Geologia
Geologia to nauka, której przedmiotami badań są budowa Ziemi i procesy zachodzące w jej obrębie. Szczególne miejsce zajmują zjawiska
zachodzące w obrębie zewnętrznej powłoki Ziemi  litosfery (skorupy ziemskiej).
Dyscypliny podstawowe:
żðGeologia dynamiczna  caÅ‚oksztaÅ‚t zjawisk i procesów geologicznych
żðStratygrafia  opis wieku skaÅ‚
żðGeologia historyczna  przebieg procesów geologicznych w przeszÅ‚oÅ›ci
żðPaleontologia  historia życia na Ziemi na podstawie Å›ladów zapisanych w osadach
żðSedymentologia  nauka o typach osadów i procesach ich powstawania
żðMineralogia, geochemia i petrografia  zajmujÄ…ce siÄ™ mineraÅ‚ami i skaÅ‚ami skorupy ziemskiej, ich skÅ‚adem chemicznym i procesami ich powstawania
żðTektonika  zajmuje siÄ™ opisem przestrzennego poÅ‚ożenia warstw skalnych i mechanizmami powstawania ich deformacji
Dyscypliny stosowane:
żðGeologia inżynierska  zajmujÄ™ siÄ™ charakterystykÄ… warunków lokalizacji obiektów inżynierskich i ocenÄ… ich oddziaÅ‚ywania na Å›rodowisko geologiczne
żðHydrogeologia  zajmuje siÄ™ wodÄ… w Å›rodowisku skalnym
żðGeologia zÅ‚ożowa  zajmuje siÄ™ zÅ‚ożami t.j. kopalinami nadajÄ…cymi siÄ™ do eksploatacji górniczej
żðGeofizyka geologiczna  nauka o charakterze podstawowym jak i stosowanym zajmuje siÄ™ fizycznymi cechami Ziemi jako planety
Słoneczny układ planetarny
wðIstnieje szereg hipotez powstania sÅ‚onecznego ukÅ‚adu planetarnego wg jednej z uznanych
wðSÅ‚oÅ„ce jako jedna z gwiazd naszej Galaktyki powstaÅ‚o 5-6 miliardów lat temu, w centrum wirujÄ…cego , dyskowatego obÅ‚oku kosmicznego gazu,
którego podstawową materią był wodór
wðW jÄ…drze SÅ‚oÅ„ce, które pod wpÅ‚ywem ciÅ›nienia i temperatury skupia 99,8% masy ukÅ‚adu sÅ‚onecznego, wodór pod wpÅ‚ywem przemiany jÄ…drowej ulegÅ‚
ewolucji w hel, a ten na drodze dalszej nukleosyntezy w coraz cięższe pierwiastki
wðEmisja czÄ…stek materii sÅ‚onecznej w przestrzeni miÄ™dzygwiezdnej spowodowaÅ‚a powstanie ukÅ‚adu planetarnego w polu grawitacyjnym SÅ‚oÅ„ca. ObÅ‚oki
gazu i pyłu kosmicznego ok. 4,5 miliarda lat temu podlegały akretacji (zlepieniu) w większe bryły dając początek planetom
wðW obszarach bliższych SÅ‚oÅ„ca zachodziÅ‚a kondensacja pierwiastków cięższych; metali, tlenków i krzemianów, a w obszary bardziej odlegÅ‚e wiatr
słoneczny unosił pierwiastki lżejsze i substancje lotne. Dlatego planety bliższe Słońca przy małej masie charakteryzują się dużą gęstością średnią, a
planety zewnętrzne małymi gęstościami, zbliżonymi do średniej gęstości Słońca  1410 kg/m3
wðPlanety krążą po prawie koÅ‚owych orbitach poÅ‚ożonych prawie w jednej pÅ‚aszczyz
nie
Słoneczny układ planetarny
wðOdlegÅ‚ość Ziemi od SÅ‚oÅ„ca (150 mln km) nazywa siÄ™ jednostkÄ… astronomicznÄ… (j.a.)
wðPomiÄ™dzy orbitami Marsa i Jowisza krążą miliardy maÅ‚ych ciaÅ‚ niebieskich (asteroid-planetek), zwanych planetoidami. Pewna ilość planetoid krąży
również pomiędzy orbitami Marsa i Ziemi oraz Ziemi i Wenus
wðSuma mas wszystkich planet i ciaÅ‚ niebieskich wynosi < niż 0,3% masy caÅ‚ego ukÅ‚adu sÅ‚onecznego
wðPlanetoida - ciaÅ‚o niebieskie o maÅ‚ych rozmiarach - od kilku metrów do czasem ponad 1000 km, obiegajÄ…ce gwiazdÄ™ centralnÄ… (w UkÅ‚adzie
Słonecznym - Słońce), posiadające stałą powierzchnię skalną lub lodową, bardzo często  przede wszystkim w przypadku asteroid mniejszych i mało
masywnych  o nieregularnym kształcie, często noszącym znamiona kolizji z innymi podobnymi obiektami.
Powstanie Ziemi
wðWg współczesnych poglÄ…dów Ziemia uformowaÅ‚a siÄ™ ok. 4,56 miliarda lat temu w wyniku kondensacji miniplanet, pyłów i gazów
wðKompresja wywoÅ‚ana przez grawitacjÄ™ spowodowaÅ‚a wyodrÄ™bnienie siÄ™ ciepÅ‚a wewnÄ™trznego i wytworzenie ciÅ›nienia i w ich nastÄ™pstwie rozdzieliÅ‚y
się składniki chemiczne  ciężkie zgromadziły się w głębszych partiach globu, natomiast lekkie w pobliżu jego powierzchni. Najlżejsze pierwiastki
utworzyły cienką warstwę gazów, ta warstwa dała początek dzisiejszej atmosferze
wðRoztopiona powierzchnia Ziemi ostygÅ‚a i stwardniaÅ‚a, ale jej wnÄ™trze pozostaÅ‚o niezwykle gorÄ…ce
Ziemia i jej budowa
Powstanie Ziemi
żðZiemia jest jednÄ… z planet krążących wokół SÅ‚oÅ„ca i tworzÄ…cych wraz z nim ukÅ‚ad planetarny. (t.j. SÅ‚oÅ„ce i wszystkie ciaÅ‚a niebieskie zwiÄ…zane z nim
grawitacyjnie  planety ze swoimi księżycami, planetoidy, komety, meteoryty, materia pyłowo-gazowa wypełniająca przestrzeń międzyplanetarną.
żðZiemia w przybliżeniu jest kulÄ… spÅ‚aszczonÄ… w obszarach biegunowych o ksztaÅ‚cie zbliżonym do elipsoidy obrotowej  elipsoidy kardioidalnej (ksztaÅ‚t
jest wynikiem siły przyciągania grawitacyjnego i obrotu wokół osi, o wyraz
nie nierównej powierzchni zwanej geoidą
żðNierównoÅ›ci te powstaÅ‚y wskutek wystÄ™pujÄ…cych bardzo gÅ‚Ä™bokich obniżeÅ„, wyniesieÅ„ i gór, a także deformacji zachodzÄ…cych w gÅ‚Ä™bi skorupy
ziemskiej i na jej powierzchni (amplitudy nierówności powierzchni skorupy ok. 20 km). Najwyższy szczyt Mount Everest 8848 m n.p.m., a najniższy
punkt w Rowie Mariańskim 11034 m p.p.m.
Budowa wnętrza Ziemi
wðKulisty ukÅ‚ad stref zwanych geosferami (model geofizyczny Bullena)
wð4 podstawowe strefy:
Jądro wewnętrzne  kula o stałym stanie skupienia, promień ok. 1221 km i gęstości 12,8  13,1 g/cm3, wysokie ciśnienie zapobiega upłynnieniu,
wysoka temp. 3700oC. Jądro wewnętrzne warunkuje istnienie ziemskiego pola magnetycznego. Zbudowane z żelaza, niklu, siarki i tlenu
Jądro zewnętrzne  gęsta i płynna strefa o grubości ok. 2259 km i gęstości 9,9  12,2 g/cm3, skład chemiczny jak jądro wewnętrzne
Płaszcz  strefa o grubości ok. 2891 km, dzieli się na płaszcz dolny (mezosfera) o gęstości 4,4  5,6 g/cm3 gdzie dominują proste związki  krzemiany
magnezu i żelaza oraz płaszcz górny (astenosfera) o gęstości 3,4  4,4 g/cm3 , dominują krzemiany magnezu, żelaza i wapnia występujące w stanie
stałym. Pomiędzy nimi istnieje powierzchnia nieciągłości Gutenberga
1
(Skorupa ziemska litosfera)  skalna powłoka oddzielona od płaszcza kilkusetmetrową warstwą przejściową tzw. nieciągłością Moho (Mohorovicica),
średnia miąższości ok. 6 km pod oceanami i 64 km pod górami. Składa się z  lekkich granitów i skał pochodnych o gęstości ok. 2,2 g/cm3 i
podścielających  ciężkich andezytów i bazaltów o gęstości ok. 2,9 g/cm3. Warstwę bazaltową podściela warstwa perydotytowa (bogata w Si+Fe+Mg 
 sifema . Skorupa granitowa   sial (Si+Al), skorupa bazaltowa   sima (Si+Mg)
.Stopień geotermiczny  opisuje natężenie przepływu ciepła z wnętrza Ziemi na jej powierzchnię. Wartość współczynnika określa co ile metrów w głąb
ziemi temperatura przyrasta o 1°C.
