Základy geologie a geomorfologie

geologický vývoj, stavba Země, zemská kůra, litosféra a její členění;  horniny a jejich rozdělení, činnost vnějších a vnitřních činitelů, příklady tvaru reliéfu z ČR a světa

 

 

-         geologie jako věda – geo ( země) , logos ( věda,  myšlení)

-         geomorfologie – geo ( země), morfos ( tvar)

planeta Země – 4,6 mld; oceán a kůra 3,6 mld; Nejstarší horniny (z období před 3,8 – 4 miliardami let) se nachází ve štítech (Kanada, Sibiř)

-         vývoj – prahory, starohory, prvohory, druhohory, třetihory, čtvrtohory

- Zkoumání Země:  hlubinné vrty ( do 1300m voda, pevnina do 12000m); sopky - sondy = odrazy zemětřesných vln; těžba = doly (do 1,7 km, nejhlubší do 3848m)

-         Vnitřní struktura zemského tělesa

- stavba hlubších částí Země je známa díky geofyzikálním výzkumům (zejména seismologie, gravimetrie, tepelný tok); seismické vlny: P-vlny (primární) – rychlé, kmitají ve směru šíření vlny; S-vlny (sekundární) – pomalejší, neprochází roztavenými horninami, kmitají kolmo ke směru šíření vlny; Země má vrstevnatou vnitřní stavbu – ve středu leží jádro, které je obklopeno koncentrickými vrstvami s hustotou klesající směrem k zemskému povrchu

a)  Zemské jádro: poloměr 3500 km, složeno ze dvou vrstev – vnější tekuté a vnitřní pevné, jádro je tvořeno Fe s příměsí Ni ( proto NIFE), teplota 2800 – 3100°C

b) plášť: poloměr 2900 km, složen z minerálů podobných olivínu (silikát Mg a Fe – proto SIMA), teplota 1800 - 2800°C

c) zemská kůra: mocnost v rozmezí 8 – 40 km, kůra je tvořena převážně vyvřelými horninami, od pláště oddělena Mohorovičičovou vrstvou diskontinuity (Moho-vrstva) na které dochází ke skokovému nárůstu rychlosti seismických vln

-          zemská kůra – má mocnost 35 km, pod horami 75 – 80 km, v oceánu 5 – 7 km;  a) pevninská  - je složena v převážné míře z kyselých a intermediální typů hornin (typy hornin mezi kyselými a bazickými). Její běžná mocnost je kolem 30 km, ale v oblastech mladých pohoří může dosahovat mocnosti až 80 km. Její mocnost může být také o něco menší a to v mobilních oblastech.
                                                                                                                                        b) Oceánská kůra je složena z bazických hornin (bazalt, gabro). Je tedy výrazně těžší nežli kůra kontinentální. Její mocnost se pohybuje kolem 10 km.

 

 

 

Diskontinuita = plocha nespojitosti (nastává tu totální změna fyz. i chem. složení látek)

Astenosféra = plastická hmota, po které se pohybují litosférické desky, je to spodní hranice litosféry. Je do hloubky 200 km (z povrchu dolů)

-         Horniny  = sloučeniny několika minerálů, základem zemské kůry. Dělí se: vyvřelé = magmatické (hlubinné, výlevné, žilné); usazené; přeměněné - Hlubinné = pomalu tuhnou pod povrchem země, jsou krystalické = žula; Žilné = vykrystalizované horniny, jemně krystalické = př. Aplit; Výlevné = vylévají se na povrch, jako žhavá láva, rychle utuhnou, nejsou krystalické = čedič, znělec, andezit; Usazené = sedimentární = vznikly jako výlevy žilné, hlubinné, vlivem eroze se přeměnily = př. vápenec, pískovec; Přeměněné = metamorfované = ruly, svory, fility = změna usazených a přeměněných hornin ( v zems. plášti = změna minerálního složení a stavby)

-         litosféra – litos ( kamen), sféros ( obal); mocnost = 5 – 200 km; 6 hlavních desek ( někdy 12);

Velké desky

Malé desky

Pacifická

Nazca

Americká

Kokosová

Eurasijská (Perská subdeska)

