Exogenní geodynamické procesy

Transkript

1 Exogenní geodynamické procesy Přednáška 9 RNDr. Aleš Vaněk, Ph.D. č. dveří: 234, FAPPZ vaneka@af.czu.cz 1

2 - procesy ovlivňující vytváření zemského povrchu a horninového prostředí v jeho těsné blízkosti - hlavní exogenní procesy zvětrávání eroze denudace sufóze krasové jevy svahové pohyby aj. 2

3 Eroze - destruktivní geologické procesy modelující zemský povrch - jedná se o soubor pochodů způsobující obnažování horninového materiálu, uvolňování hor. materiálu a půd a jejich transport odstranění svrchní části zemského povrchu - hlavníčinitelé mechanické působení okolních látek = především větru, vody, ledu, sněhu, zvětralin příp. nezpevněných sedimentů - eroze chemické rozpouštění hornin koroze - eroze přirozený přírodní proces, na mnoha místech je však zvyšován antropogenníčinností (např. nevhodné orební postupy, úpravy říčních koryt apod.) 3

4 Eroze Hlavní typy - gravitační gravitace způsobuje např. svahové pohyby hornin a sedimentů - vodní dešťová způsobuje např. oddělování půdních částic dopadem dešťových kapek (při překročení infiltračního potenciálu půdy splach půdních částic 4

5 Eroze Hlavní typy říční způsobená vodním tokem, na horním toku převaha hloubkové (vertikální) eroze formování říčního údolí do tvaru písmene V ; střední a dolní tok charakteristické boční (laterální) erozí vznik meandrů 5

6 Eroze Hlavní typy mořská způsobená převážně příboji vlnová abraze (nahlodávání, obrušování), méně přílivem a odlivem a mořskými proudy 6

7 Eroze Hlavní typy jezerní patrná zejména u větších jezer, projevování vlnové abraze hlavní modelační činitel pobřeží jezer (např. velká severoamerická jezera, tj. Lake Michigan, Erye ad., až 5-6 m vysoké vlny) lake Michigan (Illinois, USA) 7

8 Eroze Hlavní typy ledovcová (glaciální) vzniká působením ledovců; pohybem ledovců dochází k vylamování a vlečení kusů hornin horninového podloží, vysokohorské ledovce modelují údolí do tvaru písmene U, k erozi rovněž přispívá i voda z tajících ledovců 8

9 Eroze Hlavní typy - větrná (eolická) způsobená činností větru, tzv. korazí (obrušování hornin drobnými (částicemi nesenými větrem) a deflací (odnos sypkého zvětralého povrchu);řídící faktory síla větru, úhel dopadu, typ materiálu ortorula 9

10 Eroze Antropogenní zásahy - výrazné urychlení přirozené eroze - průměrná hodnota pro všechny kontinenty cca 10 cm/1000 let; roste s nadmořskou výškou, vlivem osídlování dnes cca 10x rychlejší - hlavní důvody odlesňování, nevhodná agronomická praxe (orební postupy, nevhodné plodiny pro daný terén, likvidace remízků + velké zemědělské plochy atd.), důlníčinnost, úpravy vodních toků ad. 10

11 Eroze Antropogenní zásahy - eroze půdy vlivem nevhodného orebního postupu 11

12 Eroze Hlavní rizika - v současnosti nejméně 1/3 celkové rozlohy zemědělské půdy ohrožena vodní a větrnou erozí; v ČR ohroženo až 50 % - ČR v některých oblastech eroze odstraňuje až cm půdy/100 let problém (v středoevropském klimatu vzniká cca 1 cm půdy/100 let) - stupeň eroze dnes také výrazně ovlivňují katastrofické povodně zvýšení transportní kapacity řek extrémní odnos půdního materiálu (během několika dní může být transportováno stejné množství materiálu jako za běžných podmínek během X0 let) 12

13 Eroze Antropogenní zásahy 13

14 Eroze Př. zemědělských metod zpomalování půdní eroze - orba po vrstevnici minimalizace postupného sesouvání kvalitní půdy - budování teras vhodné jen pro určité plodiny - kompostování obnovuje kvalitu půdy a poskytuje podmínky pro kvalitnější růst vegetace - pěstování ochranných plodin plodiny, které kromě úrody mají funkci ve zpevňování půdy svými kořeny - cyklická změna zemědělských kultur význam z dlouhodobějšího měřítka, dává možnost půdě obnovit živiny, které byly např. předchozí plodinou vyčerpány 14