Stan termiczny Ziemi
wðTemperatura powierzchni Ziemi ksztaÅ‚tuje siÄ™ głównie pod wpÅ‚ywem SÅ‚oÅ„ca
wðDobowe zmiany temperatury w Polsce siÄ™gajÄ… gÅ‚Ä™bokoÅ›ci 1,2 m, gÅ‚Ä™biej zaznaczajÄ… siÄ™ różnice roczne - 20-25 m. Na gÅ‚Ä™bokoÅ›ci 25-30 m temperatura
ustala siÄ™
wðW miarÄ™ wzrostu gÅ‚Ä™bokoÅ›ci nastÄ™puje staÅ‚y, systematyczny przyrost temperatury
wðWzrost temp. Å›wiadczy o tym, że Ziemia ma wÅ‚asne z
ródło ciepła, związane ze stanem termicznym od chwili powstania
wðy
ródłem ciepła jest również rozpad pierwiastków promieniotwórczych rozsianych w skałach litosfery (U-238, Th-232, K-40) oraz energia uwalniana
przy reakcjach chemicznych
wðWzrost temp. z gÅ‚Ä™bokoÅ›ciÄ… wyrażany jest stopniem geotermicznym (liczba metrów przypadajÄ…cych na wzrost temp. o 1oC 1oC), albo gradientem
temperatury zwanym również gradientem geotermicznym. W różnych miejscach globu wzrost ten jest różny, w Polsce waha się od 31 m/1oC
wðWykorzystanie z
ródeł ciepła Ziemi w geotermii i hydrogeotermii
Zewnętrzne strefy Ziemi
wðLitosfera  skorupa ziemska w obrÄ™bie kontynentów zwana skorupÄ… kontynentalnÄ… (s.k.) wykazuje grubość Å›rednio 35-40 km, pogrubiona skorupa w
górnej części stanowią masywy kwaśnych skał magmowych i skał metamorficznych, tzw. warstwa granitowa (sial). Kompleks krystaliczny skorupy
kontynentalnej jest datowany na <3,8 mld lat.
wðW każdym z typów skorupy ziemskiej wystÄ™puje w górnej części kompleks osadowy (jeden z dwóch głównych kompleksów skaÅ‚ tworzÄ…cych skorupÄ™
ziemi) W części kontynentalnej, zróżnicowany, zbudowany z luz
nych i zwięzłych skał osadowych, o zmiennej grubości od 0 m do 20 km. W części
oceanicznej, występuje prawie na całym obszarze dna, budują go skały luz
ne  miąższość od 300-500 m i dochodzi do 2 km
wðW obrÄ™bie skorupy kontynentalnej kompleks osadowy nie wystÄ™puje na tzw. tarczach (jednostka platformy kontynentalnej, bÄ™dÄ…cych regionalnym
wypiętrzeniem jej fundamentu krystalicznego)
wðPlatforma  obszar, na których fundament (podÅ‚oże) jest pokryty kompleksem osadowym, o Å›redniej miąższoÅ›ci (grubość warstwy) do 20 km
Zewnętrzne strefy Ziemi
wðHydrosfera  obejmuje głównie oceany (71% powierzchni skorupy Ziemi  361 tys. km2, Å›rednia gÅ‚Ä™bokość 3,8 tys. m, obj. wody w oceanach 1 347
mln km3 - co stanowi 97% obj. wszystkich wód powierzchniowych), pozostałe to morza śródlądowe i przybrzeżne (2% tkwi zamarznięte w lodowcach).
Skorupa występująca pod oceanami zwana skorupą oceaniczną jest cieńsza niż s.k. 6-11 km, budują ją skały zasadowe tzw. warstwa bazaltowa (silma) 
podścielana przez warstwę perydotytową (sifema). Skały skorupy oceanicznej są młode < 200 mln lat. Wody lądowe mają b. mały udział  2,17%.
Wody globu ziemskiego są rozcieńczonymi roztworami różnych związków chemicznych. Zasolenie wód zależy od stosunku parowania do opadów.
Zasolenie: oceany- 30-37%, Morze Czerwone >40%, Morze Martwe >200%, Bałtyk  7,8%
Oceany
wðW skÅ‚ad oceanów wchodzÄ… morza szelfowe otaczajÄ…ce kontynenty pasem szerokoÅ›ci ok. 75 km (zajmujÄ… ok. 7.5 % powierzchni dna oceanów). Szelf -
platforma kontynentalna, podmorskie przedłużenie kontynentu. Dolna granica szelfu przebiega na głębokości ok. 200 m (100  500 m). Od głębokości
200  3500 m szelfy tworzą stok kontynentalny, przechodzący w równiny abisalne (3500-5500 mppm)  rozległy płaski obszar dna oceanicznego
wðGrzbiety Å›ródoceaniczne (system form górzystych na dnie Å›ródoceanów)  aktywne tektonicznie, skÅ‚adajÄ… siÄ™ z law o skÅ‚adzie bazaltowym, z
centralnymi dolinami ryftowymi (głęboka rozpadlina tektoniczna szerokości 25-50 km)
wðRów oceaniczny (podÅ‚użne i wÄ…skie zapadlisko o gÅ‚Ä™bokoÅ›ci >6000m), zajmujÄ… ok. 1% dna
wðGujoty  podwodne góry o pÅ‚askich, Å›ciÄ™tych wierzchoÅ‚kach
Zjawiska w hydrosferze
wðPrÄ…dy morskie  laminarny ruch mas wodnych na znacznych przestrzeniach wszechoceanu i duże odlegÅ‚oÅ›ci, wywoÅ‚ane staÅ‚ymi wiatrami, zmianami
ciśnienia atmosferycznego, różnicą gęstości wody. Prowadzą do ogólnej cyrkulacji i mieszania się wód oceanicznych i dążą do wyrównania temperatur
wðOceaniczna troposfera  wierzchnia , wzglÄ™dnie ciepÅ‚a warstwa wody
wðOceaniczna stratosfera  gÅ‚Ä™bsza, stale chÅ‚odna warstwa wód
wðFalowanie  wywoÅ‚ane dziaÅ‚aniem siÅ‚y o charakterze impulsowym na wody morskie, przyczyny: wiatr, podmorskie trzÄ™sienia ziemi, wybuchy
wulkanów
wðPÅ‚ywy  regularne wznoszenie i opadanie poziomu wód, obejmujÄ…ce przypÅ‚ywy, jak i odpÅ‚ywy. Każdej doby wystÄ™pujÄ… 2 przypÅ‚ywy i 2 odpÅ‚ywy, a ich
przyczyną jest przyciąganie grawitacyjne Księżyca i Słońca. Większy wpływ wywiera Księżyc.
wðCykl hydrologiczny globalny  krążenie wody miÄ™dzy oceanami, lÄ…dami, biosferÄ… i atmosferÄ… wywoÅ‚ane parowaniem (ewaporacjÄ…), ewapotranspiracjÄ…
(utrata wody przez gleby i przez rośliny (transpiracja), opadami i odpływami.
Powstawanie wód podziemnych
2
wðWody opadowe i częściowo powierzchniowe infiltrujÄ… (przesiÄ…kajÄ…) przez glebÄ™ i podÅ‚oże skalne do niżej poÅ‚ożonych serii skalnych tworzÄ…c poziomy
(warstwy) wodonośne. Górna powierzchnia każdego poziomu wodonośnego nazywana jest zwierciadłem wód podziemnych. Poziomy wodonośne
ograniczone są od spągu skałami nieprzepuszczalnymi (np. glinami, marglami, iłowcami, łupkami ilastymi), natomiast od stropu skałami
przepuszczalnymi (piaskami, żwirami, piaskowcami (wody swobodne) lub nieprzepuszczalnymi (wody naporowe) np. wody artezyjskie.
wðStrefa saturacji (nasycenia)  strefa skal, w której wolne przestrzenie (pory, szczeliny) wypeÅ‚nione sÄ… wodÄ…. Strefa ograniczona od góry zwierciadÅ‚em
wody, a od dołu warstwą utworów nieprzepuszczalnych.
