Geologische begrippen (deel 17)

Geotechniek: orogenese, epirogenese, vulkanisme, aardbevingen

GEOTEKTONIEK
Geotektoniek heeft betrekking op processen van wereldomvattende omvang. Het heeft betrekking op de beweging van grote delen van de aardkorst, zoals gebergten, continenten en oceanen.
Geo duidt op een wereldwijde betekenis.
Geodynamica (de wetenschap die zich bezighoudt met bewegingen binnen in de aarde).
Paleogeografie (de kennis van de verdeling van land en oceanen in geologische tijden).

Orogenese
Een orogeen is een mobiele strook van de aarde, waarin vaak langgerekte sedimentatiebekkens voorkomen, de geosynclinalen.
De orogenese, de eigenlijke plooivorming, ging vaak gepaard met de vorming van dekbladen, met metamorfose in de ondergrond en met intrusie van granieten. Tijdens en na de plooiing zijn veel orogenen opgeheven tot gebergten, soms gepaard gaande met vulkanisme. Orogenese wordt voor zowel gebergtevorming als voor vorming van wereldwijde plooizones gebruikt. Letterlijk betekent het 'gebergtevorming'. Oros = berg; genese = ontstaan, vorming.

In Europa kent men sinds het Cambrium (de laatste 590 miljoen jaar achtereenvolgens).
  1. de Caledonische orogenese, culminerend in het Siluur.
  2. de Hercynische orogenese, culminerend in het Boven-Carboon.
  3. de Alpiene orogenese, beginnend in het Boven-Krijt en culminerend in het Paleogeen en het Neogeen.


De Caledonische orogenese vindt men in Schotland en in Noorwegen, doorlopend in Noord- en Zuid-Amerika.
De Hercynische orogenese loopt van Spanje over Midden-Europa naar Zuid-Rusland (Bretagne, Centraal Russich Plateau, Ardennen, Harz).
De Alpiene orogenese vindt men nog terug in het gebied van de Middellandse Zee en de Donaulanden.

Molasse (puin van gebergtevorming, dat zich ophoopt in de voorlandbekkens of sedimentatiebekkens aan de rand van een gebergte, waarin puinwaaiers voorkomen). Soms is molasse geconsolideerd, maar meestal ongeconsolideerd. Molasseafzettingen zijn meestal zeer complex van samenstelling. Er kunnen zelfs pakketten mariene afzettingen in voorkomen.
Flysch (gelaagde afzettingen in zee van klei en zand, in de vorm van turbidieten). Turbidieten (afgezet door onderzeese troebelstromen, langs de alpiene orogenese). Het zijn dus puinafzettingen in zee, van de zich vormende hellingen van de tot ontwikkeling komende orogenese. In het vóórterrein van de Alpen komen Flyschafzettingen voor als dikke pakketten van afwisselende zand- en kleilagen, die bij de orogenese van de Alpen geosynclinale troggen hebben gevuld.

Epeirogenese
Epeirogenese (rijzen en dalen van grote delen van de aardkorst). Het gesteente is hierbij niet of nauwelijks vervormd. Tussen de orogenen (geplooide zones) liggen grote delen aardkorst, waar de afzettingen weinig of niet geplooid zijn. Dit zijn de kratonen. Deze kunnen wel door rijzen of dalen verticaal zijn verplaatst. Deze verplaatsing valt onder het begrip epeirogenese. Hierdoor kunnen grote sedimentatiebekkens of berggebieden worden gevormd.
De sedimentatiebekkens kunnen we onderscheiden naar drie verschillende hoofdvormen:
  1. epeicontinentale bekkens op grote kratonische delen van de aardkorst, dus tussen de orogenen
  2. geosynclinalen, als voorlopers van de orogenen, soms ook gelijktijdig
  3. voorlandbekkens van gebergten, ook een vorm van synclinalen.


Krachten in de geotektoniek
Enkele theorieën over de oorzaken van de geotektonische bewegingen in de aardkorst zijn:
  1. de contractietheorie, die berust op inkrimping van de aarde. In de 19e eeuw ging men uit van het idee dat de aarde geleidelijk afkoelt, daarbij contraheert, waarbij de starre buitenste korts als het ware te ruim wordt (zoals de schil van een uitdrogende appel) en op zwakke plaatsen rimpelt: dit zijn dan de plooiingsgebergten. Deze theorie heeft men inmiddels verworpen omdat er behalve gebieden met krimp ook gebieden met rek op aarde voorkomen, zoals in de grote slenksystemen
  2. de theorie van continentverschuivingen van Wegener, volgens welke de continenten drijven op de aardmantel en erop kunnen bewegen.

