Vetenskapsområdet för teknik och naturvetenskap

Geovetenskap - frågor och svar

Många av nedanstående frågor kommer från elever i årskurs 6 och har ställts i samband med skolaktiviteten "Levande frågelådan". Vi har nu öppnat möjlighet för alla att ställa frågor. Vilken fråga skulle du vilja ha svar på? Till frågeformuläret

Hur fungerar Golfströmmen? Hur påverkar högtryck och lågtryck vädret i t.e.x Storbritannien? 

I väldigt stora drag kan man säga att Golfströmmen bildas (som andra havsströmmar) av vinden. Havsytan skapar friktion mot vinden vilket gör att vinden trycker vattnet i samma riktning. Närheten till land (längs östkusten på Nordamerika) hjälper också till.

Högtryck och lågtryck påverkar vädret mycket. Till lågtryck hör fronter, varmfronter och kallfronter, som är gränser mellan varma och kalla luftmassor. Kring dessa gränser uppstår mycket ”väder”, t.ex. stora regnområden, kraftigare vind, därför sammankopplar vi ofta lågtrycksbetonat väder med det vi i vanligt tal kallar för ”dåligt väder”.

Något som är kännetecknande för centrum på högtryck däremot är svag vind, här brukar det blåsa väldigt lite. Inga fronter kopplas heller till högtryck varför vi oftast kopplar samman dessa till ”vackert väder”. På somrarna t.ex. så är det oftast klart och soligt vid högtryck.

Fråga inskickad av Julia 14 år, besvarad av Erik Sahlée, Universitetslektor vid Institutionen för geovetenskaper, Luft-, vatten- och landskapslära; Meteorologi.

Varför finns det inte vulkaner i Sverige?

Vulkaner bildas när het magma, d v s smälta bergarter, från jordens inre stiger mot ytan. Detta sker nära plattgränser (jordskorpan består av rörliga plattor), när en platta dyker ner under den andra och smälter eller där två plattor glider isär. Sverige ligger inte nära någon plattgräns, därför bildas inga vulkaner i Sverige. Men längre bak i tiden har det funnits vulkaner i Sverige som inte är aktiva längre och är nervittrade.

Kan det bli jordbävning i Sverige?

Innan man svarar på denna fråga måste man veta var jordbävningar sker. De flesta jordskalv sker längst med plattgränser där plattorna glider längst varandra och utlöser stora krafter. 

Det finns tre stora zoner på jorden där stora skalv är vanliga; där plattor glider isär (t.ex. mitt Atlantryggarna), där plattor rör sig mot varandra (t.ex. Japan, Himalaya) och där plattor glider förbi varandra (t.ex. San Andreas förkastningen). Det största jordbävnings-bältet går längst med Stilla havets rand, från Chiles kust till södra Alaska, över till Japan och ner via Filippinerna, Nya Guinea till Nya Zeeland. Här finns unga, växande bergskedjor och djupa havsgravar som förändras och ger upphov till jordskalv. 
Jordbävningar är mycket vanligt förekommande på jorden. Fastän de flesta människor aldrig upplever något skalv så är risken för en jordbävning nästan 100-procentig varje dag. Många jordskalv sker dock i de stora haven eller är för små för att märkas. 

Det sker jordskalv i Sverige också trots att Sverige inte ligger nära någon plattgräns. Men de flesta jordskalven så små (under 4,0 på Richterskalan) att det inte märks av människor utan uppmäts av instrument (seismograf). Jordbävningar i Sverige bildas när spänning (som har bildats i berggrunden under istiden) utlöses i samband med landupphöjning efter försvinnandet av inlandsisen.

Har det någon gång varit jordbävning eller vulkanutbrott i Sverige? 

Under Sveriges geologiska historia har det skett många vulkanutbrott och jordbävningar. Även idag sker jordbävningar per år i Sverige. Men de är så svaga att vi inte alltid märker dom. Däremot kan dom mätas med känsliga instrument (seismografer). Jordbävningar sker eftersom jordskorpan i Sverige (Baltiska skölden) anpassar och reser sig efter att ha blivit nertryckt av ett ca. 2 km tjockt istäcke (inlandsisen) som försvann för drygt 10 tusen år sedan.