wðStrefa aeracji (napowietrzenia)  strefa miÄ™dzy powierzchniÄ… terenu a swobodnym zwierciadÅ‚em wody. W porach gruntu znajdujÄ… siÄ™ woda i powietrze
wðPoÅ‚ożenie lustra wody podziemnej zależy od równowagi miÄ™dzy iloÅ›ciÄ… wody odprowadzanej a iloÅ›ciÄ… dopÅ‚ywajÄ…cej
wðy
ródło  samoczynne, naturalne i skoncentrowane wypływy wody podziemnej na powierzchnię terenu lub na dno zbiornika wodnego
Pedosfera
wðPedosfera  strefa powierzchniowa litosfery, objÄ™ta procesami glebotwórczymi
wðGleba skÅ‚ada siÄ™ z nierozpuszczalnych skÅ‚adników mineralnych powstaÅ‚ych w wyniku wietrzenia skaÅ‚, z rozpuszczonych skÅ‚adników odżywczych,
różnych żywych i martwych form organicznych oraz gazów i wody. W skład organizmów glebowych wchodzą: mikroorganizmy (wirusy, bakterie,
pierwotniaki, grzyby, glony), mezofauna (nicienie i inne drobne zwierzęta), makroflora (rośliny wyższe) i mikrofauna (drobne ssaki)
wðProcesy geochemiczne prowadzÄ… do powstania profilu glebowego, w którym wyróżnia siÄ™ poziomy (horyzonty) genetyczne
wðCzynniki glebotwórcze:
Klimat
Woda
Organizmy żywe
Rzez
ba terenu
Działalność człowieka
Czas
Podstawowe poziomy genetyczne gleb
O  poziom organiczny  przypowierzchniowa warstwa utworu organicznego o miąższości do 30 cm. W skład wchodzi świeża i rozłożona masa
organiczna (ściółka)  szczątki pochodzenia roślinnego i zwierzęcego
A  poziom próchniczy  najważniejszy z punktu widzenia żyzności gleby. Barwa ciemnoszara od zhumifikowanej masy organicznej. Odbywa się w
nim akumulacja i przetwarzanie szczątek roślinnych i obumarłych organizmów glebowych prowadząc do powstania próchnicy
E  poziom wymywania (eluwialny)  występuje pod poziomem A, obejmuje część profilu, z którego różne substancje ulegają przemieszczeniu wraz z
infiltrującą wodą w głąb profilu
B  poziom wzbogacania  strefa, w której następuje osadzanie składników przemieszczających się z wyżej leżących poziomów. Wzbogacony jest w
minerały ilaste, uwodnione tlenki i wodorotlenki żelaza, manganu i glinu
C  poziom skały macierzystej  składa się z materiału mineralnego nieskonsolidowanego i niewykazującego cech innych poziomów glebowych.
Zawiera ziarna i fragmenty skał zwięzłych
G  poziom glejowy  powstaje z redukcji Fe(III) przy wysokim poziomie wód podziemnych
R  podłoże skalne  obejmuje skałę podścielającą
Atmosfera
wðAtmosfera  powÅ‚oka gazowa otaczajÄ…ca glob ziemski, zÅ‚ożona głównie z tlenu (ok. 21% obj.) i azotu (ok. 78%), wykazuje budowÄ™ warstwowÄ….
Atmosfera ziemska jest mieszaniną gazów  powietrze. Do wysokości ok. 70 km skład powietrza jest stały. Gęstość atmosfery na powierzchni Ziemi 
1,293 kg/m3, ze wzrostem wysokości maleje, podobnie jak ciśnienie.
wðPodstawÄ… podziaÅ‚u na warstwy sÄ… zmiany temperatury. Wyróżnia siÄ™:
Troposferę (średnio 12 km, do 8 km nad biegunami i 18 nad równikiem)  75%masy atmosfery
Stratosferę (32-50 km), warstwa ta zawiera ozon, który w przedziale 20-30 km tworzy strefę stanowiącą ekran dla promieniowania UV (220-330 nm)
MezosferÄ™ (50- 80 km)
TermosferÄ™ (80-640 km), (jonosferÄ™) (640-800 km)
Egzosfera (>800 km), chroni Ziemię przed  wiatrem słonecznym - niskoenergetycznym promieniowaniem korpuskularnym stanowiącym zagrożenie
dla organizmów żywych, jak również przed promieniowaniem elektromagnetycznym- od radiowego do gamma
Obecny skład atmosfery wykazuje odmienność w stosunku do pierwotnej bez tlenu. Pierwotna zawierała: CO2, SO2, N2 oraz parę wodną  pochodzenie
wð
emanacje wulkaniczne. Obniżenie temp. Spowodowało kondensację pary wodnej  pierwotne oceany. CO2 reagował z minerałami i skałami  węglany.
Powstanie prymitywnych organizmów  wytwarzanie tlenu w wyniku fotosyntezy i dalej ewolucja...
Rola i znaczenie atmosfery
" Funkcje ochronne atmosfery, dzięki którym życie na Ziemi trwa już 2,5 mld lat
" y
ródłem promieniowania elektromagnetycznego docierającego do Ziemi jest Słońce (emituje cały zakres widma rys. 2.13 z wyjątkiem promieniowania
kosmicznego)
" Atmosfera posiada zdolność do pochłaniania szkodliwego dla organizmów żywych promieniowania elektromagnetycznego o długości fali < 300 nm
" Atmosfera przepuszcza życiodajne promieniowanie dla organizmów zamieszkujących Ziemię  proces fotosyntezy (400-700nm)
" Promieniowanie krótkofalowe niesie dużą energię  jest szkodliwe dla organizmów żywych
" Promieniowanie kosmiczne (strumień cząstek elementarnych o prędkości zbliżonej do światła, którego z
ródłem są procesy zachodzące we wnętrzu
masywnych gwiazd  kwazarów i pulsarów)  zabójcze dla organizmów
" Promieniowanie gamma  powstające podczas rozpadów promieniotwórczych jest bardzo szkodliwe dla organizmów żywych
" Promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie z zakresu dalekiego nadfioletu uszkadza komórki żywych organizmów i zakłóca ich normalną pracę
3
" Wiatr słoneczny (strumień naładowanych cząsteczek elementarnych emitowanych z korony słonecznej)  chroni przed nim jonosfera
" Atmosfera ziemska chroni powierzchnię Ziemi przed uderzeniami meteorytów
" Do powierzchni Ziemi dociera promieniowanie o długości fal 300-2500 nm (oko ludzkie czułe na światło o długości fali 380-760 nm
" Stosunkowo mała różnica temperatur na Ziemi między dniem i nocą  duża pojemność cieplna atmosfery i magazynowanie ciepła przez wody oceanów
(np. Mars 300  170K)
" Atmosfera umożliwia transport i krążenie wody w przyrodzie (tworzenie chmur i opadów
"
Biosfera
" Biosfera  strefa kuli ziemskiej (ekosfera) zamieszkała przez organizmy żywe, jest zbiorem roślin, zwierząt. Obejmuje:
 Powierzchniową warstwę litosfery dolną część atmosfery (do 10 km)
 Hydrosferę (całość)
 Powierzchniową część litosfery (do głębokości wyznaczonej przez barierę termiczną rozwoju mikroorganizmów)
" Biochemiczne procesy wytwarzania materii organicznej zapoczątkowane zostały od 1,5 do 3,5 mld lat gdy ustały procesy magmowe i temperatura
spadła <100oC
" Dla biosfery z
ródłem składników mineralnych jest gównie litosfera, wodę zapewnia hydrosfera, a atmosfera dostarcza tlenu, azotu i dwutlenku węgla.
" Najważniejszym procesem zachodzącym w biosferze jest fotosynteza, w czasie której pod wpływem energii słonecznej (hv) z wody i ditlenku węgla
(CO2) powstają węglowodany
n (CO2 +H2O) + (hv) = (CH2O)n + n(O2)
" Szacuje się, że rocznie rośliny pobierają 150 mld t CO2 i 60 mld t wody, wytwarzając 110 mld t O2 oraz 100 mld substancji organicznej
" W ekosystemach oceanicznych z
ródeł hydrotermalnych przy braku energii słonecznej i w obecności H2S zachodzi chemosynteza:
n (CO2 + H2S + O2 +H2O) = (CH2O)n + n (H2SO4)
" Mikroorganizmy uczestniczące w chemosyntezie  organizmy autotroficzne (wykorzystują energię słoneczną lub chemiczną, pochodzącą z reakcji
utleniania, do przekształcenia CO2 w związki organiczne
" Biomasa wytworzona przez autotrofy w procesie foto- i chemosyntezy oraz przyswojona przez organizmy heterotroficzne* jest zużywana w procesach
metabolicznych:
 Oddychanie aerobowe (w obecności akceptora elektronów, tlenu)
(CH2O)n + O2 = CO2 + H2O
 Oddychanie anaerobowe np. metanogeneza - 2(CH2O)n = CO2 + CH4
np. denitryfikacja: 4NO3- + 5Corg + 4H+ = 2N2 + 5 CO2 + 2 H2O
*(organizmy heterotroficzne wykorzystują substancje organiczne wytworzone przez org. Autotroficzne, jako surowiec i żródło energii do syntezy
własnej biomasy)
Antroposfera
" Antroposfera  środowisko człowieka przekształcone przez niego na wielką skalę, sfera działalności człowieka, który zmienia naturalne środowisko,
kształtuje je , przetwarza i odkształca naturalny bieg zachodzących w nim procesów.
