars door later gevormde bergruggen, i.p.v. er een route omheen te kiezen. Enkele 'cluses' in de Jura en in de Provence zijn hiervan fraaie voorbeelden Ondergrondse rivieren Vooral kalksteen kan dermate met scheuren en holtes doorspekt zijn dat er geen sprake meer is van grondwaterstroming, maar van ondergrondse rivieren. De belangrijkste kenmerken zijn daarbij de stroomsnelheid en het feit dat het water via bepaalde banen stroomt. Op enkele plaatsen komen ondergrondse rivieren voor die zelfs sneller zijn dan de bovengrondse rivieren in het zelfde gebied. Puinwaaiers Aan de voeten van steile hellingen ontstaan vaak puinwaaiers. Dat komt omdat de rivier plotseling zijn snelheid kwijt is en daardoor veel van zijn sedimentlast achter moet laten. Puinwaaiers zijn vooral te vinden in droge gebieden met weinig begroeiing. Als het dan een keer regent wordt er zeer veel sediment meegenomen en dus achtergelaten op de puinwaaier. Puinwaaiers kunnen zijwaarts met elkaar vergroeien, zodat de waaiervorm minder sprekend is. Peneplain Wanneer een gebergte niet meer opgeheven wordt zal het door erosie steeds lager worden. De dalen worden breder en uiteindelijk na enkele miljoenen jaren zal er alleen nog maar een grote vlakte over zijn. Een dergelijke door erosie ontstane vlakte wordt een peneplain genoemd. Peneplains kunnen later weer opgeheven worden zodat er dan opnieuw een gebergte ontstaat. Aangenomen wordt dat zoiets met de Ardennen is gebeurd. Insnijdende meanders Wanneer een peneplain wordt opgeheven kan het zijn dat de rivieren bij het insnijden hun oorspronkelijke vorm behouden. Zo kunnen meanders die eerst traag over het peneplain kronkelen na verloop van tijd diepe meandervormige dalen hebben ingesneden. Het insnijden gaat het snelst in de buitenbochten, waardoor asymmetrische dalwanden ontstaan. Soms snijden 2 lussen door de dalwand naar elkaar toe. Na doorbraak blijft dan een druppelvormig eiland over. Heel soms wil daarbij nog wel eens een natuurlijke brug blijven staan. Subject: Ontdek de geologie: Watervallen Date : 9 september 1994 Watervallen Een rivierbedding kan op sommige plaatsen zo steil worden dat het water niet meer stroomt maar valt. De volgende water'vallen' worden onderscheiden: - stroomversnellingen - korte hellende vallen (Schaffhausen) - lintvallen, de val is aanzienlijk langer dan breed - gordijnvallen, het water komt over een breed front in vrije val omlaag (Niagara, Victoria) - stuifwatervallen, een deel verstuift voordat het benede is Enkele grote rivieren Lengte Oppervlak Gem. Debiet in km's x1000 m m/sec Nijl 6525 3350 11900 Amazone 6445 7170 204000 Mississipi 6250 3220 17600 Yangtse 5460 1940 21820 Kongo 4665 3690 56700 Donau 2830 900 8925 Rijn 1290 223 2347 Maas 860 31 250 Kolkgaten Achter obstakels in een rivierloop kunnen staande kolken ontstaan. Deze kolken blijven gedurende langere tijd op dezelfde plaats ronddraaien. Vooral in kalksteen kunnen daardoor gaten en sleuven in de bodem ontstaan. In kloofdalen zijn dergelijke sleuven op de zijwanden nog wel aan te wijzen. Soms raakt een steen 'gevangen' in zo'n draaikolk. De rondmalende steen kan zo een kuil voor zichzelf graven. Bij laagwater zijn wel eens kolkgaten te vinden met de maalsteen er nog in. Peneplain Wanneer een gebergte niet meer opgeheven wordt zal het door erosie steeds lager worden. De dalen worden breder en uiteindelijk na enkele miljoenen jaren zal er alleen nog maar een grote vlakte over zijn. Een dergelijke door erosie ontstane vlakte wordt een peneplain genoemd. Peneplains kunnen later weer opgeheven worden zodat er dan opnieuw een gebergte ontstaat. Aangenomen wordt dat zoiets met de Ardennen is gebeurd. Badlands Een speciale erosievorm die ontstaat in gebieden met een kleiachtige bodem en een klimaat dat snelle begroeiing verhindert. Badlands zijn zeer mooi om te zien, maar tegelijkertijd een ramp voor de plaatselijke bevolking. In badlands is de erosie zo sterk dat de vruchtbare klei niet te bewerken valt. Bovendien is er vaak sprake van overstromingen doordat het regenwater gelijk wegspoelt. Subject: Ontdek de geologie: Grondwater Date : 11 september 1994 Grondwater is eigenlijk overal op Aarde aanwezig. Zelfs onder woestijnbodems bevindt zich grondwater, al zou je daar weleens heel diep moeten boren om het te bereiken. Grondwater komt niet alleen voor in poreuze gesteentes zoals zandsteen, het zit ook in gesteentes als graniet en basalt. Dat zijn uiteraard geen geschikte gesteentes om grondwater aan te onttrekken. Ook de basaltische bodem van een oceaan bevat grondwater. Grondwater en daarboven Het water in de bodem wordt verdeeld in twee zones. De ene is het echte grondwater, hierin is de grond geheel verzadigd met water. De andere is de onverzadigde zone, waarin de ruimtes tussen de bodemdeeltjes slechts ten dele met water zijn gevuld. De grens tussen de verzadigde en de onverzadigde zone is de grondwaterspiegel. De onverzadigde zone Op basis van toenemende vochtigheid worden in de onverzadigde zone enkele toestanden onderscheiden: De droge toestand, hooguit rond de kontakten tussen de deeltjes zit wat water. De funiculaire toestand, de deeltjes zijn omgeven door waterfilmpjes, de luchtruimtes tussen de korrels staan nog met elkaar in verbinding. De volcapillaire toestand, lucht komt nog slechts voor in gesoleerde belletjes. Zandzuiltjes De grond in de bovenste bodemlaag kan na een periode van droogte waterafstotend worden. Druppels water blijven er op liggen en worden niet opgenomen. Na een hevige regenbui zakt het water via een beperkt aantal stroombanen naar de verzadigde zone. Bij erosie door wind blijven deze banen soms als zuiltjes weerstand bieden tegen de erosie. Dergelijke paddestoelachtige zuiltjes zijn soms aan te treffen op de stranden van de Waddeneilanden. Grond- en andere waters Volume in m % Oppervlaktewater zoetwatermeren 125.000 0,009 zoutwatermeren 104.000 0,008 rivieren e.d. 1.250 0,0001 Ondergronds water onverzadigde zone 67.000 0,005 ondiep <800 m 4168.000 0,31 diep <5000 m 4168.000 0,31 landijs/gletsjers 29.200.000 2,15 atmosfeer 13 0,0001 oceanen 1.320.000.000 97,2 Subject: Ontdek de geologie: Porositeit Date : 12 september 1994 Porositeit Het percentage van een gesteente dat uit holle ruimtes bestaat. De holle ruimtes worden bij elkaar ook wel het porinvolume genoemd. De maximale porositeit van een theoretisch sediment bestaande uit evengrote bolvormige korrels is 47,64%. Dit is onafhankelijk van de grootte van de korrels. Een dergelijk uniform zand komt in de natuur niet voor zodat de porositeit van zand altijd lager is. Een uitzondering daarop is drijfzand. Soorten porositeit - holruimtes tussen ongeveer evengrote korrels (duinzand) - holruimtes tussen een slecht gesorteerd sediment (rivierzand) - holruimtes tussen korrles die zelf poreus zijn - holruimtes tussen korrels die deels opgevuld zijn met secundaire mineralen (diagenese) - door oplossing poreus geworden gesteente (kalk) - door breuken en diaklazen poreus geworden gesteente (graniet) - holruimtes die niet met elkaar in verbinding staan (puimsteen) Porositeit van enkele gesteenten niet ingeklonken veen 80-95% pas afgezette klei onder water 90% klei 45-55% midden/grofzand 35-40% midden/fijnzand 30-35% grind 30-40% vulkanisch tuf 25-35% grind met zand 20-35% schalie 1-10% kalksteen 1-10% graniet 1-5% Permeabiliteit De permeabiliteit of doorlatendheid van een gesteente is een maat voor de weerstand die het water ondervindt bij stroming door een poreus gesteente. De permeabiliteit wordt bepaald door de dikte van de vloeistof (olie of water) en de aard van de porin (grootte, vorm en orintatie). Permeabiliteit wordt vaak aangegeven in eenheden millidarcy (naar Henri Darcy, een Franse ingenieur die een formule opstelde voor het berekenen van de grondwatersnelheid). Capillaire stijghoogte Doordat de ruimtes tussen de gronddeeltjes erg klein zijn kan het water capillair opstijgen. De aantrekkingskracht tussen het water en de deeltjes trekt het water omhoog. Door doorzichtige buisjes met verschillende soorten grond te vullen en met n kant net in het water te zetten is zelf te zien wat de verschillen per grondsoort zijn om om water capillair omhoog te trekken. Subject: Ontdek de geologie: Bronnen/geisers Date : 13 september 1994 Aquifers en aquicludes Grondlagen kunnen onderling enorme verschillen vertonen in porositeit en permeabiliteit. Een gesteente met een hoge porositeit en een hoge permeabiliteit bevat veel water dat ook nog relatief kan stromen. Zo'n laag wordt een watervoerende laag of aquifer genoemd. Een laag met een hoge of een lage porositeit, maar met een lage permeabiliteit houdt de stroming van grondwater tegen. Zo'n laag wordt een aquiclude of aquitard genoemd. Open en gesloten aquifers Wanneer de grondwaterspeigel vrij op en neer kan bewegen is er sprake van een open aquifer. Als de bovenkant wordt afgesloten door een ondoorlatende laag dan is er sprake van een afgesloten aquifer. Dan kan de situatie ontstaan dat het grondwater onder druk komt te staan. Dit wordt spanningswater genoemd. Bronnen Bronnen ontstaan vaak boven plaatsen waar ondoorlatende lagen door het oppervlak steken. Wanneer een put of bron water krijgt van een onderdruk staande gesloten aquifer dan spuit het water uit de grond. Zo'n bron heet een artesische bron. Bij de Franse plaats Artois, door de Romeinen Artesium genoemd, bevindt zich een dergelijk bron, vandaar de naam. Karstbronnen In kalksteengebieden zakt het water vaak door opgeloste holtes snel de grond in. Het water stroomt dan ondergronds door hele stelsels van spleten en grotten verder. Op plaatsen waar dergelijke rivieren naar buiten komen bevinden zich vaak enorme bronnen. Een beroemd voorbeeld is de Fontaine de Vaucluse, bron van de Sorgue in de Provence. Deze bron ontvangt zijn water van het Plateau Vancluse en produceert soms wel 150.000 liter per seconde. Geisers Een bijzonder soort bronnen zijn de geisers. In dit geval wordt het water naar buiten gekookt. Geisers zijn te vinden in gebieden met een aktief of net niet meer aktief vulkanisme. Het nog hete gesteente brengt het grondwater aan de kook, waarna de gevormde dampbellen het water omhoog stuwen. Voorwaarde is dus dat de doorgang nauw genoeg is, anders ontstaat er alleen maar een hete vijver. Subject: Ontdek de geologie: Grondwater Date : 14 september 1994 Bruinkoolwinning en grondwater Bruinkool wordt gewonnen in gigantische groeves. Als dergelijke groeves niet voortdurend werden leeggepompt zouden ze vrij snel vollopen met grondwater. Om met droge voeten te kunnen werken wordt het grondwater dus tot vrij grote diepte weggepompt. Een gevolg is dat in de wijde omtrek de grondwaterspiegel omlaag gaat. Bovendien stroomt het grondwater vanuit een groot gebied nu richting bruinkoolgroeves. Bruinkool brandt dus niet alleen vies, het veroorzaakt ook nog droge putten op grote afstand. Inzakken door wateronttrekking Een baksteen in water weegt minder dan in lucht. Bodemdeeltjes in een onder water staande bodem wegen dus ook minder dan deeltjes in een droge bodem. Wanneer de grondwaterspeigel verlaagt wordt krijgen de droogvallende deeltjes het volle gewicht te torsen van erboven liggende deeltjes. Het gevolg is dat de bodem gaat inzakken. Met name in bodems met veen kan dit tot enorme verzakkingen leiden. O.a. het verder scheefzakken van de toren van Pisa en het 'verdrinken' van Veneti zijn het gevolg van grondwateronttrekkingen. Korsten door verdampen In ons land wordt het grondwater hoofdzakelijk gevoed door regenwater. In gebieden met weinig regen en veel zon verdampt het water zo snel dat het van onderaf aangevuld wordt. Dat van onderen komende grondwater is vaak rijk aan opgeloste zouten. Na de verdamping blijven deze zouten achter. Zo kunnen metersdikke kalk- en zoutkorsten in de bodem ontstaan. Zoetwaterlenzen In gebieden langs de kust en op eilanden zou het grondwater zonder regen net zo zout zijn als het zeewater. Zout regenwater weegt ietsjes minder dan zeewater waarin allerlei zouten zijn opgelost. Het gevolg is dat het regenwater en het zoute water nauwelijks met elkaar mengen. Het grondwater dat van de regen afkomstig is drijft als een lens op het zoute grondwater. Dergelijke zoetwaterlenzen worden op grote schaal als drinkwaterreservoir gebruikt. Erosie door uittredend grondwater Bij hellingen die steiler zijn dat het oppervlak van de grondwaterspiegel treedt het grondwater aan de voet naar buiten. Zo ontstonden bijvoorbeeld de vele bronmeertjes aan de binnenrand van de kustduinen. Na een periode van regen gaat de grondwaterspiegel omhoog. De plaats waar het grondwater naar buiten treedt ligt dan ook hoger. aan de voet van de duinen ontstaan dan wel eens miniklifjes doordat het grondwater het zand wegspoelt. Subject: Ontdek de geologie: Woestijnen Date : 18 september 1994 Wat is een woestijn? Er zijn vele definities van