stratigrafie. Historická geologie. paleontologie. paleografie

Transkript

1 Geologie je přírodní věda zabývající se složením a stavbou zemské kůry a vývojem zemské kůry v minulosti a přítomnosti strukturní petrografie stratigrafie Všeobecná dynamická tektonika vnější síly vnitřní síly Historická paleontologie paleografie 1

2 Regionální oblastní, krajová Praktická výkonná užitná Praktická výkonná užitná ložisek a hornin hydro balneologie inženýrská Strukturální pojednává o složení a stavbě zemské kůry. Zemská kůra se skládá z hornin a proto hlavní úloha strukturální je studium a určování jednotlivých druhů hornin. Geologie petrografická popisuje vlastnosti hornin a jejich vznik. Geologie tektonická se zabývá uložením a vzájemnou polohou jednotlivých vrstev hornin. 2

3 Strukturální pojednává o složení a stavbě zemské kůry. Zemská kůra se skládá z hornin a proto hlavní úloha strukturální je studium a určování jednotlivých druhů hornin. Geologie petrografická popisuje vlastnosti hornin a jejich vznik. Geologie tektonická se zabývá uložením a vzájemnou polohou jednotlivých vrstev hornin. Dynamická popisuje vlivy, jimiž je zemská kůra stále vystavena z způsobuje změny zemského povrchu. Historická popisuje vývoj Země a jejího povrchu od dob vzniku až do dneška. Stratigrafie popisuje sled vrstev zemské kůry podle časové posloupnosti. Paleontologie se zabývá studiem vyhynulých organizmů. Paleografie se zabývá geografickým prostředím v uplynulých obdobích a jeho historickým vývojem. Regionální studuje geologické složení určitých území. Praktická se zabývá využitím geologických poznatků v technické praxi. Výkonná se zabývá sestavováním geologických map a geologických profilů. Užitná využívá geologické poznatky v praxi. Inženýrská se zajímá o stavební materiál, o kámen a štěrk, o geologický výzkum při zemních pracích, při zakládání staveb, při stavbě komunikací, při ražení štol a tunelů, při úpravě potoků a řek, při stavbě údolních přehrad, při vyhledávání podzemních vod a pramenů apod. 3

4 Zrod Sluneční soustavy Sluneční soustava Vesmír vznikl před 13,7 miliardami let a Sluneční soustava před 4,6 miliardami let. Stáří Země je určeno pomocí radiometrického rozpadu vybraných radioaktivních prvků. Srážky s jinými tělesy byly určující po celou dobu vzniku Země. Celý její povrch byl pokryt krátery od dopadů těchto těles. Jak planeta rostla, tak se zvětšovala i její gravitace a přitahovala další, a také hmotnější tělesa. Tím se zvětšovala nejen intenzita nárazů, ale i množství tepla, které při nich vznikalo. Další a další nárazy tavily zemský povrch, který byl nakonec tvořen doruda rozžhaveným magmatem, které pokrývalo celou planetu. Naše Země se dočasně proměnila ve žhavou kouli s oceány plnými magmatu. Látky, ze kterých byla Země a dopadající tělesa tvořena, se začaly oddělovat. Těžší prvky, jako např. železo a jiné kovy, klesaly ke středu, zatímco lehčí zůstávaly na povrchu. Některé tělesa obsahovala i nemalé množství vody, která se převážně odpařila již při dopadu. Na rozdíl od kovů, které klesaly směrem ke středu, vodní pára spolu s jinými plyny a oxidem uhličitým stoupaly vzhůru a vytvořila se hustá mračna. Kolem Země vznikla prvotní atmosféra. Povrch Země chladnul, začala klesat i teplota atmosféry. Když poklesla asi na 300 C, přišel první déšť a na horký zemský povrch začala dopadat voda. Voda se okamžitě po dopadu vypařila, ve vyšších výškách opět kondenzovala a vytvářela další mraky. Cyklus se neustále opakoval, až se na Zemi vytvořily oceány. 4

5 Poloměr Země v rovině rovníkové Poloměr Země v rovině procházející póly km km Délka rovníku ,6km Povrch Země km 2 Objem souše vynořující se nad mořskou hladinou Celkové množství vody v oceánech Poměr objemu souše nad hladinou moří k objemu moři km km 3 1 : 11 Země se skládá: atmosféry hydrosféra pevného tělesa. 5

6 Biosféra je vrstva, do které spadají dna nejhlubších oceánů a zasahuje až několik kilometrů do atmosféry. Je to vrstva, kde najdeme několik milionů známých i neznámých žijících organismů. Stratosféra je oddělena od troposféry přechodnou vrstvou tropopauzou, která je charakteristická konstantní teplotou. Stratosféra sahá až do výšek asi 50 kilometrů nad zemským povrchem. V této vrstvě teplota s rostoucí výškou roste, přičemž růst v první polovině stratosféry je velice nepatrný. Součástí stratosféry je pro život na Zemi velmi významná ozónová vrstva.ozónová vrstva se nachází mezi 20 a 30 km a reguluje množství procházejícího ultrafialového záření. Mezi 50. a 85. kilometrem se nachází mezosféra. Tato vrstva je charakteristická značným poklesem teploty, ve výšce 80 km dosahuje -100 C, což je způsobeno zanedbatelným obsahem vodních par, vody a ozónu a tím, že nedochází k absorpci slunečního záření. Mezopauza je tenká vrstva ve výšce kolem 80 km, která odděluje mezosféru a termosféru. Termosféra navazuje na stratosféru a dosahuje až do výšky asi 500 kilometrů nad zemský povrch. Tato vrstva je charakteristická enormním vzrůstem teploty. Teplota této vrstvy dosahuje hodnot 500 C až C, v závislosti na aktivitě Slunce. Exosféra je vnější vrstva atmosféry, která tvoří přechodovou vrstvu do meziplanetárního prostoru, dosahuje výšky asi 1000 km. Pouze z této vrstvy mohou unikat atmosférické plyny, atomy a molekuly do meziplanetárního prostoru. Oblast mezosféry a termosféry se nazývá ionosféra (60 až 500 km), protože obsahuje velké množství volných iontů a elektronů. V této vrstvě dochází k ionizaci ultrafialovým zářením. Hydrosféra je soubor veškeré vody na Zemi. Zemský povrch pokrývá asi 71 % vody. Většina vody není z důvodu vysokého obsahu soli pitná. 3 % zahrnují vodu čistou, tedy pitnou. Velká část pitné vody je ukryta pod zemským povrchem nebo ve formě ledu v polárních oblastech a vysoko v horách. Vrstva, v níž je alespoň po dva roky teplota pod bodem mrazu, a tedy voda ve formě ledu, se nazývá kryosféra. 6