Bij de bestudering der bewegingen speelde paleomagnetisme een rol.
Platentektoniek is gebaseerd op de gedachte, dat de oceanische ruggen, van waaruit de beweging ontstaat, de aarde verdelen in grote arealen.
Grote arealen (lithosfeerplaten, die langs elkaar kunnen bewegen en schuiven).

Er bestaat een theorie, dat ver vóór het Carboon BelgIë zich ergens bevond, waar nu Zuid Afrika ligt.
Op zijn tocht naar het Noorden passeerde de bewegende landmassa uiteraard de evenaar. Dit zou dan de weelderige plantengroei tijdens het Carboon kunnen verklaren.

Sea floor spreading is een modern begrip voor het verschijnsel, dat het materiaal van de bovenste mantel met zijn dunne oceanische korst voortdurend aangroeit door uittredende magma in de oceanische ruggen, waardoor de eerder gevormde korst wordt weggedrukt, samen met de continenten, die deel uitmaken van de plaat. Vanuit de ruggen verbreidt het zich naar beide zijden. Aangekomen bij de eilandenbogen en de kusten duikt het hieronder of botst het er tegenaan.

Vulkanisme
Vulkanisme is het geheel van processen, die samenhangen met het verplaatsen van materiaal uit het binnenste der aarde tot aan of nabij de oppervlakte.
Vulkanologie is de tak van de geologie, die zich bezighoudt met vulkanisme.
Paleovulkanisme is vulkanisme in het geologische verleden.
Vulkanisme kan ontstaan als gevolg van orogenese (gebergtevorming), en/of obductie spanningen in de aardkorst, in samenhang met platentektoniek.
Op plaatsen, waar orogenen (geplooide zones) voorkomen en wel speciaal in plooigordels en rekzones, kunnen zwakke plekken ontstaan in de aardkorst. Hier kan magmatisch materiaal door de aardkorst heenbreken en kunnen er vulkanen ontstaan.
Als gevolg van de bewegingen der platen bij platentektoniek kunnen er aan de rand van de platen scheuren in de aardkorst ontstaan, zodat daar zones kunnen voorkomen met sterk verhoogde vulkanische activiteit. Deze zones liggen vooral aan de randen van continenten en bij eilandenbogen.
Een hotspot is een gebied op de mantel met een verhoogde stroming van heet materiaal vanuit het diepere deel van de mantel, waardoor er vulkanisme kan ontstaan.
Een vulkaan kan zijn:
  1. actief = met van tijd tot tijd erupties of uitbarstingen
  2. slapend = in ruststadium, maar met kans op nieuwe erupties
  3. gedoofd = in ruststadium, zonder dat nieuwe activiteiten worden verwacht.

Vulkanen kunnen verschillende vormen aannemen. Meestal ontstaat er door ophoping van uitstromend materiaal een kegel (dom met in het midden een krater). Bij rustende vulkanen ligt hierin vaak een kratermeer.
Een vulkaan kan ook ontploffen, waarbij er een explosiekrater ontstaat. De kraterwand kan ontbreken of is soms gedeeltelijk weggevaagd. Soms verzakt na afkoeling de kern van de vulkaan langs steile wanden, waardoor er een calderaontstaat, die veel groter is dan de oorspronkelijke krater.
Maaren, zoals die voorkomen in de Eifel, zijn ontstaan door een explosie.
Bij uitbarstingen produceert de vulkaan:
  1. gassen
  2. smelt = gesmolten gesteente = magma = in of onder de aardkorst gesmolten silikaten met erin opgeloste gassen
  3. lava = uitvloeiend en uitgestroomd stollingsgesteente.

Als lava in de lucht wordt geslingerd kan het neerkomen als:
  1. vulkanische bommen, als het grotere afgeronde stukken vast gesteente zijn
  2. sintels = slakken bij afmetingen van enkele centmeters
  3. lapilli bij afmetingen als van enkele millimeters
  4. vulkanische as en vulkanisch stof
  5. extrusiegesteente = lava + gefragmenteerd gesteentemateriaal
  6. puimsteen = gestold vulkanisch schuim
  7. obsidiaan = vulkanisch glas
  8. fijnkorrelige afzettingen van samenklittende as vormen tuffen.

