Inhoud
Wat is er “aardig anders”?
De cover van deze module zegt eigenlijk heel wat. Twee illustraties, hetzelfde landschap en toch een wereld van verschil. Bestudeer elke illustratie en bedenk telkens een antwoord op volgende vragen:
• Waar vind je een plaats in de wereld die overeen zou kunnen komen met deze illustratie?
• Wanneer bevond onze planeet zich in een situatie zoals in de illustratie?
• Wat zijn de unieke kenmerken die je kan zien in elke illustratie?
• Waarom is de wereld geëvolueerd tot de situatie zichtbaar in de illustratie?
• Waar?
• Wanneer?
• Wat?
• Waarom?
• Waar?
• Wanneer?
• Wat?
• Waarom?
Beide illustraties tonen een beeld van het verleden. In geologische tijd eigenlijk nog niet zo lang geleden zelfs. De wereld ziet er op heden weeral aardig anders uit. Waarom toch telkens die veranderingen? Waarom toch telkens die evolutie? Wat is volgens jou een vaak voorkomende oorzaak voor het steeds weer aanpassen van het leven op aarde?
1 Het klimaat bepaalt
In module 2 van het vijfde jaar Het systeem aarde hebben we geleerd om de vier sferen en hun onderlinge interacties te beschrijven en te begrijpen. Er ging daarbij veel aandacht naar de processen binnenin de geosfeer (platentektoniek) en de interacties tussen atmosfeer en hydrosfeer die het klimaat bepalen. Zo creëerden we een goed globaal inzicht in het systeem aarde, een ‘levende’ aarde.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Die ‘levende’ aarde blijft zich aanpassen, veranderen, transformeren, evolueren ... Steeds opnieuw wordt onze planeet ‘aardig anders’. Dat is de wereld waarin wij nu leven en waar we zorg voor moeten dragen. Het is dan ook belangrijk om onze dynamische planeet zo goed mogelijk te begrijpen.
In deze module bouwen we hierop voort. We bestuderen eerst hoe klimaatveranderingen in het verleden een grote impact hebben gehad op het leven op aarde. Daarbij vormt de geologische tijdschaal opnieuw een houvast om alle gebeurtenissen in te plaatsen. Een klimaatverandering zorgt voor variatie in tal van biologische, fysische en chemische processen die voortdurend aan het werk zijn. Deze interessante processen zijn in staat om in de loop van de geologische tijd een heuse transformatie van de geosfeer te veroorzaken. We noemen ze dan ook geomorfologische processen. Deze komen wereldwijd voor in tal van vormen. Wanneer we deze processen hebben bestudeerd zijn we in staat om te begrijpen hoe verschillende soorten mineralen en gesteenten kunnen ontstaan. De gesteentesoort in een regio is op zijn beurt bepalend voor het reliëf en de socio-economische mogelijkheden in die regio. Door alle voorgaande topics in deze module te bestuderen zijn we uiteindelijk in staat een compleet inzicht te krijgen in hoe een landschap ontstaat.
1.1 Leven op de hartslag van het klimaat
We beseffen het misschien niet altijd, maar we leven jaar in jaar uit op het ritme van de seizoenen en het weer. Ons lokaal klimaat bepaalt in grote mate het leven hier in België, gekenmerkt door voldoende neerslag en gematigde temperaturen. Het is de ideale plaats om voedsel te kweken, drinkbaar water te vinden en voldoende natuurlijke hulpbronnen te gebruiken. Niet alleen in België, maar ook elders in de wereld is het klimaat een sterk bepalende factor voor de vestiging van grote bevolkingsgroepen.
De kracht van het klimaat is al miljarden jaren bepalend voor het leven op aarde. Ook de voorouders van de mens ontsnapten er niet aan, we worden vormgegeven door de hartslag van het klimaat.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Toen onze verre voorouders zo’n 6 miljoen jaar geleden ontstonden in Oost-Afrika, bestond dat gebied uit bossen afgewisseld met uitgestrekte graslanden. Door een klimaatverandering werd het droger. Bijgevolg werden de bossen kleiner en de uitgestrekte graslanden groter. Het werd dan voordeliger om rechtop te lopen, zodat men zich sneller kon verplaatsen, verder kon kijken en sneller kon reageren op prooien en gevaren.
Onze voorouders kregen een groter hersenvolume en begonnen stenen werktuigen te gebruiken in een periode die we nu ‘het stenen tijdperk’ noemen. Klimaatverandering in combinatie met de zoektocht naar bruikbare stenen zorgden ervoor dat onze verre voorouders evolueerden naar de vroege mens. Deze soort kon steeds grotere gewichten dragen over steeds langere afstanden. Zo migreerden onze voorouders 1,8 miljoen jaar geleden uit Afrika naar Eurazië.
miljoen jaar geleden
miljoen jaar geleden
miljoen jaar geleden
miljoen jaar geleden
In de recente geologische geschiedenis van de aarde (van 800.000 jaar geleden tot vandaag) volgden heel wat intense klimaatveranderingen elkaar snel op. In deze steeds veranderende omstandigheden hadden diegenen die zich vlot konden aanpassen, plekken met veilig voedsel snel konden terugvinden, probleemoplossend konden denken en sociale interacties (zoals ruilhandel) konden aangaan, een evolutionair voordeel. In deze periode groeiden de hersenen van onze voorouders het sterkst. Soorten die zich niet snel genoeg konden aanpassen stierven uit. Als resultaat van deze natuurlijke selectie ontstond 300 000 jaar geleden de Homo Sapiens, de mens.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
De mens verbleef eerst in Afrika en kon daar goed aarden. Bij aanvang van het meest recente glaciaal, zo’n 100 000 jaar geleden, begon de mens te migreren naar elke uithoek van de wereld. Deze koude periode zorgde er onder andere voor dat continenten aan elkaar verbonden werden door grote ijsmassa’s waardoor de mens van het ene continent tot het andere kon wandelen.
1.2 (Niet) te warm, (niet) te koud
1.2.1 Het huidige klimaat
Het klimaat wereldwijd is de afgelopen millennia heel stabiel geweest. Het was dus niet te warm, niet te koud. Een gemiddelde temperatuur van ongeveer 15 °C zorgt ervoor dat de mens op heel veel plaatsen op deze planeet goed kan aarden. Deze temperatuur is het resultaat van het evenwicht tussen zonne-energie die op het systeem aarde binnenkomt en de warmte-energie die het systeem aarde terug verlaat. Het broeikaseffect en de hoeveelheid albedo spelen beide een cruciale rol. Tijd voor een kleine opfrissing van wat je eerder hebt geleerd!
Lees elke beschrijving en vervolledig bovenstaande figuur door elke letter in het juiste kader te plaatsen.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
A
De insolatie is de hoeveelheid energie van de zon die het aardoppervlak ontvangt. Deze energie komt binnen in de vorm van, voornamelijk, zichtbaar licht. Ter hoogte van het aardoppervlak wordt deze energie omgezet naar warmte.
B
C
Het albedo is het totaal aan zichtbare lichtstralen die weerkaatsen. Op deze manier wordt de zonne-energie niet omgezet naar warmte en zorgt het dus voor een afkoelend effect.
In onze atmosfeer zitten gassen die in staat zijn om de warmtestralen wat langer in de atmosfeer te houden. Dat zijn de broeikasgassen. Ze absorberen de warmte die het aardoppervlak uitstraalt, om ze kort daarna weer terug te sturen naar het aardoppervlak. Het zogenaamde broeikaseffect zorgt er dus voor dat de gemiddelde temperatuur op aarde 15 °C is in plaats van – 18 °C !
D
E
De instraling is de totale hoeveelheid zonne-energie die naar de aarde komt. Een deel daarvan zal weerkaatsen, een ander deel zal op het aardoppervlak komen en wordt omgezet naar warmte. Een laatste deel zal de atmosfeer al onderweg absorberen.
De uitstraling is de totale hoeveelheid warmte-energie die van de aarde komt en in de ruimte wordt gestraald. Een deel van de uitstraling is afkomstig van de zonne-energie die ter hoogte van het aardoppervlak werd omgezet. Het ander deel van de uitstraling is afkomstig van de geabsorbeerde zonne-energie in de atmosfeer.