Filipínská

Africká (Somálská subdeska)

Arabská

Indo-australská

Juan de Fuca

Antarktická

Karolínská

 

Bismarckova

 

Scotia

-  Wegenerova teorie kontinentálního driftu (teorie globální tektoniky) z roku 1912:  = pohyb kontinentů - dnešní uspořádání kontinentů je výsledkem rozpadu prakontinentu Pangea, který byl obklopen oceánem Panthalassa (perm, 250 mil. let př.n.l.); Pangea se rozpadla na dvě části → jižní polokoule – Gondwana (Jižní Amerika, Afrika, Antarktida, Austrálie, Nový Zéland a Madagaskar,Indie); severní polokoule –  Laurasie (Severní Amerika, Eurasie);  Gondwana a Laurasie byly odděleny oceánem Tethys;        Posuny kontinetů mely dopad na změny přírodních podmínek (klima, půdy, vegetace);  vývoj uspořádání kontinentů v budoucnosti: bude se rozšiřovat Atlantský oceán a pohyb obou Amerik k Z způsobí zmenšení rozlohy Tichého oceánu, dojde k oddělení části Afriky podél linie východoafrického riftového systému

důsledky pohybu litosférických desek – vrásnění ( viz níže)  - orogeneze; epeirogeneze; riftové zóny

 

 

Reliéf

Sníženiny = mají zápornou nadmořskou výšku (Mrtvé moře, Kaspická nížina, Velký Kaňon);Vyvýšeniny = mají kladnou nadmořskou výšku (Mt. Everest, …)

Výška: absolutní = vůči hladině moře ( = nadm. výška, nížiny a vysočiny); 0 – 200 m = nížiny - 200 m a více = vysočiny

             relativní = rozdíl mezi nejnižším a nejvyšším vrcholem:

 

 

0 – 30 m  = rovina

 

na ploše 16 km2

 
30 – 150 m = pahorkatina

150 – 300 m = vrchovina

300 – 600 m = hornatina

600 a více = velehornatina

 

Průměrná nadmořská výška souše = 875 m ; Průměrná hloubka oceánů = 3700 m

 

Oceán:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


kontinentální šelf = široký pás mělkého oceánu s hloubkou do 200 m = zaplavené okraje kontinentů

 

Endogenní pochody = vnitřní pochody = mají původ v zemském nitru; patří sem pevninotvorné a horotvorné pohyby zemské kůry; vulkanismus, zemětřesení, orogeneze, epierogeneze; může vzniknout vráso – zlomový reliéf, kerný reliéf, sopečný reliéf; jejich působením dochází ke změnám v poloze světadílů a k nejrůznějším poruchám v uložení hornin, zvyšují výškovou členitost

- Vulkanizmus - sopka (vulkán) = elevace ( pohyb vzhůru) kuželového (sopečný kužel) nebo klenbovitého tvaru vytvořená výlevem magmatu z přívodního kanálu (sopouchu); vulkanický materiál je ze sopky vyvrhován buď v tekuté podobě (láva) nebo v pevné podobě (pyroklastika); pyroklastické horniny = vulkanický materiál vyvrhovaný ze sopečného jícnu; balvany, bomby, struska, sopečný popel; průběh erupce je určován složením lávy: felsické magma – obsahuje hodně rozpuštěných plynů → explozivní erupce, vyvrhování velkého množství pyroklastik; mafické magma → klidné erupce;  tvar, rozměry a stavba sopky závisí na složení lávy a přítomnosti/nepřítomnosti pyroklastik: stratovulkán, štítový vulkán; stratovulkán = sopka složená ze střídajících se vrstev utuhlé lávy a pyroklastických hornin - stratovulkány vyvrhují velké množství popela, který může dosáhnout stratosféry a způsobit dočasné globální snížení teploty vzduchu;  kaldera = destruktivní tvar stratovulkánu v podobě kotlovité prohlubně tvaru kráteru; velikost až 20 - 30 km - vznik:  explozí – vyhozením vrcholu sopky do vzduchu při erupci; maar - kruhovité ústí sopečného jícnu bez sopečného kuželu. Sopouch bývá vyplněn pyroklastickým materiálem a někdy je lemován nízkým tufovým valem. Uvnitř maaru se často vyskytuje jezero; štítový vulkán = sopky tvaru nízkého, plochého kužele se svahy o malém sklonu (1 - 10°), vyvrhují málo viskózní magma, které se roztéká do velkých vzdáleností od kráteru a vytváří tenké vrstvy; horké  prameny a gejzíry - doprovodnými jevy vulkanické činnosti, vznikají tam, kde se nachází horké magma nehluboko pod povrchem -       gejzír = místo kde dochází k periodickým vývěrům páry a horké vody; Vulkanické oblasti světa - většina vulkánů je rozložena podél subdukčních zón cirkum-pacifického orogenního pásma;  další významné vulkanické oblasti se nachází podél divergentních deskových rozhraní (středooceánské hřbety – např. Island) a nad horkými skvrnami; Japonsko, Kamčatka, Etna, České středohoří