al naar gelang de studie die zich erop richt (biologie, geologie, meteorologie). In het algemeen geldt dat er weinig neerslag valt, minder dan 25 cm per jaar, en als die valt, dan in enkele stortbuien. De meeste woestijnen zijn vrijwel kaal, maar sommige kennen een rijke kaktusbegroeiing. Wind is vaak de belangrijkste landschapsvormende faktor. Woestijnsoorten Woestijnen worden op basis van het oppervlaktemateriaal wel ingedeeld in de volgende soorten: - een rots- of steenwoestijn (hammada) bestaat uit kale rotsen en hoekige rotsblokken. Al het fijnere materiaal is door de wind weggevoerd; - een grindwoestijn (serir) heeft een oppervlak van meer afgeronde keitjes; - een zandwoestijn (erg, edeyen of koem) kent allerlei soorten zandduinen; - een leem-, klei- of zoutwoestijn is meestal een afvoerloos bekken met opgedroogde klei of zout korsten. Duinenvormen in woestijngebieden Barchanen of sikkelduinen. Deze duinen hebben een sikkelvorm, waarbij de bolle kant gericht is naar de kant waar de wind vandaan komt. Seifs of lengteduinen. Dit zijn lange smalle duinen die evenwijdig aan de overheersende windrichting liggen (seif is Arabisch voor zwaard). Ghourds of sterduinen. Dit zijn opeenhopingen van zand met uitlopers in verschillende richtingen zodat de grondvorm op een ster lijkt. Barchanen Barchanen zijn duinen die zich verplaatsen doordat zandkorrels van de loefzijde worden opgenomen en aan de leizijde weer worden afgezet. Van een ruim 10 meter hoge barchaan in Californi is gemeten dat die zich in de loop van 30 jaar met een gemiddelde snelheid van 17 meter per jaar verplaatste. Kleine barchanen verplaatsen zich sneller. Bij harde wind zijn kleine, tijdelijke barchanen te vinden langs de kust op de bredere stranden van de Waddeneilanden, bij IJmuiden en in Zeeland. Yardangs Dit zijn langgerkte bulten van relatief hard materiaal. Ze doen vaak denken aan omgekeerde scheepsrompen. Ze ontstaan wanneer de wind gedurende langere tijd uit n richting waait en daarbij het zachtere materiaal wegblaast. De yardangs bestaan vaak uit zandsteen. Ze kunnen in grootte variren van enkele centimeters tot enkele meters. Het woord is van het Turkse woord Yar, dat zoiets als 'steile reichel' betekend. Subject: Ontdek de geologie: Nederland als woestijn Date : 19 september 1994 Nederland als woestijn 1 Nederland is tweemaal het toneel van woestijnprocessen geweest. De eerste keer was dat zo'n XXX miljoen jaar geleden tijdens het Perm. Nederland lag toen een stuk zuidelijker dan nu. Grote delen van Noordwest Europa bestonden toen uit een hete woestijn met grote duinen van rood zand. In Nederland ligt dit zand nu op grote diepte en vormt het een belangrijk reservoir gesteente voor onze olie- en gasreserves. Nederland als woestijn 2 De tweede keer dat Nederland er als een woestijn uitzag was tijdens het Pleistoceen. Eigelijk is er in die periode meermalen sprake van een poolwoestijn geweest, afgewisseld met periodes van enerzijds weelderige plantengroei en anderzijds ijsbedekking. Uit die poolwoestijntijden stammen de dekzanden van Midden- en Zuid-Nederland de lss van Limburg en de driekanters van het Gooi, de Veluwe en Drente. Lss Een typische windafzetting is lss. Het bestaat uit deeltjes van voornamelijk siltgrootte. Mineralogisch gaat het om kwarts, veldspaat en kleideeltjes. Er wordt onderscheid gemaakt in koude en warme lss. De koude lss is afkomstig van de gebieden op het noordelijk halfrond die eens door het landijs werden bedekt (Noord-Europa, o.a. Limburg, Noord-Amerika en Noord-Azie). Warme lss is afkomstig van grote woestijnen zoals de Takla Makan en is vooral te vinden in China. De lss kan hier enkele honderden meters dik zijn. Oases De wind kan niet alleen duinen vormen ook het omgekeerde komt voor. De wind blaast dan grote depressies in het landschap. Het Quattara-bekken in Libie is daar een voorbeeld van. Wanneer dergelijk depressies zo diep worden dat ze het grondwaterniveau bereiken dan ontstaan op die plaatsen vaak oases. Bij latere grondwatersteigingen kunnen zo zelfs woestijnmeren ontstaan. Hete woestijnen van de wereld Sahara Sind (Iran) Rub Al Khali (Oost-Afrika) Namib en Kalahari (Zuidwest-Afrika) Takla Makan (West China) Gobi (Mongolie) Atacama (Peru) Sonoran (Westen van V.S.) en Great Outback (Australie) Subject: Ontdek de geologie: Geologie en oorzaken Date : 20 september 1994 Oorzaak van woestijnvorming In les 22 worden 5 oorzaken genoemd voor de vorming van woestijnen, welke zijn dat? 1. Tropische luchtcirculatie met lage druk en regen rond de evenaar en hoge druk en droogte rond de keerkringen. 2. Regenschaduw achter gebergtes. 3. Grote afstand tot de zee. 4. Koude zeestromen voor de kust. 5. Zeer koude lucht. Keienvloertjes Wanneer een los gesteente bestaat uit fragmenten van verschillende afmetingen, dan kan de wind alleen de deeltjes tot zandgrootte nemen. Grotere deeltjes - grofzand en grind - blijven achter. Uiteindelijk wordt de concentratie van grotere deeltjes aan het oppervlak zo groot dat het de onderliggende kleinere deeltjes tegen de wind[????].Voorbeelden zijn ook in Nederland te vinden in uitgeblazen kuilen en vlaktes in het Gooi en op de Veluwe. Windlak In rots- en grindwoestijnen zijn de gesteenten vaak bedekt met een zwarte glanzende laag van enkele millimeters dikte. Deze laag wordt wind- of woestijnlak genoemd. Ze bestaat uit ijzer en mangaanverbindingen. Windlak wordt geacht te zijn ontstaan door verwering uit woestijnstof of mede door mangaanconcentrerende aktiviteiten van micro-organisme. De in de film getoonde tekeningen in windlak behoren de 'Newspaper Rock' in Utah, V.S. toe. Driekanters of windkanters Grote keien die langere tijd aan zandstormen worden blootgesteld ontwikkelen aan de bovenkant vaak drie duidelijke vlakken (ook wel twee of vier) gescheiden door duidelijk ribben. Vaak wordt beweerd dat dit door verschillende windrichtingen is ontstaan. Experimenten door professor Kuenen in de 20-er jaren toonden echter aan dat het grondvlak van de steen bepaald hoeveel vlakken er ontstaan. Woestijnen en hun oorsprong - Sahara, Sind, Kalahari en Australi door dalende droge lucht op de keerkringen - Gobi en Takla Makan door grote afstand tot de zee - Death Valley en andere woestijnen ten oosten van Rocky Mountains en Andes door regenschaduw - Atacama en Namib door koude zeestromen die koude droge lucht op het land veroorzaken - De poolwoestijnen doordat zeer koude lucht vrijwel geen