NGV-Geonieuws 20 artikel 209

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Mei 2002, jaargang 4 nr. 8 artikel 209

Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon
Geologisch Instituut, Adam Mickiewicz Universiteit, Poznan (Polen)

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 20! Op de huidige pagina is alleen artikel 209 te lezen.

<< Vorig artikel: 208 | Volgend artikel: 210 >>

209 Warmteproductie door radioactieve gesteenten op grens Alpen/Apennijnen in kaart gebracht
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Geomorfologie !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Vulkanisme, gebergtevorming en continentverschuiving zijn enkele van de geologische verschijnselen waarvan de energie afkomstig is van het natuurlijk verval van radioactieve stoffen in het inwendige der aarde. Ook nabij het aardoppervlak kunnen radioactieve mineralen (en dus ook radioactieve gesteenten) een goed meetbare warmtestroom veroorzaken. Italiaanse onderzoekers hebben dat onderzocht voor gesteenten in Noord-ItaliŽ, op de grens van de Alpen en de Apennijnen.

De onderzoekers, verbonden aan de Universiteit van Genua, onderzochten diverse gesteenten die ter plaatse aan het aardoppervlak voorkomen met behulp van een gamma-spectrometer. Ze vonden dat de warmteproductie van afzettingsgesteenten variŽren van 1,05 microwatt per kubieke meter (voor bepaalde kalkstenen) tot 2,52 microwatt per kubieke meter (voor bepaalde schalies). In ofiolieten (gesteenten die kunnen worden beschouwd als omgezette stollingsgesteenten die werden gevormd door vulkanisme op mid-oceanische ruggen) is de warmteproductie veel geringer: van 0,04 tot 0,24 microwatt per kubieke meter. De grootste warmteproductie blijkt afkomstig van orthogneis, een metamorf gesteente, met waarden tot 2,92 microwatt per kubieke meter.

De elementen die verantwoordelijk zijn voor de warmteproductie variŽren uiteraard per type gesteente. In de orthogneis is radioactief kalium verantwoordelijk voor 17% van de warmteproductie, in de al dan niet gemetamorfoseerde afzettingsgesteenten is de bijdrage van radioactief thorium 43% (behalve in dolomiet, waar uranium voor 97% van de warmteproductie zorgt).

Uranium en thorium (een element dat als 'broedstof' voor splijtstof dient in kweekreactoren) blijken dus een belangrijke rol te spelen, naast kalium (dat een belangrijk bestanddeel is van klei; daarom levert een kleiige omgeving een veel grotere achtergrondstraling op dan een zandige omgeving). De verhouding tussen deze drie elementen blijkt in de diverse gesteenten opvallend constant: behalve in kalksteen en bijna alle dolomieten en ofiolieten (waar de verhouding lager is) is de verhouding Th/U ongeveer 3:4. De verhouding K/Th varieert in bijna alle gesteenten tussen 2000:1 en 4000:1.

Op basis van deze gegevens hebben de onderzoekers een eindige-elementen-analyse uitgevoerd om de warmtestroom en de ruimtelijke verdeling van de door verval van radioactieve mineralen geproduceerde warmte vast te stellen. Het blijkt dat verschillen in structuur en samenstelling van het buitenste gedeelte van de aardkorst daarbij weinig invloed uitoefenen. Dat leidt tot een betrekkelijk constante warmtestroom, die dankzij de lage radioactiviteit van de ofiolieten ongeveer 10 milliwatt per vierkante meter lager is dan het geval zou zijn geweest wanneer het gebied uitsluitend uit afzettingsgesteenten had bestaan.

Referenties:
  • Pasquale, V., Verdoya, M. & Chiozzi, P., 2001. Radioactive heat generation and its thermal effects in the Alps-Apennines boundary zone. Tectonophysics 331, p. 269-283


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl