Transcript Geologie_prezentace 1

Teorie vzniku Země
Zemské vrstvy (kůra, plášť, jádro)
Oceány a kontinenty, teorie kontinentálního riftu
Geologie Geo + logos (slovo)
1) Všeobecná geologie
- Strukturní (složení a stavba zemské kůry)
- Dynamická (příčiny a původ jevů, endogenní a
exogenní jevy)
2) Historická (vznik Země a změny v čase)
Pomocné vědy geologické
-
Hydrogeologie
Inženýrská geologie
Geofyzika
Ložisková geologie
Petrologie
Mineralogie
Paleontologie
Strukturní geologie
Sanační geologie
Geochemie
Dějiny geologie
Starověk - Babylon
- Řecko – Pythagoras (Země jako koule), Aristoteles (pohyb souší)
Středověk – Leonardo da Vinci (význam zkamenělin)
Katastrofismus – Cuvier (1820)
Moderní geologie – přelom 18./19. století
James Hutton - plutonismus (oheň v nitru)
- v minulosti platily stejné přírodní zákony jako dnes
- eroze, sedimentace, vrásnění, zvedání kontinentů
William Smith – stratigrafie
Jean Baptiste de Lamarck – palentologie (odmítl katastrofismus)
Vznik Země
Laplaceova nebulární teorie (nebula – mlhovina)
-
-
sluneční soustava se formovala celá ve stejném čase z horké mlhoviny
(H, He, malý obsah těžších prvků) cca před pěti miliardami let
zpočátku pomalá rotace se zvyšovala postupným chladnutím a smršťováním
mlhovina nabývala tvaru disku s koncentrací hmoty v rovníkové rovině, většina částí
se gravitací koncentrovala ve středu – Protoslunce
relativně rychle po vzniku Protoslunce se zvýšila teplota – substance s vysokým
bodem tání kondenzovaly do malých jader o velikosti pískových zrn. Nejdříve tuhly
prvky jako Fe, Ni, následně tuhly prvky, z nichž jsou složeny horniny. Kolizemi jader v
období milionů let mohly pak vzniknout celé protoplanety
měsíce a další tělesa sluneční soustavy vznikaly obdobně
v důsledku akumulace hmoty došlo k projasnění sluneční soustavy, což umožnilo
růst teploty povrchu vnitřních planet. Důsledkem je rozdílné složení atmosfér malých
(teplejších) a velkých (studenějších) planet
Zemské vrstvy – stavba Země
Země – sféroid (rotační elipsoid). Geoid.
Po vzniku Země rozpad radioaktivních materiálů společně s teplem
vzniklým v důsledku kinetické energie nárazů součástí zapříčinil vznik
taveniny. Těžší prvky, jako Fe Mn se nahromadily v zemském nitru,
lehčí prvky se diferenciovaly na povrchu. Tato segregace prvků stále
Probíhá (mnohem menší intenzita). Důsledkem diferenciace je
nehomogenita zemského nitra.
Zemské vrstvy (sféry):
•
•
•
Jádro
Plášť
Kůra
Země
1.
Jádro (Core)
Vnitřní jádro – poloměr 1216 km, tuhé, bohaté Fe, Ni
Vnější jádro – poloměr 2270, rozžhavená vrstva bohatá na kovy
2.
Plášť (Mantle)
Poloměr 2885, pevná, kamenná vrstva
Astenosféra – horká, poměrně tenká vrtsva pláště v hloubce 100 až 700 km
za daných podmínek schopná pomalu téci
Litosféra (horninový obal) – svrchní část pláště a zemská kůra. Tuhá a chladná
Mesosféra – zbytek pláště
Od kůry oddělena Mohorovičičovou plochou diskontinuity (MOHO)
3.
Kůra (Crust)
Pevninská – mocnost 40 km, granitová, menší hustota (2,7 g / cm3)
Oceánská – mocnost 5 km, bazaltová, větší hustota (3,0 g / cm3)
Conradova plocha diskoninuity – odděluje granitovou a bazaltovou vrstvu
Atmosféra - vznikla únikem velkého množství plynů ze zemského nitra (sopky)
- chrání před teplem a kosmickým zářením
Hydrosféra – oceány, moře, řeky, jezera, ledovce, mračna
Oceán na sebe váže 97 % veškeré vody, zaujímá 71 % povrchu. Pokud hranicí
kontinentu a oceánu by byl kontinentální svah zaujímal by oceán 60 % povrchu
Země.
Rozsah kontinentálního šelfu se mění v periodách – v poslední době ledové
byla úroveň oceánu o 150 m níže.
Průměrná výška kontinentů činí 840 m n.m., průměrná hloubka oceánů je 3800
m p.m., tzn., že kontinenty leží v průměru 4600 m nad mořským dnem.
Elevace zemské kůry je do značné míry odrazem hustoty - kontinentální bloky
(větší mocnost) s menší hustotou se vznášejí v astenosféře výše než těžší a
a méně mocné desky v prostoru oceánů.
Horninový cyklus
Horninový cyklus – proces, ve kterém se jeden horninový typ mění v jiný.
Základní cyklus:
A)
B)
C)
D)
Magma stoupá do vnějšího pláště nebo kůry, chladne, krystalizuje na povrchu
Země nebo pod povrchem. Vzniká vyvřelá hornina.
Na povrchu jsou vyvřeliny vystaveny zvětrávání (desintegrace a rozložení hornin)
a vlivem gravitace a erozivních činitelů (voda, ledovce, vítr) vzniká sediment, ze
kterého se postupně lithifikací stává sedimentární hornina.
Jestliže se sedimentární hornina dostane do prostoru zvýšených tlaků a teplot
(intruze magmatu) vznikne metamorfovaná hornina.
Působením extrémně vysokých teplot a tlaků se metamorfity mohou roztavit za
vzniku vyvřelých hornin.
Alternativní cyklus:
A)
B)
C)
Vyvřelé horniny zůstávají v hloubce, kde mohou být později vystaveny tlaku a
teplotě – přeměna vyvřelých hornin na metamorfované.
Metamorfity a sedimenty mohou být vyzdviženy a vystaveny erozi a zvětrávání
Vznik sedimentárních hornin.
Horninový cyklus - digram
Legenda
1 = magma
2 = krystalizace
3 = vyvřelá hornina
4 = eroze
5 = sedimentace
6 = zpevnění sedimentů
7 = metamorfismus
8 = metamorfity
9 = tavenina
Teorie kontinentálního driftu – A. Vegener
Země je dynamická planeta. Kontinenty se přemistňují. Podle tohoto modelu je
vnější obal Země rozlámán do několika desek, které se pohybují, mění tvar i
velikost.
Hlavní desky: North American, South American, Pacific, Eurasie, Australian, African,
Antarctic plates
Střední desky: Carribean, Nazca, Philippine,Arabien, Cocos, Scotia Plates
Dále existuje více než 10 malých litosférických desek. Desky nejsou zcela
konformní s kontinenty. Rychlost pohybu desek činí v průměru cca 5 cm/rok.
Teorie kontinentálního riftu je opřena o důkazy:
-
-
Podobnost tvarů okrajů kontinentů (kont. šelfu) – Afrika a Jižní Amerika
Shoda fosilií (mesosaurus)
Obdobné horninové typy a stáří hornin
Navazující pásy hor superkontinetnu – Apalačské hory – New Foundland –
Grónsko – Severní Evropa
Paleoklimatické důkazy - ledovcové usazeniny ve stejné stratigrafické pozici v
Africe, Jižní Americe, Indii, Austrálii
- tropické bažiny koncem prvohor v USA, Evropě, Sibiři
Paleomagnetismus: minerál magnesit si uchovává orientaci magnetismu z doby
vzniku (normální a reversní magnetismus)
Putování severního pólu z Hawaje přes Sibiř do dnešní pozice
Pohyb litosférických desek je způsoben nerovnoměrnou distribucí tepla z nitra Země.
Horký materiál v plášti pomalu proudí vzhůru a slouží jako část vnitřního cirkulačního
systému. Souběžně chladnější, hustší části litosfér sestupují do pláště a uvádějí zemský
tuhý vnější plášť v pohyb. Pohyb litosférických desek vyvolává zemětřesení, vulkanickou
činnost a deformace horninových masivů v kontinentálním měřítku.
