Geologi 2005 Erik Cederberg Erik Cederberg 2005
Är jorden stendöd? Jorden är inte som det ser ut helt stendöd, i stället så förändras den ständligt, det tar bara lite längre tid än när du växer eller än för en planta att gå från frö till jord. Vulkanisk aktivitet, jordbävningar och andra processer formar hela tiden om vårat landskap, jordbävningarna river runt i naturen och förändrar den samtidigt som vulkanisk aktivitet och krockar mellan kontinentalplattorna skapar nya bergskedjor i sanma stund som väder och vind slipar ner andra till sand. Jorden är i ständlig förändring och har så varit sedan urminnes tider, man har bara inte lagt märke till det på samma sätt som man har gjort nu i modern tid när man har börjat undersöka jorden betydligt mera nogrannt än förut. En sak som i sker här öppe hos oss i norden är vattuminskningen eller det för bra många flera kända namnet landhöjningen, detta är en process där landet höjs upp eftersom att den var nerpressad flera hundra meter under senaste istiden för 10000 år sedan, detta tar sverige numera igen genom att höja sig med ca 0,5cm/år här i stockholmsområdet, i skåne höjer landet sig knappt längre och i norrland så höjer det sig med dubbla farten mot här. Detta kunde ske genom att jordskorpan inte är helt stel utan kan med tiden förändra sig till helt andra former än från början, isens tryck pressade ihop landet under sig och när den smälte började landet höja sig igen.
Jorden: Vi vet egentligen inte vad jordens inre består av eftersom att ingen har kunnat undersöka det, det djupaste borrhålet som existerar i dagens läge är 13,6km, detta borrades på ryska sidan av kolahalvön, efter detta djup blev värmen och trycket så högt att borret bara vek sig. Om man jämför jorden vid ett äpple med 6,3cm radie så skulle detta borhål knappt vara 0,1mm ner i skalet, inte alls i närheten av jordens inre alltså, dock kan man med vetskap om jordens massa och med hjälp av seismologiska mätningar dra slutsatser i vad jorden består av. Som det ser ut i dag säger man att jorden består av detta: Jordskorpan: Djup: Temp: Konsistens: Densitet 5-70km börjar vid 6-7 grader och ökar med 3 grader/100m Fast 2,6-3g/cm2 Manteln: Djup: ner till 2900km Temp: 800-2000c Konsistens: Trögflytande Densitet: 4-6g/cm2 Yttre kärnan: Djup: ner till 5000 km Temp: 2000-2300c Konsistens: Flytande Densitet: 9-11g/cm2 Inre kärnan: Djup: ner till 6300km Temp: 2300-5000c Konsistens: Fast pga trycket Densitet: 11-14g/cm2
Seismografiska mätningar: Från en rörelse i jordskorpan sänds det ut två olika sorter av chockvågor, P-vågen, den primära vågen, som går igenom det mesta, och S-vågen, den sekundära vågen som bara går igenom fasta bergarter. Genom att mäta dessa vågor vid provsprängningar och hur vågorna förändras på sin väg genom jorden har man kommit fram till hur djupt dom olika lagren ligger, eftersom att den yttre kärnan är flytande så passerar inga S-vågor igenom den, den är helt enkelt för mjuk. P-vågorna passerar dock genom den yttre kärnan utan problem och kommer ut på andra sidan. På grund av dessa vågor kan man mäta rörelser i jordskorpan med så kallade seismografer, dessa fungerar genom att när en våg kommer så hinner inte den fjäderupphängda tyngden med resten av seismografen och ritar därför en kurva (seismogram) över svängningarna på den snurrande pappersrullen. Här har vi ett seismogram från en seismograf, topparna vi ser är spåren efter en jordbävning.
Jordens Yta: Diagramet vi ser nedan, även kallat ett hypsometriskt diagram, visar hur jordens yta är fördelat på olika höjder. Som man ser är mycket av jordens yta under vatten och av den ytan ligger det mesta på runt 5km djup, av marken över havsnivån är det inte mycket som ligger mer än ett par hundra m.öh.