15 Denudace - soubor procesů vedoucí k celkovému snížení (zarovnání) zemského povrchu snižování nadmořské výšky a výškových rozdílů v terénu - denudace eroze - denudace v sobě zahrnuje zvětrávání, erozi, odnos materiálu 15

16 Denudace - důsledek dlouhodobé vodní a větrné eroze a denudace vznik tzv. stolových (tabulových) hor izolovaná vyvýšená plošina, jejíž vrchol je tvořen přibližně vodorovnou polohou odolné horniny Monument Valley (Utah, USA) 16

17 Sufóze - proces charakteristický postupným chemickým rozpouštěním (např. tmelu sedimentárních hornin) a/nebo mechanickým vyplavováním jemných částic (typické pro půdy a nezpevněné sedimenty) - vznik sufóze zejména u půd a sedimentů s deficitem střední zrnitostní frakce snadný transport jemných částic - výskyt zejména sprašové zeminy, písky 17

18 Půdy - vznik půd konečné stádium zvětrávacích procesů - půda směs vzniklá zvětráváním geologického substrátu (horniny) a nahromaděním zetlelých organismů - půda nejsvrchnějšíčást zemské kůry charakteristická chemickým složením, zrnitostí (půdní texturou), skladbou (půdní strukturou), podílem humusu, barvou aj. - vznik půdy ovlivňuje mnoho půdotvorných činitelů - typ matečné horniny - klima - činnost organismů - reliéf -čas 18

19 Půdy Matečná hornina - významně ovlivňuje charakter půdy petrologické (horninové) složení, povaha (zpevněná/nezpevněná hornina) a zrnitost určují afinitu k zvětrávacímu procesu - definuje půdní druh (zrnitost půdy), půdní typ a rychlost jejího vývoje - typ matečné horniny hraje rozhodující roli tam, kde jsou ostatní faktory (např. klima) potlačeny; naopak vlivem uplatnění dalších půdotvorných činitelů na určitém substrátu vznik různých půdních typů 19

20 Půdy Klima - přímo ovlivňuje charakter a rychlost zvětrávacích procesů a nepřímo i účinky vegetace - hlavní faktory teplota, množství a rozložení srážek, výpar - teplé humidní oblasti dominuje chemické zvětrávání, půdy dosahují výrazně vyššího stupně vývojové zralosti než v oblastech chladných a aridních výborné indikátory změn klimatu - půdy ve stádiu rovnováhy (stabilizovaný půdní profil) půdní klimax vzniká dlouhodobým působením půdotvorných procesů 20

21 Půdy Vliv organismů - podílejí se na fyzikálním (např. mechanické rozrušování hornin kořeny rostlin) a chemickém zvětrávání (např. kořenové exudáty) geologického substrátu - soubor všech organismů oživujících půdu půdní edafon zahrnuje půdní floru (bakterie, houby, řasy, lišejníky ) a faunu (prvoci, bičíkovci, měkkýši, dešťovky ) - nejvýznamnější složka půdní bioty vegetace (řízena klimatem) - hlavní funkce bioty dodávání organické hmoty, mechanicky narušuje matečný substrát, reguluje teplotní poměry půdy, půdní vlhkost, migraci a sorpci látek (např. živin), chrání půdu před erozí (odnosem) 21

22 Půdy Reliéf - má přímý vliv na vývoj půdy nadmořská výška, svažitost terénu, expozice vůči světovým stranám atd. - nepřímo působí na typ vegetace, působení eroze (např. vodou, větrem) - charakter terénu má vliv na přínos a odnos materiálu 22

23 Půdy Čas - rychlost půdotvorných procesů je relativně nízká ( let) - půda, na kterou působí půdotvorní činitelé krátce nízký stupeň zralosti (půdní profil slabě diferencovaný) 23

24 Půdy Další faktory - podzemní voda (pokud se dotýká půdního profilu) řídí migraci půdních roztoků, srážení solí, zabraňuje rychlému rozkladu humusu - půdní vzduch liší se od atmosférického, vyšší podíl CO 2 - činnost člověka degradace půd, vznik antropozemí 24

25 Složení půdy - půda se skládá z anorganické a organické složky, půdní vody a vzduchu 25

26 Složení půdy Anorganická složka - odráží původní složení matečné horniny (ovlivnění půdy v důsledku přínosu a odnosu anorganických látek během vývoje relativně nízké) - pro vývoj a kvalitu půd jsou důležité zejména málo stabilní minerály tzn. minerály, které snadno zvětrávají uvolňují živiny plagioklasy (váží Ca, Na), slídy (K, Mg, Fe), amfiboly a pyroxeny (Fe, Mg, Ca) (pozn.: část uvolněných prvků migruje v půdním profilu, část se akumuluje v sekundárních minerálech) 26