vocht kan bevatten Subject: Ontdek de geologie: Falsh floods Date : 21 september 1994 Falsh floods en wadi's Doordat regen in woestijngebieden kort, maar hevig is ontstaan er tijdelijke rivieren die dan erg veel sediment meevoeren. Dergelijke 'falsh floods' creeren in het landschap een 'rivier' patroon van meestentijds droge beddingen. Dergelijk droge beddingen worden vaak wadi's genoemd (Arabisch). In Spaans sprekende gebieden worden ze canyons of barranco's genoemd. Inlandse rivieren Niet alle rivieren monden uiteindelijk in zee uit. Vele rivieren monden uit in een binnenzee of een zoutmeer. Soms is de aanvoer van water zo gering dat er zelfs geen meer kan ontstaan. Er ontstaat dan een droge 'meer'bodem, meestal bestaande uit een afwisseling van klei en zoutlagen. Dergelijke droge meren worden sabka's (Arabisch) of playa's genoemd (Zuid-Amerikaans). Desertificatie of verwoestijning Door menselijke aktiviteiten als overmatig bomen kappen en overbegrazing groeien enkele woestijngebieden in groot tempo aan. Eens vruchtbare, maar kwetsbare gebieden raken zo voor goed verloren voor de produktie van voedsel. Soms worden tegen gigantische kosten kleine succesjes geboekt in het tot staan brengen van deze verwoestijning. Stof op auto's Heb je net de auto gewassen gaat regenen en blijkt je auto daarna onder een dun filmpje heel fijn stof te zitten. Wanneer dit stof met te weinig water wordt weggewreven ontstaan er hele fijne krasjes in de lak. Dit stof is meestal afkomstig van zandstormen uit de Sahara. Het wordt hoog de atmosfeer ingeblazen en kan duizenden kilometers verder worden afgezet. Door de toegenomen desertificatie is de kans op dergelijke stoflaagjes groter geworden. Paddestoelrotsen Met zand beladen stormen kunnen rotsen als het ware zanstralen. Doordat de onderste luchtlagen meer zand bevatten dan erboven is het zandstraaleffect onderin het sterkst. Als gevolg hiervan ontstaan rotsen die van ondere smaller zijn dan bovenin. In gebieden waar dergelijke zandstormen veel voorkomen worden telefoonpalen vaak met metalen platen beschermd tegen het doorzagen door de wind. Overigens kunnen paddestoelrotsen ook op andere manieren veroorzaakt worden. Subject: Ontdek de geologie: Gletsjers Date : 25 september 1994 Gletsjers Gletsjers zijn grote langdurige bestaande massa's ijs die bewegen onder de invloed van de zwaartekracht. De ijsmassa ontstaat doordat de sneeuw onder het gewicht van steeds meer sneeuw in elkaar gedrukt wordt. Voor het ontstaan van gletsjers is het noodzakelijk dat er jarenlang in de winter meer sneeuw valt dan er in de zomer wegsmelt. Gletsjersoorten - Kaargletsjers vullen een kaar op - Dalgletsjers stromen door een dal en de dalvorm bepaalt ook de gletsjervorm - Fjordgletsjers zijn dalgletsjers die in zee uitmonden - Piedomontgletsjers zijn dalgletsjers die uitmonden op een vlakte en daardoor aan het eind een brede lab vormen - IJskappen zijn koepelvormige ijsmassa's die over gebergtes heen liggen. Het ijs stroomt radiaal naar de rand - IJsdekens zijn ijsmassa's ter grootte van een kontinent - IJshelfs zijn drijvende gletsjers die meestal grote baaien helemaal opvullen IJstijden In Nederland worden van oud naar jong de volgende ijstijden onderscheiden: - het Pretiglien, voorafgaand aan de aan de warme periode met de naam Tiglien, genoemd naar Tegelen, Limbirg - het Eburonien, genoemd waar de tot de Belgae behorende Keltische stam der Eburones, ooit door Caesar uitgeroeid - het Menapien, henoemd naar de Menapiers ook tot de Belgae behorende - het Bavelien, genoemd naar de plaats Bavel in Brabant. Bavelien bestaat uit tenminste twee koude periodes IJstijden 2 Het Cromerien, naar de plaats Cromer aan de Engelse oostkust, bestaat uit wel vier kleine koude periodes. Het Elsterien, genoemd naar de Elster rivier in Duitsland. Het Saalien, genoemd naar de Saale rivier in Duitsland. Tijdens het Saalien bedekte het ijs half Nederland. De laatste ijstijd is het Weichselien, genoemd naar de Wesla rivier in Polen (vroeger in het Duits Weichsel geheten). De verschillende ijstijden worden in Nederland vooral onderkent op basis van onderzoek aan fossiel stuifmeel. IJstijden 3 Vanaf rond 1910 dacht men dat er vier ijstijden zijn geweest. Die kregen toen de namen van Zuid-duitse rivieren: Gnz, Mindel, Riss en Wrm. In Nederland worden deze namen niet meer gebruikt. Het is zeer moeilijk om op basis van gegevens uit verschillende landen aan te tonen dat twee ijstijden precies even oud zijn. Veel landen hebben dan ook hun eigen benamingen voor de opeenvolgende ijstijden in het Pleistoceen. Subject: Ontdek de geologie: Diluvium Date : 26 september 1994 Het Diluvium In het begin van de vorige eeuw dacht men het voorkomen van keileem, zwerfkeien en bepaalde landschapsvormen in Noord-Europa het beste te kunnen verklaren als de gevolg van een zondvloed. Of het de bijbelse zondvloed was of eentje die aan de schepping van de mens vooraf ging dat was onduidelijk. Het Latijnse woord voor zondvloed is diluvium. Dit werd gebruikt om zowel de afzettingen van die zondvloed te beschrijven (diluviale afzettingen) als de periode waarin het gebeurd was (het Diluvium). Het concept van een ijstijd 1 De eerste die een grote glaciatie als oorzaak van zwerfkeien en keileem noemde was de Zwitserse ingenieur Ignace Venetz in 1821. Pas in 1834 kreeg hij steun van een invloedrijke Zwitserse geoloog, Jean de Charpentier. Deze vertelde het weer door aan een andere Zwitserse geoloog die tot dan toe vermaardheid had verworven met publikaties over fossiele vissen: Louise Aggasiz. Hij stond aanvankelijk nogal sceptisch tegenover het idee van een immense ijsuitbreiding over het noordelijk halfrond. Het concept van een ijstijd 2 Louise Aggasiz maakte in de zomer van 1836 met Venetz en Charpentier een studiereis in de Alpen bij Geneve. Daar liet hij zich volledig overtuigen van de juistheid van het idee dat gletsjers ooit veel groter zijn geweest dan hun omvang op dat moment. Het volgend jaar was Aggasiz in juni 1837 voorzitter van een bijeenkomst van de Societe Helvetique des Sciences Naturelles in Neuchatel. Het concept van een ijstijd 3 Iedereen verwachtte een voordracht over fossiele vissen. In plaats daarvan hoorde het ontstelde publiek deze jongeman serieus beweren dat er ooit een tijd moet zijn geweest dat grote delen van het noordelijk halfrond door een geweldige ijsdeken bedekt zijn geweest. In 1840 toonde Aggasiz ook in Schotland aan