platentektoniek

platentektoniek

7.1.2 Inwendige structuur van de aarde

Je leert ...

1 het belang van seismografisch onderzoek voor de structuur van de aarde toelichten.

2 de gelaagde opbouw van de aarde toelichten.

3 de samenstelling van de aarde toelichten op basis van chemische en fysische kenmerken.

4 het begrip 'isostasie' verklaren in het kader van de opbouw van de aarde.

Wat is platentektoniek?

Platentektoniek = beweging van de lithosfeer (buitenste laag van de aarde).

De lithosfeer is verdeeld in grote platen die voortdurend bewegen.

Waarom is platentektoniek belangrijk?

Vormt het landschap:

• Bergen (bv. Himalaya)
• Oceanische troggen (bv. Marianentrog)

Veroorzaakt geologische activiteit:

• Aardbevingen
• Vulkanen

Betekenis voor de mens

Helpt natuurlijke rampen begrijpen en voorspellen.

Geeft inzicht in de evolutie van de aarde doorheen de geschiedenis.

Wat beweegt bij platentektoniek?

1. De atmosfeer
2. De oceanen
3. De lithosfeer
4. De binnenkern

Wat is een gevolg van platentektoniek?

1. Vorming van regenwouden
2. Vorming van de Himalaya
3. Vorming van ijskappen
4. Vorming van zandwoestijnen

Platentektoniek gebeurt enkel op land, niet onder zee.

1. Juist
2. Fout

Door platentektoniek kunnen vulkanen ontstaan op plekken waar platen uit elkaar bewegen.

1. juist
2. fout

Inleiding - Ontstaan van de Aarde

Ongeveer 4,6 miljard jaar geleden ontstaan uit een gasmassa.

Bij afkoeling: samentrekking en vorming van een hete, vloeibare planeet.

Door zwaartekracht:

→ Zwaardere elementen (bv. ijzer, zink) naar het centrum.

→ Lichtere elementen naar de oppervlakte.

Gelaagde Structuur van de Aarde

Kern: zwaarste elementen zoals ijzer.

Mantel: stroperige massa tussen kern en korst.

Korst: dunne, harde buitenlaag.

De aarde ontstond ongeveer 2,6 miljard jaar geleden.

1. juist
2. fout

Bij de afkoeling van de aarde zonken de lichtere elementen naar de kern.

1. juist
2. fout

De aardmantel bestaat volledig uit vaste stoffen.

1. juist
2. fout

Wat gebeurde er toen de jonge aarde afkoelde?

1. Alle materialen verspreidden zich gelijkmatig.
2. De lichte elementen zonken naar het centrum.
3. De zware elementen zonken naar het centrum.
4. De aarde bleef volledig vloeibaar.

De diepste boring ooit: Kola

Locatie: Kola-schiereiland.

Diepte bereikt: 12 262 meter.

Doel: 15 000 meter → niet gehaald.

Reden stopzetting: Temperatuur steeg tot 180 °C (verwacht: 100 °C).

Bij 15 000 m zou temperatuur 300 °C worden → te heet voor de boorkop.

Duur van het project: 24 jaar.

Situeer het schiereiland Kola met behulp van de atlas.

Kola - Ligt ten ........
van ........ (land)
.

welke zee ligt ten zuiden van het schiereiland:

welke zee ligt ten Noorde van het schiereiland:

- Ligt vlak bij de landgrenzen van?

De aarde heeft een straal van 6 370 km. Dat betekent dat men maar tot 0,19 % van de maximale diepte heeft kunnen boren. Toch weten we veel over de inwendige structuur van de aarde. Hoe kan dat?

2 | Informatie uit seismologisch onderzoek

• Structuur van de aarde wordt onderzocht via seismische golven.
• Golven ontstaan bij aardbevingen of worden kunstmatig opgewekt.
• Zo krijgen wetenschappers inzicht in:

1. Samenstelling van de aarde
2. Eigenschappen van de verschillende lagen

Seismograaf en Seismogram

• Seismograaf: toestel dat de trillingen van een aardbeving opvangt en registreert.
• Seismogram: de grafiek (met schokkende lijnen) die de trillingen visueel weergeeft.
• Wordt gebruikt om aardbevingen te analyseren.

Waarom kunnen seismische golven informatie geven over de structuur van de aarde?

1. Omdat ze overal met dezelfde snelheid bewegen
2. Omdat hun gedrag verandert bij het passeren van verschillende materialen
3. Omdat ze alleen langs de aardkorst bewegen
4. Omdat ze de temperatuur van gesteenten meten

Wat is het belangrijkste verschil tussen natuurlijke en kunstmatig opgewekte seismische golven?

1. De kunstmatige golven zijn krachtiger dan natuurlijke golven
2. Natuurlijke golven bewegen enkel langs het oppervlak
3. Kunstmatige golven worden specifiek gericht om lagen te bestuderen
4. Natuurlijke golven ontstaan alleen in de oceaanbodem

Wat betekent het als een seismische golf plots vertraagt?

1. De golf bereikt een overgang tussen twee lagen met verschillende eigenschappen
2. De golf verplaatst zich in een minder dicht materiaal
3. De golf verplaatst zich naar de oppervlakte
4. De aardbeving wordt zwakker

Wat geeft een grotere amplitude op een seismogram meestal aan?