 Rozwija środowisko poprzez rozwiniętą działalność gospodarcza i techniczna
 Szkodzi przez stwarzanie trudniejszych warunków egzystencji biologicznej (zanieczyszczenie i skażenie powietrza,zanieczyszczenie użytkowych wód
powierzchniowych i podziemnych)
 Degradacja naturalnego środowiska  jest skutkiem przyśpieszonego rozwoju cywilizacyjnego
Historia Ziemi
" Ziemia powstała podczas tego samego procesu, który doprowadził do ukształtowania się Układu Słonecznego
" Kształt i stabilność tego układu spowodowały, że na Ziemi procesy geologiczne, procesy kształtujące klimat oraz procesy, które doprowadziły do
powstania i rozwoju życia biologicznego mogły przebiegać w sposób w miarę niezakłócony
" Badanie historii Ziemi:
 Metoda petrograficzna  rozpoznanie skał (struktura, skład chemiczny i mineralny, geneza, przeobrażenia)
 Metoda stratygraficzna  wiek skał (ustalenie kolejności powstawania warstw na podstawie ich wzajemnego ułożenia)
 Metody izotopowe  wykorzystanie własności minerałów naturalnie promieniotwórczych (T/2  okres połowicznego rozpadu). Stosowane są metody:
" Uranowa (U(238) - przemiana U(238) Pb(206), T/2 = 4,5 mld lat
" Rubidowo-strontowa  przemiana Rb(87) Sr(87) (T/2 = 47 mld lat)
" Potasowo-argonowa  przemiana K(40) Ar(40) (T/2 = 1,3 mld lat)
" Radiowęglowa - przemiana C(14) N(14) (T/2 = 5730 lat)
Wpływ na klimat ziemski:
 Skład atmosfery
 Bilans energii docierającej ze Słońca
 Ruchy wód oceanicznych
" Klimat podlegał silnym wahaniom  cykliczność zmian i wpływ na:
 Rozwój i ewolucję organizmów żyjących na Ziemi (proces ciągły)
 Wzrost złożoności biologicznej (bioróżnorodności), a nie liczebności
4

Minerały i skały
Minerał  jednorodne ciało stałe o strukturze krystalicznej
żðpodstawowy budulec skaÅ‚
żðokreÅ›lone cechy fizyczne
żðÅ›ciÅ›le okreÅ›lony skÅ‚ad chemiczny
żðpowstaÅ‚ w wyniku naturalnych procesów przebiegajÄ…cych na powierzchni lub we wnÄ™trzu Ziemi
Skała  zespół różnych minerałów powstała w wyniku naturalnych procesów geologicznych
Grunt (grunt budowlany)  część skorupy ziemskiej mogąca współpracować z obiektem budowlanym, stanowiąca jego element lub służąca jako
tworzywo do wykonania z niego budowli ziemnych
Kryształ  ciało stałe o prawidłowej budowie wewnętrznej, w którym atomy lub jony są rozmieszczone w przestrzeni wg reguł geometrycznych
Minerały Udział w budowie skorupy ziemskiej [%]
Skalenie 57,9
Kwarc 12,6
Pirokseny 12,0
A
yszczyki (miki) 3,6
Magnetyt i hematyt 3,5
Oliwiny 2,6
Amfibole 1,7
żð
Kalcyt 1,5
żð
żðMineraÅ‚y skaÅ‚otwórcze  odgrywajÄ… bardzo ważnÄ…
Apatyt 0,6
rolÄ™ w budowie skorupy ziemskiej
żðMineraÅ‚y zÅ‚ożowe  sÄ… PozostaÅ‚e z
ródłem wielu surowców
4,0
wykorzystywanych w gospodarce (np. galena,
sfaleryt, chalkopiryt, malachit)
żðMineraloidy  mineraÅ‚y, które nie posiadajÄ… budowy krystalicznej
Systematyka minerałów
Klasa Przykładowe minerały
Pierwiastki rodzime Antymon, diament, grafit, platyna rodzima, siarka rodzima, złoto
Siarczki i pokrewne (selenki, Antymonit, arsenopiryt, chalkopiryt, cynober, galena, kobaltyn, piryt
tellurki, arsenki)
Halogenki Fluoryt, halit, karnalit, kryolit, sylwin
Tlenki i wodorotlenki Chromit, goethyt, hematyt, ilmenit, korund, kwarc, kupryt, rutyl
Węglany, azotany i borany Aragonit, azuryt, boraks, dolomit, kalcyt, magnezyt, malachit
Siarczany, molibdeniany, Anglezyt, anhydryt, gips, krokoid, szelit, wulfenit
chromiany, wolframiany
Fosforany, arseniany, wanadany
Apatyt, monacyt, turkus, wanadynit, waryscyt, wiwianit
Krzemiany (glinokrzemiany) Amfibole, beryl, biotyt, cyrkon, granaty, oliwiny, pirokseny, skalenie, talk, topaz,
turmalin, zeolity
ZwiÄ…zki organiczne Ewnkit, humboldtyn, weddelit
5
Kryształy
" 7 układów krystalograficznych
" Identyfikację umożliwiają elementy ograniczające
Układ krystalograficzny Przykładowe minerały
kryształ (ściany, naroża, krawędzie) oraz elementy
symetrii kryształu
regularny Diament, fluoryt, galena, granaty, halit, magnetyt, piryt, sylwin
Kryształy
" Cechy diagnostyczne w
makroskopowym
rozpoznawaniu: tetragonalny Chalkopiryt, cyrkon, kasyteryt
żðPokrój (ogólny ksztaÅ‚t krysztaÅ‚u)
żðA
upliwość
rombowy Aragonit, baryt, markasyt, oliwin, siarka
żðPrzeÅ‚am
żðTwardość (wzglÄ™dna skala Mosha od
heksagonalny Apatyt, beryl, kwarc alfa, nefelin
1  10 tj. od talku do diamentu)
żðBarwa
żðRysa
trygonalny Dolomit, kalcyt, syderyt, turmalin
żðPoÅ‚ysk
jednoskośny Biotyt, gips, muskowit, ortoklaz
trójskośny Dysten, mikroklin, plagioklazy
Procesy geologiczne kształtujące skorupę ziemską
żð Procesy endogeniczne  procesy geologiczne rozwijajÄ…ce i przeksztaÅ‚cajÄ…ce skorupÄ™ Ziemi, zwiÄ…zane z siÅ‚ami i czynnikami pochodzÄ…cymi z
wnętrza Ziemi.
- magmatyzm  ogół procesów endogenicznych prowadzących do powstania skał magmowych i dzieli się na plutonizm (powstawanie skał
magmowych w głębszych partiach skorupy ziemskiej jako skały głębinowe) i wulkanizm (tworzenie się skał magmowych wylewnych na powierzchni
lub tuż pod )
- metamorfizm  ogół procesów prowadzących do przekształcenia składu mineralnego, struktury i tekstury skał, zachodzących bez przechodzenia w
fazę ciekłą w głębszych partiach skorupy ziemskiej
- diastrofizm
żð Procesy egzogeniczne  procesy geologiczne zwiÄ…zane z przeksztaÅ‚ceniem i powierzchniowym ruchem materii tworzÄ…cej skorupÄ™ ziemskÄ…,
majÄ…ce swe z
ródło w zjawiskach zachodzących w zewnętrznych sferach Ziemi
- wietrzenie fizyczne (mechaniczne) - rozpad skały bez zmiany jej składu chemicznego, zachodzi przy częstych zmianach temperatury i wilgotności
(głównie w klimacie umiarkowanym)
- wietrzenie chemiczne - rozkład skały przy zmianie jej składu chemicznego, niezbędnym warunkiem do jego zaistnienia jest obecność wody,
głównymi czynnikami wietrzenia chemicznego są: woda opadowa, dwutlenek węgla, tlen oraz azot
- erozja - proces niszczenia powierzchni terenu przez wodę, wiatr, siłę grawitacji i działalność człowieka.
- powierzchniowe ruchy masowe - ruchy materiału skalnego (w tym osadów, zwietrzelin, a także gleby) skierowane w dół zbocza wywołane siłą
ciężkości. W ruchy masowe zaangażowana jest tylko siła grawitacji, tzn. nie obejmują one ruchów spowodowanych prądem wody, ruchem lodowców
oraz wiatrem. Ruchy masowe (transport materiału po stoku) odbywają się w zarówno z szybką prędkością, nagle i gwałtownie (np. osuwiska, obrywy),
jak również w tempie bardzo wolnym i w sposób trudny do bezpośredniego zaobserwowania (np. spełzywanie).
- denudacja - zespół czynników prowadzących do zrównania terenu poprzez transport materiału skalnego w dół (z zasady do oceanu). Składają się na
nią: erozja, wietrzenie, ruchy masowe (np. lawiny, spływy błotne). Średnia prędkość "zdzierania kontynentów" wynosi około 6 mm/1000 lat. Po
odciążeniu terenu przez denudację zwykle następują ruchy tektoniczne, które wynoszą obniżony teren.
- akumulacja lodowca - geologiczny proces gromadzenia się osadów (okruchów mineralnych, skał, szczątek roślin i zwierząt) w wyniku działania
wody, wiatru, lodowca. Występuje akumulacja lodowcowa, rzeczna i rzeczno-lodowcowa, podstokowa oraz eoliczna. Akumulacja odnosi się do
czynników zewnętrznych kształtujących Ziemię.