Jordbävningar: Jordbävningar uppstår när kontinentalplattorna rör sig mot varandra. Kontinentalplattorna kan röra sig mot varandra på olika sätt, här är några exempel: När det är jordbävning kan det bildas vulkaner eftersom att marken spricker upp och magma sprutar upp genom sprickorna Olika Typer av jordbävningar:
Magmatiska bergarter: Bowens Experiment Bowen tog basalt och värmde upp den till den smälte helt, sedan hällde han den i en degel och lät den svalna lite så att lite mineral utkristalliserade sig på degelns vägg sedan hällde han över basalten i en ny degel och lät basalten svalna lite till, detta upprepades 4 ggr och i varje ny degel blev det ett eget mineral. Dessa mineral utkristalliserades: 1.Olivin (finns i bergarten Dunit) 2.Pyroxen (finns i bergarten Gabbro) 3.Antiboler (finns i andacit och diorit) 4.Fältspat, glimmer och kvarts (beståndsdelarna av granit) Basisk (< 52% kisel) Intermediära (52-65% kisel) Sura (> 65% kisel) Djup Bergart Gabbro Diorit Granit Mellan Bergart Diabas Porferit Kvartsporfyr Yt Bergart Basalt Andecit Obsidan Sedimentära bergarter: Sedimentära Bergarter bildas på havets botten, sand från eroderade magmatiska bergarter pressas ihop under högt tryck och med vattnets hjälp kittas kornen samman, värme kan påskynda processen. Sediment Bergart Finns Var? Sand Sandsten Fjällkedjan Lera Lerskiffer Kalk Kalksten Gotland, Öland, Skåne Grus (kantigt) Breccia Grus (runt Konglumerat Vulkanaska Tuff
Vulkanism: Det finns två olika sorters vulkaner, sköldvulkanen och skiktvulkanen, vilken typ av vulkan som bildas beror på vilken typ av magma som finns under. Magmatyp: Basaltisk Magma Ryclitisk Magma Färg Mörk Ljus PH Basisk Sur Bergart Basalt Granit Metaller och Minreraler Järn, Kalcium Kiseloxid, Aluminium Densitet 2,9 2,7 Viskositet Låg Hög Vulkantyp Sköldvulkan Skiktvulkan Skillnaden mellan dom olika vulkanerna blir formen och farligheten, sköldvulkanen har en rundare form som byggs upp av lava som flyter ut på kanterna och bygger vidare på vulkanen, skiktvulkanen däremot byggs upp av tjocka asklager som pressas ihop, detta ger en mycket toppigare form med en tydlig krater högst upp. Anledningen till att magman sprutar upp ur vulkanen är att det finns mycket olika gaser i magman, i huvudsak svaveloxid och koldioxid, som pga trycket är flytande. När trycket börar minska så expanderar gaserna häftigt och kastar upp magma ur vulkanens krater i en reaktion som liknar att öppna en skakad läskburk. Vad kommer ut ur vulkanen då? Magma (kallas lava så fort den kommer upp ur vulkanen) Aska Lapilli (större korn upp till centimeterstorlek) Vulkaniska bomber (stelnad lava och stenar upp till en meter) Obsedian (vulkaniskt glas) Magmatiska bergarter (granit med flera) Gaser (många olika) Värme
Metamorfa bergarter: Både Magmatiska och sedimentära bergater kan utsättas för tryck och värme, då omvandlas dom till, blir hårdare och får en stänglig struktur som oftast är mer finkristallig. I Metamorfa bergarter förstörs alla fossil. Metamorfa bergarter kan bildas när bergskedjeveckning uppstår och den utsätts för högt tryck eller när magma tränger igenom jordskorpan och utsätter omgivande berg för högt tryck och hög värme. Magmatiska bergarter omvandlas till GNEJS, tillexempel grantit, ryolit, diabass med flera blir gnejs. Granit ser ungefär ut som prickikorv, när den har omvandlats till gnejs får den en baconliknande struktur. Sedimentära bergarter kan också förändras, till antingen metamorfa eller högmetamorfa bergarter. Sediment Bergart Metamorf Bergart Högmetamorf Bergart Sand Sandsten Kvartsit Kvarts Kalk Kalksten Marmor Urkalk Lera Skiffer Glimmerskiffer Gnejs Vulkanaska Tuff