1.2.2 De gereedschapskist van de klimaatwetenschapper
Klimaatwetenschappers ontwikkelden al in de 19de eeuw een theorie over het klimaat in het verleden. Het klimaat zou vroeger een heel andere temperatuur gehad hebben dan de huidige 15 °C. Wetenschappers gingen op zoek naar nog meer aanwijzingen en vonden die op verschillende plaatsen verspreid over de wereld. Tot op de dag van vandaag zijn tal van wetenschappers nog steeds op zoek naar meer informatie over het klimaat in het verleden. Pas als we het verleden goed begrijpen, kunnen we accuraat voorspellen wat de gevolgen van de huidige klimaatverandering zullen zijn!
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Hoe gaat een klimaatwetenschapper nu te werk? Waar halen ze hun informatie? We vermelden hier heel kort enkele van hun tools uit hun gereedschapskist. Op die manier kunnen we ondertussen ook vertellen wat enkele van hun belangrijkste bevindingen zijn:
A Informatie in de grond
• Een belangrijke informatiebron die je kan aantreffen in de grond zijn fossielen. Dit zijn alle resten van planten en dieren die bewaard zijn gebleven in een gesteente. Fossielen kunnen je veel vertellen over het klimaat. Zo kan een plotse daling in het aantal fossielen en het aantal soorten fossielen wijzen op een grote en snelle klimaatverandering. Een dergelijke klimaatverandering was blijkbaar telkens een oorzaak voor het uitsterven van heel wat soorten planten en dieren. Zo’n gebeurtenis noemen we een massa-extinctie Fossielen die verspreid over heel de wereld voorkomen en in slechts 1 stukje van de geologische tijdschaal leefden, noemen we een gidsfossiel.
Een ammoniet is een gidsfossiel voor het mesozoïcum. Deze zeedieren kwamen weliswaar al vroeger voor, maar kwamen alleen in grote getale voor van het trias tot het krijt.
Een trilobiet is een gidsfossiel voor het paleozoïcum. Dit dier leefde op de bodem van de oceaan vanaf het cambrium tot het perm.
grind
zand
silt
klei
• Ook door te graven of te boren in de grond en te kijken naar de korrelgrootte kan je heel wat nuttige informatie bekomen. Als je in een stuk bodem verticaal naar beneden graaft of boort en je bewaart al het materiaal dat naar boven komt in de juiste chronologische volgorde, dan bekom je een boorprofiel. Het materiaal in de bodem kan afkomstig zijn van losse korrels van op land die worden meegevoerd naar de zee. De losse korrels zullen vervolgens bezinken op de bodem. Naargelang de omstandigheden zijn er drie mogelijkheden:
Er is een stabiele periode. De afzetting van de korrels wordt niet beïnvloed door een klimaatverandering of door platentektoniek. Het boorprofiel van afzettingen uit een dergelijke periode wordt gekenmerkt door het voorkomen van slechts één korrelgrootte.
De zeespiegel zakt ten opzichte van het land. Daarbij verschuift de kustlijn in de richting van de zee. Dit komt algemeen voor tijdens zeer koude periodes wanneer de zeespiegel zakt, of tijdens de vorming van een gebergte. Hierbij zal het land relatief ten opzichte van de zeespiegel stijgen. Het boorprofiel wordt hier gekenmerkt door een steeds kleiner wordende korrelgrootte wanneer men dieper gaat.
De zeespiegel stijgt ten opzichte van het land. Daarbij verschuift de kustlijn landinwaarts. Dit komt algemeen voor tijdens warme periodes in het klimaat van de aarde. Het boorprofiel wordt hier gekenmerkt door een steeds groter wordende korrelgrootte wanneer men dieper gaat.
sedimentatie van verschillende korrelgroottes in een stabiele periode
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
boorprofiel
sedimentatie van verschillende korrelgroottes tijdens verschuiving kustlijn zeewaarts
sedimentatie van verschillende korrelgroottes tijdens verschuiving kustlijn landinwaarts
B Informatie in het ijs
Het landijs op Antarctica is op sommige plaatsen tot wel 3 km diep. Dat wil zeggen dat het ijs op deze plaats al een heel lange tijd daar aanwezig is. Daarom gaan wetenschappers net op die plaatsen aan de slag met speciale boren. Ze halen lange cilinders van ijs naar boven die ze gebruiken om metingen op uit te voeren. Hoe dieper men boort, hoe verder men kan terugkijken in de tijd.
In het ijs zitten hele kleine luchtbellen waarbij men via gevoelige meetapparatuur de samenstelling van de lucht kan meten. Bij deze metingen wordt er vooral gekeken naar de concentratie aan broeikasgassen, want dat is een belangrijke factor in het bepalen van het klimaat op aarde.
Dankzij het bestuderen van de luchtbellen in ijs heeft men het klimaat kunnen reconstrueren van 800 000 jaar geleden tot nu!
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Decennia aan onderzoek leverde dankzij deze technieken steeds meer stukjes informatie op. Voor klimaatwetenschappers was het vervolgens een heus puzzelwerk om al die informatie te interpreteren en te plaatsen op de juiste positie in de geologische tijdschaal. Hiervoor kan men gebruik maken van twee technieken: relatieve datering en absolute datering.
• Relatieve datering gebruik je als je de leeftijd van enkele lagen onderling wil bepalen. Je weet dan niet hoe oud de lagen exact zijn.
• Absolute datering maakt gebruik van radioactieve isotopen om de leeftijd van een laag exact te bepalen. Deze methode is complexer en duurder waardoor men deze techniek alleen toepast als het noodzakelijk is.
FOTOGRAAF: THIBAUT VERGOZ
WIST-JE-DAT
Relatieve datering komt tot stand door het verzamelen van zoveel mogelijk informatie. Bij het interpreteren van de informatie wordt er rekening gehouden met een aantal principes. We vermelden hier enkele principes die vaak worden aangetroffen:
• Het principe van superpositie. Dit wil zeggen dat doorgaans de oudste laag onderaan ligt en de jongere lagen er telkens bovenop komen. Met andere woorden, hoe dieper je graaft, hoe verder je terug kan kijken in het verleden.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
• Het principe van zijwaartse uitstrekking gaat ervan uit dat de lagen horizontaal doorlopen tot ze onderbroken worden.
• Hoewel we nu soms plooiingen kunnen waarnemen, werden alle lagen oorspronkelijk horizontaal afgezet.
• Bij vulkanisme ontstaat er een inclusie, een nieuwe structuur die omgeven wordt door oudere lagen.
superpositie inclusie
zijwaartse uitstrekking & oorspronkelijke horizontaliteit
Het spreekt vanzelf dat de combinatie van deze principes ervoor kan zorgen dat de informatie die je kan bekomen van plaats tot plaats kan verschillen. Kijk maar naar onderstaand voorbeeld. Daar zie je een doorsnede van de ondergrond met de aanduiding van de oudste laag (a) tot en met de meest recente laag (h). Afhankelijk van waar je zal graven, krijg je een ander beeld. Het is dus noodzakelijk om op meerdere plaatsen informatie te halen om een zo accuraat mogelijk beeld te vormen.
Nergens op onze planeet vind je een plaats die alle informatie toont doorheen de volledige geologische tijd. Op verschillende plaatsen in de wereld vind je verschillende informatie uit verschillende tijden. Soms hebben bepaalde stukjes informatie een overlap met elkaar. Door het combineren van die stukjes informatie met een overlap krijg je een vollediger beeld. Via deze werkwijze heeft men grotendeels de geologische tijdschaal kunnen opstellen.
