Stavba a složení Země, Litosféra

Transkript

1 Stavba a složení Země, Litosféra Pevné zemské těleso se skládá z několika vrstev, geosfér, které obepínají zemské jádro jako pláště. Geosféry se od sebe liší složením, hustotou, tlakem a teplotou. Na zemské jádro připadá 31 % veškeré hmoty Země. Pravděpodobně obsahuje ryzí kovy, zejména železo, zlato a nikl. Rozlišené je na vnitřní pevné a vnější tekuté. Jádro začíná v hloubce 2900 km. Hranicí je Guttenbergova plocha nespojitosti (diskontinuita). Zemský plášť představuje 67,5 % hmoty Země. Stav hmoty pláště v hloubkách přes 400 km přesně neznáme. Ve svrchní části pláště je zřejmě pod tenkou pevnou vrstvou (sahající do 60 až 100 km) plastická těstovitá astenosféra, která sahá asi do 200 km pod povrch. Svrchní část pláště je z křemičitanů železa a hořčíku, spodní část hlavně z oxidů a sulfidů železa, hořčíku a dalších kovů. Podle jiných názorů je i spodní část z křemičitanů. Zemská kůra je nejsvrchnější vrstvou pevného zemského tělesa. Její průměrná mocnost je 35 km. Zemská kůra vznikla ze zemského pláště složitým vývojem, který trval milióny let. Tvoří ji horniny různého stáří a původu. Mocnost zemské kůry je větší pod vysokými pohořími (přes 70 km) než pod oceány (jen 5-7 km). Pod územím našeho státu je většinou km. Zemská kůra představuje pouze 1,5 % hmoty Země. Nejhojnější jsou v ní nerosty, které jsou sloučeninami kyslíku, křemíku a některých kovů. Jsou to buď křemičitany (např. živce a slídy), nebo oxidy (křemen). Hranicí je Mohorovičičova plocha nespojitosti (diskontinuita) = MOHO vrstva. Litosféra Zemská kůra tvoří spolu s nejsvrchnější vrstvou zemského pláště pevný horninový obal Země, litosféru. Její mocnost se odhaduje na km. Litosféra je rozčleněna v obrovské bloky,

2 litosférické desky. Rozlišujeme pevninské a oceánské litosférické desky, které se velmi pomalu pohybují po astenosféře. Stoupají, klesají, posunují se do stran a mění svou polohu na zemském povrchu. Okraje desek se od sebe vzdalují (divergentní riftová zóna), jinde se přibližují. Někde do sebe dokonce narážejí (kolize) nebo se jedna podsouvá pod druhou (subdukce). Na zemském povrchu se to projevuje pevninotvornými a horotvornými pohyby, sopečnou činností (vulkanizmem) a zemětřeseními. Litosférické desky jsou tyto: euroasijská, severoamerická, africká, jihoamerická, indicko-australská, antarktická, tichooceánská neboli pacifická, Nazca, Kokosová, Karibská, Juan de Fuca, arabská, iránská, Scotia, jaderská, egejská, somálská a filipínská. ) viz obrázek Sopečná činnost je proces, při kterém se žhavotekuté magma (z roztavených látek zemského pláště a zemské kůry) dostává spolu s horkými plyny a párami na zemský povrch. Magma vystupuje k zemskému povrchu puklinami. Na povrchu vznikají ze ztuhlé lávy a sopečných vyvrženin sopky (vulkány) a lávové plošiny. Zemětřesení jsou náhlé krátkodobé otřesy zemské kůry (souše i mořského dna). Podle původu je dělíme na řítivá, sopečná a tektonická. Řítivá vznikají důlní činností v poddolovaných oblastech nebo řícením stropů podzemních prostor. Hypocentrum je velmi mělké, rozsah škod je značný. Sopečná vulkanická jsou průvodním jevem sopečné činnosti. Hypocentra jsou v hloubce do 10 km a mají lokální rozsah a malou intenzitu s nízkým rozsahem škod. Tektonická dislokační jsou nejčastější a nejničivější. Vzniká náhlým uvolněním energie v tektonicky aktivních oblastech a zde dochází ke smykovému pohybu ker podél zlomů. Ohniska jsou hluboko až do 600 km. Světoznámá jsou tato zemětřesení podél zlomu San Andreas v Kalifornii. Ohnisko (hypocentrum) zemětřesení bývá v zemské kůře nebo ve svrchním plášti. Příčinou nejčastějších a nejničivějších (tzv. tektonických) zemětřesení jsou pohyby ker zemské kůry podél puklin a zlomů. Dochází k nim při náhlém uvolnění energie uvnitř Země. Z hypocentra zemětřesení se otřesy šíří všemi směry. Nejkatastrofálnější účinky má zemětřesení v místě zemského povrchu, které leží nad jeho hypocentrem. Toto místo se označuje jako epicentrum. Menší zemětřesení jsou doprovodným jevem sopečné činnosti, malá místní zemětřesení vznikají také při řícení stropů podzemních dutin v krasových krajinách a v poddolovaných oblastech. Nejznámější zemětřesné (i sopečné) oblasti jsou na styku litosférických desek, např. Kalifornie, Japonské ostrovy. Podle místa působení se dělí na kontinentální nebo podmořská. Při podmořských dochází k otřesův vodních mas a vzniku zvláštního typu vln tsunami (z japonštiny, znamená to velké vlny v přístavu). Na volném oceánu mají výšku do 1 m, délka je 150 až 300 km a rychlost až 1000