żð Czynniki antropogeniczne  nie sÄ… zwiÄ…zane z procesami geologicznymi
Magma
6
" Magma  płynny lub gazowo-płynny stop pierwiastków i związków chemicznych występujących w litosferze i płaszczu Ziemi (<1150oC). Skład 
krzemionka (SiO2), tlenek glinu (Al2O3), tlenki żelaza (Fe 2O3, FeO), MgO, CaO, Na2O, K2O
" Lawa  magma wydobywajÄ…ca siÄ™ na powierzchniÄ™ Ziemi
" Magma jako ruchliwa materia przemieszczała się w górne partie skorupy ziemskiej, co powodowało ochładzanie i przechodzenie w stan stały 
krystalizacja (krzepnięcie magmy) - co prowadziło do powstawania minerałów i tworzenia skał.
" W ochładzającej się magmie krzemiany i glinokrzemiany krystalizują w pewnej kolejności  zasada w wyższych temperaturach tworzą się minerały
o mniejszej zawartości SiO2.. Wykrystalizowane minerały opadają na dno zbiornika magmowego. Ten proces dyferencjacji różnicuje magmę i prowadzi
do powstawania skał o określonych zespołach mineralnych
Minerały skałotwórcze skał magmowych
Plutonity
" Magma może tworzyć duże kopulaste
formy  batolity
" Batolity tworzÄ… wielkie masywy skalne
np. Karkonosze, masyw Strzegomia
" Intruzja zgodna  intruzja magmowa, której kontakt ze skałami otaczającymi jest zgodny z istniejącymi w ich obrębie granicami geologicznymi. Do
tej grupy zaliczamy żyły pokładowe  sille, lakkolity i lopolity
 lakkolity są mniejszymi, płaskimi formami plutonicznymi, najczęściej w formie bochenka, które wciskają się między warstwy starsze i soczewkowo
unoszÄ… strop
 loppolity  odwrócone formy lakkolitów, których dolne powierzchnie są wypukłe wskutek zapadnięcia się warstwy podścielające
" Intruzja niezgodna - intruzja magmowa, której granice przebiegają ukośnie względem granic geologicznych w skałach ją otaczających
Wulkanity  skały wylewne
" Skały wylewne wulkaniczne  zakrzepnięta lawa
" Lawa wydostaje się na zewnątrz przez krater i tworzy się stożek wulkaniczny
" Wydzielenie składników lotnych (gazów wulkanicznych) składających się z:
 pary wodnej (H2O)
 siarkowodoru (H2S)
 chloru (Cl2)
 dwutlenku siarki (SO2)
 chlorowodoru (HCl)
 dwutlenku węgla (CO2)
 metanu (CH4)
 wodoru (H2)
" Ekshalacja gazów powoduje powstawanie na ścianach skalnych kraterów wykwity i naloty siarczków, siarczanów, siarki, fluorków i innych
związków mineralnych
"
Wulkanizm
" Lawa może wydostawać się na powierzchnię Ziemi przez głębokie pęknięcia skorupy  erupcja linijna (lawy bazaltowe  tworzą na powierzchni
Ziemi bazalty płytowe)
" Erupcje centralne  wulkany
" Potoki lawowe  forma spływu lawy, zależna od ukształtowania terenu i charakteru lawy
" Materiał piroklastyczny  produkty rozpylenia lawy ciekłej, rozkruszonych skał
7
" Bomba wulkaniczna  fragment lawy wulkanicznej wyrzuconej podczas erupcji, który zastygł w powietrzu przybierając formę kropelkową,
wrzecionowatÄ… lub kulistÄ…
" Pył wulkaniczny  najdrobniejsza frakcja materiałów piroklastycznych
" Szkliwo wulkaniczne - szybkie zastyganie i krzepnięcie lawy wulkanicznej na powierzchni Ziemi (temp. i warunki atmosferyczne) - nie dochodzi do
jej krystalizacji
" Pumeksy  zastygłe lawy bogate w fazę gazową
" Niektóre z wulkanów wygasły  nie wznawiają swojej działalności eksplozyjnej, wydzielają tylko gorące pary i gazy
"
Struktura i tekstura skał magmowych
" Przy ustalaniu genezy i formy występowania skały magmowej istotny jest sposób wykształcenia składników skały:
 Stopień krystalizacji
 Wielkość kryształów
 Równomierność ziaren
W warunkach głębinowych istniały warunki powolnego ochładzania się magmy co skutkowało, że wszystkie minerały tworzyły się jako kryształy o
wielkościach dostrzegalnych makroskopowo  skała o strukturze pełnokrystalicznej (ziarna > 5 mm  struktura grubokrystaliczna, 5-2 mm
średniokrystal;iczna, <2 mm drobnokrystaliczna)
Struktura porfirowata  skały o nierównomiernym uziarnieniu
Magma przemieszczająca się w kierunku powierzchni Ziemi i wylewa w postaci lawy  zmieniają się warunki krystalizacji (temp. gwałtownie maleje i
minerały nie krystalizują w widocznych makroskopowo osobnikach
Oziębiona gwałtownie lawa bez związków krystalicznych zastyga jako ciało bezpostaciowe  struktura szklista
" Gejzer  często występują w obszarach wygasających wulkanów gorące z
ródło wyrzucające cyklicznie w powietrze wodę i parę wodną
Systematyka skał magmowych
" Podstawowe rodziny skał magmowych ich minerały główne i poboczne oraz podział na skały głębinowe oraz wylewne starsze i młodsze podano w
tabeli
" Systematyka ta pozwala na zaszeregowanie badanej skały do właściwej grupy tylko za pomocą makroskopowych oględzin, bez użycia mikroskopu
lub skomplikowanej aparatury
Rozpoznawanie skał przez określenie:
" Struktury
" Tekstury
" Składu mineralnego
Właściwości fizyko-mechaniczne skał magmowych
" Skały magmowe  wykorzystywane jako materiał w budownictwie (skały łatwo urabialne i dostępne z powierzchni  bloki skalne, odstrzał
" Struktura i tekstura decydują o walorach estetycznych ze względu na możliwość obróbki np. polerowania
" Wytrzymałość na ściskanie i ścieralność  odporność na zniszczenie mechaniczne
" Przyczepność do lepiszcz bitumicznych  materiał dla drogownictwa
Skały magmowe Polski:
" Granity dolnośląskie (pochodzące z okresu karbońskiego), masywy karkonoski, strzegomski, strzeliński i kłodzko-złotostocki)  waryscyjskie
plutonity występujące w formie batoliów
" Sjenity: Przedborowa i Kośmin  cenione kamienie do wyrobu płyt, cokołów
" Gabro (Góry Sowie  Sobótka, Nowa Ruda, Słupiec)- gabra grubokrystaliczne, czarne, ciemnoszare)  materiał drogowy np. na bruki, krawężniki
" Porfiry i porfiry kwarcowe (Miękinia i Zalas, Chełmiec Boguszów)  nie są wykorzystywane ze względu na dużą porowatość
" Melafiry  mikrokrystaliczne (Kamienna Góra, Rybnica Leśna, Głuszyca)  materiał dla budownictwa drogowego  tłuczeń, kliniec, grys
" Bazalty  występują w formie kominów wulkanicznych, pokryw lawowych i żył (Bukowno, Góra, Męcinka, Pielgrzymka, Leśna)  budownictwo
drogowe jako warstwa ścierna oraz materiał podkładowy, kruszywo dla kolei, produkcji wełny mineralnej
Skały osadowe
" Skały osadowe (s.o.)  skały powstałe na powierzchni Ziemi w wyniku działania czynników egzogenicznych (powierzchniowych, hipergenicznych),
takich jak wietrzenie fizyczne i chemiczne, erozja wód płynących, wiatru i lodowców, falowanie wód stojących, działalność organizmów. W zależności
od przewagi jednego z wymienionych czynników s.o. dzieli się na 3 podstawowe grupy genetyczne:
 okruchowe (terygeniczne, klastyczne, detrytyczne), złożone z okruchów różnych minerałów lub skał scementowanych krzemionką, węglanami,
minerałami ilastymi, uwodnionymi tlenkami i wodorotlenkami żelaza itp., skały okruchowe dziela się na 4 kategorie (w nawiasach odmiany zwięzłe):
" psefitowe (średnica >2,0 mm)  gruz (brekcje) i żwiry (zlepieńce)
" psamitowe (średnica od 2,0  0,1 mm)  piaski (piaskowce)
" aleurytowe (średnica 0,1  0,01 mm)  muły (mułowce)
" pelitowe (średnica <0,01 mm) iły (iłowce, łupki ilaste)
 ilaste, powstałe w wyniku daleko posuniętego rozdrobnienia minerałów/skał oraz częściowo chemicznego wytrącenia minerałów ilastych i innych
minerałów towarzyszących (uwodnionych tlenków i wodorotlenków żelaza, węglanów itp.).
 chemiczne, biochemiczne i organogeniczne, tworzące się w wyniku chemicznego wytracania różnych związków z roztworów, niekiedy przy udziale
mikroorganizmów lub nagromadzenia szczatków organicznych. Wchodzą w skład grupy wapienie, margle dolomity, syderyty, skały krzemionkowe,
fosforyty, skały gipsowe i solne
8
Formy występowania skał osadowych
" A
awic (warstw) ograniczonych spÄ…giem i stropem
" Soczewek  zmniejszenie miąższości
Elementy cyklu powstawania skał osadowych
" Większość skał budujących zewnętrzną warstwę skorupy ziemskiej stanowią skały osadowe. Powstają w złożonym cyklu procesów, które polegają
na niszczeniu skał już istniejących, a następnie na tworzeniu nowych z produktów przemian. Są to procesy egzogeniczne (zewnętrzne), które wraz z
endogenicznymi (magmatyzmem, metamorfizmem, ruchami górotwórczymi) prowadzą do zmiany wyglądu powierzchni Ziemi. Elementy cyklu:
" Wietrzenie fizyczne  rozpad skał, które ulegają kruszeniu i dezintegracji - bez zmiany składu chemicznego
" Wietrzenie chemiczne - rozpad skał w wyniku którego następuje zmiana składu chemicznego substancji mineralnych w skale
" Erozja  polega na usuwaniu zwietrzeliny i innych utworów skalnych przez deszcz, wiatr, lodowiec, wody płynące oraz wody jezior, mórz i
oceanów.
" Materiał zwietrzelinowy może być transportowany w postaci okruchów skalnych różnej wielkości, ziaren i cząstek mineralnych, koloidów i
roztworów jonowych  w dogodnych warunkach następuje jego akumulacja (nagromadzenie) albo sedymentacja (osadzanie) jeśli dzieje się to w
zbiorniku wodnym. W zbiornikach sedymentacyjnych następuje diageneza osadu, w wyniku której powstają lite skały.
" Nierównomierna erozja powoduje niszczenie gór i zasypywanie dolin, co prowadzi do wyrównania powierzchni Ziemi  czyli denudacji
Wietrzenie fizyczne
" Głównymi procesami, w których skały ulegają dezintegracji są:
 Nierównomierne rozszerzanie i kurczenie się minerałów (nagrzewanie i oziębianie)
 Wzrost obcych kryształów (soli, lodu) w szczelinach i porach skał
 Zróżnicowane rozszerzanie się skały, wywołane zmniejszeniem ciśnienia wskutek odciążenia
 Procesy związane z działalnością organizmów (drążenie, rycie, itp.)
" Rozpad ziarnisty (dezintegracja granularna) skały  charakterystyczne dla skał wieloskładnikowych (np. granitów) w procesach temperaturowych
" Im większe wahania temp. Tym szybszy proces rozpadu skał  rozpad blokowy
" W wyniku ogrzewania promieniami słonecznymi następuje zróżnicowanie rozszerzenia się zewnętrznej (nasłonecznionej) i wewnętrznej części skały
 prowadzi to do powstawania pęknięć współkształtnych do powierzchni skały i odspajania się jej fragmentów  proces łuszczenia (eksfoliacji)
" Działanie mrozu i rozsadzanie skał przez tworzący się lód (wzrost obj. O 9%)  zamroz (geliflakcja), klimat Polski  do 1,5 m, obszar polarny  7m
" Zamroz powoduje rozpad ziarnisty i blokowy skały  ciśnienie przy 0oC  0,1 MPa, a w -22oC  2,1 MPa
" Skały rozpadające się na bloki i gruz wskutek wietrzenia fizycznego tworzą gołoborza i rumosze
Wietrzenie chemiczne
" Wietrzenie chemiczne  odbywa się poprzez działanie wody opadowej i gruntowej z rozpuszczonymi w niej gazami i składnikami aktywnymi
atmosfery: CO2 , SO2 ,O2 H2O i rozpuszczonymi w niej jonami mniej trwałych minerałów, a w wodach gruntowych kwasami humusowymi i in.
Substancjami organicznymi, a także zawartymi w nich bakteriami i mikroorganizmami.
" Działanie wody i zawartych w niej aktywnych jonów polega na rozpuszczaniu, utlenianiu i redukcji, poniżej zwierciadła wody gruntowej chemiczne
działanie H2O maleje, gdyż gazy zawarte w wodzie opadowej zostały już zużyte
H2O = H+ + OH-
" Jon H+ wskutek małych rozmiarów łatwo przenika w uszkodzone sieci krystaliczne minerałów i powoduje ich rozpad
" Tlen rozpuszczony w wodzie opadowej bierze udział w utlenianiu minerałów beztlenowych przede wszystkim S2- oraz rozkładu substancji
organicznych
2 FeS2 = 2 H2O + 7 O2 = 2 FeSO4 + 2 H2SO4
" CO2  łatwo rozpuszczalny w wodzie daje H2CO3  roztwarza węglany, łączy się z wodorotlenkami alkaliów i wiąże się z nimi w węglany
" Karbonatyzacja (uwęglanowienie)  działanie na skały CO2 rozp. w wodzie(H2CO3)
CaCO3 + H2O + CO2 = Ca2+ + 2HCO-3 (reakcja odwracalna)
" Kaolinizacja  przeobrażanie krzemianów pod wpływem H2O i CO2 w różne minerały ilaste
K2O" Al2O3 " 6 SiO2 + 2 H2O + CO2 = Al2O3 " 2SiO2 " 2 H2O + K2CO3 +4 SiO2
ortoklaz kaolinit krzemionka
Kaolinit jest nierozpuszczalny, pozostaje na miejscu wietrzenia tworzÄ…c pokrywy
" Serpentynizacja  rozkład krzemianów magnezu pod wpływem CO2 i wody
4 Mg2SiO4 + 2 CO2 +4 H2O = Mg6[Si4O10(OH)8] + 2 MgCO3
olwin serpentyn magnezyt
Produktem wietrzenia fizycznego i chemicznego jest pokrywa zwietrzelinowa
Produkty wietrzenia
9
" Produktami wietrzenia chemicznego sÄ…:
" Minerały wtórne, nierozpuszczalne w wodzie. Należy do nich cała rodzina minerałów ilastych, wśród których za skałotwórcze uważa się kaolinity,
illity i smaktyty. Nierozpuszczalnym produktem procesu wietrzenia jest też krzemionka (SiO2 )
" Substancje łatwo rozpuszczające się w wodzie w postaci roztworów jonowych  są one łatwo wypłukiwane przez wody opadowe, częściowo
wsiąkają w głębsze strefy skorupy ziemskiej, a częściowo przenoszone są do jezior i mórz  tam tworzą krystalizujące związki chemiczne  minerały
skałotwórcze skał osadowych:
 węglany: kalcyt, dolomit, syderyt
 siarczany: gips, anhydryt
 chlorki: halit (NaCl), sylwin (KCl)
 Deponowana w zagłębieniach terenu w postaci osadu zawiesina  deluwium
Erozja, transport i sedymentacja rzeczna
" Działalność rzek odgrywa ogromną rolę w kształtowaniu powierzchni Ziemi.
" Masa wody i prędkość jej płynięcia wytwarza energię pozwalającą na wykonanie pracy, którą jest erodowanie, transport i osadzanie materiału
" Materiał grubszy wyerodowany przez rzekę z brzegów i dna jest wleczony, toczony i odbijany od dna. Podczas transportu ulega rozkruszeniu i
obtaczaniu, podlegając dalszej erozji, a równocześnie ma dużą siłę niszcząca dno i brzegi rzeki. Ten proces erozyjny ma nazwę  abrazja
W korycie rzeki tworzą się naturalne przeszkody (łachy, wały odsypowe, które powodują zmiany kierunku płynięcia. Rzeka meandruje, czyli tworzy
zakola i zakręty
Erozja, transport i akumulacja eoliczna
Jednym z czynników kształtujących powierzchnię Ziemi jest wiatr. Na obszarach o skąpej szacie roślinnej ( pustynie, przedpole lodowców) i
piaszczystych wybrzeżach przemieszczeniu ulegają luz
ne utwory o odpowiednio, małym uziarnieniu. Do głównych procesów erozyjnych należy proces
wywiewania luz
nego materiału o drobnym ziarnie. Efektywność tego procesu jest mniejsza niż powodowana przez inne czynniki (rzeki, morza, ...).
Deflacja  główny proces erozyjny, związany z wywiewaniem drobnego materiału okruchowego.
Deflacja piasku z dużych suchych obszarów tworzy  pustynię kamienistą
Proces korazji  tworzy pod wpływem piasku niesionego przez wiatr formy skalne o kształtach grzybów, stołów, zamków
Piaski lotne  tworzone wskutek przemieszczenie ziaren w postaci pełzania, toczenia, a także skoków i uderzeń ziaren jednych o drugie -
saltacja. Związane jest z tym dobre wysortowanie materiału okruchowego < 3,0 mm.
Wydmy  akumulacja materiału transportowanego przez wiatr
" Barchany  kształt sierpa, rogi wysunięte w stronę wiejącego wiatru
" Wydmy paraboliczne - kształt sierpa, zorientowanego odwrotnie niż barchan
" Wydmy poprzeczne  długie, proste , faliste grzbiety
" Wydmy podłużne  długie wały (do kilkadziesięciu kilometrów)
W Polsce oprócz wybrzeża Bałtyku spotykamy utwory wydmowe z końca ostatniego zlodowacenia (ok. 14 mln lat temu) w puszczy
Kampinoskiej, Pustyni Błędowskiej.
