Geologi, Olie, pladetektonik, jordskælv og vulkaner

• Jordens opbygning. Konveksion og Magnetfelt
• Pladegrænser
• Konstruktive pladegrænse
• Forsøg: Densitet af bjergarter
• Geologiske kredsløb
• Olie- og gasdannelse
• Jordskælv
• Jordskælvstriangulering – øvelse

Naviger ved at bruge indholdsfortegnelsen til venstre

Jordens opbygning. Magnetfelt og konveksion

Jorden består af flere lag: en indre kerne, en ydre kerne, en kappe og en skorpe, hvor hver del har unikke egenskaber og funktioner. Jordens magnetfelt genereres primært af bevægelser i den flydende ydre kerne og beskytter planeten mod skadelig kosmisk stråling

Videoforklaring af jordens opbygning:

Resume af videoindhold:

Jordens dannelse: Big Bang-teorien beskriver universets oprindelse og anslår, at universet blev dannet for omkring 13,8 milliarder år siden. Ifølge denne teori begyndte universet som en ekstremt tæt og varm tilstand, der udvidede sig hurtigt. Dette skabte en voldsom udladning af energi, hvor både tid, rum og masse blev til.

Jorden blev først dannet meget senere for cirka 4,6 milliarder år siden som en del af dannelsen af vores solsystem. Denne proces begyndte med en stor gassky, også kendt som en urtåge, som trak sig sammen på grund af tyngdekraften. Dette førte til dannelsen af Solen og de andre himmellegemer i solsystemet.I begyndelsen udviklede solsystemet sig til en roterende skive, hvor Solen blev dannet i midten. Planeterne, herunder Jorden, blev dannet gennem sammenstød af materiale, der kredsede omkring centrum. Disse sammenstød genererede varme, hvilket førte til, at Jorden blev en smeltet masse, hvor de tungere metaller sank mod centrum og dannede kernen, mens de lettere stoffer flød op og dannede de ydre la

De tunge metaller, som Uran, thorium, jern og nikkel, der findes i Jordens kerne, blev dannet i tidligere generationer af stjerner. Disse grundstoffer blev spredt gennem rummet ved supernovaeksplosioner og blev en del af den klump af materiale, der dannede Jorden for omkring 4,6 milliarder år siden. Under Jordens dannelse sank de tunge grundstoffer mod centrum på grund af deres høje massefylde, hvilket resulterede i dannelsen af en metalrig og radioaktiv kerne.

Jorden opbygning: består af tre hovedlag: kernen, kappen og skorpen. Kernen er den inderste del, opdelt i en fast indre kerne og en flydende ydre kerne, primært bestående af jern og nikkel, hvilket skaber Jordens magnetfelt. Kappen ligger over kernen og består af silikatmineraler; den er delvist flydende og driver pladetektonikken gennem konvektionsstrømme. Skorpen er det yderste lag, tynd og fast, opdelt i oceanisk og kontinental skorpe, og er stedet for alle geologiske processer såsom vulkaner og jordskælv

Kernehenfaldsprocesser spiller en vigtig rolle i opretholdelsen af Jordens indre varme. Radioaktive stoffer som uran og thorium i kernen henfalder over tid og frigiver varme præcis som i et atomkraftværk, hvilket bidrager til de høje temperaturer i Jordens indre. Denne varme driver konvektionsstrømme i kappen, som igen påvirker bevægelsen af tektoniske plader på Jordens overflade.

Konvektionsstrømme i Jordens kappe kan sammenlignes med vand, der koger i en gryde: Når vandet ved bunden af gryden opvarmes, bliver det lettere og stiger opad, mens det vand ved overfladen af gryden køles af igen, det køligere vand synker ned langs siderne af gryden for igen at blive opvarmet. På samme måde stiger det varme materiale i kappen op mod skorpen, mens det køligere materiale synker ned mod kernen, hvilket driver pladetektonikken

I jorden opstår disse konvektinsstrømme, når varme fra Jordens indre får magma til at stige opad, fordi det varmt materiale er lettere end koldt, eller sagt på fagsprog: varmt materiale har en lavere densitet end koldt materiale. Når det varme magma når tættere på overfladen, køler det ned og densiteten stiger (tungere) og synker igen tilbage mod kernen. Denne cyklus af opvarmning, opdrift, afkøling og synkning skaber en kontinuerlig bevægelse i kappen, der fungerer som en slags transportbånd for de tektoniske plader, der flyder ovenpå konvektionsstrømmene. Pladerne bevæger sig væk fra hinanden ved midterhavsrygge, hvor ny oceanbund dannes, og de kan skubbes sammen ved subduktionszoner, hvor en plade synker under en anden.