3 km v hodině. Při přechodu do šelfových oblastí se výška zvětšuje (až na 650 m a klesá rychlost až na 40 km/h). Asi 80 % těchto vln připadá na Pacifik. Pro stanovení intenzity zemětřesení slouží zemětřesné stupnice 9 stupňová Richterova, 12 stupňová MCS stupnice (Mercalli-Cancani- Siebergova) nebo také 12 stupňová MSK (Medveděv-Sponheuer-Kárníkova). Účinky jsou registrované citlivými přístroji seismografy (viz obrázek). Věda zabývající se zemětřeseními a šířením zemětřesných vln a se nazývá seismologie a je v současnosti velmi využívaná při geologickém průzkumu ložisek, hydrogeologii, stavebnictví nebo vodohospodářství. Části litosférických desek, vystupující nad hladinu světového oceánu, tvoří souš neboli pevninu. Největší bloky pevniny se nazývají světadíly (kontinenty). Menší části souše se nazývají ostrovy. Jádra světadílů tvoří štíty, staré několik miliard let. Štíty jsou stabilní části zemské kůry, tvořené hlubinnými vyvřelinami a přeměněnými horninami. Rozlišujeme 11 pevninských štítů: baltský, sibiřský, východočínský, africký, arabský, indický, kanadský, brazilský, guayanský, antarktický a australský. Ke štítům se často přimykají tabule, rozlehlé rovinaté oblasti na vodorovně uložených nezvrásněných usazených horninách, které vznikly v mělkých mořích. Ve třetihorách a čtvrtohorách byly tyto tabule rozlámány v kry, které byly podle zlomů zdviženy do značných výšek (např. Ťan-šan) anebo poklesly a staly se dnem pánví, kotlin a příkopových propadlin. Nejmladší části světadílů vznikly vyvrásněním z geosyklinál (příkopových prohlubní), které se vytvářejí buď na okraji pevninského bloku nebo mezi dvěma pevninskými bloky. Jsou dlouhé až několik tisíc km, široké až několik set km, vyznačují se větší pohyblivostí zemské kůry, horotvornou činností a intenzivní sopečnou a zemětřesnou činností. Zpravidla jsou zatopeny mořem a nacházejí se v oblastech střetů litosférických desek. Z okolních vyvýšených oblastí je do geosynklinál snášen materiál z hornin rozrušených zvětráváním. Na dně geosynklinál vznikají souvrství usazenin. Pod jejich hmotností dno zvolna klesá, zatímco okolní odlehčovaná pevnina stoupá. Toto první vývojové stadium geosynklinály je poměrně klidné. Při poklesu vznikají na dně geosynklinály zlomy, kterými vyvěrá čedičové magma, tvořící na něm lávové příkrovy. Po tomto klidném období dochází k vrásnění. Jeho příčinou je zužování geosynklinály svírané přibližováním okolních pevninských bloků. Stlačováním usazenin se v geosyklinále tvoří vrásy nebo i složité příkrovy, které se nasouvají přes okraje pevninských bloků. Tak vznikají vrásová a příkrovová pohoří. Z geosynklinály byly například na západním okraji obou Amerik vyvrásněny Kordillery a Andy. Geosynklinálou mezi pevninami bylo také moře Tethys, ze kterého byly vyvrásněny Alpy, Dinárské hory a Karpaty a další jihoevropská, jihoasijská a severoafrická pásemná pohoří. Za současné geosynklinály lze považovat okrajová moře jižní a jihovýchodní Asie.