Door nawerking ontstaan er soms:
  1. fumarolen (gasbronnen, die soms zwavel bevatten)
  2. geisers (intermitterend spuitende bronnen met stoom en/of heet water)
  3. thermale bronnen of warmwaterbronnen zijn uitstromingen van heet water die je zowel op land als in water kunt aantreffen. Als gesmolten materiaal diep in de aarde afkoelt ontstaat daarbij koolzuur en waterdamp. Die hete damp stijgt omhoog door barsten in de rotsen en koelt steeds verder af zodat de damp in water overgaat. Uiteindelijk komt het water als warmwaterbron uit de grond geweld. Dit water is helder en zuiver en rijk aan mineralen, meegevoerd op weg naar het oppervlak uit de gepasseerde rotsmassa's. Als dit water afkoelt aan de oevers van de bron vormen de mineralen daar kristallen en andere structuren. Zo krijg je steenlagen met de mooiste golfpatronen. Je vindt deze bronnen in Japan, Nieuw Zeeland, Kenya en op IJsland. Warme bronnen, bevatten vaak koolzuurgas en zwavelwaterstof-houdend water.


Aardbevingen
Een aardbeving (aardschok of aardstoot) ontstaat altijd in samenhang met andere geologische gebeurtenissen. Ze kunnen regionaal van omvang zijn, maar soms ook wereldomvattend. Men spreekt in het laatste geval van een wereldbeving = geregistreerd over de hele wereld. Seismologie is de wetenschap. die zich bezighoudt met de studie van aardbevingen en van kunstmatige ontploffingen en het meten en registreren ervan. Ze maken daarbij gebruik van seismografen (zijn registrerende aardbevingsmeetapparatuur). Het epicentrum van een aardbeving is het punt aan de oppervlakte, waar de aardbeving het sterkst wordt waargenomen. Het hypocentrum is de plek in de aarde, waar de aardbeving wordt veroorzaakt.
Een inventarisatie van geregistreerde epicentra toont aan, dat er concentraties zijn van aardbevingen in gebieden op de wereld met Alpiene orogenese en op de huidige Mid-atlantische ruggen.
Naar oorzaak delen we aardbevingen als volgt in:
  1. vulkanische aardbevingen worden geassocieerd met vulkanische activiteiten
  2. tektonische aardbevingen worden geassocieerd met tektonische processen. Ze komen voor bij de randen van de platen van de platentektoniek, waar bewegingen aardbevingen kunnen veroorzaken, b.v. bij subductie (een plaat schuift onder een andere plaat).

De energie voor deze aardbevingen wordt geleverd door de bewegende schollen. Het hypocentrum ligt globaal niet dieper dan 70 km.
Een voorbeeld van aardbevingshaarden, gekoppeld aan bewegende schollen zien we in Californië bij de St. Andreasbreuk.
Diepe aardbevingen hangen ook samen met bewegende schollen. Het hypocentrum ligt op een diepte van meer dan 70 km en van maximaal ca 670 km. Ze vormen ca 25% van alle aardbevingen.
Ze komen veelal voor evenwijdig aan diepzeetroggen, eilandenbogen en kusten.
Op de grotere diepte van diepe aardbevingen is het gesteente plastisch (vervormbaar), wat strijdig is met opvattingen over het ontstaan van aardbevingen.
Een nieuwere theorie wijst erop, dat op ca 400 km diepte druk en temperatuur zo oplopen, dat het mantelmateriaal olivijn overgaat in het dichtere spinel. Hierdoor zou er instabiliteit in het gesteente ontstaan, dat daarbij bezwijkt.
Diepe aardbevingen zouden hiermee te verklaren zijn. Enkele nevenverschijnselen, zoals bepaalde naschokken zouden deze theorie bevestigen. Ook het niet voorkomen van aardbevingen dieper dan 670 km zou hiermee verklaard zijn.
Een Tsunami is een hoge vloedgolf als gevolg van een aardbeving.

Klik op een nummer in het raster om de aanwijzing of aanwijzingen voor dat nummer te zien. Als je vastzit, kun je op "Hint" klikken om een letter te krijgen. Men verliest dan wel punten. Vul het kruiswoordraadsel volledig in en klik vervolgens op de toets "CONTROLEER", om je antwoorden te controleren.