Magnetfeltet i jorden dannes af konvektionsstrømmene i den flydende ydre kerne, hvor smeltet jern og nikkel bevæger sig. Disse bevægelser genererer elektriske strømme, som ifølge dynamo-teorien skaber og vedligeholder jordens magnetfeltet.

Pladegrænser

Jordens pladegrænser er områder, hvor tektoniske plader mødes, og de kan være konstruktive, destruktive eller transformative. Disse grænser er afgørende for geologiske aktiviteter som jordskælv, vulkanudbrud og dannelse af bjerge.

Forsøg: Her er et forsøg man kan lave i klassen med viskositet, silicium, vulkan- og lavatyper

Videoforklaring af pladegrænserne, konstruktiv, destruktiv og bevarende.

Resumé af videoindhold:

Inden du læser videre skal du lige vide lidt om viskositet i magma, ellers giver det ikke næste ikke mening:

Viskositet af magma og silicium

Viskositet beskriver, hvor let eller svært en væske flyder; vand har lav viskositet, mens honning har høj. I magma afhænger viskositeten af, hvor meget silicium det indeholder, og silicium findes f.eks. i kvarts (SiO₂). Magma med højt siliciumindhold har høj viskositet, hvilket kan føre til eksplosive udbrud i keglevulkaner, fordi gasserne har svært ved at slippe ud. Magma med lavt siliciumindhold har lav viskositet, hvilket giver roligere udbrud i skjoldvulkaner. Fordi silicium er et let grundstof findes den mest i jordens skorpe og mindre i jordens kerne og kappe, derfor kan man overordnet set sige, at den magma der kommer fra jordens indre (som vi finder ved konstruktive pladegrænser) har et lavt indhold af silicium, mens den magma der dannes i skorpen har et højt indhold af silicium (findes som ved destruktive pladegrænser).

Konstruktive Pladegrænser

Ved konstruktive pladegrænser bevæger pladerne sig væk fra hinanden. Dette sker typisk ved midterhavsrygge, hvor magma stiger op fra kappen for at udfylde det tomrum, der opstår, når pladerne trækker sig fra hinanden. Magmaen afkøles og danner ny oceanbundsskorpe. Vulkaner ved disse grænser har ofte lav viskositet. Magmaen er basaltisk og har lavt indhold af silicium, der findes i kvats SiO₂, hvilket gør den mere flydende og resulterer i roligere lavaudbrud.

Destruktive Pladegrænser

Destruktive pladegrænser opstår, når to plader bevæger sig mod hinanden, og den ene plade synker ned under den anden i en proces kaldet subduktion. Den tungeste plade vil subducere under den lettere plade. Magma ved disse grænser har ofte høj viskositet, da den er rig på silicium, hvilket gør den tykkere og mere eksplosiv. Dette skyldes, at den indeholder mange opløste gasser, som ikke let kan undslippe, hvilket kan føre til eksplosive udbrud som dem, der ses i keglevulkaner. Der er tre forskellige slags destruktive pladegrænser:

• Kontinent-ocean sammenstød: Når en oceanisk plade kolliderer med en kontinental plade, subduceres den tungere oceaniske plade under den lettere kontinentale plade. Dette danner dybhavsgrave og bjergkæder, såsom Andesbjergene, samt vulkansk aktivitet langs kanten af kontinentet.
• Ocean-ocean sammenstød: Når to oceaniske plader kolliderer, subduceres den ene plade under den anden, hvilket fører til dannelsen af dybhavsgrave og vulkanske øbuer, som fx Marianergraven og de omkringliggende øbuer. Denne proces kan også forårsage jordskælv og vulkansk aktivitet.
• Kontinent-kontinent sammenstød: Når to kontinentalplader støder sammen, skabes der store bjergkæder, som Himalaya, da pladerne ikke kan subduceres på grund af deres lave tæthed. I stedet foldes og hæves skorpen, hvilket resulterer i omfattende bjergkædedannels

Bevarende Pladegrænser

Ved bevarende pladegrænser glider pladerne forbi hinanden i modsatte retninger. Der skabes eller ødelægges ikke jordskorpe ved disse grænser, men der kan opstå betydelige jordskælv, når opbygget spænding pludselig frigives. Der er typisk ingen vulkaner ved bevarende pladegrænser, da der ikke er nogen opstrømning af magma. Et godt eksempel på bevarende pladegrænse er Sankt Andreas for kastningen i det nordlige Californien.