Plaats A Plaats BPlaats CPlaats D
1.2.3 IJstijden en glacialen
Twee eeuwen aan klimaatonderzoek hebben geleid tot heel wat opmerkelijke inzichten over het klimaat in het verleden. Je leert hier meer over in onderstaande grafieken. Doorheen de geschiedenis van de aarde kwamen er enkele grote ijstijden voor. Meer zelfs, we leven nog altijd in een ijstijd! We definiëren een ijstijd namelijk als een periode waarbij er ijs kan voorkomen op aarde. Jawel, we hebben nog steeds ijs op de Noordpool, Zuidpool en in gletsjers gelegen in de bergen. Een periode waarin het zo warm is op aarde dat er geen ijs meer te vinden is, noemen we een tussenijstijd
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
4600 3800
IJstijden zijn met blauw aangegeven
miljoen jaar geleden
2500
542 Heden
miljoen jaar geleden
ijstijdcycli van de afgelopen 800.000 jaar weerspiegeld in antarctische ijskernen,
verschil met de gemiddelde temperatuur (°C) jaren voor heden
Eemiaan interglaciaal Weichselglaciaal
De informatie van de afgelopen 800 000 jaar is gedetailleerder. We zien dat in de huidige ijstijd relatief koude periodes worden afgewisseld met relatief warme periodes. Deze koude periodes noemen we glacialen, de warme periodes in een ijstijd noemen we interglacialen. Nu leven we dus in een interglaciaal.
Hoelang duurt een glaciale periode gemiddeld?
Hoelang geleden liep de laatste glaciaal op zijn einde?
proterozoïcum
1.2.4 Overleven op de grillige hartslag van het klimaat
Dankzij de geologische tijdschaal zijn we in staat om die enorme hoeveelheid aan kennis een plaats te geven. Het wordt stilaan duidelijk dat onze planeet een systeem is dat continu op zoek is naar een evenwicht. Als een evenwicht bereikt wordt, dan floreert het leven op aarde. Maar als de balans zoek raakt, dan wordt het leven op aarde gedwongen om te evolueren. Wie daar niet in slaagt … sterft uit.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
paleogeen
mesozoïcum
pleistoceen
plioceen
mioceen
oligoceen
eoceen
paleoceen
krijt jura
trias
paleozoïcum perm carboon devoon
siluur ordovicium cambrium
neoproterozoïcum
mesoproterozoïcum
paleoproterozoïcum
archeïcum
hadeïcum
+14+12+10 +8+6+4 +2 0 verschil ten opzichte van gemiddelde temperatuur van 1960-1990 (°C) -2 -4-6
Wat opvalt is dat de vijf grootste massa-extincties in het verleden te maken hebben met een grote klimaatverandering veroorzaakt door schommelingen in het aantal broeikasgassen en plotse veranderingen in het albedo. Daarmee kan de huidige klimaatopwarming met zijn welgekende oorzaak gezien worden als het onheilspellend begin van een zesde massa-extinctie!
VERKLARING MASSA-EXTINCTIE
Ondanks de vele ijstijden in het pleistoceen, verandert het klimaat traag genoeg en kan het leven op aarde zich aanpassen en evolueren. Hier en daar sterft een soort toch uit, in het pleistoceen zien we geen massa-extinctie. Menselijke activiteiten in de 20ste en 21ste eeuw veroorzaakten echter een zodanig snelle verandering in CO2-concentratie dat een zesde massa-extinctie wél mogelijk wordt. Naar schatting zal 50 % van alle soorten leven op aarde uitsterven tegen 2100 als we geen actie ondernemen om de klimaatopwarming tegen te gaan.
Een grote asteroïde botste op de aarde in Mexico. Die impact leidde tot een enorme hoeveelheid stof in de atmosfeer die jarenlang alle zonlicht tegenhield. Hele ecosystemen verspreid over de aarde stortten hierbij in, wat resulteerde in het uitsterven van de dinosaurussen. We noemen dit de K-T-grens.
Het supercontinent Pangea wordt uit elkaar gescheurd door divergerende platentektoniek. Het daarbij gepaarde vulkanisme heeft geleid tot een masale verhoging in de CO2-concentratie. Dat zorgde op zijn beurt voor een sterke opwarming van de aarde waarbij ongeveer 80 % van het leven op aarde uitstierf. Dit is de trias-jura-extinctie.
De krachtigste massa-extinctie ooit gebeurde toen de temperatuur van het oceaanwater tot 40 °C steeg en de lucht bij de evenaar tot 75 °C warm werd. Deze hoge temperaturen doodden 80 tot 95 % van alle leven in de zee en meer dan 50 % van het leven op land. Een uitzonderlijk hevige periode van vulkanisme in een groot gebied (nu gekend als de Siberische trappen) zou hieraan bijgedragen hebben. We kennen dit als de perm-trias-massa-extinctie.
Er ontstond een groot tekort aan O2 in het water. Een theorie is dat er heel veel voedingsstoffen in het water terecht kwamen waardoor algen ernom konden groeien en alle O2 in het water werd opgebruikt. Daardoor stierf tot 70 % van het leven in de oceanen. De daling in temperatuur die verder volgt zou het resultaat kunnen zijn van fotosynthese op het land. Dit werd mogelijk gemaakt dankzij de ozonlaag. We noemen dit de laat-devonische extinctie.
Grote aantallen aan gesteenten op het aardoppervlak reageren met CO2. Hierdoor was er zeer weinig van dit broeikasgas in de atmosfeer waardoor het klimaat heel koud werd. Eens de aarde bedekt is met ijs, kan CO2 weer opstapelen en het ijs doen smelten. De gesteenten komen terug bloot te liggen en de cyclus begint opnieuw. Door deze hevige temperatuurschommeling stierf naar schatting 70 % van al het leven uit. Dat gebeurde aan het eind van het ordovicium.
Systeemdenken
Gebruik 1 van de massa-extincties uit de vorige pagina’s en stel de terugkoppelingscycli visueel voor via de cirkel van het systeemdenken. Welke oorzaken waren er, welke interacties vonden plaats en wat waren hiervan de gevolgen?
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Situeer vervolgens op onderstaande figuur de oorzaken en interacties die beïnvloed werden.
Situeer ten slotte het gevolg in de temperatuurgrafiek op pagina 14. Herken je een patroon?
1.3 Een zesde grote massa-extinctie?
Wetenschappelijke waarnemingen in de afgelopen eeuw brachten goed in kaart welke impact het leven op het klimaat heeft gehad. Maar ook omgekeerd had het klimaat een enorme impact op het leven op aarde. Op de geologische tijdschaal konden we zo enkele periodes aanduiden waarbij de biodiversiteit wereldwijd aan een hoog tempo afnam, een massa-extinctie. Bij nader onderzoek bleek dat vier van de vijf massa-extincties veroorzaakt werden door een verandering in de concentratie in broeikasgassen.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
De snelheid waarbij het klimaat vervolgens verandert is cruciaal. Als het leven op aarde niet voldoende tijd krijgt om zich aan te passen en te evolueren, sterven heel wat dier- en plantensoorten uit. Het biodiversiteitsverlies dat zo ontstaat treft vooral de organismen aan de top van de voedselketen, zij zijn het kwetsbaarst.
Bovenstaande grafieken tonen de uitstoot van CO2 (links) en de evolutie van de wereldwijde biodiversiteit (rechts). Bestudeer deze grafieken en beantwoord de onderstaande vraag.
Stevenen we af op een 6de massa-extinctie? Verklaar.
2 Geomorfologie
Het leven op aarde is niet het enige dat in de loop van de miljoenen, en zelfs miljarden, jaren vorm heeft gekregen. Onze omgeving, zoals de bodem en het reliëf, werd ook geboetseerd door het klimaat. In dit hoofdstuk leer je meer over de geomorfologie, de tak van de geografie die bestudeert hoe landschappen gevormd worden.
In module 2 van het vijfde jaar leerde je al over de endogene processen, zoals vulkanisme en platentektoniek, die een belangrijke rol spelen in de vorming van een landschap. Nu onderzoeken we de exogene processen. Dat zijn de processen die het landschap van buitenaf vervormen. In dit hoofdstuk bouw je (voor)kennis op van de aparte processen die we later zullen waarnemen in concrete landschappen en waarmee je het ontstaan van een landschap kan verklaren.
2.1 Verwering
Als delen van de geosfeer ter plekke aangetast worden, noemen we dat verwering.