Hranice litosférických desek – zde se dějí hlavní interakce mezi jednotlivými deskami.
Tři typy hranic vymezené dle relativního pohybu:
1.
divergentní (rozbíhavé) – desky se pohybují od sebe jako důsledek výronu
materiálu z pláště v oblasti oceánského dna
2.
konvergentní (sbíhavé) – desky se pohybují k sobě jako důsledek zanořování
oceánské litosféry do pláště
3.
transformní – desky se navzájem pohybují bez produkce nebo destrukce litosféry
1. Divergentní hranice
Jak se desky oddalují, je prostor okamžitě zaplněn roztavenou horninou
vystupující z astenosféry. Chladnoucí materiál produkuje nové oceánské dno.
Midatlantic Ridge – dno atlantiku se vytvořilo za 160 milionů let. Rychlost
rozpínání kolísá od 2,5 cm/rok (severní Atlantik) po 20 cm/rok (východní
Pacifik). Nebylo zjištěno oceánské dno starší 180 mil. let. Podél divergentních
hranic je mořské dno vyzdviženo (hřbety) - je horké a lehčí než chladné
horniny. Nová litosféra je formována podél hřbetů a dále je přemisťována
ze zóny vyzdvižení od os hřbetů. Hmoty tím chladnou a zvyšují hustotu. Větší
hloubky proto existují ve větších vzdálenostech od hřbetů.
Obr. Rozpínání
oceánského dna
2. Konvergentní hranice
Nově vytvořená litosféra je kompenzována zanořováním do pláště podél
konvergentních hranic. Jak se dvě desky přibližují, hrana jedné je ohnuta pod
druhou. Okraje litologických desek, kde dochází k zanořování se nazývá
subdukční zóna (oceánské příkopy) – prostředí s vysokým tlakem a teplotou.
Na kontaktu s astenosférou dochází k natavení – úlomky stoupají opětovně
vzhůru – vulkanismus.
Hranice litosférických desek – zde se dějí hlavní interakce mezi jednotlivými deskami.
Tři typy hranic vymezené dle prostředí relativního pohybu:
1. oceán – kontinent
2. oceán – oceán
3. kontinent - kontinent
Příklady konvergentních hranic:
1.
Oceán – kontinent: západní okraj jižní Ameriky (Nazca Plate). Andy.
Severní Amerika - Sierra Nevada. Mořská deska s větší hustotou se vždy
zanořuje pod pevninskou. Aktivní zóna – sopky.
2.
Oceán – oceán: vulkanické ostrovy – Pacifik (Aleuty). Vulkanický oblouk
vzniká ve vzdálenosti až stovek km od oceánského příkopu.
3.
Kontinent – kontinent: kolize dvou pevninských desek – Himalaje, Alpy.
Vzhledem k menší hustotě kontinentální kůry nedochází k subdukci.
Zemětřesení.
3. Transformní zlom
Nedochází k subdukci ani k vynořování nové kůry. Horizontální pohyby.
Většinou se jedná o pohyby vázané na prostředí mořských hřbetů, jsou
však i pevninské (San Andreas Fault v Kalifornii, kde se Pacifická deska
pohybuje vůči severoamerické).
Obr. Transfom fault
Vývoj kontinentů
Rozpad superkontinentu Pangea započal před cca 200 mil. let. Rozpad
zahájil vznik dvou riftů (trias). Jeden mezi Severní Amerikou, Evropou a
Afrikou, druhý mezi východem Afriky a Austrálií, Indií a Antarktidou. Celá
riftová struktura má tvar písmene Y. Pohybem rozdělených částí
superkontinentu vznikly dva kontinenty – severní Laurasia a jižní Gondwana,
které bylyodděleny mořem Tethys (dnešní středozemní moře).
V období křídy došlo k rozpadu jižní Gondwany na Jižní Ameriku, Afriku, Indii a
společný kontinent Australie – Antarktida.
K rozdělení severní Laurasie na Evropu a Severní Ameriku došlo v terciéru.
Trias (200 mil.)
Křída (65 mil.)
Jura (145 mil.)
Neogen (23 mil.)