27 Složení půdy Půdy dle minerálního obsahu - minerálně bohaté půdy přebytek živin ze substrátu (bazické horniny melafyry, bazalty, tufy, gabra, slíny, slínovce) - minerálně středně silné půdy na horninách bez bazických složek (žuly, ruly, fylity) - minerálně slabé půdy dominuje SiO 2 (svory, ryolity, pískovce) - minerálně chudé půdy křemenné horniny (kvarcity) 27

28 Složení půdy Sekundární minerály půd - jílové minerály (zvětráváním živců a slíd) např. kaolinit, illit, montmorillonit - oxidy a hydroxidy Fe, Mn, Al (zvětráváním např. pyroxenů, olivínů, slíd) např. hematit (Fe 2 O 3 ), goethit (FeOOH), gibbsit (Al(OH) 3 ) 28

29 Složení půdy Organická složka - žijící rostliny, živočichové - uhynulé zbytky (primární organická hmota) základ pro humus - humus (produkty rozkladných procesů primární organické hmoty humifikace) - hl. význam organické hmoty zásobárna energie a C, vysoká sorpční kapacita, vysoká vododržná schopnost, ovlivňuje fyzikální vlastnosti (např. tvorbu půdních agregátů) 29

30 Složení půdy Humusové látky - fulvokyseliny aromatický charakter s převahou alifatických řetězců, dobře rozpustné (i v H 2 O), snadno disociují - huminové kyseliny výrazně aromatický charakter, menší zastoupení bočních alifatických řetězců, v kyselém prostředí nerozpustné - humín velmi stabilní směs organických látek (špatně rozpustný), tmelí minerální částice půdy 30

31 Složení půdy - humusem nejbohatší půdy černozemě - nejchudší půdy aridních oblastí (chladných i tropických) pouštní, arktické půdy 31

32 Vznik a vývoj půdy - vzniká složitým procesem pedogeneze (vznik půdy) - pedogeneze rozklad hornin a organických zbytků tvorbu nových sekundárních minerálů a různých forem humusu přemísťování a mísení všech složek půdy 32

33 Půdní profil - dlouhodobé působení půdotvorných procesů postupná diferenciace půdy vznik látkově, barevně, zrnitostně, stavebně odlišných půdních horizontů 33

34 Půdní profil horizont O (opad) - nadložní organický horizont - typický pro lesní půdy, tvořen opadem (různě rozložený organický materiál listí, jehličí) - výrazně okyseluje půdu - další dělení horizont čerstvého opadu L (opadanky), fermentační horizont F (částečně rozložený rostlinný opad), humifikační horizont H (původní organický materiál ve značném stupni rozkladu) 34

35 Půdní profil horizont A - charakteristický směsí organické a minerální hmoty - koncentruje se zde maximum biologické aktivity - obvykle šedočerná hmota, výrazně prokořenělý 35

36 Půdní profil horizont B - obvykle obohacen látkami vyluhovanými z nadložního horizontu A nejčastěji oxidy a hydroxidy Fe, Mn a Al a huminové kyseliny - obvykle mocnější v porovnání s horizontem A - v případě lesní půdy rovněž prokořenělý 36

37 Půdní profil horizont C - tvořen zvětralým materiálem případně matečnou horninou - nejméně postižen půdotvornými procesy (pozn.: někdy se rozlišuje rovněž horizont D neporušená matečná hornina; někdy některé horizonty chybí nebo jsou málo vyvinuté) 37

38 Klasifikace půd dle směru pohybu půdních roztoků - půdy terestrické (suchozemské) - semiterestrické vznikají v dosahu podzemní vody nebo jsou periodicky zaplavovány - subhydrické vznikají ve vodním prostředí - rašelinné organické půdy vznikající na rašelinách 38

39 Bonita půdy - hodnota (kvalita) půdy pro zemědělskou eventuelně lesnickou produkci (úrodnost) - určována řadou přírodních parametrů zrnitost, půdní typ (obsah živin), hloubka půdy, expozice v terénu (světové strany), sklonitost terénu, nadmořská výška atd. - v současnosti se provádí rebonitace zemědělských půd změna produkčních schopností půdy (eroze nevhodná orba, zúrodňovací opatření např. hnojení) 39