Men kan naargelang de gebruikte browser, de oefening opnieuw maken, door met de rechtermuistoets te klikken op het scherm. Er opent zich een nieuw venster. Als er in dat venster het woord "vernieuwen" staat kan men daar op klikken.
 1     2                3    4       5      6   
           7       8                
9   10                               
              11          12          
                              
      13     14                15         
                   16     17          
       18                         
19                     20             
             21                   
 22       23                24            
                              
   25                 26      27          
                              
 28             29                30      
                             31   
32              33                34      
                              
35   36                37           38        
                              
   39          40                     
                              
   41                             
42                 43                 
                              
   44     45             46               
                              
 47                               
                 48               
   49                             

Horizontaal

1. De wetenschappelijke naam voor gelaagde afzettingen in zee van klei en zand, in de vorm van turbidieten.
4. Bij epirogenese liggen tussen geplooide zones grote delen aardkorst, waar de afzettingen weinig of niet geplooid zijn. Hoe noemt men die afzettingen?
7. Bij vulkanisme heeft men gasbronnen, die soms zwavel bevatten. Hoe noemt men die gasbronnen?
9. Het punt aan de oppervlakte, waar de aardbeving het sterkst wordt waargenomen.
11. De naam die men geeft aan een mobiele strook van de aarde, waarin vaak langgerekte sedimentatiebekkens voorkomen, de geosynclinalen.
12. Met water volgelopen vulkaankraters.
13. De wetenschap. die zich bezighoudt met de studie van aardbevingen en van kunstmatige ontploffingen en het meten en registreren ervan.
15. Andere naam voor lithosfeerplaten.
16. Naam voor berg, afgeleid van het Grieks.
18. Het geheel van processen, die samenhangen met het verplaatsen van materiaal uit het binnenste der aarde tot aan of nabij de oppervlakte.
19. Een hoge vloedgolf als gevolg van een aardbeving.
20. De naam van een periode. Volgt op het Devoon en wordt gevolgd door het Perm.
21. Ander woord voor ontstaan, vorming.
22. De plek in de aarde, waar de aardbeving wordt veroorzaakt.
24. Ander naam voor vulkaanuitbarsting.
25. Grote gebergtevorming beginnend in het Boven-Krijt en culminerend in het Neogeen en Paleogeen.
27. Fijnkorrelige afzettingen van as, die samenkitten noemt men.
28. De naam van de Amerikaans staat waar de St. Andreasbreuk ligt.
29. Heeft betrekking op processen van wereldomvattende omvang.
32. De naam van het puin van gebergtevorming, dat zich ophoopt in de voorlandbekkens.
33. Andere naam voor koolstofdioxide.
34. Uitvloeiend en uitgestroomd stollingsgesteente.
35. De kennis van de verdeling van land en oceanen in geologische tijden.
37. Bij vulkaanuitbarsting: de naam van de slakken van enkele milimeters groot.
38. Een land in Zuid-Europa.
39. Gebergtevorming culminerend in het Siluur.
41. De naam voor gestold vulkanisch schuim.
42. Het voorvoegsel dat duidt op een wereldwijde betekenis.
43. Bij rustende vulkanen ligt hierin vaak een meer. Geef de volledige naam.
45. Het noordelijk deel van het Verenigd Koninkrijk.
46. Registrerende aardbevingsmeetapparaat.
47. Intermitterend spuitende bronnen met stoom en/of heet water.
48. De wetenschap die zich bezighoudt met bewegingen binnen in de aarde
49. De naam die men geeft aan afzetingen door onderzeese troebelstromen.

Verticaal

2. Andere naam voor gesmolten gesteente of magma.
3. De ruimtelijke vorm van een vulkaan.
5. Een Scandinavisch land.
6. De tak van de geologie, die zich bezighoudt met vulkanisme.
8. Andere naam voor gebergtevorming.
10. Ander woord voor ductiele vervorming.
14. Periode van het Paleozoïcum. Het volgt op het Ordovicium en komt voor het Devoon.
17. Het proces waarbij een oceanische plaat onder een andere continentale of oceanische plaat schuift.
23. Wetenschappelijke naam voor het rijzen en dalen van grote delen van de aardkorst.
26. De naam van het gesteente bestaande uit lava + gefragmenteerd gesteentemateriaal.
30. Ander naam voor vulkanisch stof.
31. Vulkanisme in het geologische verleden.
36. Andere naam voor aardschok of aardstoot.
40. Vulkanische slakken bij afmetingen van enkele cm's.
44. De laatste periode van het era Mesozoïcum, het volgt op het Jura en wordt gevolgd door het Paleogeen, de eerste periode in het Cenozoïcum.