2.1.1 Fysische verwering
De samenstelling van het gesteente verandert niet. Men spreekt ook van mechanische verwering, het gesteente breekt in kleinere stukken. Hieronder staan de vier voornaamste oorzaken van fysische verwering.
VORSTVERWERING
Als water in spleten of holtes van een gesteente bevriest en uitzet, kan het gesteente splijten. Daarna kan het water steeds dieper doorsijpelen en opnieuw bevriezen.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
ZOUTDRUKVERWERING
Als zout water in spleten of holtes van een gesteente terechtkomt en daar verdampt, blijven de zoutkristallen achter. Die kunnen een grote druk uitoefenen op het omringende gesteente en het dan doen barsten.
DRUKVERWERING
Als gesteente voor een lange tijd bedekt wordt door ander, zwaar materiaal, ondervindt het een grote druk. Op het moment dat de grote druk wegvalt, kunnen er laagjes van het gesteente afschilferen. We noemen dat exfoliatie of sheeting
THERMISCHE STRESS
Als het gesteente bloot- gesteld wordt aan grote temperatuurverschillen zal het uitzettenregelmatig en inkrimpen. Dat veroorzaakt spanning in het gesteente, waardoor dat barst.
WIST-JE-DAT
De waterstofbrug
Als water vloeibaar is, hebben de moleculen voldoende thermische energie om los van elkaar te bewegen. Wanneer water afkoelt tot bij 0 °C, is er onvoldoende energie en ontstaan waterstofbruggen tussen de watermoleculen. Zuurstofatomen zijn altijd sterk elektronegatief, ze trekken dus makkelijk elektronen van andere moleculen naar zich toe. Een elektron verbonden aan een van de waterstofatomen bindt dan met een zuurstofatoom van een ander molecuul. Dat noemen we de waterstofbrug, op de figuur te herkennen aan de streepjeslijn. Als water bevriest, neemt het volume ervan toe door deze waterstofbrug. Gesteenten in een natte omgeving met wisselende temperaturen hebben vaker last van vorstverwering.
2.1.2
Chemische verwering
Mineralen in een gesteente breken af door chemische reacties en er ontstaan nieuwe stoffen. Er zijn tientallen voorbeelden hiervan. We lichten de twee belangrijkste uit.
OPLOSSEN
Regenwater kan reageren met CO2 aanwezig in de atmosfeer en de bodem. Het resultaat is zuur water, ook gekend als koolzuur:
CO2 + H2O → H2CO3
Als dat zuur water in contact komt met kalksteen, ontstaan karstverschijnselen
H2CO3 + CaCO3 → Ca(HCO3)2
Het reactieproduct is calciumbicarbonaat, dat heel gemakkelijk oplost in water en afgevoerd kan worden. Het gesteente wordt zwakker, valt uit elkaar en verdwijnt uiteindelijk. Dat kan boven- en/of ondergronds gebeuren.
in Ancona
lapiaz in de Adriatische zee
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
OXIDEREN
Als de aanwezige metalen in het gesteente in contact komen met zuurstof en water kan het gesteente oxideren (roesten). De chemische reactie die leidt tot roestvorming ziet er als volgt uit:
4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe(OH)3
Het gesteente kleurt roodbruin, is broos en poreus en brokkelt dan ook veel makkelijker af.
verroest ijzererts in Zuid-Afrika
grot
2.1.3 Biologische verwering
Levende wezens zorgen voor de verwering. Er zijn twee vormen van biologische verwering.
PLANTENWORTELS
Plantenwortels kunnen gesteenten uit elkaar drukken. De worteluiteinden groeien in alle mogelijke kleine oneffenheden van het gesteente waardoor het verweert.
LITHOBIONTEN
Er zijn bacteriën, schimmels of korstmossen die leven op gesteenten waardoor het oppervlak ervan verweert. Lithobionten zijn levende wezens met een heel trage stofwisseling. De verwering gebeurt dan ook op een geologische tijdschaal.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
tempels van Angkor Wat in Cambodja
Verrucaria (Bernd Haynold)
Het klimaat en de ligging van een locatie speelt een grote rol in het soort verwering dat er vaak kan voorkomen. Verbind elk klimatogram met de passende verweringsvorm. Meerdere combinaties zijn ook mogelijk.
Milagro (Ecuador) - 84202
Lat: 2° 7’ S • Long: 79 ° 36' W • Hoogte: 13 m
350
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
VORSTVERWERING
Neerslag (N) in mm JFMAMJJASOND
N (in mm) 253290320220632817
Klimatologischegemiddelden1961-1990 154955
T (in °C) 25,925,926,326,425,824,623,823,924,324,424,925,8
Lima (Peru) - 84628
Lat : 12° 0' S • Long: 77 ° 7' W • Hoogte: 13 m
THERMISCHE STRESS
ZOUTDRUKVERWERING
Neerslag (N) in mm JFMAMJJASOND
N (in mm) 1000011
Klimatologischegemiddelden1961-1990 21000 T
Nuuk (Godthab) (Groenland) - 4250
Lat : 64° 10' N • Long: 51 ° 45' W • Hoogte: 50 m
CHEMISCHE VERWERING
Neerslag (N) in mm JFMAMJJASOND
N (in mm) 39475046556282
Klimatologischegemiddelden1961-1990 8988707454 T (in °C) -7,4-7,8-8,0-3,90,63,96,56,13,5-0,6-3,6-6,2
BIOLOGISCHE VERWERING
2.2 Erosie, transport en sedimentatie
Erosie wordt soms verward met verwering. Dit is niet zo verwonderlijk, beide termen beschrijven dan ook hoe de geosfeer kan aangetast worden. In tegenstelling tot verwering, waar de aantasting lokaal is, zullen losgemaakte deeltjes in het geval van erosie zich wel verplaatsen om uiteindelijk ergens anders terecht te komen. Erosie wordt vooral bewerkstelligd door de beweging van gletsjers, water in rivieren en de werking van de wind.
2.2.1 Glaciale processen
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Ontstaan van een gletsjer
In gebergten valt neerslag vaak in de vorm van sneeuw. De sneeuw kan zich in komvormige nissen, omringd door steile wanden, verzamelen. De bovenste laag sneeuw ontdooit en bevriest afwisselend, waardoor de sneeuw firn wordt: een grofkorrelige massa tussen sneeuw en ijs in. Als daar elke winter een dik pak sneeuw bijkomt, zal de firn door de hoge druk verdichten tot gletsjerijs. Een firnbekken 1 hoog in de bergen vormt dus de voedingsbodem voor een gletsjer. Aan de onderkant van de nis schuift die ijsmassa langzaam naar beneden door de zelf gecreëerde druk. Het tempo varieert van enkele meters tot 200 m per jaar.
Erosie
Het proces waarbij delen van het aardoppervlak afslijten, verplaatst worden of verdwijnen, noemen we erosie. Erosie gaat makkelijker als het gesteente verweerd is. Een gletsjer oefent, door zijn enorme massa en slijpende werking, aan de onderkant 2 en zijkant grote invloed uit op het land. Kleine rotsblokken, brokstukken en gruis sleept hij mee. Gesteente dat niet geërodeerd is, vertoont daarbij overduidelijke sporen van de gletsjerpassage.
Transport Materiaal dat geërodeerd is, verplaatst zich mee met de gletsjer. Het kan gaan om gesteente dat door de gletsjer is losgewrikt (aan de onderkant bijvoorbeeld), maar het kan ook gaan om brokstukken die vanop hoger gelegen hellingen door de zwaartekracht naar beneden kwamen op de gletsjer.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Sedimentatie
U-dal
Het eindresultaat na duizenden jaren van gletsjererosie is een U-vormig dal 3
Soms worden U-dalen dicht bij de kust gedeeltelijk opgevuld met zeewater, als het zeespiegelniveau stijgt. We kennen ze als fjorden
Materiaal dat geërodeerd en getransporteerd is, kan op verschillende plaatsen afgezet worden. Deze ophoping van puin noemen we een morene. Aan de zijkant van de gletsjer vind je zijmorenes 4 , aan de gletsjertong helemaal beneden een eindmorene 5 . Als twee gletsjers samenkomen, kunnen de twee zijmorenen ook een middenmorene 6 vormen. Vandaag de dag kun je morenes tegenkomen in landschappen waar al lang geen gletsjers meer zijn. Ze getuigen op geologische tijdschaal van het verleden van dat landschap. (Zie eerder hoofdstuk 1.2.3 IJstijden en glacialen. Zie verder hoofdstuk 3 Landschapsgenese.)
2.2.2 Processen met stromend water
Een rivier is een natuurlijke waterloop dat al het overtollig water uit een gebied afvoert naar een zee of oceaan. Het gebied dat zo wordt gedraineerd heet een stroombekken of een rivierbekken. Een rivier start vanaf de bron, gesitueerd in een hoger gelegen reliëf. Het water dat zich zo verzamelt stroomt stroomafwaarts naar lagergelegen gebieden. Langs het verloop van een rivier kunnen tal van kleinere waterlopen samenkomen en wordt de rivier groter. De rivier eindigt uiteindelijk in de monding. Bij de meeste rivieren is de monding meteen ook de erosiebasis: het is het laagste punt tot waar de rivier in het landschap kan insnijden. Door bewegingen van de aardkorst of veranderingen van het zeeniveau kan de erosiebasis veranderen. Hierdoor verandert het verval van de rivier opnieuw en gaat ze op zoek naar een nieuw evenwicht.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Het verloop van een rivier kan je grafisch weergeven aan de hand van een lengteprofiel Dit is een doorsnede doorheen het verloop van de rivier, van de bron tot de monding. Daarop is goed te zien hoe ver de rivier stroomt, hoe hoog ze begint en waar het water snel of traag stroomt. Belangrijke termen in het beschrijven van een rivier zijn het verval, het verhang en het debiet.
• Het verval van de rivier is het hoogteverschil tussen de bron en de monding.
• Het verhang is het hoogteverschil over de afstand van een deel van de rivier.
• Het debiet is de hoeveelheid water die door de rivier stroomt in een bepaalde tijd.
bron
lengteprofiel
afstand y
verhang = x y
hoogte x verval afstand tot de bron (km) erosiebasis
Het water in een rivier beweegt en heeft daarom ook energie. Deze energie komt voor als een combinatie van kinetische energie en potentiële energie.
• Potentiële energie wordt omgezet naar kinetische energie naarmate het water naar de monding stroomt. Met andere woorden, hoe groter het verhang of het verval, hoe sneller het water kan stromen en hoe meer energie de rivier zal hebben.
• Wanneer meer waterlopen samenvoegen met de rivier, stijgt de hoeveelheid water en dus ook de massa. Met andere woorden, als het debiet stijgt, dan zal op zijn beurt ook de kinetische energie toenemen.
Werking van rivieren
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
f(debiet): Ekin =
f(verval): Epot = mgh mv2 2
bij voldoende energie
EROSIE
Losmaken van puin f(soort gesteente)
Verticaal (valleien verdiepen)
Horizontaal (valleien verbreden)
TRANSPORT
Vervoeren van puin f(massa gesteente)
Afkomstig van gravitationele erosie
Afkomstig van riviererosie
bij onvoldoende energie
SEDIMENTATIE
Afzetten van puin f(korrelgrootte gesteente)
In zee
Sedimenten op zeebodem Deltavorming
Op land
Alluviale vlakte Puinwaaier
Binnenbocht Oeverwal
De hoeveelheid energie van een rivier zal bepalen wat er gebeurt met de nabije omgeving waar ze door stroomt.
• Zo kan er bij veel energie materiaal worden weggenomen in het proces dat we erosie noemen.
• Wanneer materiaal in de rivier terechtkomt en meegevoerd wordt, spreken we van transport
• In een rivier met onvoldoende energie zal er materiaal bezinken op de bodem, dit proces noemen we sedimentatie
De processen van erosie, transport of sedimentatie zijn afhankelijk van de snelheid van het water en het type ondergrond waar de rivier door stroomt. De relatie tussen beide factoren kan je bestuderen in dit diagram.
Verklaar het gedrag van de kleideeltjes.
Stroomsnelheid (cm/s)
Wanneer de snelheid van het water verandert, door bijvoorbeeld een verandering in het verval, kan er dus meer erosie of sedimentatie optreden. Ofwel zal de rivier zich dieper insnijden in het landschap, ofwel zal er een opvulling plaatsvinden. Beide zijn vormen van verticale rivierwerking, waarbij er kloofdalen of V-dalen worden gevormd of opgevuld.
De mens maakt soms gebruik van deze verticale rivierwerking. Denk maar een stuwdammen, maar ook aan kogelmolens. In de Almbachklamm in Duitsland legt men stukken marmer in een mal met een maalsteen, die ronddraait dankzij waterkracht. Na een week is het stuk gepolijst tot een glad marmerbolletje.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Antelope canyon, Arizona (VS)
Samariakloof, Kreta (Griekenland)
Huang He, China
Jinsha, een bijrivier van de Jangtsekiang, China
V-dal: profiel en kaart
monding (m)
boven
hoogte
Het verval van een rivier en dus ook de snelheid, kan door verschillende oorzaken veranderen.
Bestudeer onderstaande situaties en markeer de juiste woorden:
• Tijdens een glaciaal zal de zeespiegel dalen / stijgen en het verval zal dus kleiner / groter worden. Hierdoor zal de snelheid van de rivier toenemen / afnemen. Bijgevolg zal de rivier meer sedimenteren / eroderen en dus een V-dal creëren dat dieper / opgevuld wordt.
• Tijdens een interglaciaal zal de zeespiegel dalen / stijgen en het verval zal dus kleiner / groter worden. Hierdoor zal de snelheid van de rivier toenemen / afnemen. Bijgevolg zal de rivier meer sedimenteren / eroderen en dus een V-dal creëren dat dieper / opgevuld wordt.
• Tijdens een periode van gebergtevorming zal de bron van de rivier hoger / lager liggen en als de zeespiegel gelijk blijft zal het verval zal dus kleiner / groter worden. Hierdoor zal de snelheid van de rivier toenemen / afnemen. Bijgevolg zal de rivier meer sedimenteren / eroderen en dus een V-dal creëren dat dieper / opgevuld wordt.
In onderstaande grafiek zie je het lengteprofiel van een rivier tijdens een interglaciaal. Een gebied is tot de erosiebasis verlaagd als de rivier die er in stroomt het evenwichtsprofiel bereikt heeft. Tijdens een glaciaal zal de erosiebasis zich verplaatsen, waardoor het evenwichtsprofiel van de rivier zal veranderen, waardoor ook het lengteprofiel zich daaraan zal aanpassen.
Teken op onderstaande grafiek hoe het lengteprofiel er uit kan zien na een lange glaciale periode. Zal er daarvoor erosie of sedimentatie nodig zijn?
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
lengteprofiel interglaciaal
evenwichtsprofiel interglaciaal
evenwichtsprofiel glaciaal
zeespiegel interglaciaal
zeespiegel glaciaal
afstand tot de bron (km)
Wanneer een rivier gedurende een relatief stabiele periode stroomt en zijn evenwichtsprofiel (bijna) heeft bereikt, kan een rivier aan laterale rivierwerking beginnen doen. Hierbij zal de hoeveelheid erosie en sedimentatie in evenwicht zijn. De rivier begint dan te vlechten of meanderen. Na verloop van tijd ontstaat op die manier een vlakbodemdal
Een vlechtende rivier heeft nog een vrij hoge stroomsnelheid maar is ondiep. Enkel de zwaarste materialen sedimenteren, alle kleinere en fijnere deeltjes worden verder getransporteerd. Dat zware materiaal blokkeert telkens de rivier, waardoor die gedwongen wordt om telkens nieuwe routes te nemen.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Als de rivier wat dieper is, kan ze op sommige plaatsen waar haar snelheid het snelst is langs de oever grond wegspoelen (eroderen) en meevoeren. Aan de andere oever is de snelheid dan wat lager waardoor daar materiaal kan afgezet worden (sedimenteren). Als gevolg van die verschillen in stroomsnelheid ontstaan binnen- en buitenbochten die alsmaar meer gaan meanderen. Uiteindelijk zal de rivier de compleet uitgeholde oever doorbreken. Het water stroomt niet meer door die meander. Het wordt een hoefijzervormig meer
Rakaia rivier, Nieuw-Zeeland
Juruá, een zijrivier van de Amazone in Brazilië
alluviale afzettingen
hoefijzervormig meer
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
binnenbocht sedimentatie
buitenbocht erosie
Naarmate de rivier zijn monding nadert, verkleinen de hoogteverschillen. Hoewel de rivier hier vaak een groot debiet heeft, stroomt het water traag. Er is relatief weinig erosie en veel sedimentatie. Als er nog erosie plaatsvindt, dan is dat enkel aan de stootoevers (buitenbochten). De rivier kan dus ook hier zijn loop vaak verleggen via meanders. Overal waar materiaal sedimenteert levert dat obstakels op. De rivier zal zich vertakken tot een delta vlak voor ze in de zee uitmondt. Enkel de kleinste en lichtste deeltjes stromen mee naar de zee, waar ze dan langzaam naar de bodem zinken als de stroomsnelheid wegvalt.
de Donau bij Slankamenac, Servië
delta van de rivieren Godley en Macaulay in het Tekapomeer, Nieuw-Zeeland
monding van de Amazone, Brazilië
2.2.3 Eolische processen
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Waar zanddeeltjes enkele of tientallen centimeters opwaaien kunnen ze de onderkant van rotsen eroderen. Het sprongsgewijs opwaaien van zanddeeltjes noemt men saltatie. Het proces waarbij bewegende deeltjes botsen met een gesteente en zo voor erosie zorgen heet abrasie. Zo komen de typische rotsen in de woestijn aan hun uitzicht.
Vlak achter de paraboolduinen bevinden zich stuifkuilen Daar is geen vegetatie, waardoor het zand er wel weggeblazen wordt. Pas als pioniersplanten het zand kunnen vasthouden, zal dat minder verstuiven.
Duinen zijn heel dynamisch. De zanddeeltjes verplaatsen zich door te kruipen en te rollen. Deze beweging komt dagelijks voor. Duinen hebben zachte hellingen aan de windkant (loefzijde) en een steile helling waar de wind luwt (lijzijde). Als ze uitgroeien naar een halvemaanvorm noemen we ze paraboolduinen. Deze duinen kunnen zich met de wind mee voortbewegen.
In een zandstorm zijn de deeltjes zwevend aanwezig. Het is alsof ze opgelost zijn in de lucht. In feite gaat het hier niet over zandkorrels, maar over siltkorrels. Deze zijn kleiner en lichter waardoor ze via de wind hoger en verder in de lucht kunnen worden vervoerd. Dit proces heet suspensie
Yardangs zijn rotsen die traag eroderen. Ze zijn georiënteerd in dezelfde richting als de heersende windrichting, opnieuw een gevolg van winderosie.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
2.2.4 Gravitationele processen
In al deze voorbeelden is de zwaartekracht de belangrijkste oorzaak van erosie. Vaak speelt water en wind echter ook een rol, hetzij bij de verwering, hetzij bij het eroderen.
Een landverschuiving kan diverse oorzaken hebben (verzadiging van de bodem met water, een aardbeving, aanhoudende droogte, ontbossing, verwering …) maar het heeft steeds hetzelfde gevolg: een grote hoeveelheid grond beweegt plots naar beneden langs een helling. Als de helling bijna verticaal is en de beweging daarom heel snel gebeurt, noemen we het een afstorting. Afstortingen komen vaak voor aan kliffen. Onderaan de helling vinden we puinkegels (sedimenten) terug.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Wanneer een boer de akker omploegt, tilt de ploeg bodemdeeltjes om. Door de zwaartekracht zullen de bodemdeeltjes lager op de helling terechtkomen dan ze oorspronkelijk lagen. Ploegerosie zorgt ervoor dat bodemdeeltjes uiteindelijk sedimenteren naar de onderkant van de helling. Een boer kan dit tegengaan door volgens de hoogtelijnen te ploegen, terrassen, planten of houtwallen aan te leggen of in de wintermaanden een groenbemester op het veld te laten groeien.
Wanneer de beweging van bodemdeeltjes langs een zwakke helling traag verloopt, noemen we dat creep of kruipen. Het is niet gemakkelijk te zien aan het aardoppervlak zelf dat die aan het kruipen is. De bomen die in dat gebied groeien, hebben dan een karakteristieke kronkel in de stam die wijst op een bodemkanteling hellingafwaarts.
De ploegerosie van bodemdeeltjes is een voorproefje van wat je in module 2 Habitat mens zal onderzoeken. Daarin analyseer je ecosysteemdiensten van bodems en welke zaken die bodems bedreigen, om te komen tot duurzaam bodembeheer.
2.2.5 Differentiële erosie
Gesteenten kunnen onderling verschillen op het vlak van weerstand tegen erosie. Als dat het geval is, ontstaan soms spectaculaire onregelmatigheden. Differentiële erosie is dus niet zozeer een extra vorm van erosie, maar eerder een aanduiding dat er in één gebied een variatie optreedt. Dit kan bijvoorbeeld in volgende gevallen:
• Verschillende gesteenten komen voor in een gebied met één overheersende vorm van erosie of verwering. De gesteenten hebben een variatie in hardheid. Daardoor is er een verschil in gevoeligheid voor de overheersende erosie of verwering. Gebieden die bestaan uit stevige, harde gesteenten blijven dan goed zichtbaar in het landschap, terwijl gebieden die bestaan uit zachtere gesteenten sneller verdwijnen.
• Verschillende gesteenten komen voor in een gebied waar doorheen de tijd verschillende vormen van erosie en verwering na elkaar zijn voorgekomen. Deze variatie in erosie en verwering ontstaat wanneer het klimaat verandert.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Hoe zijn de kammen en dalen in dit landschap georiënteerd?
Hoe hoog liggen de kammen meestal?
Hoe hoog liggen de dalen meestal?
Gesteentencyclus
In module 2 van het vijfde jaar Het systeem aarde hebben we geleerd hoe platentektoniek kan leiden tot vulkanisme en de vorming van nieuwe geosfeer. In deze module zagen we verschillende vormen van verwering en erosie waarbij de geosfeer een evolutie ondergaat. Dankzij de opgebouwde kennis zijn we nu eindelijk in staat om alle verschillende gesteenten te verklaren door te bestuderen hoe ze ontstaan. We bouwen een model op met daarin alle types gesteente, bekijken hoe ze tot stand komen en hoe ze verder kunnen evolueren. We noemen dit model de gesteentencyclus.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Door verwering en erosie worden stukjes van de geosfeer losgemaakt en getransporteerd. Uiteindelijk blijven de losse korrels liggen en vormen ze een sediment. De oorsprong en de korrelgrootte vormen vaak een kenmerk om verschillende soorten sediment te onderscheiden.
Diagenese omvat alle mogelijke veranderingen die een sediment ondergaat nadat het ergens afgezet is. Het sediment kan een gesteente, maar ook plantaardig organisch materiaal zijn. Deze processen vinden plaats net onder het aardoppervlak, bij relatief lage temperatuur en druk. We onderscheiden 2 vormen van diagenese. Deze kunnen wel gelijktijdig voorkomen en elkaar beïnvloeden.
• cementatie: opgeloste stoffen slaan neer uit hun oplossing en vullen de ruimte tussen de sedimentkorrels.
• compactie: het sediment krimpt onder de druk van bovenliggende jongere lagen. Hierbij wordt water uit de poriën geperst en gaan korrels zich herschikken.
Door de diagenese ontstaan vaste sedimentaire gesteenten
Uit vulkanisme kan een uitvloeiingsgesteente ontstaan. Het magma dat aan het aardoppervlak komt zal vrij snel stollen. Als het magma te snel stolt, kunnen de atomen zich moeilijk ordenen ten opzichte van elkaar. Dit leidt dan tot broze gesteenten opgebouwd uit kleine kristallen.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Magma dat dieper in de aardkorst stolt, ondervindt andere omstandigheden. De temperatuur en druk is anders dan aan het aardoppervlak. Het magma koelt trager af, waardoor de atomen de kans krijgen om grote kristallen te vormen. Op die manier ontstaan sterke, harde dieptegesteenten
Metamorfose omvat de chemische reacties en faseovergangen die in gesteente kunnen voorkomen waardoor zowel het uiterlijk als de eigenschappen ervan grondig veranderen. Meestal gebeurt dit onder hoge druk en/of als gevolg van hoge temperatuur. Hierdoor ontstaan metamorfe gesteenten. Door het smelten en opnieuw stollen van een bestaand gesteente kunnen er in een metamorf gesteente geen fossielen voorkomen.
marmer
leisteen
gneis
basalt
tefra
kalksteen
graniet
kwarts
2.3 Geomorfologie in eigen land
Verwering en erosie komen overal voor, ook in ons land. In de voorgaande lessen heb je heel wat kennis opgebouwd over deze processen. Nu is het tijd om deze kennis toe te passen.
Onderzoek enkele landschappen in België. Vertrek daarbij vanuit waarnemingen op de foto’s, GIS-viewers (zoals Google Earth), kaartmateriaal en/of andere bronnen. Wat valt op in reliëf, bodemsoort, waterlopen, weerelementen, seizoen en plantengroei? Identificeer daarna de mogelijke geomorfologische processen die hier een rol spelen. Verklaar tenslotte hoe de waargenomen kenmerken van het landschap geomorfologisch tot stand zijn gekomen.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
rivieren
landgrenzen
Rivieren in België
De Panne
Fondry des chiens, Viroinval
Grote Nete, Geel
Ninglinspo, Aywaille
GEOMORFOLOGIE IN FONDRY DES CHIENS
verwering
• fysisch
• chemisch
– oxideren
– oplossen
• biologisch – plantenwortels
erosie, transport & sedimentatie
• glaciaal
• stromend water
• eolisch
• gravitationeel
• differentiële erosie
• menselijke invloed
samenvatting
Ijzer oxideert en vormt roest, te zien in delen van het gesteente die bruinrood gekleurd zijn.
Kalksteen lost op als gevolg van lichtjes zuur water. Er zijn rotsen met gladde, afgeronde details. De rotsen zijn kalkhoudend (grijs en wit van kleur).
Aanwezigheid van zeldzame plantensoorten die goed gedijen in kalkhoudende bodems, de wortels verweren het gesteente.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
oxidatie van ijzer
De ravijnachtige put is o.a. geërodeerd door stromend water, want calciumcarbonaat kan vlot afgevoerd worden als het in water oplost.
Verzwakte kalkrotsen konden instorten.
De plek werd als groeve voor ijzer gebruikt sinds de Romeinse tijd.
neerslag
zuur water
ijzerontginning
erosie door stromend water
chemische verwering
oplossen kalksteen
ravijnachtige put met grillige rotsstructuren.
GEOMORFOLOGIE IN
verwering
• fysisch
• chemisch
• biologisch
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
erosie, transport & sedimentatie
• glaciaal
• stromend water
• eolisch
• gravitationeel
• differentiële erosie
• menselijke invloed
samenvatting
2.4 Geomorfologie wereldwijd
Sommige vormen van verwering en erosie kun je niet in België aantreffen. Daarom doen we diezelfde oefening ook even op wereldschaal. Soms leidt dit tot prachtige landschappen die een toeristische trekpleister creëren voor een land.
Kan jij achterhalen welke geomorfologische processen verantwoordelijk zijn voor de onderstaande landschappen?
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Australië
Tafelberg
Amazonerivier
North Pennines
Witte woestijn
Zhangjiajie NP
WIST-JE-DAT
De wereldkaart op pagina 39 is een Mercatorprojectie. De Vlaamse cartograaf Gerardus Mercator werkte hiermee voor het eerst in 1569. Eerst projecteerde hij de globe op een cilinder, en dan rolde hij die cilinder open. De hoeken en richtingen blijven hierbij correct, te zien aan de loodrechte positie van de meridianen en parallellen. Omdat de grootste vervormingen aan de noord- en zuidpool optreden (waar de bol opengeknipt is tot een cilinder) zijn de voorgestelde oppervlakten grondig fout: Groenland lijkt heel groot, terwijl Afrika eigenlijk 17 keer zo groot is als Groenland. Ook afstanden worden vooral op hogere breedtegraden fout weergegeven. Kortste routes moet je hier als een gebogen lijn tekenen.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
GEOMORFOLOGIE IN
verwering
• fysisch
• chemisch
• biologisch
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
erosie, transport & sedimentatie
• glaciaal
• stromend water
• eolisch
• gravitationeel
• differentiële erosie
• menselijke invloed
samenvatting
3 Landschapsgenese
3.1 Jouw gereedschapskist
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
In dit laatste hoofdstuk leggen we alle puzzelstukken bij elkaar waardoor we in staat zullen zijn om een landschap in zijn totaliteit te begrijpen. Deze puzzelstukken omvatten alle kennis en inzichten omtrent platentektoniek, een uitgebreide waaier aan vormen van verwering en erosie, de invloeden van de bodem, de vegetatie en het klimaat en ten slotte de mens die de hulpbronnen van de aarde heeft ontdekt en benut.
Vaak hebben verschillende factoren een impact gehad op het landschap, waarbij er ofwel een opeenvolging van processen kan zijn voorgekomen, ofwel een combinatie van gelijktijdige processen. Om verbanden te ontdekken en het overzicht te kunnen bewaren, maken we best gebruik van enkele hulpmiddelen:
• de geologische tijdschaal
• (atlas)kaarten:
orohydrografische kaart. Dit is een kaart waarop de hoogte van het landschap en de waterlopen zijn weergegeven.
geologische kaart met stratigrafische kolom. Dit is een kaart waarop je kan zien waar een stuk bodem van een bepaalde leeftijd aan het oppervlak zichtbaar is. De leeftijd van elke laag kan dan afgelezen worden op een stratigrafische kolom, waar de opeenvolging van de gesteentelagen via een kleurcode duidelijk wordt.
pedologische kaart. Dit is een bodemkundige kaart die aangeeft welk type bodem er aan het aardoppervlak ligt.
• GIS software of GIS viewers
Kleur de streek/streken in waarvan je de landschapsgenese onderzocht hebt.
Kuststreek Polders Zandig Vlaanderen Zandlemig Vlaanderen Kempen Groentestreek Hageland Maasland Henegouwse Leemstreek Brabantse Leemstreek Vochtig Haspengouw Droog Haspengouw Land van Herve Condroz
Fagne-Famenne Ardennen Kalksteenzoom Lotharingen Dichtbebouwd en/of industriestreek Kerngebied of Vlaamse Ruit
Nu kunnen we heel wat landschappen in de wereld gaan verklaren. Laten we dit oefenen op een aantal goed bestudeerde landschappen in België. Om wat gerichter te werk te kunnen gaan, kan het een hulp zijn om gebruik te maken van de volgende checklist:
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Welke endogene processen hebben een rol gespeeld? Denk aan: vulkanisme, aardbevingen, plooiingen, hotspots ... Vind je hier sporen van terug?
De endogene processen hebben een impact op het voorkomen van het type gesteente. Welke gesteenten zijn aanwezig in het landschap?
Hebben de endogene processen een impact gehad op de ligging van de zeespiegel ten opzichte van het continent?
Welk klimaat heerste er in het verleden? Wat is het verschil met het hedendaagse klimaat?
Heeft een verandering in het klimaat een impact gehad op de ligging van de zeespiegel ten opzichte van het continent?
Heeft het klimaat een impact gehad op de vegetatie?
Heeft het klimaat een impact gehad op de vorming van de bodem?
Kun je er een tijdsdimensie aan koppelen? Wat gebeurde eerst, wat pas later? Wat is vrij recent, wat is veel ouder?
