Litosol (gr. lithos – stein; l. solum – jord) er et grunt jordlag bestående vesentlig av ikke forvitrete fjell og stein.
Litofytt (gr. phyton – plante) er en plante som vokser på steingrunn.
Jordskorpen
Jorden består av tre soner. Ytterst den tynne jordskorpen. Innenfor denne mantel og innerst kjerne. Jordskorpen utgjør ca. 1% av massen av jordkloden, mantel ca. 84% og kjernen ca. 15%. Det vanligste mineralet i jordskorpen er silikatene feltspat (41%), kvarts (12%) og pyroksen (11%). Oksygen er det vanligste grunnstoffet I jordskorpen og det mest vanlige mineralet er kvarts. Mesteparten av jordskorpen består av vulkansk materiale, og metamorfe bergarter (ca. 95%), skier ca. 4%, sandstein ca. 0.8% og kalkstein ca. 0.3%. Mantelen har betydelig større masse og annen kjemisk sammensetning enn jordskorpen. Jordskorpen består for det meste av vulkanske og metamorfe bergarter
Mantel består av jern- og magnesiumsilikater og temperaturen øker med dybden fra ca. 870oC til 2200oC i dyplagene.
Kjernen inneholder av metallisk jern og nikkel med temperatur >5000oC. Den ytre delen av kjernen er flytende, men lenger inn blir den viskøs og fast grunnet det store trykket.
Berggrunnen i jordskorpen består av vulkansk materiale dannet ved avkjøling av magma, vesentlig granitt og basalt. Metamorfe berger er omdannet under høyt trykk og med høy temperatur og de har ofte en stripete struktur slik som gneis som er omdannet granitt. Magma er smeltede bergarter som danner store krystaller (dypbergarter) eller små krystaller (dagbergarter) som har størknet raskere.
Sedimentære bergarter er dannet fra forsteining og kjemisk sammenliming av sedimenter. Noen sedimenter har biologisk opprinnelse. Eksempler på sedimentære bergarter er sandstein, skifer, kull, kalkstein. Silt og leire gir leirskifer som brekker og danner flak. Kan bli videre omdannet til flytlitt og glimmerskifer.
Metamorfe bergarter har endret struktur, sammensetning og form via høy temperatur, vann og høyt trykk. Eksempler er marmor dannet fra kalkstein, og skifer fra leirskifer. Varmt vann løser opp grunnstoffer. For eksempel kan olivin og varmt vann i havbunnslag omdannes til serpentin i en serpentinisering, en metamorfose hvor det også blir dannet hydrogen (H2), karbondioksid (CO2) og metan (CH4) som kan utnyttes av kjemolitotrofe bakterier.
Den amerikanske kjemikeren Frank Wigglesworth Clarke (1847-1931) og mineralogen Henry Stephens (1867-1934) gjorde kjemiske analyse av bergartene som danner jordskorpen. De fant at grunnstoffene oksygen (O), silisium (Si), aluminium (Al) og jern (Fe) utgjør ca 88% av jordskorpen. Silisium og oksygen danner kvarts (SiO4). Mengder i jordskorpen angitt som vektprosent i parentes. Oksygen (46.6%), silisium (27.7%), aluminium (8.1%), jern (5.0%), kalsium (3.6%), natrium (2.8%). kalium (2.6%), magnesium (2.1%), titan (0.4%), hydrogen (0.1%), fosfor (0.1%), mangan (0.1%). Følgende finnes i mengder >0.1% : svovel, klorid, karbon, kobber, rubidium, vanadium, krom, nitrogen, barium, fluorid, strontium, wolfram, zirkonium, nitrogen, nikkel, zink m.fl.
Atmosfæren inneholder ca. 21% av gassen oksygen (O2) som man antar har sin opprinnelse fra aerob fotosyntese. Det er interessant at det befinner seg så mye oksygen i jordskorpen, hvor det også befinner seg mye vann, også krystallinsk.