dat alleen landijs verantwoordelijk kon zijn voor talloze landschapsvormen. Vanaf dat moment was het begrip 'ijstijd' niet meer weg te denken. Vanaf 1846 woonde Aggasiz in de V.S. Vormen van gletsjer-erosie 1. Meenemen. Los materiaal dat op het pad van een gletsjer ligt of dat op een gletsjer valt wordt eenvoudigweg meegenomen 2. Schaven (abrasie). Het meegevoerde materiaal kan als een rasp werken op de ondergrond. Zo worden dalen uitgeschuurd en rotsen afgeschuurd. Dit proces levert vaak gletsjerkrassen op, zowel in het landschap als op de meegevoerde stenen 3. Plukken. Een gletsjer kan vastvriezen aan de ondergrond. Bij verplaatsing worden dan blokken wel zo groot als een huis uit de ondergrond losgeplukt Subject: Ontdek de geologie: Kusten en strand Date : 2 oktober 1994 Oever, kust en strand De oever is de relatief smalle zone direkt grenzend aan de zee (of een ander groot water) en liggend tussen de laagwaterlijn en de landinwaartse grens van de golfwerking. De kust is de strook land, van onbepaalde breedte, die zich aan de landzijde van de oever uitstrekt. Er is sprake van een strand wanneer een oever geheel of gedeeltelijk bestaat uit een los sediment, zoals zand, grind of schelpen. Banken en wallen Op het strand kunnen door de golfwerking twee soorten langgerekte zandopeenhopingen ontstaan. De ene steekt altijd boven water uit en markeert min of meer de hoogwaterlijn, dit is de strandlijn. De andere komt soms bij laagwater boven het water uit, dat is de bank. Banken kunnen meerdere richels voor de kust vormen. Tsunami's Tsunami's (Japans) of vloedgolven zijn enorme schokgolven die zich door de hele oceaan kunnen voortplanten en zelfs op tegenoverliggende kusten nog rampen ten gevolge kunnen hebben. De schok kan worden veroorzaakt door een aardbeving of door een afglijding op een onderzeese helling. Tsunami's die Hawaii troffen Datum Plaats van de Gemiddelde golf- aardbeving snelheid in km/uur 7 november 1837 Zuid-Amerika 2 april 1868 Hawaii 13 augustus 1868 Zuid-Amerika 25 juli 1869 Zuid-Amerika 10 mei 1877 Zuid-Amerika 3 februari 1923 Kamchatka 695 1 april 1946 Aleoten 790 22 mei 1960 Zuid-Amerika 710 Trans- en regressie Als de zee zich uitbreidt ten koste van het land dan wordt dat een transgressie genoemd. Trekt de zee zich teruf dan is er sprake van een regressie. Uiteraard hangen trans- en regressie samen met het stijgen of dalen van de zeespiegel t.o.v. het land. Toch kan ook bij een stijgende zeespiegel regressie optreden. Dit gebeurde bijvoorbeeld in de Middeleeuwen met de Hollandse kust. Subject: Ontdek de geologie: Golfsoorten Date : 3 oktober 1994 De onderdelen van een golf Het hoogste gedeelte heet de golfkam. Het laagste gedeelte de trog. De golflengte is de horizontale afstand tussen twee golfkammen. De golflengte is de vertikale afstand tussen kam en trog. De golfbasis is de onderste grens tot waar golven in staat zijn sedimentdeeltjes op de bodem in beweging te krijgen. De golfenergie Golfenergie is indirect de energie uit de wind die door wrijving op het water is overgebracht. De maximale energie van een golf hangt af van: 1. De windkracht. 2. Het opwekkingstraject (fetch area), dat inhoudt de afstand waarover de wind de golf opwekt. 3. De tijdsduur dat de wind uit dezelfde richting waait. 4. De waterdiepte op de plaats van de golf. Golfsoorten in de branding - Overslaande golven, dat zijn van die mooie golvendie we vaak om surfers heen zien krullen. - Schuimkopgolven, die we meestal voor de Nederlandse kust zien. Dergelijke golven verplaatsen zich over meerdere meters met een schuimkop zonder om te vallen. - Inzakkende golven. Bij bepaalde bodemhellingen kunnen golven vlak voordat ze breken inzakken. De voet van de golf stroomt dan het strand op i.p.v. de kop. Zomer en winterstrand 's Zomers zien we de golven met een kalme regelmaat zand in de richting van het strand transporteren. Er zijn vaak n of meer zwinnetjes en zo tegen de herfst is er een vrij breed strand. Bij een winterstorm beuken grote golven kort na elkaar op het strand. Grote hoeveelheden zand worden omgewoeld en zeewaarts gevoerd. Het winterstrand is vlak en smal met aan de landzijde vaak een afslagklif. Strandzand De gesteenten die in gebergtes verweren en eroderen komen via rivieren uiteindelijk - als korreltjes of opgelost - in zee terecht. Een deel daarvan wordt door golven en getijdestromen langs de kust afgezet om een zandstrand te vormen. Door het voortdurend heen en weer rollen in de branding bestaat strandzand uit mooi afgeronde korreltjes. Subject: Ontdek de geologie: Soorten zand Date : 4 oktober 1994 Zwaar zand 1 Kwarts is een mineraal dat relatief veel voorkomt en het verweert zeer langzaam. Daarom bestaan veel zandstranden voornamelijk uit kwartszand. De andere mineralen die ook heel langzaam verweren zijn zwaarder dan kwarts. Door het gewichtsverschil worden ze in golven minder ver verplaatst dan de lichte kwartskorreltjes. Zo kan dit zware zand in laagjes geconcentreerd raken. Dergelijk laagjes zijn meestal donker van kleur. Zwaar zand 2 Dat de mineralen in de donkere lagen zwaarder zijn is duidelijk te voelen door een jampotje zwaar zand te vergelijken met kwarts(wit) zand. Er zitten ook korreltjes tussen van magnetische mineralen die aan een magneet blijven plakken. In Nederland komt zwaar zand in lagen voor op de Noordzeestranden van de Waddeneilanden en langs de kust ten noorden van Bergen. Strandzand Afhankelijk van het dierlijke leven voor de kust kan het strandzand ook bestaan uit schelp- of koraalfragmentjes of uit de huisjes van eencellige diertjes. Er is een groeiend aantal mensen dat al die verschillende soorten zand van over de hele wereld verzamelt en daar al een fraaie verzameling van gevormd heeft. Blazend zand bij eb zakt niet alleen het zeewater, ook het grondwater in het strand zakt. Het wegstromen tussen al die zandkorreltjes kost natuurlijk wel meer tijd. Zo stijgt de zee bij vloed ook sneller dan het grondwater. De daarbij opgesloten lucht in het zand tussen golf- en grondwater ontsnapt dan via een aantal 'luchtpijpen'. Hierbij kunnen zich kleine zandvulkaantjes vormen. Subject: Ontdek de geologie: Strandribbels Date : 5 oktober 1994 Ribbels in het zand Door de wrijving met lucht of water kunnen zich op het strand verschillende ribbelpatronen vormen. De wind zorgt op het droge strand voor langgerekte vrijwel symmetrisch ribbels. Soms is te zien dat de grofste korrels op de kammen