Pyły atmosferyczne  najdrobniejsze cząstki wywiewane z jakiegoś obszaru i przenoszone przez wiatr. Transport na drodze suspensji
(poderwanie do góry, zawieszenie, przemieszczenie). Pustynne burze piaskowe (Sahara), typowy osad akumulacyjny less.
Erozja, transport i akumulacja lodowcowa
Ok. 2 mln lat temu zlodowacenia obejmowały >30% powierzchni Ziemi
Stała pokrywa lodowa  powyżej tzw. granicy wiecznego śniegu (temp. oscyluje w granicach 0oC, zimowy opad śniegu nie topnieje w lecie pozostając
na następny rok  powoduje to powiększenie pokrywy śniegowej i pod wpływem ciśnienia i ciepła topnienie i ponowne zamarzanie tworząc agregaty
krystalicznych ziaren lodu tzw.- firn).
Granice wiecznego śniegu  Wybrzeże Antarktydy, Skandynawia 1500  2000 m n.p.m., Tatry  2300 m n.p.m., Himalaje ok.. 5 000 m n.p.m., Alpy
2500  3000 m n.p.m.
Obserwacje współczesnych lodowców i śladów przeszłości (1-2 mln lat) wiemy, że są to zjawiska krótkotrwałe, mają charakter cyklicznie
powtarzających się okresów: ochłodzenia (glacjał) i ocieplenia (interglacjał).
Zlodowacenia powiązane ze znacznymi zmianami klimatu związanymi ze schyłkiem wielkich orogenez (ruchów górotwórczych): kaledońskiej,
herceńskiej i alpejskiej.
Rodzaje lodowców:
Lądolód (lodowiec kontynentalny) rozległa jednolita pokrywa lodowa, zajmująca cały kontyngent lub jego część
Lodowiec górski ograniczony zasięg  powstaje w górach, może ze względu na wykształcenie tworzyć liczne odmiany form: alpejską. Norweską,
piedmontowÄ….
Obszar znajdujący się w bezpośrednim sąsiedztwie lodowca, podlegający jego wpływom nazywamy  sferą peryglacjalną.
Działalność erozyjna lodowca
Poruszająca się po powierzchni masa lodowa zawiera wyerodowany materiał skalny
Erozja lodowcowa (egzaracja)  polega na mechanicznym żłobieniu podłoża i prowadzi powstania charakterystycznych form erozyjnych.
Dolina przekształcona przez działalność lodowca (żłób lodowcowy)  charakterystyczny profil zbliżony do litery U  dno doliny płaskie i stosunkowo
szerokie, zbocza zaÅ› strome.
Cyrki lodowcowe  zagłębienia powstałe w zboczu doliny, zamknięte przez próg skalnyznajdujący się w moiejscu, w którym lód z pola firnowego
przechodził w jęzor lodowcowy. Obecnie cyrki lodowcowe są często wypełnione przez jeziora (np. Morskie Oko, Czarny Staw)
10
Z lodowcem powiązana jest działalność różnego rodzaju cieków powstających w wyniku topnienia mas lodu. Procesy te widoczne są na przedpolu
lodowca. Efektem erozji wód polodowcowych są jeziora rynnowe  wąskie, długie jeziora , niekiedy ułozone szeregowo lub wachlarzowo (J. Raduńskie,
J. Bródno).
Transport lodowcowy dzięki własnościom fizycznym lodu jest możliwy na wielkich odległościach. Sedymentacja lodowcowa rozpoczyna się z
zatrzymaniem i roztapianiem czoła lodowca. Uwalniany w czasie topnienia się lodowca materiał skalny tworzy formy akumulacyjne nazywane
morenami.
Z materiału gromadzonego pod lodem powstaje morena denna. Wytapiany materiał okruchowy przy czole lodowca tworzy wał moreny czołowej.
Istnieją jeszcze moreny boczna i morena środkowa.
Istnieją jeszcze moreny boczna i morena środkowa. Osady morenowe są z
le wysortowane i pozbawione warstwowania  przemieszane frakcje
okruchowe różnej wielkości. Powstałe nagromadzenie większych głazów  bruk morenowy. Pojedyncze głazy  eratyki (głazy narzutowe).
Inne formy zwiÄ…zane z lodowcami: ozy, kemy, sanry, jeziora zastoiskowe, jeziora wytopiskowe, rzez
ba polodowcowa
Erozja, transport i akumulacja jeziorna
Na obszarach kontynentalnych są rozmaitej wielkości zbiorniki wody stojącej  jeziora.
Procesy erozyjne występują na niewielką skalę. Powodowane głównie falowaniem wody, co powoduje niszczenie brzegów i przemieszczanie materiału
klastycznego. Osadzanie materiału (sedymentacja) przebiega powoli.
Ciemne muły jeziorne, zawierające oprócz materiału klastycznego resztki planktonu z domieszką węglanu wapnia  gytia.
Kreda jeziorna  wytrącony w obecności roślin i bakterii węglan wapnia.
Ruda darniowa - wytrącony w obecności roślin i bakterii wodorotlenki żelaza.
Strefy płytkowodne sprzyjają rozwojowi roślinności. W wyniku nagromadzenie się jej i rozkładu materii organicznej powstają - torfy. Powoduje ten
proces stopniowe zanikanie jezio.r
Erozja i sedymentacja morska
Morza i oceany to 70% powierzchni Ziemi!
Erozja morska  wywołana głównie ruchem wody  falowaniem. Dodatkowy czynnik  pływy i prądy oceaniczne.
Abrazja  wytworzony przez niszczenie brzegów materiał skalny, przemieszczany przez fale podlega dalszemu ścieraniu.
Klif  przy wysokim brzegu morza uderzenia fal powodują erozję i powstanie podciętego urwiska brzegowego oraz płaskiej powierzchni u jego podnóża
Występujący materiał osadowy w postaci okruchów (ziaren) ruchem wody przemieszcza się w rejonie wybrzeży. Spływająca z brzegu woda tworzy
prądy powrotne. Fale uderzające pod kątem do linii brzegowej tworzą prąd wzdłużbrzeżny (litoralny)  prowadzi do powstawania długich nasypów 
mierzei, które mogą przekształcić się w półwysep (jak np. Hel)
W obszarach głęboko morskich wystepują prądy zawiesinowe  zawiesina materiału okruchowego spływająca grawitacyjnie po nachylonym dnie.
Impulsem do ich powstania są trzęsienia ziemi lub wybuchy wulkanów
Osady gromadzÄ…ce siÄ™ w morzach:
" Lądowe (terygeniczne)  powstałe przez nagromadzenie materiału okruchowego dostarczonego z lądu przez rzeki, wiatry
" Biochemiczne  utworzone przez nagromadzenie skorupek, szkieletów itp.. Produktów działalności organizmów żyjących
" Chemiczne - powstałe przez nagromadzenie produktów reakcji chemicznych (chlorki, siarczany, węglany
" Utworzony osad  flisz, charakteryzuje się występowaniem wielkiej liczby cykli warstewek: zlepieniec  piaskowiec  mułowiec  ił o różnej
grubości (struktura sedymantacyjna)
" W srodowisku morskim gromadza się różnorodne osady, których charakter zależy od głębokości i odległości od brzegu, a także ukształtowania dna
morskiego i wybrzeża. Wyróżniamy:
"
 Osady litoralne  powstałe w bezpośrednim sąsiedztwie brzegu, do głębokości 60 m w strefie dużej ruchliwości wody (druzgot skalny, piaski, żwiry
(plaże) Są dobrze wysortowane i obtoczone. Fale powodują ich wędrówkę wzdłuż wybrzeża.
 Osady nerytyczne  występujące w strefie dalszej sięgające granic szelfu. Powstają tu osady z materiału pochodzenia lądowego (piaski, osady ilaste)
oraz utworzone z e szczatków organizmów morskich. W sprzyjających warunkach rozwijają się rafy koralowe tworzą je organizmy (korale, algi, glony,
mszywioły).
 Osady batialne  odkładane na stokach kontynentalnych  do głębokości 4 tys. m i reprezentowane przez muły i osady piaszczyste
 Osady abisalne  gromadzące się na dnie wielkich głębin oceanicznych  reprezentowane przez muły głębinowe ( obumarły plankton)
Diageneza
" Ogół procesów przebiegających w osadzie od chwili jego depozycji, zachodzących w warunkach niskich temperatur i ciśnień (>kompakcja,
odwodnienie, >cementacja, rozpuszczanie, >rekrystalizacja, przemiany polimorficzne), prowadzących do > lityfikacji skały
 Kompakcja  nacisk wywołany młodym nadległym materiałem oraz ciężarem wody powoduje zbliżenie do siebie ziaren, porowatość maleje ze
względu na ułożenie ziaren. Może spowodować utworzenie się litej skały z minerałów o bardzo małych rozmiarach, które maja siłę kohezji (spójności)
 Lityfikacja  ogół procesów prowadzących do konsolidacji luz
nego osadu. W zbiorniku sedymentacyjnym tworzą się nowe minerały, których
kryształki, opadając na dno tworzą muły
 Cementacja  proces zachodzący w czasie diagenezy osadu, polegający na wytrącaniu się substancji mineralnych z wód znajdujących się w jego
porach
11
Skały ilaste
" Skałami ilastymi nazywamy tę część utworów pelitycznych (drobnookruchowych  0,05  0,002 mm), w których większość ziaren i cząstek
mineralnych ma wielkość <0,002 mm, a w składzie mineralnym większość stanowią minerały ilaste  glinokrzemiany warstwowe (kaolinit, illit, smektyt
itp.)