I mineraler som danner faste stoffer (lenke) i berggrunnen er anioner pakket i en tett struktur mens kationene som er mindre fyller rommene mellom anionene. Pakkingen kan være i form kubisk, tetraeder heksaeder, eller oktaeder.
Kalkknoll i leirskifer. Ved Nærsnes i Asker.
Knuste kalkknoller i leirskifer. Nærsnes i Asker.
Romeporfyr i strandkaten i Asker.
Kontinentalskorpen
Kontinentalskorpen går ned til dybde 10 mil og inneholder granitt, gneis vulkanske og sedimentære bergarter. Kontinentalskorpen danner landskap og landskapsformer med sletteer, klefter, og fjellformasjoner. Landskapet bærer preg av siste istid som hadde størst utbredelse og ned til Tyskland for ca. 20000 år siden.
Som et gjennomsnitt av kontinentalskorpen består den av den magmatiske dypbergarten grandioritt som inneholder kvarts, feltspat og plagioklas.
Havbunnskorpen
Havbunnskorpen er tynnere enn kontinentalskorpen, går ned til 0.5 mil og inneholder øverst basalt, gabbro i midten og nederst peridotitt og serpentinitt.
På havbunnen hvor jordskorpen er tynnere med innhold i gjennomsnitt av vulkanske bergarter, basalter, med lite kvarts.
Den amerikanske geologen Marie Tharp (1920-2006) sammen med geologen Bruce Heezen (1924-1977) laget fra ekkolodddata et detaljert topologisk kart over havbunnen i Atlanterhavet. Det viste et havbunnslandskap med sletter med sand, grus, og steinblokker, fjellkjeder, vulkaner og riftsoner. Hun oppdaget den midtatlantiske ryggen på 1950-tallet som forklarer utvidelse av havbunnen fra spredningsrygger og understøtter teorien om kontinentaldrift og platetektonikk.
Den franske kommandanten Jacques-Yves Cousteau (1910-1997) var med å utvikle trykkluftsdykking og et kamera for undervannsfotografering. Fra skipet Calypso og med en tomannsundervannsubåt kunne Cousteau dokumentere det yrende livet på større havdyp..
Marianegropen i Stillehavet utenfor Guam er verdens dypeste ved Challengerdypet, dybde ca. 11000m, hvor Stillehavsplaten skyves under (subduksjon) den Fillippinske platen. Den sveitsiske oseanografen Iacques Piccard (1922-2008) nådde i 1960 ned til bunnen med undervannsfartøyet Trieste.
Molloygropen i en spredningssone i Framstredet mellom Grønland og Svalbard, med navn etter Arthur E Molloy, er ca. 5500 meter og er det dypeste i Atlanterhavet.
Vulkaner
Vulkankjegler er en enkel type vulkaner fra oppsprøytet materiale med et krater i midten avhengig av stoff inndelt i sprut-, aske-, tuff- eller sinderkjegle. Vulkantyper: kjeglevulkaner har bratte skråninger, skjoldvulkaner med slakeskråninger, sprekkvulkaner og stratovulkaner (sammensatte vulkaner).
Geologen Waldemar Christopher Brøgger (1851-1940) mente i verket Die eruptivgesteine des Kristianiagebietes IV Das Fengebiet in Telemark, Norwegen (1821) at Fensfeltet ved Ulefoss er magmarester av en kalksteinsvulkan, karbonatitter med mineraler kalt fenitt, søvitt, damkjernitt, melteigitt, vipetoitt og rauhaugitt. Norge var en del av platen Baltika med en slette kalt subkambriske peneplan hvor Hardangervidda er rester. Søvitt inneholder grunnstoffet niob brukt innen våpenindustri. Søvitt inneholder også aparitt, en gang tenkt brukt til fosforgjødsel. Det var mineralogen Victor Moritz Goldschmidt (1888-1947) som først oppdaget søvitt. Fensfeltet har fått fornyet interesse i leting etter sjeldne jordartsmetaller og radioaktivt thorium i «det grønne skifte». Det er noen som mener at vulkanen fra Fensfeltet har lignet på Nyiragongovulkanen ved Goma og Kivusjøen i Virungafjellene i Kongo Har lettflytende alkalisk lava med lite kvarts (SiO2) , men høyt innhold av CO2. Generelt har nefelinittmagma (Na3KAl4Si4O16) mye CO2, så mye at det kan virke dødelig. Andre feltspatholdige mineraler er melilitt(Ca,Na)2(Al,Mg,Fe2+)[(Al,Si)SiO7] og augitt (Ca,Na)(Mg,Fe,Al,Ti)(Si,Al)2O6.).