Vulkantyper og Magmas Viskositet.

Her er en tabel hvilke typer magma der findes, deres siliscium indhold, og hvilke vulkaner de kan danne:

Vulkanernes form og udbrudstype afhænger af magmas viskositet. Skjoldvulkaner, der findes ved konstruktive pladegrænser, har lav viskositet magma, hvilket resulterer i brede, flade vulkaner med rolige lavaudbrud. Stratovulkaner eller keglevulkaner, der typisk findes ved destruktive pladegrænser, har høj viskositet magma, hvilket skaber stejle, kegleformede vulkaner med eksplosive udbrud. Viskositeten varierer på grund af forskelle i kemisk sammensætning, især indholdet af siliciumindholdet, som påvirker magmaens flydeevne.

Konstruktive pladegrænse

Uddybende forklaring af konstruktive pladegrænse:

Resumé af video indhold:

Ved konstruktive pladegrænser bevæger tektoniske plader sig væk fra hinanden, hvilket tillader magma at stige op og danne ny oceanbundsskorpe, primært bestående af basalt, som er en dagbjergart. Basalt er en vulkansk bjergart med lavt siliciumindhold, hvilket gør den lavviskøs og letflydende, så den kan sprede sig over store afstande. Når basaltisk magma afkøles langsomt under jordens overflade, dannes gabbro, en dybdebjergart med samme kemiske sammensætning som basalt, men med store krystaller i sig. Basaltens lave viskositet skyldes det lave indhold af silicium, hvilket resulterer i rolige vulkanudbrud og brede, flade vulkaner som skjoldvulkaner.

Forsøg: Densitet af bjergarter

Denne forklaring er nok mest til din lærer. Det er en tæskesmart metode til undersøge densiteter.

Geologiske kredsløb

Det geologiske kredsløb beskriver de processer, der omdanner bjergarter gennem erosion, sedimentation, metamorfose og smeltning, og derved skaber en konstant genbrug af jordens materialer. Dette kredsløb forbinder de tre bjergartstyper: magmatiske, sedimentære og metamorfe.

videoforklaring af geologiske kredsløb:

Resumé af video:

Sedimentære Bjergarter

Sedimentære bjergarter dannes ved aflejring og diagenese af sedimenter, som er små partikler fra nedbrudte bjergarter.Diagenese er processen: komprimering og cementering, der omdanner løse sedimenter til faste bjergarter. Eksempler på sedimentære bjergarter er f.eks. sandsten, der dannes af sammenpresset sand, og kalksten, der ofte dannes af ophobning af skaller og skeletter fra marine organismer. Sedimentære bjergarter kan indeholde fossiler.

Metamorfe Bjergarter

Metamorfe bjergarter opstår, når eksisterende bjergarter udsættes for højt tryk og temperatur, hvilket ændrer deres struktur og mineralogi uden at smelte dem. Eksempler inkluderer marmor, der dannes ved omdannelse af kalksten, skifer, der dannes fra lersten, og gnejs, som ofte dannes fra granit eller sedimentære bjergarter under ekstremt højt tryk og temperatur. Disse bjergarter kan dannes dybt i jordskorpen, hvor de udsættes for intense geologiske kræfter, som ved pladetektoniske bevægelser.

Magmatiske Bjergarter

Magmatiske bjergarter dannes ved total opsmeltning og derefter størkning af magma fra Jordens indre. De inddeles i to hovedtyper: dagbjergarter og dybdebjergarter. Dagbjergarter, som basalt, dannes ved hurtig afkøling af lava på jordens overflade, hvilket resulterer i fine krystaller. Dybdebjergarter, som granit, dannes ved langsom afkøling dybt under jordens overflade, hvilket giver dem større krystaller. Disse bjergarter udgør en stor del af Jordens skorpe og er ofte grundlaget for dannelsen af de andre bjergartstyper.

