Upload
doque
View
224
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
Hva et naturvitenskap?
Vi kan godt stille spørsmål ved hva disse personene mente….
….men ikke denne gjengen!
”Brevet” fra NGU
”Brevet” fra NGU
Nå er kunnskapen om global oppvarming omtrent like etablert som kunnskapen om tyngdekraften. Man har sluttet å lete etter målinger for å forsøke å falsifisere den, fordi man ikke tror at slike målinger finnes. ̶ Rasmus Benestad, Met. Inst.
”Brevet” fra NGU
Nå er kunnskapen om global oppvarming omtrent like etablert som kunnskapen om tyngdekraften. Man har sluttet å lete etter målinger for å forsøke å falsifisere den, fordi man ikke tror at slike målinger finnes. ̶ Rasmus Benestad, Met. Inst.
Google ”MOND” eller ”MOdified Newtonian Dynamics” for et alternativt syn på tyngdekraft!
Mineral vs. bergart
Mineral vs. bergart Mineral • Bestemt kjemisk sammensetning, SiO2 (kvarts) • Bestemte fysiske egenskaper • Ordnet atomstruktur
Bølgediffraksjon
Hvor kommer grunnstoffene fra?
Lette atomkjerner, 3 min etter Big Bang Temp. 1 mrd grader
Første atomer 380,000 år etter Big Bang Temp. 4000 grader
Dagens univers 13,7 mrd år etter Big Bang Temp. -268 grader
Hvor kommer grunnstoffene fra?
Universets sammensetning har endret seg mye siden The Big Bang for 13,7 milliarder år siden
75% hydrogen (H) 25% helium (He)
73% hydrogen (H) 25% helium (He) 2% tyngre grunnstoffer
Hvor kommer grunnstoffene fra?
Hvor kommer grunnstoffene fra?
Kan produsere grunnstoffer opp til jern…. …men for de tyngre grunnstoffene skal det mer til!
Pb
Hf
U
La
Th Rb
Ba
Ta
Re
Sn
Cu
Ag
Au
Hvor kommer grunnstoffene fra? 98%
Store stjerner Supernovaer
Aluminium, 8%
Jern, 5%
Kalsium, 4%
Natrium, 3%
Kalium, 3%
Magnesium, 2%
Andre, 1%
Hvor mye gull finner vi på jorda?
2% av det synlige universet består av grunnstoffer tyngre enn He. Den synlige massen utgjør 4% av massen i universet. Det blir 0.08% grunnstoffer >He. Jorda er en av hundrevis av milliarder planeter i én av hundrevis av milliarder galakser.
”Superpit”, Kalgoorlie, Australia
Vi finner alle grunnstoffer overalt, men de er ikke jevnt fordelt
Fordelingen er kontrollert av geologiske prosesser
Hvor finner vi gull i Norge?
Molybden i Sør-Norge
MAGMATISKE, METAMORFE OG SEDIMENTÆRE BERGARTAR
Montserrat Karibiske hav
Plymouth, Tidligere hovedstad
Ny lavadom under oppbygning
Island Krafla
Foto: Fredrik Høgaas
Hundeidvik Møre og Romsdal
Grande-Terre Karibiske hav
Ulike magmatiske, metamorfe og sedimentære bergarter dannes i ulike tektoniske miljø
De inneholder derfor spor om hvordan jorda så ut før
Klassifikasjon av djupbergartar: Bygger på det relative innhaldet av kvarts og feltspat
QAPF-diagram
Klassifikasjon på grunnlag av mineralogi
Granitt Granite Γρανίτης 花崗岩 화강암
Hvorfor har magmatiske bergarter ulik sammensetning? Ulike prosesser (trykk, temp, fluider)
Hvorfor har magmatiske bergarter ulik sammensetning? Ulike kilder
Metamorfose handler om trykk (P) og/eller temperatur (T)
Metamorfose handler om trykk (P) og/eller temperatur (T) ……og fluider (H2O eller CO2)
H2O
Eklogitt
Granulitt
Granulitt
Holsnøy
CO2
Granulitt
Granulitt Granulitt
Migmatitt
Migmatitt
Granulitt = tørr, høy-T metamorf bergart Eklogitt = tørr, høy-P metamorf bergart
Ontario
Hva skjer når en bergart metamorfoseres? Mineraler reagerer og danner nye mineraler Granat → plagioklas (synkende P)
Ulike tekoniske miljø gir opphav til ulike trykk-, temperatur- og fluidforhold
Putelava, 150 Ma
Unkonformitet
Basalkonglomerat
Kalkstein, 5 Ma
La Desirade Karibiske hav
Englands eldste pub (AD1189) i Nottingham Bygd inn i sandstein (ca. 250 Ma)
Hva får jorda til å ”gå”
Hva får jorda til å ”gå”
Varmen som driver geologiske prosesser (tektonikk) kommer fra atomer som fikk sin energi fra supernovaeksplosjoner. På overflata spiller sola også en stor rolle.