1. Een krachtigere aardbeving of een dichterbij gelegen epicentrum
2. Dat het epicentrum ver weg ligt
3. Dat de golf door de aardkern is gegaan
4. Dat er geen schade zal zijn aan het aardoppervlak

3 soorten golven

• P- golven of primaire golven
• S-golven of secundaire golve,
• oppervlaktegolven

P-golven (Primaire golven)

• Type beweging: Longitudinaal (in de lengterichting).
• Snelheid: Zeer snel, eerst waargenomen bij aardbevingen.
• Beweging: Materiaal wordt afwisselend samengedrukt en uitgerekt.
• Snelheid neemt toe bij hogere dichtheid van het materiaal.

S-golven (Secundaire golven)

• Type beweging: Transversaal (dwars op voortplantingsrichting).
• Medium: Alleen vaste stoffen (niet door vloeibare kern).
• Kracht: Krachtiger dan P-golven maar trager.
• Reden naam: Worden na de P-golven gedetecteerd.

Oppervlaktegolven

• Voortplanting: Aan het aardoppervlak.
• Snelheid: Langzaam, maar grote amplitude.
• Schade: Veroorzaken de meeste schade bij aardbevingen.
• Vergelijking: Zoals kringen in water na het gooien van een steen.
  

Wat bepaalt de snelheid van een P-golf in een bepaald materiaal?

1. De temperatuur van het materiaal
2. De afstand tot het epicentrum
3. De dichtheid van het materiaal
4. De diepte van de aardkorst

Waarom stoppen S-golven in de buitenkern van de aarde?

1. Omdat vloeistoffen geen transversale beweging ondersteunen
2. Omdat de druk te hoog wordt
3. Omdat de temperatuur daar te laag is
4. Omdat er geen dichtheidsverschil is

Welke uitspraak over S-golven is correct?

1. Ze bewegen zich sneller dan P-golven.
2. Ze kunnen vloeibare materialen niet doorkruisen.
3. Ze zijn de eerste golven die een seismograaf oppikt.
4. Ze verplaatsen zich longitudinaal.

Waarom veroorzaken oppervlaktegolven de meeste schade bij aardbevingen?

1. Omdat ze de snelste golven zijn
2. Omdat ze met grote amplitude bewegen aan het aardoppervlak
3. Omdat ze alleen onder water optreden
4. Omdat ze enkel door vaste gesteenten reizen

Seismische golven en schaduwzones

Seismische golven:

• Worden afgebogen door verschillen in dichtheid binnen de aarde.
• Daardoor kunnen ze wereldwijd worden geregistreerd.

Schaduwzones:

• Tussen 103° en 143° van het epicentrum worden geen P- en S-golven waargenomen.

Vanaf 143° zijn er wel P-golven, maar geen S-golven.

Belangrijke conclusie:

S-golven stoppen bij vloeibare lagen ➔ bewijs voor vloeibare buitenkern.

Waarom worden seismische golven in de aarde afgebogen?

1. Door temperatuursveranderingen in de aardmantel.
2. Door botsingen met gesteenten.
3. Door toenemende dichtheid van materialen.
4. Omdat de aarde ronddraait.

Wat verklaart het bestaan van een vloeibare buitenkern op basis van seismologisch onderzoek?

1. P-golven versnellen als ze door vloeistoffen bewegen.
2. S-golven worden volledig tegengehouden door vloeibare lagen.
3. P- en S-golven worden beide versterkt in vloeistof.
4. Seismische golven verdwijnen volledig in vloeibare lagen.

Wat gebeurt er tussen 103° en 143° vanaf het epicentrum van een aardbeving?

1. Alleen P-golven worden waargenomen.
2. Alleen S-golven worden waargenomen.
3. Geen P- en S-golven worden waargenomen.
4. Oppervlaktegolven domineren.

 Discontinuïteiten in de aarde

Discontinuïteiten:

• Overgangszones binnen de aarde.
• Markeren veranderingen in dichtheid, samenstelling of fysische eigenschappen van gesteenten.

Ontdekking:

• Door seismische golven die bij het passeren van verschillende lagen:

                 - Van snelheid veranderen,

                 - Afbuigen van hun oorspronkelijke pad.

Belang:

• Helpt om de interne structuur van de aarde te reconstrueren.

Wat is een discontinuïteit in de interne structuur van de aarde?

1. Een vloeibare zone in de aardkern.
2. Een overgangsgebied waar eigenschappen van gesteente veranderen.
3. Een plaats waar seismische golven volledig stoppen.
4. Een plaats waar aardbevingen altijd ontstaan.

Wat gebeurt er met seismische golven als ze een discontinuïteit passeren?

1. Ze versnellen altijd.
2. Ze stoppen volledig
3. Hun snelheid en/of richting verandert.
4. Ze worden versterkt.

Hoe kunnen wetenschappers discontinuïteiten in de aarde opsporen?

1. Door temperatuurmetingen in de aardkorst.
2. Door analyse van het gedrag van seismische golven.
3. Door boringen tot de aardkern.
4. Door magnetische veldmetingen.

Inwendige structuur van de aarde

• de chemische samenstelling  
• de fysische eigenschappen.
  

Isostasie

• De lithosfeer heeft een kleinere massadichtheid (ρ) dan de asthenosfeer, die eronder ligt. Daardoor kan de lithosfeer op en neer bewegen naargelang er meer of minder massa aanwezig is. =  isostasie.
  
• Als er op een bepaalde plaats massa op de lithosfeer bijkomt (zoals ijskappen tijdens een ijstijd), dan zakt de lithosfeer in de asthenosfeer.
  
• Als er op een bepaalde plaats massa uit de lithosfeer verdwijnt (zoals bij smeltende ijskappen tijdens een tussenijstijd), dan rijst de lithosfeer omhoog.