4 Zemská kůra Zemská kůra je složena z velkého počtu prvků. Samostatně se v ní vyskytují jen prvky s malou reaktivitou (např. platina, zlato, stříbro). Ostatní prvky vytvářejí nerosty (minerály). Z nerostů jsou složeny horniny, které jsou základem zemské kůry. Ty dělíme podle původu na vyvřelé, usazené a přeměněné. Horniny jsou složeny buď z jednoho nerostu, častěji však z více nerostů. Vyvřelé (magmatické) horniny vznikají krystalizací křemičité taveniny, kterou nazýváme magma. Magma tuhne buď v hlubinách zemské kůry, nebo se vylévá až na zemský povrch jako žhavá láva. Podle toho rozlišujeme vyvřeliny hlubinné, žilné a výlevné. Usazené (sedimentární) horniny vznikají rozrušením starších hornin a usazením rozrušeného materiálu (zvětralin), který je přepravován tekoucí vodou, větrem, ledovci nebo mořskými vlnami. Přeměněné (metamorfované) horniny vznikají přeměnou vyvřelých a usazených hornin. K přeměně hornin dochází v hlubinách zemské kůry pod vlivem vysokého tlaku a teploty. Mění se přitom minerální složení. Zemská kůra je z 95 % složena z vyvřelých hornin. Zbývajících 5 % připadá na horniny usazené a přeměněné. Na povrchu pevnin i na dně oceánů však převládají usazené horniny. Geologický podklad nížin tvoří převážně usazené horniny, tj. řekami nanesené hlíny, písky a štěrky, větrem naváté spraše a sprašové hlíny a ledovcem přisunuté hlíny, písky a balvany. Základem vysočin jsou pevné skalní masivy z vyvřelých hornin (např. žuly, čediče, andezitu), usazených hornin (např. z břidlic, slepenců, křemenců, vápenců, jílovců) a přeměněných hornin (např. z rul, fylitu a svoru). Pochody, jimiž jsou horniny na povrchu krajiny rozrušovány a mění se ve zvětraliny, se nazývají zvětrávání. Rozlišujeme zvětrávání mechanické (fyzikální) a chemické. Fyzikální zvětrávání je mechanické rozrušování hornin, při němž se do té doby celistvé skalní horniny dělí na úlomky a případně drolí až na jednotlivá zrna, aniž by se změnilo jejich chemické složení. Dochází k němu např. vlivem slunečního záření, tepelných změn, působením vzduchu, vody a ledu, růstem krystalů, objemovými změnami, odlehčením nebo mechanickým působením živých organizmů. Chemickým zvětráváním se horniny mění ve zvětraliny značně odlišné od původních hornin. Dochází k němu za přítomnosti vody a vzduchu (oxidací, redukcí, hydrolýzou, rozpouštěním apod.).