7 Voda má velmi zajímavé chemické a fyzikální vlastnosti a je nenahraditelnou pro život na Zemi. Velice důležitá je její schopnost dobře absorbovat teplo a schopnost postupného uvolňování tepla do atmosféry. Další zajímavou vlastností z pohledu fyziky je anomálie vody, která dává přežít živočichům na dně rybníků a jezer. Jádro je tvořeno převážně slitinami železa a niklu s příměsemi lehčích prvků, patrně hlavně síry. Vnitřní jádro (jadérko):1,7 % hmotnosti Země, hloubka km Vnitřní jádro je pevné, od pláště ho dělí roztavené vnější jádro. Předpokládá se, že pevné jádro se vytvořilo jako důsledek tuhnutí za vysokého tlaku, protože teplota, která uvnitř panuje, dosahuje asi C. 7

8 Vnější jádro: 30,8 % hmotnosti Země, hloubka km. Vnější jádro se skládá z horké, elektricky vodivé tekutiny. Tato vodivá vrstva společně s rotací Země vytváří elektrické pole (tzv. dynamojev) a zároveň i pole magnetické, čímž se kolem Země vytváří ochranný štít magnetosféra, která nás chrání před kosmickým zářením. Vnější jádro je zároveň zodpovědné za nepatrné výkyvy v rychlosti zemské rotace. D-vrstva (Gutenbergova diskontinuita): tvoří 3 % hmotnosti Země, hloubka mezi km a km. Tato vrstva je 200 až 300 km silná. Ačkoli je často počítána ke spodnímu plášti, poukazují seismická měření na to, že se chemicky liší od spodní části pláště. Předpokládá se, že hmota vyvločkovala z jádra nebo se díky své hustotě propadla skrz plášť, ale do jádra již nepronikla. Plášť je tvořen poměrně těžkými křemičitanovými minerály, některé jsou velmi podobné těm, které známe ze zemské kůry. Informace o plášti se získává převážně z úlomku tzv. xenolitů a analýzy seismických vln. Spodní plášť: 49,2 % hmotnosti Země, hloubka km. Spodní plášť je složen hlavně z křemíku, magnesia a kyslíku, dále obsahuje i trochu železa, kalcia a hliníku. Předpokládá se, že se Země skládá z podobných prvků jako Slunce a meteority. Vrchní plášť: 10,3 % hmotnosti Země, hloubka km. Xenolity pochází převážně ze svrchních vrstev vrchního pláště a objevují na erodovaných horských hřebenech nebo převážně pak při vulkanických výbuších. Mezi nejvýznamnější minerály, které byly takto objeveny, patří olivíny, pyroxen (Mg, Fe), SiO 3 atd. Astenosféra: 7,5 % hmotnosti Země, hloubka km. Přechodová vrstva je původem čedičové magma, ale dále obsahuje i vápník, hliník, granát, což je horninotvorný minerál. Tato vrstva se velice snadno rozpouští a vytváří bazalt. Je to vrstva, která umožňuje pohyb litosférických desek a občas jako magma stoupá do vrstev ležících nad touto vrstvou. Kůra je nejsvrchnější pevná vrstva Země. Mezi dva základní typy počítáme kontinentální a oceánskou zemskou kůru, liší se nejen mocností, ale i složením a hustotou. Jednotlivé litosférické desky se pohybují po plastickém podkladu astenosféře (stoupají, klesají a pohybují se do stran). Oceánská kůra: 0,099 % hmotnosti Země, hloubka 6 15 km. Oceánská kůra tvoří převážnou část zemské povrchu (asi 70 %) a vznikla převážně vulkanickou činností Země. V hloubkách oceánů existuje hřebenový systém o délce asi km, kde dochází k neustálým výronům magmatu. Tím se neustále vytváří nová oceánská kůra. Někdy tento hřeben dokonce vystupuje nad hladinu moře, například Havaj a Island. 8

9 Kontinentální kůra: 0,347 % hmotnosti Země, hloubka 0 50 km. Oceánská kůra tvoří vnější část Země a převážně se skládá z krystalických hornin. Jde hlavně o lehké minerály nízké hustoty, dominují křemen (SiO 2 ) a živec. Kontinentální kůra má mnohem nižší hustotu, proto se oceánská kůra propadá do astenosféry a kontinentální naopak jakoby vystupuje nad kůru oceánskou. Kontinentální kůra je také výrazně mocnější než kůra oceánská. 9