HF Efterslægten September 2015

Vulkaner og Jordens opbygning

Evalueringsopgave i naturvidenskabelig faggruppe

I dagligdagen tænker vi ikke meget over det, men vores jordklode havde været et meget anderledes sted uden

vulkansk aktivitet. Magmavulkaner spiller en væsentlig rolle for jordens opbygning og liver på jorden.

Derfor er det et meget relevant emne at beskæftige sig med. Denne tværfaglige opgave om jordens udvikling

er skrevet ud fra problemformuleringen: Hvordan påvirker stoffer i magmavulkaner deres omgivelser?

Problemformuleringen behandles ud fra et kemisk, geografisk og biologisk synspunkt. I arbejdet med

problemformuleringen har vi besvaret følgende problemstillinger:

Hvordan er Jorden opbygget?

Hvordan fungerer vulkaner?

~9,3 milliarder år efter "the Big Bang" opstår Jorden, ubeboelig og endnu ikke fysisk stabil.

Jorden blev dannet sammen med det øvrige solsystem ved at samle sig ud af en roterende sky af gasser og

andre grundstoffer. Takket været kraftige radioaktive processer i jordens indre steg kernetemperaturen

hurtigt og medførte kraftig vulkansk aktivitet. Ved en gradvis men kontinueret omsmeltningsproces af

jordens litosfære og asthenosfære forvandlede magmaen sig med tiden fra at være jernrig og balsaltisk til at

være en mere kølig og siliciumdioxydrig magma, også kendt som surt/andesitisk magma. Den højere

viskositet medførte, at lavaen var koldere og mere fast ved overfladen, hvilket også lå til grund for, at vores

første faste kontinenter opstod. Efter jordskorpedannelsen antages det, at jordens overflade hovedsageligt var

dækket af aktive vulkaner og hav. De aktive undervandsvulkaners konstante udbrud medtog vigtige

mineraler og næringsstoffer til overfladen inde fra jordens indre. ~ 1,7 milliarder år senere opstår det første

glider på. Med en dybde på 100 - 300km er temperaturen noget varmere og konsistensen af jordmaterialet er

derfor blød og plastisk.

I det midterste lag er mesosfæren med en dybde på 300 - 2880 km, der desuden udgør 75-80% af jordens

masse. Der fremkommer høje temperaturer og tryk i mesosfæren, hvilket medfører, at det højt opvarmede

materiale er forholdsvis fast i sin konsistent.

I asthenosfæren foregår en voldsom energi udveksling med jordens indre kerne. Denne energiudveksling

kaldes for "konvektionsstrøm" (bilag 2), og er resultatet af den kraftige varmeenergi. Denne opadgående

energistrøm af varme bevæger sig i konstante cirkulationer bestående af opvarmet og nedkølet magma.

Bilag 1

Den indre kerne er oval og strækker sig derfor fra km, med en gennemsnits temp. på 3650°. Da

trykket er enormt, er denne massive metal sfære fast i sin konsistens, på trods af at jern smelter ved 1540°.

Den ydre kerne strækker sig fra 2900 – 5150 km i dybden, og er ca. 2.257 km tyk. Sfæren består ligeledes

også af metal, men er til forskel for den indre kerne flydende. Dette skyldes at trykket er mindre, hvilket

giver jern sin omsmeltnings evne igen. Til sammen udgør de 1/3 af jordens vægt.

Konvektionsstrømmen er hovedårsagen til, at de tektoniske plader har rykket sig sammen og fra hinanden

igen af flere omgange.

Den enorme varme fra jordens kerne søger opad der hvor trykket er lavest.

destruktive pladegrænse" er definitionen på, at 2 tektoniske plader skubbes mod hinanden. Af denne

bevægelse opstås såkaldte foldebjerge. Her kan bl.a. nævnes Himalayabjergkæden. Da de tektoniske plader

der grænser op ved Himalaya konstant er under pres af asthenosfæren i den samme retning, vokser Himalaya

bjergkæden stadig den dag i dag.

En anden retning, som 2 tektoniske plader kan bevæge sig hedder "den konstruktive pladegrænse".

Dette opstår, når 2 plader bevæger sig væk fra hinanden, og i stedet for foldebjerge opstår spredningszoner.

Den sidste retning, 2 plader kan bevæge sig på hedder "den bevarende pladegrænse", og er den mindst

fatale. Dette er når de 2 tektoniske plader glider på langs af hinanden og dermed forskyder energien.

Konvektionstrømmen kan også afskille sig med sin overskydende energi ved at skyde det op mod overfladen

dens magmas densitet. Jo dybere magmaen stammer fra, desto varmere og mere flydende er lavaen ved

overfladen. Ligeledes, jo mere jernholdig magmaen er, desto lavere er viskositeten ved overfladen. Lav

viskositet skaber skjoldvulkaner der dækker et stort areal, men ikke bliver særligt høje. Hvis vulkanen i

stedet får sin magma relativt tæt på jordens overfalde dannes keglevulkaner. Dette skyldes at magmaen

omsmelter asthenosfærens højere lag og dermed fortynder sin basaltiske komponenter til en mere stenholdig

blanding, hvad giver en højere mængde siliciumdioxyd. Det andesitisk magmas lavere densitet vises i form

af høj viskositet ved overfladen hvor den er mere fast og kølig. Derfor får keglevulkaner ofte mulighed for at

opnå større højder. Det er primært også derfor at alle aktive vulkaner, og mærkbare jordskælv, sker ved

tektoniske pladegrænser hvor spredningszoner opstår.

som mængden af føde svandt ind, udviklede nogle af disse organismer, evnen til at få energi og omdanne

CO

Under fotosyntesen omdannes CO2 og H2O til glukose og ilt.

C6H12O6 (glukose) + 6O2.

Respiration foregår også i planteceller, men i en anden organel, mitokondrien. Ved respirationen omdannes

glukose, ilt og adenosindifosfat til ATP(adenosintrifosfat), kuldioxid og vand.

reageret med oxygen i atmosfæren og skabt ozonlaget, som beskytter mod radioaktive stråler fra solen.

Jorden har flere gange været udsat for massudryddelser af liv. Hver gang har livet rejst sig fra støvet. Der er

mange teorier om årsagen til de forskellige masseudryddelser, men de fleste beskæftiger sig med stor

vulkansk aktivitet. Man kender til i alt 5 masseudryddelser, og herunder er beskrevet 2 af de største:

For 250 mio. år siden skete den store Perm–Trias udslettelse, populært kaldet massedøden. Det var den

største og mest alvorlige udryddelse af liv i jordens historie og førte til, at 96% af havets dyr og 70% af

dyrene på landjorden uddøde. Da så megen biodiversitet blev mistet, tog det også væsentligt længere tid for

jorden at komme sig end ved nogen anden masseudryddelse. En af teorierne til årsagen af massedøden går

på, at stor vulkansk aktivitet kreerede en askesky som blokerede for solens lys og derved næsten

umuliggjorde fotosyntesen. Samtidig med dette tilførte udbruddene betydelige mængder CO

Et atom består af en kerne med neutralt ladede neutroner og positivt ladede protoner. Rundt om kernen findes

de negativt ladede elektroner, i lag vi fremover vil kalde for skaller. Der kan være 2 elektroner i den inderste