De endogene processen, het klimaat en de bodem bepalen doorheen de tijd het voorkomen van exogene processen. Welke vormen van verwering hebben een rol gespeeld?
Welke vormen van erosie, transport en sedimentatie zijn bepalend geweest voor het landschap?
Was er een impact van de mens op het landschap?
3.2 De Vlaamse heuvels
De Vlaamse heuvels zijn prominent aanwezig in ons overwegend vlak landschap. Deze heuvels en hun rustige omgeving hebben een rijke geschiedenis en trekken jaarlijks heel wat fiets- en wandelliefhebbers aan.
Gebruik onderstaande bronnen en de hulpvragen om de steekkaart in te vullen. Zo ben je in staat om het landschap van de Vlaamse heuvels te beschrijven en verklaar je hoe dit landschap is ontstaan.
Onderzoek de hoogte van deze heuvels en hun onderlinge positie in het landschap: Kluisberg, Pottelberg, Muziekberg, Kemmelberg, Zwarte Berg, Catsberg, Casselberg.
Bekijk de volgende kaarten van België: geologie, reliëf, bodem, grondsoorten.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
pleistoceen
tertiair neogeen plioceen mioceen oligoceen paleogeen eoceen paleoceen mesozoïcum krijt jura trias
0 10 km
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Getuigenheuvels van de Zanden van Diest Meest zuidelijke kustlijn ten tijde van het Laat-Mioceen
Diest
Aarschot
Motte
Demer Groots beek ZwarteBeek
Demer
Winge
Dijle
Leuven
Begijnebeek
getuigenheuvels Hageland
Glauconiet is een ijzerhoudend silicaat dat enkel in de zee gevormd wordt. Het zit vaak tussen zandkorrels in de zee en in zandbanken. Als het langdurig in contact komt met de lucht, zal het oxideren. Hierdoor ontstaat limoniet, een mineraal dat diagenese van zanddeeltjes bevordert (cementering) waardoor ijzerzandsteen gevormd kan worden.
Calais
Zeebrugge
Oostende Brugge
Nieuwpoort
Duinkerke
Gent
Kortrijk
Ronse 02550km
zandbanken Noordzee
MIOCEEN
IJzerhoudend zand
zeebodem
IJzerhoudend zand
Klei
Zand
Zandige klei
Kleiig zand
PLIOCEEN
Klei
Zand
Zandige klei
Kleiig zand
OVERGANG KWARTAIR
ijzerhoudend zand
ijzerhoudend zand
EOCEEN
Klei
Zand
Zandige klei
Kleiig zand
Tijdens het tertiair overspoelde de zogenaamde Diestiaanzee regelmatig het noorden van België. In een mariene omgeving werden afwisselend kleien zandlagen afgezet. 8 miljoen jaar geleden kwam daar een laag zand bij waarin veel glauconiet zat. Het onderzochte gebied bevond zich vrij dicht bij de kust en ondervond veel getijdenstromingen. Er ontstonden zandbanken. In de miljoenen jaren die daarop volgden is de bodem langzaam omhoog getild door de Alpiene orogenese. De Diestiaanzee trok zich terug. Wind en regen kregen vrij spel en konden zachtere lagen makkelijk eroderen.
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
ijzerhoudend zand
PLEISTOCEEN
ijzerhoudend zand zandleem leem
Tijdens het quartair wisselden ijstijden en tussenijstijden elkaar af. Het Weichseliaan was de laatste ijstijd tijdens het pleistoceen. De ijskap van Scandinavië reikte tot in Duitsland en Denemarken, maar net niet tot België of Nederland. Het landschap bestond uit toendra, waar de wind vrij spel had. Zie atlaskaart Europa in de laatste ijstijd. En dan daaronder de kaart met de platentektoniek en de alpiene orogenese.
LANDSCHAPSGENESE VAN
Endogene processen:
• gesteentevorming
• vulkanisme
• diagenese
• metamorfose
• opheffing
• opheffing landschap/daling landschap/stabiele periode
Klimaat:
• ijstijd/opwarming/stabiele periode
• vegetatie
• bodemvorming
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Tijdskader:
Verwering:
• fysisch
• chemisch
• biologisch
Erosie, transport & sedimentatie
• glaciaal
• stromend water
• eolisch
• gravitationeel
• differentiële erosie
• menselijke invloed
Samenvatting:
Reizen is voeding voor de ziel
Men zegt soms, reizen is voeding voor de ziel. Wanneer je de wereld verkent, krijg je meer inzicht in onze planeet en verrijk je jouw kennis. Doorheen deze module kreeg je heel wat kennis en werktuigen aangereikt om dat inzicht te vergroten. Laten we ze nog een laatste keer toepassen op enkele iconische bezienswaardigheden. Bestudeer één of meerdere foto’s en ga na welke vormen van erosie en verwering het landschap verklaren. Ga vervolgens samen met je leerkracht of klasgenoten op zoek om te kijken of je hypothese klopt.
Grand Canyon (VS)
Arches National Park (VS)
Duin (Namibië)
Blue Cave (Kroatië)
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
STUDIEWIJZER
ik ken het!
Je kan wetenschappelijke denktechnieken (zoals het herkennen van patronen en oorzaak-gevolg relaties) toepassen op een breed aanbod aan informatiebronnen (zoals kaarten, GIS-viewers, foto’s en figuren) om geografische processen zoals klimaatverandering, geomorfologie en landschapsgenese te begrijpen en te beschrijven.
Je kan gebeurtenissen, plaatsen, patronen en processen i.v.m. geomorfologie en landschapsgenese op een passende kaart lokaliseren.
paginanummer
module 1
module 1
Je beschrijft de gevolgen van klimaatverandering voor het landschap. p. 3-7, p. 13
Je geeft voorbeelden van klimaatveranderingen doorheen de geologische geschiedenis. p. 6-13
Je beschrijft onderzoekstechnieken om informatie te krijgen over klimaatverandering in het geologische verleden. p. 9-13
Je kan uitleggen waarom massa-extincties in het verleden voorkwamen. p. 14-15
Je vergelijkt massa-extincties uit het geologische verleden met het huidige biodiversiteitsverlies. p. 14-17
Je beschrijft voorbeelden van verschillende soorten verwering. p. 18-20
Je koppelt verschillende soorten verwering aan verschillende klimaatomstandigheden. p. 21
Je legt met voorbeelden uit welk mechanisme er achter geomorfologische processen met wind, zwaartekracht, stromend water en ijs zit. p. 22-32
Je legt uit hoe differentiële erosie kan ontstaan. p. 33
Je legt met voorbeelden uit welke gevolgen geomorfologische processen hebben in het landschap, zoals het voorkomen van meanders, duinen, morenes, een delta ... p. 36-41
Je verklaart een landschap vanuit de landschapsgenese. p. 42-47
Colofon
INKIJKEXEMPLAARDIEKEURE
Auteurs Dieter Vandamme, Tine Simoens, Marc Bellinkx, Solange Goossens en Kris Verbouw
Illustrator Martijn van der Voo
Eerste druk 2024
SO 2024/0391
Bestelnummer 65 900 0890 (module 1 van 90 808 0432)
ISBN 978 90 4864 944 0
KB D/2024/0147/216
NUR 128/129
Thema YPJT
Verantwoordelijke uitgever die Keure, Kleine Pathoekeweg 3, 8000 Brugge
RPR 0405 108 325 - © die Keure, Brugge
Niets uit deze uitgave mag verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt worden door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke wijze ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. No parts of this book may be reproduced in any form by print, photoprint, microfilm or any other means without written permission from the publisher. De uitgever heeft naar best vermogen getracht de publicatierechten volgens de wettelijke bepalingen te regelen. Zij die niettemin menen nog aanspraken te kunnen doen gelden, kunnen dat aan de uitgever kenbaar maken.
Die Keure wil het milieu beschermen. Daarom kiezen wij bewust voor papier dat het keurmerk van de Forest Stewardship Council® (FSC®) draagt. Dit product is gemaakt van materiaal afkomstig uit goed beheerde, FSC®-gecertificeerde bossen en andere gecontroleerde bronnen.