Olie- og gasdannelse

Olie og gas dannes over millioner af år fra nedbrudt organisk materiale, som er blevet begravet under sedimenter og udsat for højt tryk og temperatur. Disse fossile brændstoffer akkumuleres i porøse bjergarter og udgør en vigtig energikilde i dag.

Videoforklaring af olie- og gasdannelse

Resume af videoindhold:

Olie og gas dannes over millioner af år fra nedbrudt organisk materiale, såsom mikroskopisk planteplankton og alger, der er blevet aflejret på havbunden eller i lavvandede områder. Her er en uddybning af processen:

Dannelse

Det organiske materiale bliver begravet under lag af sedimenter og udsat for højt tryk og temperatur. Over tid omdannes dette materiale til kerogen, som ved yderligere opvarmning og tryk bliver til olie og gas.

Olie- og gasvinduer refererer til de specifikke temperatur- og trykforhold, hvor organisk materiale omdannes til olie og gas. Olie dannes typisk ved temperaturer mellem 75°C og 150°C, mens gas dannes ved højere temperaturer mellem 150°C og 225°C. Disse temperaturer er nødvendige for at bryde komplekse organiske molekyler ned til simpler kulbrinter.

Akkumulering

Olie og gas dannes i kildebjergarten og migrerer så olie og gas opad gennem porøse bjergarter til reservoirbjergarter, hvor de ophobes i strukturelt dannede fælder. Disse fælder er forseglet af selgbjergart, der forhindrer olie og gas i at undslippe, hvilket gør det muligt at udvinde dem i tilstrækkelige mængder til økonomisk udnyttelse.

Her kommer en uddybning af kilde-, resservoir- og seglbjergart:

Kildebjergarten er den bjergart, der indeholder det organiske materiale, som omdannes til olie og gas.

Reservoirbjergarten er den bjergart, hvor olie og gas ophobes efter at have migreret opad fra kildebjergarten. Den har både høj porøsitet og høj permeabilitet, hvilket gør det muligt for olie og gas at bevæge sig og blive opbevaret i store mængder. Disse bjergarter er ofte sandsten eller kalksten, som tillader væsker at bevæge sig frit.

Seglbjergarten er den tætte bjergart, der ligger over reservoirbjergarten og fungerer som en barriere, der forhindrer olie og gas i at undslippe til overfladen. Den har lav porøsitet og lav permeabilitet, hvilket betyder, at den effektivt forsegler reservoirerne og holder olie og gas fanget.

Jordskælv

Jordskælv opstår, når spændinger mellem tektoniske plader frigives pludseligt, hvilket skaber rystelser i jordskorpen

Forklaring af jordskælv:

Resumé af video:

Jordskælv opstår, når spændinger, der er opbygget mellem tektoniske plader, pludselig frigives, hvilket resulterer i rystelser i jordskorpen. Disse rystelser skyldes seismiske bølger, der bevæger sig gennem jorden. Jordskælv kan bruges til at forudse kommende vulkanudbrud, men der findes desværre ingen måde at forudse jordskælv på.

S- og P-bølger

Der er to hovedtyper af seismiske bølger: P-bølger (primære bølger) og S-bølger (sekundære bølger). P-bølger er de hurtigste og bevæger sig som trykbølger gennem både faste og flydende materialer, hvilket gør dem til de første bølger, der registreres af seismografer efter et jordskælv. S-bølger bevæger sig langsommere og kan kun rejse gennem faste materialer. De forårsager mere skade, fordi de bevæger sig i en op- og nedadgående eller sideværts retning, hvilket skaber en kraftigere rystelse af jordens overflade.

Richterskala

Richterskalaen er en logaritmisk skala, der bruges til at måle styrken af jordskælv. Den blev udviklet af Charles Richter i 1935 og er baseret på amplituden af de seismiske bølger registreret af seismografer. Richterskalaen er logaritmisk hvilket betyder, at når man øger med én enhed er jordskælvet er ti gange kraftigere, 2 enheder er 100 gange krafitgere osv.

Jordskælvstriangulering – øvelse

Her kommer en gennemgang af en øvelse hvor I kan lave jeres egen triangulering i google earth, rent plugn play, øvelsesvejledning hentes under videoen: