Ottos geografi noter til HF
Geografi noter
Geologi - bjergarter og pladetektonik

Geologi - bjergarter og pladetektonik

Astronomi | Geologisk tidstavle

Hvad er geologi

Geologi betyder 'læren om jorden'. I geologien arbejder man med følgende emner:
  • Jordens dannelse
  • jorden materialer (mineraler og bjergarter) og opbygning
  • geologiske processer (indre og ydre)
  • geologiske kredsløb
  • teorien om kontinentaldrift -> teori om pladetektonik
  • Vulkaner og jordskælv

PowerPoints

Introduktion til geologi

Intro til pladetektonik

Geologiske emner:

  • Big Bang Teorien om universets dannelsen
  • Jordens dannelse Om jordens dannelse ud fra eksploderende stjerne
  • Jordens opbygning Kerne, mesosfære, astenosfære, litosfære, kontinent- og oceansbundsskorpe
  • Bjergarterne De tre hovedbjergarter : magmatiske, sedimentære og metamorfe
  • Bjergarternes kredsløb Om de indre og ydre processer som danner de tre bjergarter
  • Pladetektoniske model Pladetektonik, konstruktive og destruktive pladegrænser
  • Vulkanisme Flade-, kegle- og eksplosionsvulkaner
  • Jordskælv og registrering af epi-center for jordskælv

Kompetencer

Du skal lære:
  • At identificere de tre hovedbjergarter og deres særlige karakteristika
  • At beskrive modellen over det geologiske kredsløb
  • At beskrive de observationer (naturvidenskabelige metode) som ligger til grund for den pladetektoniske model
  • At skelne mellem model og virkelighed / observationer
  • At beskrive de geologiske processer som indgår i den pladetektoniske model
  • At kunne aflæse et fysisk verdenskort og de væsentligste strukturer som et resultat af geologiske processer

Månen

Månen er blot en grå masse af bjergarter. Her er ingen atmosfære, intet vand og intet liv. Månens overflade er uforanderlig - og derfor er månen fortsat dækket af kratere fra meteornedslag ligesom fodsporene efter de amerikanske astronauter fortsat er intakte.

Grunden til at månen er så meget anderledes end jorden, er at månen ikke er geologisk aktiv. bjergarter

Jorden og månen - hvad er forskellen i geologisk forstand?

Dannelsen af månen
Månen menes at være dannet ved at et himmellegeme på størrelse med Mars har ramt jorden

Jorden - geologisk aktiv

I Geologien skal du lære om hvordan jorden er en geologisk aktiv planet. Dette skyldes at jordens kerne endnu er varm - ca. 5.000 g C.

Vi kan skelne mellem indre og ydre geologiske processer:

Indre geologiske processer

Fra jordens kernen strømmer varmen op mod jordens overfalde ->
Bjergarterne smelter og bliver til magma (flydende /plastisk bjergarter)
Hvis magmaet afkøles langsomt dannes bjergarten granit.

P.g.a. det høje tryk og de høje temperaturer i jorden skorpe / kappe omdannes bjergarterne til metamorfe bjergarter

Nogle steder vil varmeudstrømningen fra kernen nå op til jordoverfladen og her danne vulkaner. Magmaet (lava) afkøles nu hurtig og danner bjergarten basalt.

Under jordens skorpe vil strømme (konvektionsstrømme) af smeltede bjergarter nogle steder trække jordskorpens plader fra hinanden og andre steder mod hinanden.

I begge tilfælde optræder jordskælv og hvor to plader støder sammen, vil der dannes vulkanske øer eller nye bjergkæder.

Ydre geologiske processer

Fordi jorden er geologisk aktiv er der blevet skabt betingelser for det biologiske liv på jorden. Atmosfærens gasser, ikke mindst vanddamp og CO2, stammer nemlig fra den geologiske aktivitet som vulkanisme er et synligt udtryk for.

Jordens atmosfære - og klimasystemet - betyder omvendt at bjergarterne på jordens overflade hele tiden udsættes for forvitring og nedbrydning p.g.a. vind og vejr, vand og frost.

Bjergarterne ( bjergene) vil langsomt men sikkert blive omdannet til sedimenter (sand, grus og ler) som aflejres på kontinenterne eller i havet langs kontinenterne.
Når sedimenterne kommer under stigende tryk vil der dannes sedimentære bjergarter

Lige som det biologiske liv har udviklet sig gennem millioner af år, så er jordens overflade under konstant - omend usigelig langsom - forandring. Over mange millioner af år driver kontinenterne rundt, mens oceaner og bjergkæder forsvinder og nye opstår.