- Zemětřesení  = soubor krátkých periodických pohybů, které se šíří ve formě seismických vln zemským tělesem; klasifikace zemětřesení:

-         tektonická - uvolnění nahromadění elastické energie v tektonicky aktivních oblastech

-         vulkanická - doprovází vulkanickou činnost

-         řítivá - vznikají propadnutím stropů přírodních nebo umělých dutin v zemské kůře

· hypocentrum = ohnisko zemětřesení, epicentrum = kolmý průmět ohniska na zemský povrch; seismické vlny -vlny, které se šíří od ohniska zemětřesení všemi směry jako převážně elastické deformace prostředí. Jako první přicházejí k seismografu vlny P (primární, podélné), ve kterých se částice prostředí pohybují ve směru šíření. Další skupinou jsou vlny S (sekundární, příčné), při nichž částice prostředí kmitají kolmo na směr šíření. Jejich rychlost je menší než rychlost podélných vln, proto vlny S přicházejí jako druhé. Podélné a příčné vlny jsou vlny prostorové. Další skupinu seismických vln tvoří povrchové vlny .;  Richterova stupnice = škála hodnotící sílu zemětřesení podle množství uvolněné energie;  tsunami = mořské vlny generované zemětřesením; epicentrum zemětřesení se nachází v oceánu

 

Vrásnění -

a) vrása - deformace vyvolaná ohybem hornin, která způsobuje změnu úklonu vrstev a někdy i jejich směru. Podle tvaru vrás a úklonu jejich os se rozlišují např. vrása přímá, šikmá, překocená, vějířovitá. Základními typy vrás jsou antiklinála a synklinála. V antiklinále jsou vrstvy vyklenuty vzhůru, takže její vnitřní vrstvy ležely původně níže, tj. jsou starší. U sedlovitě prohnutých vrstev, tj. tvořících synklinálu, jsou uvnitř ležící vrstvy mladší, neboť původně ležely nahoře.

 

 

synklinála

 
 

 

 

 

 

 

 

 


b) příkrov - velké horninové těleso přemístěné tektonicky (viz též tektonika) na jinou horninovou jednotku, původně nejméně 5 km vzdálenou. Rozlišuje se příkrov vrásový, který je tvořen velkou ležatou vrásou, a příkrov kerný (nejčastější), tj. velká kra hornin přesunutá podle různě orientované plochy. Příkrovová stavba je charakteristická pro řadu pohoří (příkrovová pohoří), např. Alpy, Karpaty, Himálaj.

c) Zlom - porušení horninové jednotky pohybem podél pukliny, obvykle výrazně ukloněné. Délka zlomů může činit několik metrů, ale také až stovky kilometrů, a vertikální složka pohybu může dosahovat až několika kilometrů. Zlomy bývají klasifikovány podle orientace vůči vrstvám nebo vůči regionálním strukturám, podle úklonu zlomových ploch aj. Podle pohybu ker se rozeznávají zejména a) poklesy, nadložní kra poklesla směrem dolů (viz též prolom, hrást); b) přesmyky, zdvihy, násuny, přesuny, nadložní kra se přemístila vzhůru vůči kře podložní; c) posuny, hlavní složkou byl horizontální pohyb.