van de ribbels liggen. De ribbels liggen loodrecht op de windrichting. In ondiep water kunnen zich golfribbels vormen. Dit zijn ook weer symmetrische ribbel. Ze ontstaan op plaatsen waar de golfbasis de raakt bodem raakt. Vooral in de Waddenzee en langs de kust van Zeeland komen veel golfribbels voor. Ribbels op het strand Op stranden met een zwin zal dit zwin met eb leegstromen. Dit leegstromen veroorzaakt stroomribbels op de bodem. Deze stroomribbels zijn asymmetrisch. Ze vormen een min of meer ruitvormig patroon. Tijdens het stromen is te zien dat de korreltjes zich rollend over de flauwe hellingen van de ribbels verplaatsen. Aan de steile kant van de ribbels vinden steeds kleine lawinetjes plaats. Zo verplaatsen de ribbels zich langzaam met de stroom mee. Kustdrift Golven die schuin op een kust aankomen veroorzaken een stroming in het zeewater evenwijdige aan de kust. Dit is de kuststroom. Deze kuststroom kan zo sterk worden dat er sedimentdeeltjes verplaatst worden. In dat geval is er sprake van kustdrift. Kustdrift is de belangerijkste aanvoerbron van strandzand. Stranddrift Zodra golven scheef op een strandzand spoelen begint er een zandtransport op te treden evenwijdig aan de kust. De golven lopen scheef het strand op en verplaatsen het zand daarbij ook in scheve richting t.o.v. de kustlijn. Bij het teruglopen van de golf wordt het zand weer recht in zee gespoeld. Subject: Ontdek de geologie: Geologische kaarten Date : 11 oktober 1994 Zwaarte door de Aarde Ons gewicht danken we aan de enorme maasa van de Aarde die ons naar zich toe trekt. Variaties in de samenstelling van de aardkorst kunnen kleine verschillen veroorzaken in de kracht waarmee we worden aangetrokken. Zo weeg je iets minder in de strook Nederland tussen Den Bosch en Echt omdat daar de (zware) aardkorst is weggezakt en de ruimte is opgevuld met lichte sedimenten die ons iets minder aantrekken. Geologische kaarten Topografische kaarten geven aan wat er aan het oppervlak te zien is (Gr. topot = plek, plaats). Geologische kaarten laten zien welke gesteenteformaties er aan de oppervlakte te zien zijn en meestal ook hoe de situatie onder het aardoppervlak is. Op algemene geologische kaarten staan vaak ook fossielvindplaatsen vermeld en de plaatsen waar delfstoffen gewonnen worden. Geologische kaarten van Nederland 1 Wie meer wil weten over de geologie van een bepaald gedeelte van Nederland is aangewezen op n van de kaartbladen van de Geologische Kaart van Nederland met een schaal van 1:50.000. Elke geologische 'kaart' bestaat uit meer dan een kaart. Er zitten o.a. bijkaarten met een schaal 1:100.000 en vertikale doorsnedes door de bodem (profielen). Daarnaast wordt een toelichting meegeleverd van meer dan 100 bladzijden. In de toelichting worden ook interessante excursiepunten beschreven. Geologische kaarten van Nederland 2 De volgende bladen zijn uitgebracht: Terschelling, Sneek, Heereveen, Assen, Steenwijk, Emmen, Alkmaar, Almelo-Oost/Denekamp, Utrecht oost, Rotterdam-west, Gorkum oost, Tiel, Arnhem oost, Schouwen-Duivenland, Goeree en Overflakke (uitverkocht), Willemstad-oost, Walcheren, Beveland, Eindhoven, Venlo oost, Zeeuws Vlaanderen en Heerlen. Deze kaarten zijn verkrijgbaar bij de Rijks Geologische Dienst in Haarlem, afdeling Kaartverkoop. Inlichtingen: tel. 023-300 181 van 9:30 - 12:30 uur. Geologische kaarten van Nederland 3 De standaard kaartbladen kosten fl.35,- per enkel kaartblad. Dubbele bladen (oost + west) kosten fl.45,-. Naast de standaardkaarten bestaan er nog tal van speciale uitgaven o.a.: Geologische kaart van Zuid-Limburg en omgeving, schaal 1:50.000. Er zijn 3 kaarten, elk fl.10,- per stuk: - Pre-Kwartier, hierop staan de oudere afzetting, je kijkt a.h.w. door de kwartiere lagen heen. - Oppervlaktekaart, dus de gesteentes die echt aan de oppervlakte liggen. - Afzetting van de Maas. Subject: Ontdek de geologie: Geologische formaties Date : 12 oktober 1994 Geologische formaties Een Formatie bestaat uit gesteentes die n of meer eigenschappen gemeen hebben, zodanig dat ze onderscheiden kunnen worden van de gesteentes van omringende Formaties. De dikte van een Formatie kan varieren van minder dan een meter tot enkele kilometers. In de praktijk geldt dat een Formatie tekenbaar moet zijn op een kaart van 1:25.000. Nederlandse Formaties worden bepaald door hun ontstaanswijze (in zee, door rivieren, wind, ijs) en hun ouderdom. Enkele Nederlandse formaties Formaties van rivierzand en -grind. Betuwe Formatie, Rijn- & Maasafzettingen, Holoceen. Formatie van Kreftenheye, Rijn- & Maasafzettingen, Boven-Pleistoceen. Formatie van Urk, Rijnafzettingen, Midden-Pleistoceen. Formatie van Veghel, Maasafzettingen, Midden-Pleistoceen. Formatie van Enschede, Noordduitse rivierafzettingen, Onder-Pleistoceen. Formatie van Kedichem, Rijn- & Maasafzettingen, Onder-Pleistoceen. Geomorfologische kaarten Naast geologische kaarten bestaan er ook geomorfologische kaarten. Dit zijn kaarten waarop de verschillende landschapsvormen zijn aangegeven en hun wijze van ontstaan. Zo worden kustduinen anders aangegeven dan rivierduinen. Tussen de kustduinen kan nog onderscheid gemaakt worden tussen allerlei soorten: zeereepduinen, paraboolduinen, kamduinen, binnenduinrandduinen... Nederlandse indeling van ijstijden warm/ genoemd naar koud Weichselien k Weichsel (Wesle) riv. Eemien w Eem riv. Saalien k Saale riv. Holsteinien w Holstein gebied Elsterien k Elster riv. Cromerien 4w/3k Cromer forest, UK Menapien k Menapien, kelten Bavelien 2* w/k Bavel, Noord Brabant Waalien w Waal riv. Eburonien k Eburones, kelten Tiglien w Tegelen, Limburg Pretiglien k Tegelen, Limburg Indeling van het Holoceen Het Holoceen is het geologische tijdvlak waarin we nu leven. Het is ong. 10.000 jaar geleden begonnen met een aanmerkelijke temperatuurstijging. Op basis van stuifmeelonderzoek wordt het Holoceen als volgt ingedeeld: Subatlanticum 0 - 3000 jr. Subboraal 3000 - 5000 jr. Atlanticum 5000 - 8000 jr. Boreaal 8000 - 9000 jr. Preboreaal 9000 - 10.000 jr. Borealis = god van de noordenwind. Subject: Ontdek de geologie: Aarde Date : 13 oktober 1994 Wat de Aarde de mens aandoet De meeste geologische processen verlopen zo langzaam dat er gedurende een mensenleven geen noemenswaardige verandering valt waar te nemen. Bijna al de geologische processen die snel verlopen leiden geleidelijk tot rampen: vulkanische uitbarstingen, aardbevingen, overstromingen, tsunami's, landafglijdingen. En van de taken van de geologie is het op tijd leren voorzien van dergelijk aktiviteiten. Ook in Nederland worden we regelmatig getrakteerd op aktiviteiten van de Aarde die soms uitgroeien tot ware rampen. In het verleden werden we vooral geplaagd door overstromingen vanuit de zee. 