Det er alt dette du skal lære om i geologi. :-)

Jordens opbygning

jordens opbygning - simpel model (Otto Leholt)
Figur 1: Jordens opbygning - simpel model
I en simpel beskrivelse af jordens opbygning kan man skelne mellem skorpe, kappe og kerne.

Skorpen


Jordens skorpe består af bjerarter med et højt indhold af silicium, og er derfor relativ lette bjergarter. Massefylde ca. 3-6 g/cm3

Da jordens skorpe er afkølet er den (Heldigvis ) fast. Skorpens tykkelse varierer fra ca 10-70 km

Kappen

I jordens kappen er bjergarterne under større tryk og temperaturer. Bjergarternes massefylde vil derfor være større og vil være mere eller mindre opsmeltede / flydende.

Jordens kappe består af bjergarter med et stort indhold af silicium, magnesium og jern.

Det er bevægelser eller strømninger (konvektion) i kappens øvre dele som forårsager jordskælv, vulkanisme og pladebevægelser.

Kernen

Jordens kerne består af de tungeste materialer - hovedsageligt jern og nikkel. Massefylde ca. 9,5–11 g/cm3
I den ydre kerne er metallerne flydende, mens de i den indre kerne optræder i fast form.
jordens opbygning (Otto Leholt)
Figur 2: Jordens opbygning

Jordens skorpe

Jordens skorpe opdeles yderligere i:
  • Oceanbundsskorpe (8-10 km tyk)
  • Kontinentalskorpe (30-70 km tyk)
  • Lithosfæren (fast stenmasse - 70-100km tyk) omfatter jordskorpen og den yderste del af kappen.
  • Astenosfæren (blød - stenmasserne delvist opsmeltede - ca 300 km tyk)
simpel model af jorden skorpe - (Otto Leholt)
Figur 3: Simpel model af jorden skorpe og øverste del af kappen ( Astenosfæren)

Bjergarterne

Jorden er opbygget af en række grundstoffer:

jern (35 %), ilt (30%) Silicium (15%), Magnesium (13%), Nikkel (2,4%) og mindre mængder af Svovl, Calcium, Aluminium m.fl.

Grundstofferne indgår i forskellige kombinationer hvor de danner mineraler, som er bjergarternes byggesten.

Der findes mere end 3.000 mineraler på jorden, men en lille gruppe af disse er særlig hyppige i jordens skorpe og kaldes derfor de bjergartsdannende mineraler. De vigtigste er:

  • kvarts (Silicium Si) lyse mineraler = sand
  • feltspat - rødlige mineraler
  • amfibol - (hornblende) mørke mineraler

I geologien skelner vi mellem tre hovedtyper af bjergarter:

  1. Magmatiske (vulkanske)

    Er bjergarter der dannes ved afkøling af smeltede bjergarter (magma)
    • Dybbjergarter (plutoniske). Grovkornede
    • Dagbjergarter - finkornede
  2. Sedimentære:

    Bjergarter som dannes af nedbrudte bjergarter (= sedimenter)
    • Uorganiske (bjergarter) - ofte lagdelte
    • Organiske (plankton / skaldyr i havet)
  3. Metamorfe bjergarter

    dvs. omdannede bjergarter - altså magmatiske eller sedimentære bjergarter som p.g.a. tryk og varme omdannes

    ofte ligger mineralerne "båndene "

bjergarterne
Figur 4: Hovedbjerarterne

Geologiske kredsløb

En bjergart defineres som et resultat af en geologisk proces.

Når vi har forskellige bjergarter skyldes det således at de er et resultat (produkt) af forskellige geologiske processer!

De geologiske processer som danner de tre hovedtyper af bjergarter kan illustreres i det geologiske kredsløb.

Nogle af de geologiske processer finder alene sted på jordens overflade og kaldes de ydre eller eksterne geologiske processer.

Andre processer finder sted i jordens indre og kaldes derfor - de indre eller interne geologiske processer.

Geologiske kredsløb
Figur 5: Geologiske kredsløb - pilene illustrer de geologiske processer. Resultatet af disse er de forskelige bjergarter. Kilde: Geografiske Verdensbilleder

Animation af bjergarternes dannelse

Den pladetektoniske model kan illustrere de geologiske processer som danner bjergarterne:

Model af en destruktiv pladegrænse, som viser de geologiske processer som danner de tre bjergarter
kilde: webgeology.alfaweb.no