Hälleflinta Liptit Basisk Lava Grönsten Gnejs Torv Brunkol Stenkol / Antracit Diamant Kåda Bärnsten Härelbärnsten Mineraler: Mineraler är bergarternas byggstenar, tillexempel granit består av kvarts, fältspat och glimmer. Vissa bergarter är undantag och består bara av en enda mineral, tillexempel marmor som består av kalcit. För att skilja på mineral kan man undersöka färgen på lågan när man bränner den, man kan jämföra smak, lukt, färg och densitet. Dessa Faktorer tittar man på: Färg Lukt Smak Lyster Lågfärg Densitet Hårdhet Brottytor Magnetism Streckfärg Kristallsymmetri Strålning UV-ljus
Moh s hårdhetsskala: Moh s hårdhetsskala baserar sig på hur hårt materialet är att repa. 1: Kalk 2: Gips 3: Kalcit 4: flusspat 5: apatit 6: fältspat 7: kvarts 8: Topas 9: Korund 10: Diamant 1-2 kan repas av en nagel 1-5 kan repas av en kniv 6-10 kan repa fönsterglas Färg kan variera: Kvarts: Genomskinlig -> Bergskristall Mjölkfärgad -> Mjölkkvarts Grå -> Rökkvarts Lila -> Ametist Rosa -> rosenkvarts Svart -> Morion Gul -> Citrin Fältspat: Vit -> Plagioklas Rosa -> Oligoklas Glimmer Vit: Muskovit Svart: Biotit Bergarter färgas av spårämnen av olika metaller och mineral, tillexmpel koppar (grön) eller järn (röd).
Bergartscykeln: Här nedanför ser vi ett diagram över bergartscykeln Bergartscykeln går till såhär: 1.Magman finns inne i jorden och tar sig i bland upp genom jordskorpan. 2.Magman har tagit sig upp och kristalliserar sig till olika Magmatiska Bergarter. 3.Dom Magmatiska Bergarterna vittrar ner och eroderas ut i havet och bildar Sediment. 4.Sedimenten genomgår en tid av högt tryck och värme och med hjälp av vattnet kittas dom ihop i en process som heter diagnes där dom blir till Sedimentära Bergarter. 5.Genom tryck och hög värme genomgår dom Sedimentära Bergarterna igenom en metamorfos och bildar Metamorfa Bergarter. 6.Kontinentalplattorna krockar och trycker ner berg in i manteln så att det smälter. Dock finns det massa genvägar, tillexempel kan alla bergarter åka med ner i manteln, inte bara dom metamorfa, och dom magmatiska kan bli metamorfa direkt utan att vara sedimentära därimellan.
Exogena processer Leder till Denudation (Blottande av jordytan) Denudation kan delas in i: Vittring: När berget bryts ner i smådelar av mekaniska påfrestningar eller genom kemisk åverkan löses upp Erosion: När vittrat material transporteras iväg med vatten, vind eller is Sluttningsprocessen: Processen där berget rasar ihop av bla tyndkraften,visar sig i ras eller skred. Vittring: Hos oss har den mekaniska vittringen mest betydelse, när vatten fryser i bergets sprickor eller när rötter tar sig in och spränger upp sprickorna. Kemisk vittring är mest påtaglig i tropiska områden, det inträffar i huvudsak när en syra angriper kalksten eller fältspat, syran neutraliseras av dom basiska bergarterna och koldioxid och kalkhaltigt vatten som när det rinner ner i sprickor kan bilda stalagmiter och stalaktiter i underjordiska grottor. Denna process är mer utbredd i varmare länder pga att syrans angrepp går mycket fortare i när det är varmt. I så kallade karstlandskap som är kalkrika bildas det ofta många grottor och doliter (inrasade grottor). Erosion: Erosion är när material forslas bort via ett medium, tex vatten, vind eller is. Under istiden forslade isen runt mycket jord och sten, dom ställen där det har blivit jordvallar kallas drumling om dom ligger med isens färdriktning och dom kallas da geere-morän om dom är i 90 graders vinkel mot isens färdriktning, nästan alla kullar som inte är berg är sådana här moräner. Iserosion är det som har påverkat vårat landskap mest, i dag är dock vattenerosionen mycket större.
Lärarens Kommentarer: