Hoofdstuk 2.1 en 2.2: Systeem aarde

Hoofdstuk 2 De buitenkant van de aarde

De exogene krachten van dit hoofdstuk zijn vooral verantwoordelijk voor een vervlakking van het reliëf. Het materiaal wat bij verwering ontstaat, wordt door drie transportkrachten meegenomen: water, wind en ijs. Tijden het transport zorgen deze vervoerders voor afbraak, maar ook voor opbouw van het landschap. De exogene processen worden aangedreven door energie van de zon.

2.1 Gesteenten en verwering

Soorten gesteenten

Alle vaste stoffen die in de aardkorst en het bovenste gedeelte van de aardmantel voorkomen, worden gesteenten genoemd (graniet, kalksteen, zand, klei…).

Gesteentekringloop

Stollingsgesteenten, sedimentgesteenten en metamorfe gesteenten. Elk soort kan worden gevormd uit de andere twee gesteentesoorten.

Stollingsgesteenten worden gevormd door afkoeling van magma. Zij vormen ongeveer 95% van de aardkorst.

Sedimentgesteenten ontstaan door het neerslaan van materiaal dat wordt aangevoerd door de lucht, door het water of door ijs. Het aardoppervlak is voor driekwart bedekt met deze afzettingsgesteenten.

Metamorfe gesteenten worden gevormd doordat stollingsgesteenten onder invloed van druk en/of een verhoogde temp. een gedaanteverwisseling (metamorfose) ondergaan.

Soorten verwering

Samen met erosie en massabewegingen is verwering verantwoordelijk voor de afbraak van landschap.

Verwering:        Het uiteenvallen van hard gesteenten onder invloed van het weer en planten. Het afgebroken gesteente blijft ter plekke liggen.

Je kunt drie soorten verwering onderscheiden:

• Bij mechanische verwering (fysische verwering) valt het gesteente uiteen zonder dat de scheikunde samenstelling van het gesteente verandert.

> Vorstwerking. Hierbij  bevriest het water dat in de spleten van een gesteente is gezakt. Door de uitzetting van bevriezing (10%) worden de spleten steeds breder en brokkelen er stukjes steen af. In woestijngebieden kan het ook doordat de temperatuur overdag kan oplopen tot 40 graden en ’s nachts kan het dalen tot bij het vriespunt. Door deze temp. verschillen  kan het gesteente gaan splijten en afschilveren.

• Bij chemische verwering verandert de scheikundige samenstelling wél. Vooral in warme, vochtige gebieden reageren bepaalde mineralen in het gesteente met stoffen in het grond- en regenwater. IJzerdeeltjes in gesteente gaan dan bijvoorbeeld roesten.

> Het oplossen van kalksteen door (zuur)grond- en regenwater. Het resultaat zijn de grotten met de hangende en staande pilaren van kalk. Ook mooie karstlandschappen kunnen hierdoor ontstaan (scheuren in de grond…).

• Organogene verwering (biologische verwering). Deze verwering is het gevolg van de werking van planten en dieren.

> Plantenwortels die gesteenten uit elkaar drukken, of bacteriën die inwerken op de chemische samenstelling van een gesteente.

Het type verwering en de mate waarin verwering optreedt, zijn afhankelijk van het klimaat.

Leven begraven

Als gevolg van verwering kan er op hellingen verweringmateriaal ontstaan. Als dit onder invloed van de zwaartekracht naar beneden glijdt, is er sprake van een massabeweging.

Een drietal factoren beïnvloed het naar beneden glijden van het verweringsmateriaal.

• De aard van het materiaal is bepalend. Los materiaal, zoals zand, schuift makkelijker dan vaster materiaal.
• De steilheid van een helling. Hoe steiler de helling, hoe gemakkelijker het verweringsmateriaal naar beneden komt.
• De mate waarin het verweringsmateriaal is verzadigd met water. Naarmate het materiaal natter is, gaat het makkelijker bewegen. + Met water verzadigde grond glijdt makkelijker dan een helling waarop begroeiing aanwezig is.

Geologen maken een indeling op basis van de snelheid waarmee het verweringsmateriaal zich verplaats. Aardverschuivingen vallen dan in de middenmoot. Het materiaal beweegt zich niet langzaam, maar ook niet zo snel als bijvoorbeeld bij een sneeuwlawine. De oorzaak voor het afschuiven kan een trilling van een aardbeving of vulkaanuitbarsting zijn geweest, maar ook het verzadigd raken met water kan een rol spelen.

Het puin dat naar beneden is geschoven, kun je in het landschap vaak herkennen als een puinhelling. Deze is dus opgebouwd uit los verweringsmateriaal en vaak onstabiel door de grote hellingshoek.

De kringloop van het water

De hoeveelheid water op aarde is constant. Meer dan 98% van al het water is opgeslagen in oceanen. Het water maakt deel uit van de hydrologische kringloop die zich in de lucht, op het land en in de oceanen afspeelt. Dit is een nooit eindige cyclus van neerslag, verdamping, condensatie en transport van water. Tijdens deze kringloop wordt verweringsmateriaal verplaatst.

Kringloop begint bij neerslag. De neerslag die valt, infiltreert in de grond, of verdampt of stroomt af. De afstroming kan ondergronds, maar kan ook aan het oppervlak plaatsvinden. De verdamping kan gebeuren vanaf open water (ook op het land). In dit geval is er sprake van evaporatie. Maar ook vanuit de huidmondjes van planten verdampt water. Als je deze transpiratie samenvoegt met de evaporatie, krijg je evapotranspiratie. Variaties in de evapotranspiratie, neerslag en afstroming worden veroorzaakt door de schillen in klimaat. Bij de verdamping komt het vocht weer in de lucht. Bij afkoeling vindt condensatie plaats en begint de cyclus weer opnieuw.

2.2 Afbraak en opbouw van het landschap

IJs, rivieren, de zee en de wind zijn verantwoordelijk voor de afbraak en opbouw van het landschap.

Erosie en sedimentatie

Verweringsmateriaal kan worden getransporteerd door rivieren, gletsjers, zeeën en wind. Tijdens dit transport kan verdere afbraak van het landschap plaatsvinden. Deze uitschurende werking van met puin beladen water, ijs en wind noem je erosie. Hoe langer verwering en erosie op een gebied hebben ingewerkt, hoe vlakker en lager dit gebied zal zijn geworden. Behalve afbraak zijn deze vervoerders ok in staat het landschap weer op te bouwen. Het materiaal dat ze meenemen, wordt dan ergens anders neergelegd. Dit heet sedimentatie.

Afbraak en opbouw door rivieren

Het overtollige water dat in de hydrologische kringloop niet in de bodem zakt, wordt door rivieren (meestal) naar de zee vervoerd. Het gebied dat boven- en ondergronds afwatert op een rivier, noem je het stroomgebied van de rivier. De hoeveelheid water die een rivier afvoert,  hangt af van het klimaat, de vegetatie en de doorlatendheid van het gesteente. De grens tussen stroomgebieden wordt gevormd door de waterscheiding.

De meeste rivieren bestaan uit drie zones: de bovenloop waarin vooral erosie plaatsvindt, de middenloop waarin transport de overhand heeft, en de benedenloop waarin het materiaal voornamelijk sedimenteert. De stroomsnelheid is hiervoor de bepalende factor.

In de bovenloop zijn de hellingen steil en is de rivierbedding nauw. Hierdoor is de rivier krachtig en snijd zich in het landschap in. De insnijding hangt af van de stroomsnelheid, de hardheid van het gesteente en de hoeveelheid puin die de rivier meevoert. Door deze diepte erosie worden V-vormige dalen gevormd.

Door de sterke stroming is het water in staat om gesteente, zand en grind los te wrikken uit de rivierbodem. Met name het grove materiaal ketst tijden het transport weer meer materiaal los. Het lichtere materiaal wordt zwevend in het water (suspensie) meegenomen.

Als de rivier uit de nauwe bergvallen in de bredere dalen komt, vindt er meestal een afzetting van het erosiemateriaal plaats. Deze afzetting heeft een karakteristieke vorm en wordt een puinwaaier genoemd.

De stroomsnelheid daalt wanneer de rivier eenmaal aankomt inde vlakkere benedenloop. Het materiaal dat wordt meegevoerd, wordt dan afgezet. Het water stroomt in de buitenbochten sneller dan in de binnenbochten. Daardoor worden de buitenbochten uitgesleten en zet de rivier slib af in de binnenbochten. Het resultaat is dat de rivier gaat meanderen.

Bij zee aangekomen kan het overgebleven slib worden afgezet. Bij een deltakust verdeelt het water in de riviermonding zich over meerder rivierarmen er vindt er sedimentatie plaats aan de rand van een uiteen waaierend gebied.

Afbraak en opbouw door ijs

Wanneer er in de winter meer sneeuw valt dan dat er in de zomer smelt, kunnen er gletsjers ontstaan. Het is een ijsmassa die op land is gevormd en die onder invloed van zwaartekracht in beweging is.

Er zijn twee soorten gletsjers. Je hebt de

• alpiene of dalgletsjers. Hun lengte kan variëren van minder dan één tot vele tientallen kilometers. Tijdens het naar beneden glijden wordt door hun eroderende kracht een V-vormig dal veranderd in een U-vormig dal.
• De tweede soort zijn de grootste gletsjers en worden gevormd door de uitlopers van het landijs aan de randen van een ijskap. Dit kan een uitgestrekt gebied beslaan.

Tijdens het bewegen van beide typen gletsjers wordt er veel verweringsmateriaal op, in en onder het ijs meegevoerd. Dit wordt morenemateriaal genoemd. Aan het eind van een gletsjer wordt dit puin uiteindelijk in een boog afgezet: de eindmorene.

Glacialen en interglacialen, kenmerkend voor de periode van het Kwartair, de laatste 2,5 miljoen jaar. Tijdens een glaciaal rukt het landijs op en groeien de gletsjers. Tijdens het warmere interglaciaal trekt het ijs zich juist terug. De afwisseling van glacialen kan miljoenen jaren duren. Over 15 000 jaar heeft de volgende nog-warmere glaciaal z’n intrede gedaan.

De zee geeft en de zee neemt

In gebieden waar de kust niet flauw afloopt, maar waar de zee behoorlijk diep blijft, kan de kracht van golven geweldig zijn. Ze zijn instaat om delen van de kust af te breken. Erosie door de zee vindt vooral plaats bij klifkusten.

Opbouw door de zee komt voor bij aanslibbingskusten. Hier overheerst de afzetting van materiaal. Het door de zee meegebrachte materiaal vormt een zandstrand (Waddenzee). Het zand kan door de wind mee landinwaarts worden genomen waardoor er duinen ontstaan.

Afbraak en opbouw door de wind

De uitschurende werking van de wind heet deflatie.  Ook hierbij is de snelheid van de wind belangrijk. Met name is aride gebieden speelt winderosie een rol van betekenis. Het zwaardere materiaal wordt door de wind over het aardoppervlak geblazen. Het lichtste materiaal kan duizenden kilometers verder pas worden afgezet. Bij sedimentatie door de wind kunnen duinen ontstaan.