Vulkanutbrott däremot förekommer inte idag i Sverige. Men det finns ganska gott om vulkaniska bergarter (stelnade lava, vulkanisk aska, malmbildningar) från olika tidsperioder. De äldsta är nästan 2 miljarder år och finns t ex norr om Uppsala (Vattholma och Dannemora) . I Blekinge finns 1400 miljoner år gamla vulkaniska bergarter. I fjällkedjan finns vulkaniska bergarter som är knappt 500 miljoner år. De allra yngsta finns i Skåne där finns rester av vulkaner från perioderna Jura_Krita, som var för ungefär 200-150 miljoner år sedan. 

Hur långt innan kan man veta om det kommer ett vulkanutbrott? 

Oftast några veckor innan, kanske lite längre. Hur lång tid exakt är svårt att svara på eftersom vulkaner är väldigt olika. Från vissa flyter lavan ur ganska lugnt, andra är explosiva. Att ett vulkanutbrott är på gång märks ofta genom att vulkanen börjar pysa ut gaser och vattenånga. Dessutom börjar det ske små jordskalv som man kan mäta med känsliga geofysiska instrument. Då kan man se att dom små skalven ökar när utbrottet närmar sig. 

Varför finns det så mycket olja i Saudiarabien? 

Hur bildas olja? Det finns vissa förutsättningar som måste uppfyllas för att olja bildas och samlas till en ekonomisk mängd. I gulf-området uppfylldes alla dessa förutsättningar för både bildandet av oljan och dess samling som “oljepöl”. Olja bildas av organiskt material som samlas i havsbottnar och täcks av tjocka lager av sediment. Tryck och temperatur omvandlar det organiska materialet till olja som migrerar (rör sig) uppåt mot ytan genom bergarters små porer. Om den når ytan går den förlorad. Men om dess migration förhindras av en icke porös bergart (t.ex. lersten), samlas oljan under den och utgör en tunn pöl. Men, om den oporösa bergarten är till exempel veckad, då bildas en oljefälla där oljan samlas på ett ställe för att kunna utvinnas. Där Saudi Arabien ligger idag fanns det ett stort hav (Tethys). Klimatet var rätt för små organismer att frodas i detta hav. I detta hav begravdes stora mängder av organiskt material och täcktes av tjocka lager av sediment. Sedimentlagren komprimerades till hårda bergarter medan organiska materialet omvandlades till olja. Havet stängdes när Arabiska plattan kolliderade med iranska plattan och sedimentära bergarterna veckades och bildade Zagros bergskedjan. Oljan som hade samlats i porerna av sedimentära bergarterna fångades upp i vecken som utgör oljefällorna.

Har jordens kärna något med jordens dragningskraft att göra? Annars undrar jag var kraften kommer från? 

Jordens dragningskraft ( = tyngdkraft) kommer från alla delar av jorden inklusive jordens kärna. Tyngdkraften uppstår på grund av gravitationen, vilken är den attraherande kraft som verkar mellan alla materiekroppar. Ju större massan är och ju mindre avståndet mellan massorna är, desto starkare blir dragningskraften. 
2/3 delar av jordens massa finns i manteln och 1/3 finns i jordens kärna (yttre + inre kärnan). På grund av det och också på grund av jordens storlek och klotform, kommer den största delen av dragningskraften, som vi känner vid ytan, från manteln. Uppskattningsvis kan man säga att dragningskraften från jordens kärna bidrar med kanske en tredjedel till vår vikt.

Vad händer med jordens kärna när det blir vulkanutbrott? Tar magman slut eller blir det luftrum? 

Jordens kärna är inte direkt påverkad av vulkanutbrott eftersom magma inte kommer från så djupa områden. Avståndet till kärnan är ungefär 2900 km medan de djupaste vulkanutbrotten kommer från den övre manteln på omkring 150 km djup. Så länge det finns energi i jordens inre skapas ny magma från fast material genom smältningsprocesser orsakade av kemiska reaktioner och lokala förändringar och variationer i temperatur, tryck och kemisk sammansättning. På grund av det höga trycket uppstår det aldrig något ”luftrum” (d v s hål) efter det att magman har lämnat magmakammaren djupt ner i jorden. Material från omgivningen expanderar, rör sig in och fyller omedelbart upp den tomma volymen efter magman.

Är det möjligt eller kommer det att vara möjligt att gräva sig igenom jorden till andra sidan? 