Stratovulkanen Beerenberg på Jan Mayen er fremdeles aktiv. I Oslofeltet er det rester av vulkaner som var aktive for ca. 300 millioner år siden, Blant annet Bærumskalderaen en innsynklingsrest fra en vulkan med størknet magma som feltspatkrystaller i rombeporfyr.
Evaporitter
Evaporitter er vannløselige saltavsetninger eller sedimentære avsetbubgsbergarter dannet ved inndamping av grunt havvann eller innsjøer uten utløp ved evaporering, oppkonsentrering og krystallisering. Evap0roitter kan ha marin eller ikke-marin opprinnelse. Eksempler på evaporitter er kalsitt (CaCO3), anhydritt (CaSO4), gips, halitt (CaSO4·2H2O), polyhalitt (·K₂Ca₂Mg(SO4)₄·2H2O), sylvitt (KCl), kainitt (MgSO4KCl·3H2O), kieseritt (MgSO4·H2O), langbeinitt (K2Mg2(SO4)3), karnalitt (KClMgCl2·6H2O)
Litt geologihistorie
Den danske naturforskeren Nicolaus Steno (Niels Stensen) (1638-1696) laget et system for lagdeling (stratigrafi) og fossiler, og var en av grunnleggerne av læren om stein (mineralogien) med studier av krystaller (Stensens lov i krystallografi og læren om jordas egenskaper og tilblivelse (geologi). Stensen oppdaget likheten med haitenner og fossile glossopetrae (tungesteiner). Steno skrev De solido intra solidum naturaliter contento (1669). Glossoptere er fossile haitenner. (gr. glossa – tunge).
Den skotske geologen James Hutton (1726-1797) skrev boka Theory of the earth som kom i flere opplag,.studerte opprinnelsen til bergartene og mineralene for å kunne forstå jordens geologi. Hutton bar plutionist i motsetning til neptunistene som mente at bergartene ble dannet i havet.
Hutton og den skotske geologen Charles Lyell (1797-1875) anses som grunnleggerne av fagområdet geologi. Lyell utga i 1834 verket Principles of Geology. Being an inquiry how far the former changes of the earth's surface are referable to causes now in operation.
Den norske mineralogen Victor Mortiz Goldschmidt (1888-1947) var sammen med den ukrainske geologen Volodymyr Ivanovych Vernadsky (1863-1945) grunnleggere av fagområdet geokjemi .Victor Goldschmidt hadde Waldemar Christopher Brøgger (1851-1940) som veileder og skrev en doktoravhandling og kontaktmetamorfose i Kristianiaregionen Die Kontaktmetamorphose im Kristianiagebiet (1911). Kontaktmetamorfose gir opphav til en type finkornet bergart kalt hornfels og introduserte en mineralogisk faseregel, som et spesialtilfelle av Gibbs faseregel ved termodynamisk likevekt.
C – P = F - 2
Hvor C er minimum antall kjemiske bestanddeler, P er antall faser, hvor F er antall frihetsgrader, frihetsgrader er antall uavhengige parametere for eksempel de to trykk og temperatur. Victor Goldschmidt skrev Geochemische Verteilungsgesetze der Elemente (Geokjemiske lover for fordeling av grunnstoffer).
Den finske geologen Penttti Elias Eskola (1883-1964) utviklet en teori om metamorfe fellestrekk (fascies) i jordskorpen og øvre mantel som funksjon av trykk og temperatur og har gitt navn til mineralet eskolaitt.