5 Typ zvětrávání a jeho účinnost záleží do značné míry na podnebí. V suchých typech podnebí převládá zvětrávání fyzikální, ve vlhkém podnebí převažuje chemické zvětrávání. Rozlišujeme dva základní typy zemské kůry: pevninskou a oceánskou. Horniny tvořící zemskou kůru pevnin jsou lehčí a mají menší hustotu než horniny tvořící podklad oceánů. Oba typy jsou v rovnováze, poněvadž větší mocnost (20 až 75 km) pevninské kůry je vyrovnávána její menší hmotností, kdežto menší mocnost oceánské kůry (6 až 15 km) je kompenzována její větší hmotností. Pevninskou kůru tvoří tři základní složky: nahoře vrstva usazenin, uprostřed žulová vrstva a vespod čedičová vrstva. Oceánská kůra má pod vrstvou usazených hornin přímo čedičovou vrstvu. Tvary zemského povrchu Zemský povrch (georeliéf) je svrchní plocha zemské kůry. Je to plocha, na které se zemská kůra stýká s dalšími geosférami (např. s atmosférou a hydrosférou). Povrch zemské kůry na pevnině označujeme jako pevninský reliéf, povrch zemské kůry zalitý oceány a moři jako podmořský reliéf. Střední nadmořská výška souše je 875 m, střední hloubka světového oceánu je m. Okraj pevniny zatopený mořem se nazývá pevninský šelf. Je to široký pruh, lemující pobřeží, s maximálním sklonem 5 0 a zabírající asi 8 % dna světového oceánu. Šelfová moře mají velký hospodářský význam (těžba surovin a rybolov). Pevninský šelf se snižuje v pevninský svah (asi 11 % dna oceánu), který přechází v pevninské úpatí (5 %) v hloubkách od do km. Největší část plochy dna světového oceánu připadá na oceánské lože, spočívající na oceánské zemské kůře. Největší prostory na něm zaujímají oceánské pánve, které se rozkládají v hloubkách od do m. Oceánské pánve navzájem oddělují středooceánské hřbety v jejich středu je údolí RIFT výron lávy a vznik kůry. Zdvíhají se z mořského dna až m a jsou vulkanického původu, podobně jako podmořské hory, z nichž některé dosahují až nad hladinu. Nejhlubšími místy oceánského lože jsou úzké sníženiny, oceánské příkopy. Podle hodnot nadmořské výšky členíme zemský povrch souše na deprese = prolákliny se zápornou hodnotou nadmořské výšky (př.assalská proláklina), nížiny s nadmořskou výškou do 200 m.n.m a vysočiny neboli krajinu o nadmořské výšce vyšší než 200 m n.m..

6 Naopak podle relativní výškové členitosti (výškových rozdílů nejvyššího a nejnižšího místa v území 16 km 2 ) se povrch souše rozlišuje na: rovinu (výškové rozdíly jsou do 30 m), pahorkatinu ( m), vrchovinu ( m), hornatinu ( m) a velehornatinu (nad 600 m). Zemský povrch je plochou, na které dochází k přírodním krajinotvorným procesům vyvolávaným dvěma skupinami krajinotvorných činitelů: vnitřními (endogenními) a vnějšími (exogenními). Jejich vlivem se zvolna mění stavba a složení zemské kůry i vzhled krajiny. Vnitřní činitelé mají původ v zemském nitru. Jejich příčinou jsou složité fyzikálně chemické procesy a změny v litosféře. Mezi krajinotvorné procesy vnitřního původu počítáme pevninotvorné a horotvorné pohyby zemské kůry, sopečnou činnost, zemětřesení a přeměnu hornin. Na zemském povrchu jimi vznikají převážně hrubé velkotvary a nerovnosti, jakými jsou pevniny, pohoří, hory, tabule rozlámané v kry, kotliny, příkopy, ostrovy apod. Jejich působením dochází i ke změnám v poloze světadílů a k nejrůznějším poruchám v uložení hornin. Vnější činitelé mají svůj původ mimo zemskou kůru, hlavně ve slunečním záření a v zemské tíži. Změny teploty, vítr, déšť, sníh, proudící voda, jezera, moře, ledovce a živé organismy vyvolávají na zemském povrchu za spolupůsobení zemské tíže četné změny. Vnější činitelé způsobují rozrušování hornin, odnos zvětralin a jejich usazování v jiných místech, vznik a vývoj půd. Zatímco vnitřní činitelé zvětšují výškovou členitost zemského povrchu, působením vnějších činitelů dochází ke zmenšování těchto rozdílů a k zarovnávání zemského povrchu.