Tilføre fjerne materiale
Tilføre fjerne materiale
Hvor finner vi gull i Norge?
Sediment :
Klassifiserisering sedimentære bergarter : klastiske - karbonat - (bio)kjemiske - pyroklastiske
Fra sediment til sedimentær bergart
Fin
Grov
Leire, silt Siltstein, leirstein, leirskifer,
Sand Sandstein
Grus, stein Konglomerat
Bergart:
Klastiske sedimentære bergarter :
Består av kvarts, feltspat og leirmineraler.
Konglomerat Sandstein Leirskifer Grotzinger et al. 2007 Grotzinger et al. 2007 Grotzinger et al. 2007
Dannes ved at overflaten av bergarter forvitrer og eroderes til bruddstykker og mineralkorn, som transporteres, avsettes, begraves og forsteines.
Kollisjon
Bergartssyklusen vitner om og bevarer spor etter tektoniske prosesser
Hva er et atom?
Proton Nøytron
Elektron Atomnummer (Z) Nukleontall / Massetall
Hva er et atom?
Proton Nøytron
Elektron Atomnummer (Z) Antall protoner Grunnstoff Nukleontall / Massetall
Hva er et atom?
Proton Nøytron
Elektron Atomnummer (Z) Antall protoner Grunnstoff Nukleontall / Massetall Antall protoner+nøytroner
H 2H
3H
Hva er et atom?
Proton Nøytron
Elektron Atomnummer (Z) Antall protoner Grunnstoff Nukleontall / Massetall Antall protoner+nøytroner
H 2H
3H
Isotoper
I jordskorpa
”Superpit”, Kalgoorlie, Australia
Mineral vs. bergart
Mineral vs. bergart Mineral • Bestemt kjemisk sammensetning, SiO2 (kvarts) • Ordnet atomstruktur • Bestemte fysiske egenskaper
Mineral vs. bergart
Mineral vs. bergart Mineral • Bestemt kjemisk sammensetning, SiO2 (kvarts) • Ordnet struktur • Bestemte fysiske egenskaper
Bergart • Sammensatt av flere mineraler
Granitt
Mineral vs. bergart
Mineral vs. bergart Mineral • Bestemt kjemisk sammensetning, SiO2 (kvarts) • Ordnet struktur • Bestemte fysiske egenskaper
Bergart • Sammensatt av flere mineraler
Granitt
G-R-A-N-I-T-T
kvarts + feltspat
Mineral vs. bergart
Granitt
G-R-A-N-I-T-T
kvarts + feltspat
G-A-B-B-R-O
feltspat + pyroksen
Gabbro
Goldschmidts inndeling I a 01 2
H He1.01 II a III a IV a V a VI a VII a 4.00
3 4 5 6 7 8 9 10
Li Be B C N O F Ne6.94 9.01 10.81 12.01 14 15.99 18.99 20.1811 12 13 14 15 16 17 18
Na Mg Al Si P S Cl Ar22.99 24.31 III b IV b V b VI b VIII I b II b 26.98 28.09 30.97 32.06 35.45 39.95
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr39.10 40.08 44.60 47.90 50.94 51.99 54.94 55.85 58.98 58.71 63.54 65.37 69.72 72.59 74.92 78.96 79.91 83.80
37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe85.87 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 99.00 101.97 102.91 106.40 107.87 112.40 114.82 118.69 121.75 127.60 126.90 131.30
55 56 57-71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86
Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn132.91 137.34 176.49 180.95 183.85 186.20 190.20 192.20 195.09 196.97 200.59 204.37 207.19 208.98 210 210 222
87 88 89-103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118
Fr Ra Rf Ha Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo223 226 261 260 263 270 269 278 281 281 285 286 289 289 293 294 294
57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yo Lu136.91 140.12 140.91 144.24 147.00 150.35 151.96 157.24 158.92 162.50 164.93 167.26 168.93 173.04 174.97
89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103
Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr227 232.04 231 236.03 237 242 243 247 247 251 254 253 256 254 257
Silikater Jern Kobber LuftLitofile Siderofile Chalcofile Atmofile Syntetiske
Victor Goldschmidt 1888 - 1947
Hvor finner vi grunnstoffene?
Overalt !
Hvor finner vi grunnstoffene?
Overalt ! …men de er ikke jevnt fordelt!
Hvor finner vi grunnstoffene?
Overalt ! …men de er ikke jevnt fordelt! Fordeling kontrollert av geologi
Hvor finner vi gull i Norge?
Hvor finner vi gull i Norge?
Bruk av mineraler og bergarter
Hva kan man bruke mineraler og bergarter til? • Som byggeråstoffer • Til energiformål • Til metallformål • Og veldig mye mer (industrimineraler)
Kull
Byggeråstoffer
Dette tilsvarer 845 tonn pukk og grus gjennom et helt liv!
