Geologi: Jordens opbygning, mineraler, bjergdannelse og historie
Lær om Jordens opbygning: mineraler, bjergarter, bjergdannelse, vulkaner, jordskælv og Jordens historie - en klar, spændende introduktion til geologi for nysgerrige.
Geologi er studiet af de ikke-levende ting, som jorden er lavet af. Geologi er studiet af bjergarter i jordskorpen. Folk, der studerer geologi, kaldes geologer. Nogle geologer studerer mineraler (mineraloger) og de nyttige stoffer, som stenene indeholder, f.eks. malme og fossile brændstoffer. Geologer studerer også Jordens historie.
Nogle af de vigtige begivenheder i Jordens historie er oversvømmelser, vulkanudbrud, jordskælv, orogeni (bjergdannelse) og pladetektonik (kontinenternes bevægelse).
Jordens opbygning
Jorden er opbygget i lag med forskellig sammensætning og egenskaber:
- Jordskorpen: det yderste faste lag, der indeholder de fleste bjergarter og mineraler, og hvor livet lever.
- Mantlen: et tykt, delvis fast lag under skorpen, hvor materialer kan bevæge sig langsomt og fremkalde pladetektoniske processer.
- Kernen: den inderste del, opdelt i ydre, flydende kerne og indre, fast kerne. Kernen er rig på jern og nikkel og påvirker Jordens magnetfelt.
Mineraler og bjergarter
Mineraler er rene, naturligt forekommende faste stoffer med en bestemt kemisk sammensætning og krystalstruktur. Bjergarter består af én eller flere mineraler. Der findes tre hovedtyper af bjergarter:
- Magmatiske (igneøse) bjergarter: dannes ved størkning af magma eller lava (fx granit og basalt).
- Sedimentære bjergarter: dannes ved aflejring og sammenpresning af sedimenter (fx sandsten, kalksten), ofte indeholdende fossiler.
- Metamorfe bjergarter: dannes, når eksisterende bjergarter ændres af tryk, temperatur eller kemisk påvirkning (fx gnejs, marmor).
Den kontinuerlige omdannelse mellem disse typer kaldes bjergarts-cyklussen (rock cycle): vejrligning, erosion, aflejring, begravelse, metamorfose, smeltning og størkning.
Bjergdannelse og pladetektonik
Bevægelser i Jordens indre driver pladetektonik, hvor store lithosfæreplader bevæger sig relativt til hinanden. Sammenstød, friktion og opdrift ved pladegrænser skaber mange af jordens vigtigste geologiske fænomener:
- Sammenstødende plader kan danne bjerge (orogeni) og dybe bjergkæder.
- Fravær eller glidning ved pladegrænser kan udløse jordskælv.
- Spredningszoner under havet danner midthavsrygge og ny oceanbund; vulkanisme forekommer ofte ved pladegrænser eller hot spots (vulkanudbrud).
Geologiske processer og store begivenheder
Udover pladetektonik former også klima, havstand, iskapper og store begivenheder landskabet. Eksempler er store oversvømmelser, meteoriteffekter og langvarige ændringer i atmosfæren og havene, som har påvirket livets udvikling.
Geologisk tid og Jordens historie
Geologer arbejder med meget lange tidsskalaer. Jordens historie deles i eoner, eraperioder og perioder baseret på store ændringer i jordens skæbne og livsformer. Metoder som radiometrisk datering, stratigrafi og fossilanalyse gør det muligt at bestemme alder og rækkefølge af geologiske begivenheder.
Metoder og værktøjer i geologi
Geologer bruger mange metoder til at undersøge Jorden:
- Feltarbejde og kortlægning af bjergarter og strukturer.
- Laboratorieanalyser af mineraler og bjergarter (petrografi, geokemi).
- Geofysiske metoder som seismologi, magnetometri og gravimetri til at studere undergrunden.
- Fjernmåling (satellitbilleder) og geologisk prøvetagning (boringer).
- Dateringsteknikker som radiometrisk datering for at bestemme alder.
Anvendelser af geologi
Geologi har mange praktiske anvendelser: kortlægning af råstoffer (fx malme og fossile brændstoffer), vurdering af naturfarer som jordskælv og vulkaner, grundvandsundersøgelser, og planlægning af infrastruktur (tunneler, dæmninger, byggeri). Geologisk viden er også vigtig for miljøbeskyttelse og for at forstå klimaforandringer og deres langevarige effekter på landskabet.