Det är inte möjligt idag och mycket troligt förblir det omöjligt i framtiden. Man har lyckats borra ned till drygt 12 km djup och det är bara en tredjedel av jordskorpans tjocklek under kontinenter. Förhållandena i jordens djupa inre är väldigt extrema. I 3,5 km djupa guldgruvor är det cirka 55°C. På 35km djup under en kontinent är det ca 350-550°C och i jordens kärna stiger temperaturen upp till 5500 grader, d v s bara lite kallare än på solens yta. 

En annan orsak till att man inte kan gräva sig genom jorden är att det blir så höga tryck att det inte går att skapa hål på stora djup. De trycks helt enkelt ihop eftersom det ligger så mycket tungt stenmaterial ovanpå. I kärnan är trycket cirka 3.6 miljoner atmosfärer. Avståndet, räknat genom jordens mittpunkt, är 12742 km. Dessutom befinner sig jordens inre i ett dynamiskt läge. Konvektion uppstår både i manteln och i den yttre kärnan, som består huvudsakligen av järn i flyttande form! Det djupaste hålet människan, med mycket stora svårigheter, har kunnat gräva med dagens teknologi är cirka 10 km.

Varför blir inte jorden större? 

Därför att den hålls ihop av gravitationskraften. Det har föreslagits av en del geologer att jorden har blivit en tredjedel större under sin 4 600 miljoner långa historia på grund av ändringar i kärnan och undre manteln, d v s att dom delarna skulle ha vuxit, men den iden är inte allmänt accepterad. 

En äldre teori under 1800- och början av 1900-talet var att jorden krympte. Man menade då att jorden från början varit ett smält klot som krympte när det stelnade och blev allt kallare. I den teorin brukade man jämföra jorden med ett äpple som torkade och krympte. Skrynklorna som blir i äpplets skal skulle motsvaras av bergskedjor på jordytan, d v s att bergskedjor bildades därför att jordskorpan blev skrynklig på den krympande jorden. I dag vet man att bergskedjor bildas genom plattektonik, d v s att plattorna kolliderar och att jorden inte krymper även om den sakta svalnar inuti.

Om man gräver ned allt farligt avfall i marken, vad händer då? 

Det skulle inte vara speciellt klokt eftersom farliga ämnen kan spridas med grundvattnet och förgifta människor, djur och växter. Det är därför man t ex gör så noggranna undersökningar innan man bestämmer sig för var man kan förvara utbränt kärnbränsle på 500 meters djup i berggrunden. Innan man bestämmer sig för en sådan plats undersöker man till exempel om berggrunden är sprucken (den måste vara stark), om det finns mycket grundvatten och hur det strömmar i sprickorna, om det förekommer små jordskalv som kan skada förvaret och och många andra saker. För att "se" in i berggrunden använder man många olika mätmetoder och borrar många hål ända ned till 1000m djup eller ännu djupare. För att få förvara bränslet måste man till och med kunna visa att en ny inlandsis inte kan skada förvaret med dess innehåll.

Hur kom stenarna till? 

Stenarna har bildats från stjärnorna, sedan stjärnorna exploderat klumpar stoftet ihop sig och blir till stenar i planeter så som vår jord.

Vilken är världens vanligaste bergart och vilken är den ovanligaste?

Den vanligaste bergarten är basalt som finns på havets botten och på Hawaii samt på Island. 
Ett av de ovanligaste mineralen är diamant, men det finns en gruva i Värmland där man har hittat en ännu sällsyntare mineral, nämligen värmlandit och sverigeit.

Hur bildas stalagmiter och stalaktiter? 

Stalaktiter och stalagmiter är droppstenar i grottor. Stalaktiterna hänger från taket och bildas av kalkhaltigt vatten som droppar neråt. När dropparna når grottans golv bildas stalagmiter där. 
Stalaktit: t som i tak; stalagmit: m som i mark.

Hur kan bergen vara så olika höga? 

Berg bildas när kontinenter kolliderar med varandra och pressar ihop bergarter eller i samband med vulkanutbrott. Hur högt ett berg blir beror på tjockleken av bergarterna som pressas ihop och hur länge kollisionskraften varar samt hur effektivt vittringen är.

En vulkan också kan bilda ett högt berg av stelnade lava och vulkanisk aska som samlas på vulkansluttningar under en längre period. Men en våldsam eruption kan spränga en stor del av berget i luften inom loppet av några minuter och minskar dess höjd.