'Wie gaat er dan ook lager dan de zeespiegel wonen' hoor je buitenlanders verzuchten. De zee hebben we redelijk onder controle, schijnt het. Nu de rivieren nog, zoals kort geleden nog bleek. Zo af en toe wordt ook Nederland door aardbevingen wakkergeschud. Het is niet alleen kommer en kwel wat de Aarde ons aandoet. Vulkanische uitbarstingen zijn ook enorm fascinerend. Hetzelfde geldt voor veel andere geologische processen. De Aarde levert daarnaast fossielen, mineralen en gesteentes waar vele mensen enorm veel plezier aan beleven. In Nederland zijn een aantal verenigingen die zich bezighouden met deze materie: de stichting GEA, de NGV en de NLV. De stichting GEA De stichting Geologische Aktiviteiten viert in 1995 haar 25-jarig bestaan. GEA organiseert van oudsher geologische beursen en geeft een driemaandelijks tijdschrift uit: GEA. Hierin staan veel wetenswaardigheden over te verzamelen mineralen en fossielen. Met grote regelmaat verschijnen nummers die speciaal gewijd zijn aan een bepaald land of een bepaalde vindplaats. Regionaal worden aktiviteiten ontplooid in kringen. Tel. donateursadministratie: 05221 - 1813 NGV De Nederlandse Geologische Vereniging is opgericht in 1946. De vereniging geeft een tweemaandelijks tijdschrift uit "Grondboor & Hamer" met artikelen over mineralen, fossielen, zwerfstenen, bijzondere vondsten in Nederland en interessante landschappen. Er zijn diverse afdelingen die zich regionaal met geologie bezighouden. Ze organiseren o.a. excursies, lezingen, ruil- en determinatieavonden. Info: 04242 - 82987 Subject: Ontdek de geologie: Lapidarie Date : 14 oktober 1994 De Nederlandse Lapidaristen Vereniging Deze vereniging houdt zich vooral bezig met het bewerken van mineralen, gesteente en fossielen (lapidarie). 2* Per jaar wordt een mineralenbeurs in Den Haag gehouden waarbij naast mineralen ook de gereedschappen verkocht worden die nodig zijn voor het bewerken van mineralen en gesteenten. Geologisch Evenement Amsterdam Op zondag 30 oktober a.s. organiseert de stichting GEA van 10 tot 17 uur een Geologisch Evenement in het Sportcentrum van de universiteit van Amsterdam aan de Boelelaan 46 in Amsterdam-Buitenveldert. Zo'n evenement wordt 2* per jaar georganiseerd. Dit keer is de geologie van Noorwegen het thema. Naast mineralen en fossielen zijn er boeken, kaarten, gereedschappen en talloze andere zaken rond geologie te vinden. Geologisch weekend 4 en 5 november In het Museon in Den Haag wordt dit jaar voor de derde maal een geologisch weekend gehouden. Tijdens dit weekend zullen diverse organisaties zoals verenigingen, onderwijsinstellingen en bedrijven zich in het Museon presenteren. Museon, Stadhouderslaan 41, Den Haag. Wat de Aarde de mens in juni aandeed 2 juni: een aardbeving met magnitude 7,7 ten zuidwesten van Java veroorzaakt een tsunami die 203 mensen doodt en 278 boten laten zinken. 3 juni: op Lombok begint de Rinjani lava te spuwen. Een 5000 meter hoge aspluim steigt op uit de vulkaan. Voor de kust van Java weer een aardbeving (magn. 6,6). 6 juni: in zuidoost Colombia veroorzaakt een 6,3 magnitude aardbeving. Landafglijdingen op de Nevado del Huila. Daarbij komen 269 mensen om. 9 juni: een 8,2 magnitude aardbeving diep onder La Pae, Bolivia veroorzaakt schade in Peru, Bolivia en Brazili. De beving is zelfs tot in Toronto, Canada voelbaar. 13 juni: na een week van door stormen veroorzaakte overstromingen zijn enorme oppervlaktes bouwland in China verwoest. 14 juni: door de hemel boven Quebec snelt een meteor. Een veeboer vindt later een fragment ter grootte van een grapefruit bij St. Robert. Subject: Ontdek de geologie: Zout Date : 16 oktober 1994 Zout Gedurende het Perm was West-Europa bedekt met een warme ondiepe zee waarin het water vaak grotendeels verdampte. Zo ontstonden dikke lagen zeezout op de bodem. Deze lagen zijn later bedekt met andere gesteentelagen. Door het gewicht van de bedekking is het zout van zijn oorspronkelijke plaats weggeperst. Het weggeperste zout vormt nu pilaar- en paddestoelachtige strukturen in de ondergrond. Dit worden zoutdiapieren genoemd. Het zout is aldus dichter bij de oppervlakte gekomen en daardoor makkelijker winbaar. Ontdekking zout In 1886 liet Baron van Heeckeren van Wassenaar op het landgoed Twickel te Delden (Overijssel) boringen verrichten naar drinkwater. Het water dat naar boven kwam bleek echter veel te zout om te drinken. Zo ontdekte men dat er zoutlagen in de bodem van Twente zaten. In Boekelo werd na de eerste wereldoorlog de Koninklijke Nederlandse Zoutindustrie opgericht. Dit is de voorloper van het huidige AKZO-concern. Zoutwinning In de Middeleeuwen werd zout gewonnen door zeezouthoudend veen te verbanden. Dit 'darincdelven' werd verboden toen bleek dat deze methodes tot overstromingen leidde. Tegenwoordig pompt men heet water in de zoutlagen. Het water wordt als pekel weer omhooggepompt. Zo ontstaan grote ondergrondse holtes, die in het begin nog wel eens instortte. In Hengelo wordt zout op 400 meter geexploiteerd, in Winschoten op 100 tot 1500 meter. Zout als opslagplaats van kernafval Hoewel zout oplosbaar is in water is het verder wel waterdicht. Zout is daarom wel een ideale opslagplaats voor materialen die we niet in aanraking met de omgeving willen laten komen. Zout is echter ook mobiel, maar hoe mobiel en wat bepaalt de mobiliteit? Heeft het opgeslagen afval invloed op het omringende zout? Dit zijn vragen die geologisch onderzoek nodig maken. Geologisch museum Hofland Fraai gelegen aan de rand van de Hilversumse Hei ligt het geologisch museum Hofland. Het bijzondere van dit museum is de gesteentetuin. In deze tuin ligt zo'n 60 ton aan kleine, grote en enorme keien. De meeste keien zijn zwerfkeien en over elke kei valt wel wat te vertellen. Adres: Hilversumse weg 51, Laren naast het St. Jans kerkhof. Geopend dagelijks van 13.00-16.30, behalve op maandag. Subject: Ontdek de geologie: Aardwarmte Date : 17 oktober 1994 Mineralogisch-geologisch museum Delft Wie zich in de technische kant van geologie wil verdiepen, mijnbouw etc., die moet in Delft gaan studeren. Om de studenten een goed beeld te geven van de rijkdom aan mineralen bestaat er