Foto af grænsen mellem Ordovicium og Silur. På grund af foldningen af den kaledonske bjergkæde er lagene blevet vendt om (vendt på hovedet). Derved blev den tidligere ordoviciumkalksten siddende oven på den senere siluriske brunlige muddersten.
Emner
Geologi er opdelt i særlige fag, der undersøger en del af geologien. Nogle af disse fag, og hvad de fokuserer på, er:
- Geomorfologi - Jordens overflade (dens morfologi)
- Historisk geologi - de begivenheder, der har formet Jorden i løbet af de sidste 4,5 milliarder år
- Hydrogeologi - underjordisk vand
- Palæontologi - fossiler; udviklingshistorie
- Petrologi - bjergarter, hvordan de dannes, hvor de kommer fra, og hvad det betyder
- Mineralogi - mineraler
- Sedimentologi - sedimenter (ler, sand, grus, jordbund osv.)
- Stratigrafi - lagdelte sedimentære bjergarter og hvordan de er blevet aflejret
- Petroleumgeologi - olieforekomster i sedimentære bjergarter
- Strukturel geologi - foldninger, forkastninger og bjergdannelse;
Se Jordvidenskab for nærmere oplysninger.
- Vulkanologi - vulkaner på land eller under havet
- Seismologi - jordskælv og kraftige jordbevægelser
- Ingeniørgeologi - geologiske farer (såsom jordskred og jordskælv) anvendt i forbindelse med civilingeniørarbejde
- Geoteknisk ingeniørarbejde: Det kaldes også geoteknik. Det er en gren af geologien, der beskæftiger sig med jordmaterialers tekniske adfærd.
Typer af sten
Klipper kan være meget forskellige fra hinanden. Nogle er meget hårde, og andre er bløde. Nogle bjergarter er meget almindelige, mens andre er sjældne. Alle de forskellige bjergarter tilhører dog tre kategorier eller typer, nemlig magmatiske, sedimentære og metamorfe bjergarter.
- Glutamisk sten er sten, der er dannet ved vulkansk aktivitet. Ignæusbjergarter opstår, når lava (smeltet sten på jordens overflade) eller magma (smeltet sten under jordens overflade) afkøles og bliver hård.
- Sedimentære bjergarter er bjergarter, der er blevet dannet af sediment. Sediment er faste stykker stof, der flyttes af vind, vand eller gletsjere og falder ned et sted. Sediment kan være lavet af ler, sand, grus og dyrs kroppe og skaller. Sedimentet falder ned i et lag, som regel i vandet på bunden af en flod eller et hav. Efterhånden som sedimentet hober sig op, bliver de nederste lag presset sammen. Langsomt stivner de til sten.
- Metamorfe bjergarter er bjergarter, der er blevet ændret. Nogle gange bliver en magmatisk eller sedimentær bjergart opvarmet eller presset sammen under jorden, så den ændrer sig. Metamorfe bjergarter er ofte hårdere end den bjergart, de var, før de blev ændret. Marmor og skifer er blandt de metamorfe bjergarter, som folk bruger til at lave ting.
Fejl
Alle tre slags bjergarter kan ændres ved at blive opvarmet og presset af kræfter i jorden. Når dette sker, kan der opstå brud (revner) i klippen. Geologer kan lære meget om bjergarternes historie ved at studere mønstrene i brudlinjerne. Jordskælv opstår, når en forkastning pludselig brydes.
Jord
Jord er det stof på jorden, der består af masser af partikler (eller små stykker). Jordpartiklerne kommer fra sten, der er brudt ned, og fra rådnende blade og dyrekroppe. Jord dækker en stor del af jordens overflade. Planter af alle slags vokser i jorden.
Hvis du vil vide mere om typer af bjergarter, kan du læse artiklen om bjergarter (geologi). Du kan finde ud af mere om jordbund i artiklen om jordbund.