 

- Typy a tvary reliéfů vzniklých za působení vnitřních procesů:

a) Pevninské štíty -  orogenní pásma zabírají pouze malou část kontinentální kůry, zbývající větší část je tvořena stabilními oblastmi s horninami mnohem většího stáří: štíty = nízko položené oblasti, budované vyvřelými a metamorfovanými horninami, tvořící jádra kontinentů; dvě skupiny štítů: obnažené štíty = chybí pokryv sedimentů; tvořeny velmi starými krystalickými horninami většinou prekambrického stáří; hluboce denudovány; Evropa: Baltský štít, Ukrajinský štít;  nejstarší horniny světa se nachází v jádrových oblastech štítů – 2,5 až 3,5 mld. let.

 

b) Pásemná pohoří alpsko-himalájského typu - aktivní orogenní oblasti se zpravidla táhnou podél kontinentálních okrajů – pásemná pohoří alpsko-himalájského typu;  jsou mladá a rozpadají se do kratších úseků – horské oblouky;  dva systémy pásemných pohoří světa: cirkum-pacifické orogenní pásmo a Eurasijsko-indonéské orogenní pásmo

c) Stará pásemná pohoří - zbytky pásemných pohoří ležící v oblastech štítů, tvořená hlavně paleozoickými nebo spodně mesozoickými sedimentárními horninami; jsou silně denudovaná;   Kaledonské pohoří: paleozoické stáří (400 mil. let), Skandinávie, Skotsko

d) Tabule: př. Česká tabule – přimykají se ke štítům, rozlehlé rovinaté oblasti, leží na nezvrásněných horninách. Jsou nezvrásněny, protože jsou to dna moří.;

e) Pánve, kotliny, příkopové propadliny: vznikají ve třetihorách a ve čtvrtohorách,  vlivem tlaku došlo k rozlámání tabulí, vznikly kry = příkopové propadliny = jezera (ve vých. Africe, Bajkal..)

f) Vrásový reliéf: sedla vrás v něm tvoří horské hřbety a koryta zase terénní sníženiny;

g) Vráso – zlomový reliéf: vzniká tam, kde při vrásnění dochází i ke zlomům a tím i ke zdvihu nebo poklesu zemských ker;

h) Sopečný reliéf:  vyznačuje se sopečnými kužely a ztuhlými lávovými proudy a příkrovy, tento reliéf je rozšířen na dnech oceánů;

i) Příkrovový reliéf: vzniká vrásovými a kernými přesmyky, při kterých jsou vrstvy zvrásněných i nezvrásněných usazenin nasunuty působením bočního tlaku na horniny jiného stáří;

- Mladá pohoří  = většinou vrásová; Starší pohoří  = většinou příkrovové, zlomy = Kerná pohoří (Krušné hory, Jeseníky, Krkonoše); Nejstarší poh. = většinou kerné; Vulkanické pohoří = pohoří které za nějakou dobu vybuchne a už neexistuje

 

Exogenní činitelé: mají původ mimo zemskou kůru; snižují výškovou členitost je to působení: teploty, tlaku, větru, deště, sněhu, proudící vody, ledovců, živých organizmů, gravitace

1) Svahové pochody: jedná se o přesměrování hornin z vyšších částí svahů do nižších; dochází k nim, když zemská přitažlivost překoná odpor svažitého podloží; je jich nejvíce; jsou způsobené gravitací Země a vodou

90% reliéfu = svahy; 60% svahů má větší sklon než 10%; Sesuv: rychlý pohyb po svahu, pomalejší, vznikají síťové kužely; př. Laviny; Řícení: kolmější, do 50% svahu, volný pád