sinds 1843 al een mineralogisch museum. Dit museum is gehuisvest in de universiteit, maar publiekelijk en gratis toegankelijk. Het zal moeilijk zijn een mineraal te bedenken dat hier niet tentoongesteld is! Geopend: ma t/m vr 9.00-17.00 uur. Plaats: Mijnbouwstraat 120, Delft. Aardwarmte Vrijwel alle energie die we gebruiken is direkt of indirekt afkomstig van de zon. Ook aardolie en -gas zijn immers door organismen opgeslagen zonne-energie. Aleen in de landen als Itali en IJsland ligt de energie van de Aarde zelfs als het ware voor het opscheppen. De energie biedt zich daar aan in de vorm van door vulkanische hitte opgewarmd water of stoom. Aardwarmte in Nederland In Nederland zijn geen vulkanen en het gebruik van aardwarmte lijkt hier niet zo logisch. Toch blijkt dat als we niet eens zo'n diep gat boren dat we bij watervoerende lagen uitkomen met een bruikbaar hoge temperatuur. Dit zoute en hete grondwater kan door warmtewisselaars gepompt worden om zo bijvoorbeeld voor de verwarming van huizen of kassen te zorgen. Voorlopig zijn de kosten van deze methode echter nog te hoog. Heimansgroeve In de ondergrond is jarenlang steenkool gedolven uit lagen die stammen uit de Carboonperiode. Aan de oppervlakte komt het Carboon in Nederland maar op een paar plekjes voor, nl. in het Geuldal. Een van de plekjes is de Heimansgroeve, een van de weinige geologische monumenten in Nederland. Het is echter geen groeve, meer een plek die zo heel af en toe van overtollige begroeiing wordt ontdaan zodat je de kwartsietbanken uit het Carboon kunt zien zitten. GEA projekt Enkele jaren geleden is het GEA projekt afgerond. In het kader van dit projekt is een inventarisatie gemaakt van alle plekken in Nederland die op een of andere manier geologisch interessant zijn en bewaard dienen te blijven voor het nageslacht. Elke provincie bleek wel een aantal van dergelijke plekken te bezitten. Subject: Ontdek de geologie: Kalksteen en mergel Date : 19 oktober 1994 Koolbed-gaswinning Er worden allerlei manieren verzonnen om de nog aanwezige steenkoolreserves alsnog te exploiteren. Een van die manieren is het gebruiken van het vroeger zo gevaarlijke mijngas. Steenkoollagen bevatten aanzienlijke hoeveelheden methaan (mijngas). In Peer (Belgi) neemt men proeven met het oppompen van dit gas nadat eerst ondergronds de steenkool mechanisch is gespleten. Ondergronds gas opslaan Gas kunnen we niet alleen uit de grond halen, we kunnen het er ook in terug stoppen. Zo kunnen de ondergrondse holtes die ontstaan bij zoutwinning goed gebruikt worden om zolang een reservevoorraad aardgas op te slaan. Iets fantastischer is het idee om de ruimte die eerst door aardgas werd ingenomen op te vullen met kooldioxide gas. Op die manier komt dit gas niet in de atmosfeer en draagt dan niet bij aan het broeikaseffect. Gebruik Nederlandse Noordzeebodem De zeebodem is geologisch onderzocht tot 50 meter uit de kust o.a. om geschikte plekken te vinden voor het winnen van suppletiezand. Dit zand wordt dan gebruikt voor de bescherming van de kusten met veel afslag. Verder waren er nog lokaties nodig voor het bergen van havenslib, voor het leggen van pijpleidingen en telefoonkabels en het plaatsen van verschillende objecten op de zeebodem. Kalksteen/mergel De winning van kalksteen en mergel heeft in Nederland wel zijn langste tijd gehad. De grootste groeve van Nederland, die van de ENCIin de St. Pietersberg, is nog volop in gebruik. Verder zijn er nog enkele kleine groeves aktief in Limburg. Deze groeves delven allemaal kalk uit de Krijtperiode. In Winterswijk bevindt zich een groeve die kalk uit de Jura delft. Hier zijn o.a. pootafdrukken van kleine dinosaurirs gevonden. Musee national du marbre Rance (Belgi) Voor geologen hebben namen als marmer, mergel en graniet niet altijd dezelfde betekenis als in de stenenhandel. Zo is marbre (marmer) een aanduiding voor de bonte kalksteen die in de Ardennen gedolven wordt. Een van deze kalkstenen wordt zelfs 'pepit granit' genoemd, terwijl het een kalksteen is met resten van zeeleliestengeltjes. In Rance (Henegouwen) is een zeer aardig museum met alle steensoorten uit de hele wereld die gebruikt worden voor het opsieren van gebouwen. Subject: Ontdek de geologie: Drijfijs op Antarctica Date : 20 oktober 1994 Natuurhistorisch Museum Maastricht Wie een goed beeld wil hebben van alle soorten fossielen die er in Limburg gevonden kunnen worden, die kan het beste een bezoek brengen aan het natuurhistorisch museum. Ze hebben daar een aardig systeem om uitleg op verschillende begrips- en ervaringsniveau's te geven. Er is ook een wand die zich net zo 'snel' verplaatst als een kontinentplaat. Adres: Bosquitplein 17, Maastricht. Ammonietenhoeve Momenteel nog in Boxtel bevindt zich de Ammonietenhoeve. Dit is een museumpje met een verrassend grote collectie. De enthousiaste uitleg van alles wat er te zien is maakt een bezoek zeker de moeite waard. Van hieruit worden ook cursussen gegeven en reizen georganiseerd waarbij naar fossielen en mineralen gezocht wordt. Geopend: mei t/m oktober, zondags van 14:00 - 17:00 uur. Adres : St. Lambertusweg 4, Boxtel. Tel. : 04116 - 72496. Drijfijs van Antarctica Het bedenken van mogelijke milieurampen is nuttig, maar ook lucratief i.v.m. het loskrijgen van de nodige subsidies. En van de rampen die ons boven het hoofd kan hangen is het vrij plotseling loslaten van de ijsshelf op West-Antarctica. Momenteel zit dit dikke ijspakket nog vastgevroren aan de ondergrond. Door het broeikaseffect zou de zee echter tussen ijs en ondergrond kunnen dringen. Als dat gebeurt raakt het ijs op drift en zal smelten. Dat heeft dan een merkbare verhoging van de zeespiegel tot gevolg. Milieugeologie Tot voor kort werd geologische kennis bepaald niet gebruikt op een manier die de kwaliteit van ons milieu ten goede kwam. Langzamerhand ontwikkelt zich echter een tak die zich juist op de kwaliteit van het milieu toelegt. 'Environmental Geology' heet dat, en er bestaat zelfs al een gelijknamig tijdschrift voor. Het werk bestaat uit onderzoeken naar grondwatervervuiling e.d.. RGD Het informatie- onderzoekscentrum voor de geologie van Nederland is de Rijksgeologische Dienst (RGD) in Haarlem. De RGD voert opdrachten uit voor de overheid, voor drinkwaterbedrijven en ingenieursbureau's, maar ook wel voor particulieren. De dienst maakt deel uit van het ministerie van Economische zaken. Adres: Richard Holkade 10, Haarlem. Tel. 023 - 300 300.