8 2
Forbruk pr. innbygger i Norge: 10 tonn årlig
Hvor blir alt dette materialet av?
Metaller
– Edelmetaller (gull, sølv, platina)
– Jern og jernlegeringsmetaller (jern, titan, krom, nikkel)
– Basemetaller (kobber, sink, bly, tinn, nikkel og kobolt)
– Spesialmetaller (sjeldne jordarter, uran, thorium)
Metaller
• Norge produserer både
• jern og molybden.
Jern
Molybden
Metaller
Wolfram
Kobber
…men ikke wolfram og kobber.
Metaller
Bruksområde METALLER Ledninger, kabler Cu, Be Vindmøller Nd (Man trenger 1 t Nd/MW) Katalysatorer Ce, La Jetmotorer Nb, Pr Kretskort Cu, Sn, Au Batterier, vanlig Co, Ni, Mn Prius batteri Ni, Li, 10-15 kg La Prius motor 1 kg Nd ,Te, Dy LCD skjerm In, Y, Eu Hard drive Co, Ni, B, Nd Mobil – ledninger, kretskort
Cu, Mg, Pb, Au, As, Be, Pt, Ag
Mobil –batterier, kondensator
Co, Li, C, Hg, Cd, Nd, Nb, Ta
Spesialmetaller i hverdagen (Sjeldne jordarter/REE uthevet)
Metaller
• Hvor mange ulike metaller finner vi i en mobiltelefon?
• I telefonen: ca 30 • I batteriet: 25 - 30
• Ett tonn mobiltelefoner
inneholder i snitt mer gull enn ett tonn gullmalm.
• Husk å levere gammel elektronikk til resirkulering
Djupbergartar •Langsom avkjøling •Middels- til grovkorna bergart
Gangbergartar •Middels rask avkjøling •Fin- til middelskorna bergart
Dagbergartar •Rask avkjøling •Finkorna bergart
Gang Pluton, batolitt
Klassifikasjon - dagbergartar
Geokjemisk klassifikasjon – vulkanske bergartar
Foto bergartar/figurar: http://bc.outcrop.org/images/rocks/igneous/lutge8e/ http://bc.outcrop.org/images/rocks/igneous/press4e/
H2O
Fe + Mg
Bymarka
Amfibol
Metamorfose handler om trykk (P) og/eller temperatur (T) ……og fluider (H2O eller CO2)
Forvitring ved overflata • Lav T (0 - 30°C), lavt P (noen
hundre meters dyp)
Diagenese • Ganske lav T (<200°C),
ganske lavt P (<3 km dyp)
Metamorfose • Høy T (200 - 1000°C), høyt
trykk (opptil 150 km dyp)
Bergarter i forandring
Forvitring ved overflata • Lav T (0 - 30°C), lavt P (noen
hundre meters dyp)
Diagenese • Ganske lav T (<200°C),
ganske lavt P (<3 km dyp)
Metamorfose • Høy T (200 - 1000°C), høyt
trykk (opptil 150 km dyp)
Bergarter i forandring
Forvitring ved overflata • Lav T (0 - 30°C), lavt P (noen
hundre meters dyp)
Diagenese • Ganske lav T (<200°C),
ganske lavt P (<3 km dyp)
Metamorfose • Høy T (200 - 1000°C), høyt
trykk (opptil 150 km dyp)
Bergarter i forandring
Forvitring ved overflata • Lav T (0 - 30°C), lavt P (noen
hundre meters dyp)
Diagenese • Ganske lav T (<200°C),
ganske lavt P (<3 km dyp)
Metamorfose • Høy T (200 - 1000°C), høyt
trykk (opptil 150 km dyp)
Bergarter i forandring
Mineraler reagerer og danner nye mineraler • Granat → plagioklas
(synkende P)
Mineraler endrer struktur • Al2SiO5 → Al2SiO5
(Andalusitt) → (Kyanitt)
Tilføre/fjerne materiale • Kan danne malmer ved at
enkelte elementer oppkonsentreres
Hva skjer når en bergart metamorfoseres?
Mineraler reagerer og danner nye mineraler • Granat → plagioklas
(synkende P)
Mineraler endrer struktur • Al2SiO5 → Al2SiO5
(Andalusitt) → (Kyanitt)
Tilføre/fjerne materiale • Kan danne malmer ved at
enkelte elementer oppkonsentreres
Hva skjer når en bergart metamorfoseres?
Metamorfose handler om trykk (P) og/eller temperatur (T)
Metamorfose handler om trykk (P) og/eller temperatur (T)
Ulike materialer endrer oppførsel/egenskaper når trykk og
temperatur forandrer seg.
Dette er metamorfose!
…..samt én viktig ingrediens til:
Metamorfose handler om trykk (P) og/eller temperatur (T)