Pladetektonik

Fysisk verdenskort
Figur 6: Fysisk verdenskort
  • Alfred Wegener (1915) - observationer af kontinenternes kystlinjer m.v. ⇒
    hypotese om at kontinenterne bevæger sig og engang har dannet ét superkontinent (Pangea)
  • 1950'erne nye observationer af oceanbundene ⇒
  • genoptagelse af Wegeners hypotese
  • kortlægning af udbredelsen af jordskælv, vulkaner, oceangrave og oceanrygge ⇒
jordskælv
Figur 7: Udbredelsen af jordskælv og vulkaner
  • viser korrelation - sammenhæng mellem udbredelsen af dise geologiske / fysiske fænomener. ⇒
  • Det er denne korrelation som beskrives med teorien om Pladetektonik eller den "Pladetektoniske model"
Jordens udvikling i 800 mio år

Lithosfæren og skorpen

Jordens skorpe består af 2-3 forskellige lag

  • Kontinentalskorpen (30-70 km tyk) samt
  • Oceanbundskorpe (5-10 km) - basalt
  • Lithosfære pladerne ( ca 70-100 km tykke)
  • Astenosfæren - her er bjergarterne delvist eller helt opsmeltede = magma

Dette kan illustreres således:

jordens
Figur 8: Model af jordens skorpe og vigtigst bjergarter
Lithosfæren er ikke én sammenhængende skal rundt om jorden, men er opsplittet i en 8-10 større og mindre plader, som betegnes de tektoniske plader.
pladerande
Figur 9: Jordens tektoniske plader. Pilene viser bevægelsesretning og tallene bevægelseshastighed i cm / år

fysisk kort m pladerande
Figur 10: Fysisk verdenskort med angivelse af pladerande

Pladerande / grænser

Den pladetektoniske model skelner mellem tre forskellige typer af pladerande eller pladegrænser:
  1. Konstruktive pladerande

    Opstigende varmestrømme fra kernen ⇒
    Lithosfærepladen + skorpe sprækker op / deles ⇒
    Pladerne glider fra hinanden ⇒
    Opstrømmende magma danner vulkansk bjergkæde (oceanryg) og ny oceanbundsskorpe
    fysisk kort m pladerande
    Figur 11: Simpel model af konstruktiv og destruktiv pladerand
    Model af konstruktive og destruktive pladerande
    Figur 12: Detajleret model af konstruktiv og destruktive pladerande
    YouTube video
  2. Destruktive pladerande

    Hvor to lithosfæreplader støder sammen ⇒
    bjergkædedannelse (foldebjerge)
    dybdegrav
    Vulkanske øbuer

  3. Bevarende pladerande

    Her bevæger to plader sig langs med hinanden ⇒
    jordskælv (kendes kun fra Californien)

Geologiske perioder og pladetektonik
Figur 13: Geologiske perioder og pladetektonik. Kilde: Tomas Westh Nørrekjær m.fl : " Naturgeeografi C" s. 20 (L & R Uddannelse)

Tre destruktive pladerande

Geologiske kort over foldeperioder for kontinenterne:
Afrika | Asien | Europa | Nordamerika | Sydamerika |

Udviklingen af et ocean

kontinet opsplitning i Østafrika
Figur 14: Fire faser i opsplitningen af et kontinent og dannelsen af et ocean , samt fase 1 og B som i dag kan observeres i Østafrika

Kræfterne bag pladetektonikken

Figur 15: Model af jordens skorpe med konvetktionsstrømme i astenosfæren Se animation

Vulkaner

Vulkanen Fuji i Japan
Keglevulkanen Fuji i Japan
Vulkanen Vatnajokull på Island
Skjoldvulkanen Vatnajokull på Island
Vulkanøen Santorini i Grækenland - tidligere eksplosionsvulkan Foto

Naturvidenskabelig metode

  • Observationer - f.eks at kontinenternes kystlinjer passer sammen
  • Spørgsmål - hvad kan forklaringen være på dette ?
  • Hypotese - er det måske fordi kontinenterne har hængt sammen i ét kontinent?
  • Indsamling af data - som kan bekræfte eller afkræfte hypotesen
  • Analyse af data; udbredelsen af jordskælv, vulkanisme, bjergkæder, dybdegrave og højderygge.
  • Opstilling af teori - f.eks Wegners 'Kontinentaldrift' og senere teorien om pladetektonik
  • Model som illustrerer teorien - f.eks. den pladetektoniske model

Model af en destruktiv pladegrænse, som viser de geologiske processer som danner de tre bjergarter
kilde: webgeology.alfaweb.no

Eksterne ressourcer:

Beskrivelse af bjergarterne - en vejledning

Den Dynamiske jord - supplerende tekst

Kontinenterne udv. i 500 mio år |

Web-geologi utallige animationer af geologi , pladetektonik m.v.

Animation af Pladetektonikken

Detaljeret gennemgang af pladetektonik

Konstruktive og destruktive pladegrænser

Konstruktive og destruktive pladegrænser
kilde: webgeology.alfaweb.no

Fysisk verdenskort

Fysisk verdenskort