Principper for stratigrafi
Geologer bruger nogle enkle idéer, som hjælper dem med at forstå de bjergarter, de studerer. Følgende idéer blev udarbejdet i stratigrafiens tidlige dage af folk som Nicolaus Steno, James Hutton og William Smith:
- Forståelse af fortiden: Geologen James Hutton sagde: "Nutiden er nøglen til fortiden". Han mente, at den slags ændringer, der sker på jordens overflade nu, er den samme slags ting, som skete i fortiden. Geologer kan forstå ting, der skete for millioner af år siden, ved at se på de ændringer, der sker i dag.
- Horisontale lag: Lagene i en sedimentær sten skal have været vandrette (flade), da de blev aflejret (lagt ned).
- Lagrenes alder: Lagene i bunden må være ældre end lagene i toppen, medmindre alle stenene er blevet vendt.
- I sedimentære bjergarter, der består af sand eller grus, skal sandet eller gruset stamme fra en ældre bjergart.
- Fejlene er blevet til: Hvis der er en revne eller en forkastning i en klippe, er forkastningen yngre end klippen. Bjergarter er opdelt i lag (mange lag). En geolog kan se, om fejlene går gennem hele laget eller kun nogle af dem. Det er med til at fortælle om bjergarternes alder.
- Alderen af en klippe, der skærer sig gennem andre klipper: Hvis en magmatisk bjergart skærer gennem sedimentære lag, må den være yngre end den sedimentære bjergart.
- Den relative alder af fossiler: Et fossil i en bjergart må være omtrent lige så gammelt som den samme type fossil i den samme bjergart et andet sted. På samme måde må et fossil i et bjergartslag nedenunder være tidligere end et fossil i et højere lag.
Galleri
· 
Lag af sedimentære bjergarter
· 
En forkastning, der skærer gennem ældre sedimentære bjergarter
· 
Et konglomerat: sedimentær sten, der består af hvide stykker af ældre sten, som er brudt op og blandet med rødt sand på bunden af en flod.
· 
· 
Strande er interessante steder at studere geologi,
· 
....so er grotter.
· 
Et enkelt, vigtigt værktøj for geologen
· 
Geologen David Johnston på siden af Mount St. Helens.
· 
En ung Butcher Bird står på en kasse med bjergkerner, der er blevet boret op fra undergrunden.
· 
Geologer ser på nogle prøver af bjergarter for at finde mineraler til minedrift.
· 
Et kort, der viser de forskellige jordtyper og bjergarter under det sydlige ocean. Geologer finder nye oplysninger om dette område.
· 
Dette kort viser de vigtigste "plader" på Jordens overflade og viser, hvilken vej de bevæger sig.
· 
Dette diagram viser den kemiske bevægelse ved en dybhavsudluftning på havbunden.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er geologi?
A: Geologi er studiet af de ikke-levende ting, der udgør Jorden, f.eks. bjergarter i dens skorpe.
Q: Hvem studerer geologi?
A: Folk, der studerer geologi, kaldes geologer.
Sp: Hvad studerer mineraloger?
A: Minerologer studerer mineraler og de nyttige stoffer, der findes i sten, f.eks. malme og fossile brændstoffer.
Sp: Hvilken slags begivenheder studerer en geolog?
A: Geologer studerer også Jordens historie, herunder oversvømmelser, vulkanudbrud, jordskælv, orogeni (bjergdannelse) og pladetektonik (kontinenternes bevægelse).
Spørgsmål: Hvordan kan en geolog bruge sin viden til gavn for samfundet?
A: Geologer kan bruge deres viden til at hjælpe med at identificere potentielle energikilder eller ressourcer, der kan bruges af samfundet, f.eks. olie- eller naturgasforekomster. De kan også hjælpe med at forudsige naturkatastrofer som jordskælv eller vulkanudbrud, så folk kan være bedre forberedt på dem.
Spørgsmål: Hvilke andre områder er relateret til geologi?
A: Andre områder, der er relateret til geologi, omfatter geografi, oceanografi, palæontologi, meteorologi og seismologi.
Spørgsmål: Hvordan har vores forståelse af Jorden ændret sig gennem tiden?
A: Vores forståelse af Jorden har udviklet sig gennem tiden, og der gøres hele tiden nye opdagelser om dens sammensætning og historie. Nye teknologier har gjort det muligt for os at få større indsigt i, hvordan vores planet fungerer, og hvordan den har ændret sig gennem millioner af år.
Søge