2) Vodou: většinou je to povrchová voda; RON = povrchový odtok  ® stružky ® potůček ® říčka ® řeka ® …..; Prohlubování údolí  vzniká odnášením vodních částeček ze dna; podemíláním břehů se údolí rozšiřuje.;

voda, která stéká po zemském povrchu reliéf modeluje vymíláním(erozí), odnášením (transportem) a usazováním (sedimentací);  vodopády, peřeje, HRNCE (vznikají v místech, kde proud unáší štěrk a kamení a vytváří krouživý pohyb Þ vznik výklenků a prohlubní); křivolakost -  vytváří se tu tzv. Meandry (největší  na Sázavě); Delta: ukončení řeky, řeka se rozdělí na jednotlivá ramena; Nánosové říční terasy:

3) Krasové jevy: projev chemického zvětrávání, prohlubování krajiny (vápence) vlivem H2o a CO2 Þ rozpouští vápenec; Vznikají:   a) škarpy = černé rýhy;  b) polje = rozlehlejší sníženiny na vápencové ploše;  c) závrty = prohlubeň ve vápenci; Řeky: Ponorky: řeka, která se dostává do podzemních vod, Vyvěračky: řeka, která se dostává na povrch; Krápníkové útvary:Stalagmit = krápník rostoucí zdola nahoru, Stalaktit = krápník rostoucí shora dolů, Stalagnát = srostlý horní a dolní krápník; Jeskyně: Kateřinská, Balcarka, Punkevní; Propasti:

Macocha

4) Ledem = kryogenní pochody: Sněhové laviny: jsou buď sněhové, nebo sněhové s kamením; Sněžník: místo, kde je sníh větší část roku, kolem je vlhko; Mrazové zvětrávání: zamrzání vody v hornině, led se zvětší, hornina praskne; Trogy: vznikají modelací ledovce = ledovcová údolí vanovitého typu; Ledovcová jezera;

Fjordy: zálivy, sahající hluboko do pevniny, navazují na ně trogy; Morény: val, který před sebou ledovec hrne, vzniká akumulační činnost ledovce; Permafrostní půdy = do 1600m zmrzlé, 10m rozmrzne v létě = vznik bažin (Sibiř)

5) Vlivem větru: Dochází k mechanickému obrušování (v suchých oblastech s chudou vegetací)

Větrná koroze: vznikají:  skalní hřiby, svědecké hory, brány, okna; Akumulací: vznikají písečné přesypy, duny (Francie, Nizozemí);

6) Vlivem mořské a jezerní vody - Abraze = rozrušování pobřeží mořem; Sedimentace = vzniká na pevninském úpatí a na dně oceánů; Písečná kosa = vzniká vlivem mořského proudu = břeh zasahující do moře

7) organizmy: = činnost rostlin a člověka (= biogenní pochody)  ® působí mechanicky i chemicky; Zvětráváním: vzniká rašelina; V mořích ze zbytků živých organizmů vzniká rašelina: fosforečná, vápenečná, křemitá; Z živých organizmů vzniká:  zásoby ropy, plynu a uhlí; V mořích z živočichů (př. láčkovci) vznikají korálové útesy (Austrálie – Velká útesová bariéra, oblast Lakadivy a Maledivy, ….) ® žije tu málo lidí, jsou tu ploché oblasti, není tu žádná sladká voda, roste tu palma olejná.

8) Antropogenní tvary: haldy, skrývky, doly, náspy komunikací, terasy u řek, …; určují vzhled krajiny

 

- geomagnetické pole - Země se chová jako velký magnet. Vytváří magnetické pole, které způsobuje, že se ručičky kompasů a magnety orientují podle jejích magnetických polí. Soudí se, že příčina spočívá ve složení zemského jádra, které se skládá ze železa a niklu, jakož i v jeho otáčení, které je vyvoláno otáčením Země. Čáry, které charakterizují magnetické pole Země, probíhají od pólu k pólu. magnetické pole Země. Měří se v jednotkách nanotesla (nT). Je popsáno geomagnetickými elementy. Jeho převážná část je buzena v zemském jádře mechanismem zemského magnetického dynama. Tato část pole je pomalu proměnná s časem. Nepatrná část geomagnetického pole je buzena elektrickými proudy v ionosféře. Tato část pole je rychle proměnná s časem, a to jednak ve formě periodických změn (geomagnetické variace), jednak ve formě poruch (geomagnetická bouře, geomagnetické pulsace, geomagnetická aktivita).