Samenvatting Aarde en Maan

De Aarde als een Dynamisch Systeem

De Aarde is een complex systeem dat evolueert door interacties tussen atmosfeer, mineralen, oceanen en leven.
Beweging en uitwisseling tussen de lagen (kern, mantel, korst, hydrosfeer, atmosfeer) wordt aangedreven door platentektoniek.
De Aarde onderscheidt zich van andere planeten door actieve platentektoniek, een O2 -rijke atmosfeer, H2O oceanen en leven.
De Aarde is 4.6 miljard jaar oud.
Geologische processen beïnvloeden maatschappij en milieu (energie, aardbevingen, klimaat).
Leven en fysische processen zijn gekoppeld, bijvoorbeeld O_2 productie door fotosynthese.
Wetenschappelijke methoden (observatie, labowerk, modellering) worden gebruikt om processen te begrijpen.

Big Bang: 13.7 Ga geleden, "expanding universe".
Cosmochemie: Elementen ontstaan in sterren ("we are all made of star dust").
Nucleosynthese: Lichte elementen vormen zware door fusie in sterren.
Kleine sterren (zoals de zon) produceren elementen tot He fusie.
Grotere sterren produceren elementen tot Fe in de kern, gevolgd door supernova-explosie.
Het zonnestelsel, met de zon en 8 planeten, vormde zich 4.6 Ga geleden uit een zonnenevel.
De zon is een tweede generatie ster, rijk aan chemische elementen.

Stap 1: Inkrimping van de nevel, begin van rotatie.
Stap 2: Snellere rotatie, vorming van een schijf, botsingen tussen atomen.
Stap 3: Gravitatie induceert druk en temperatuur, proto-zon ontsteekt (H fusie).
Stap 4: T-Tauri fase, condensatie van gas, vorming van gesteenten, protoplaneten door accretie.
Mineralen condenseren volgens condensatiereeks (van refractaire naar vluchtige elementen).
Planeten vormen door accretie en botsing.
Kleine gesteente-planeten dicht bij de zon, grote gasplaneten verder weg.
Asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter door Jupiter's gravitatie.

Meteorieten geven informatie over de oorsprong van het zonnestelsel en de samenstelling van de Aarde.
Constante 'regen' van meteorietenmateriaal op aarde.
Meteorieten met chondrules (chondrieten) zijn primitief en niet gedifferentieerd.
CAI (Ca-Al rich inclusions) zijn de eerste solidus fase (4.567 Ga).
Gedifferentieerde meteorieten komen van lichamen met een kern, mantel en korst.

Differentiatie leidde tot de inwendige structuur: kern (Fe, Ni), mantel (Fe, Mg silicaten), korst (Na, K, Al silicaten).
Inslag van Theia leidde tot de vorming van de maan.
Asteroïde-inslagen brachten H_2O en vluchtige elementen.
De Maan is gevormd na een inslag van een groot hemellichaam op de Aarde.
Zware bombardementen in de vroege planeten.

Warmtebronnen: Accretiewarmte, radioactiviteit (26Al, 60Fe). Warmteoverdracht door geleiding, convectie, straling.
Vroege atmosfeer was CO_2-rijk. Oceanen vormden zich 4.4 Ga geleden.
De aarde is nog steeds actief door radioactief verval van U, Th, K.

Verschil in topografie tussen continentale en oceanische korst door verschil in samenstelling en dichtheid.

De Aarde is opgebouwd uit lagen met een gecentreerde massa.
Verschillen tussen continentale (graniet, minder dicht) en oceanische (basalt, dichter) korst.
Lithosfeer omvat korst en bovenste mantel.
Astenosfeer is een warmere zone in de bovenmantel met plasticiteit.
Moho is de korst/mantel grens.
Lithosfeer drijft op de astenosfeer (isostasie).
Isostatische rebound: landmassa stijgt na het smelten van een ijskap.

Indirecte methoden: dichtheid, labo-experimenten, meteorieten, seismologie.
Seismische golven (P, S, oppervlakte) geven informatie over de inwendige structuur.
Snelheid van S is 0 in vloeistof.

Seismische tomografie geeft beelden van warme en koude zones in de mantel.
Convectie in de mantel is de motor van platentektoniek.
De beweging van vloeibaar materiaal in de buitenkern veroorzaakt het magnetisch veld (dynamo theorie).

Geoïde = equipotential oppervlak van de aarde = de echte vorm van de aarde.
Convectie in de mantel is de motor van platentektoniek en beweging in buiten kern (Fe-Ni vloeibaar) = oorzaak van het magneetveld
Grenzen: Moho, Gütenberg, Lehmann discontinuïteit.
Samenstelling totaal Aarde: Felsic lithologie