" Minerały ilaste są efektem wietrzenia chemicznego krzemianów i glinokrzemianów. Wyróżnia się:
 Skały zasobne w kaolinit  kaoliny, iły kaolinowe, łupki ogniotrwałe
 Skały zasobne w illit  iły illitowe
 Skały zasobne w smektyty  bentonity, iły bentonitowe
Większość skał ilastych nazywa się gliną, glinką, iłem
" Gliny są skałami, gdzie przy dużym udziale minerałów ilastych są obecne także ziarna i okruchy innych skał i minerałów, często > niż 0,002 mm
" Iły mogą się tworzyć w dolnym biegu rzek, w jeziorach i morzach. Iły rzeczne i jeziorne mają domieszkę materiału roślinnego
" Diageneza powoduje sprasowanie iłu  skała zwana iłowcem
" Mocniejsza diageneza prowadzi do ułożenia blaszkowatych minerałów, `że tekstura staje się łupkowa (łupki ilaste)
Skały chemiczne i biochemiczne (organogeniczne)
" Grupa skał zbudowana jest z minerałów, które powstały z wytrącania się ze stężonych roztworów jonowych lub twardnienia koloidów  końcowy
etap wietrzenia chemicznego
" Najpospolitsze składniki tych skał: minerały węglanowe, siarczanowe, chlorkowe i krzemionkowe
" Skały węglanowe:
" Głównymi minerałami tych skał są kalcyt (węglan wapnia) i dolomit (węglan wapniowo-magnezowy)
" Kalcyt jest głównym minerałem wapieni
" Wapienie mogą tworzyć się przez gromadzenie i diagenezę mułu wapiennego powstałego przez krystalizację CaCO3
" Drugi rodzaj wapieni to skały powstałe przy współudziale organizmów żywych (szkielety, pancerze, muszle itp...). Te części organizmów
przechodzą do osadów tworząc grube ławice w czasie diagenezy zostają zlepione kalcytem  wapienie organodetrytyczne
" Zwierzęta prowadzące osiadły tryb życia i zakładają kolonie na starszej generacji (np. koralowce) z dna morskiego wystają potężne masy skał 
wapienie rafowe
" Dolomit  skała osadowa zbudowana z minerału o takiej samej nazwie. Najczęściej są pochodzenia chemicznego
" Syderyt  FeCO3 bywa domieszką w innych skałach węglanowych. Większe nagromadzenie syderytu  złoże rudy żelaza
" Istnienie skał pośrednich - ze względu na trudności w ustaleniu minerału będącego w przewadze (np. margiel, opoka i geza)
" Skały siarczanowe:
 Gips CaSO4" 2H2O  skała utworzona przez minerał o tej samej nazwie
 Anhydryt CaSO4 - skała utworzona przez minerał o tej samej nazwie
" Skały chlorkowe:
ostatnim stadium ewaporacji wody morskiej jest krystalizacja chlorków
- Halit (NaCl)  złoża soli kamiennej
- sylwin (KCl)
" Skały krzemionkowe
 Wolna krzemionka  produkt wietrzenia chemicznego, w postaci koloidalnej, gromadzÄ…ca siÄ™ w zb. sedymentacyjnym, z czasem twardnieje i tworzy
minerały  opal, chalcedon i kwarc, które mogą budować samodzielne warstwy i soczewki, a czasem być domieszką w innych skałach
" Utwory żelaziste
 ZwiÄ…zki Fe(II)  warunki redukcyjne, barwiÄ…
skały na kolor czarny, czarnozielony
 Po utlenieniu, Fe(III) nadaje skałom kolor
czerwonawy lub brunatnoczerwonawy
" Skały fosforanowe (fosforyty)
 Tworzą się na skutek wytrącania fosforanów z
wody morskiej o pH>8
 W warunkach lÄ…dowych w wyniku
nagromadzenia koprolitów (sfosylizowanyvh
odchodów) lub kości
" Największą rolę w budowie skał osadowych
odgrywają piasek, ił i węglany (możliwości
wzajemnego współwystępowania  wykres)
"
Skały osadowe
12
Metamorfizm i skały metamorficzne
" Metamorfizm  procesy geologiczne zachodzące w skorupie ziemskiej, polegające na przeobrażaniu już istniejących skał (magmowych, osadowych,
metamorficznych) pod wpływem temperatury i ciśnienia (początek 20oC i 200-400MPa)
W podwyższonej temp. Skał, w wyniku reakcji między składnikami skał powstają minerały np. granaty:
6CaCO3 + Al4[Si4O10(OH)8] + 2SiO2 = 2Ca3Al2[(SiO4)] + 6CO2 + 4H2O
kalcyt kaolinit kwarc granat
" Metasomatoza - częściowe lub całkowite zastąpienie substancji mineralnej tworzącej skałę przez inną na skutek działania cieczy, gazów lub dyfuzji
jonów w stanie stałym. W głębszych partiach skorupy ziemskiej mogą zajść procesy prowadzące do uwolnienia pewnych ruchliwych pierwiastków i ich
związków  K, Na, Cl, CO2, H2O, które przemieszczając przez istniejące struktury atomowe minerałów  mogą w pewnych obszarach doprowadzić do
powstania nowych minerałów
" Rekrystalizacja  wtórny wzrost i modyfikacja kształtu kryształów
" Ultrametamorfizm  głębokie przeobrażenia, częściowe przetopienie skał
" Metamorfizm termiczny  dominuje znaczne podwyższenie temp. przy niewielkich zmianach ciśnienia. Dopływ ciepła związany jest z pogrążeniem
skały w głąb skorupy ziemskiej
" Metamorfizm dynamiczny  przeważa wzrost ciśnienia, które może mieć charakter statyczny (hydrostatyczne) lub dynamiczny (ciśnienie
kierunkowe). Minerały w skale
ułożone pierwotnie chaotycznie, zostają uporządkowane
" Metamorfizm kontaktowy  bezpośrednie zetknięcie się starszych skał z intruzją magmową (wdarcie się magmy pomiędzy istniejące już skały) i
spowodowany jest działaniem wysokiej temp.
" Metamorfizm regionalny (m.r.)  obejmuje duże obszary lub masywy skalne. Związany jest z pogrążaniem się skał na dużą głębokość pod grubą
pokrywą innych utworów. W obrębie (m.r.) wyróżnia się 3 strefy odpowiadające kolejnym stopniom wzrostu temperatury i ciśnienia wraz z głębokością
 Strefa epi  (6-10 km) charakteryzuje się działaniem dużych ciśnień kierunkowych, małego ciśnienia hydrostatycznego oraz niskiej temperatury
 Strefa mezo - (10-20 km) charakteryzuje się działaniem dużych ciśnienia kierunkowego i hydrostatycznego oraz średniej temp. Warunki takie
powodujÄ… wyraz
ny wzrost składników mineralnych (rekrystalizacja) i powstawanie minerałów o większej gęstości. W strefie tej tworzą się skały o
strukturze łupkowej, gnejsowej, podkreślonej równoległym ułożeniem blaszek łyszczyków, słupków amfiboli itp..
 Strefa kata  (poniżej 20 km) wyróżnia się dużym ciśnieniem hydrostatycznym i wysoką temp. Powstają skały o teksturze bezładnej
Metamorfizm regionalny
13
Metamorfizm regionalny
Charakterystyka skał metamorficznych
" Skały metamorficzne należą do stosunkowo słabo rozpowszechnionych w przyrodzie. Stanowią o. 15% skał budujących skorupę ziemską.
Zbudowane są w większej części z minerałów skał pierwotnych, które w niewielkim stopniu uległy przeobrażeniu (kwarc, miki, amfibole, pirokseny,
kalcyt), oraz minerałów nowych  metamorficznych (granaty, kordieryt, sylimanit, talk, azbest i in.)
" Struktury skał metamorficznych  charakteryzują się strukturami krystalicznymi, które określane są jako blastyczne. Poszczególne blasty powstały w
miejsce istniejących starszych składników (drobno-, srednio-, gruboblastyczne. Pewne struktury wyróżnia się ze względu na pokrój budujących je
minerałów (np. fibroblastyczna  minerały włókniste, nematoblastyczna  minerały igiełkowe, lebidoblastyczna  minerały blaszkowe)
Tekstury skał metamorficznych
" Skały metamorficzne posiadają przeważnie bardzo charakterystyczne tekstury kierunkowe. Uwzględniając ułożenie minerałów wyróżniamy
tekstury: gnejsowÄ…, oczkowÄ… i Å‚upkowÄ…
Występowanie i zastosowanie skał metamorficznych Polski
" Skały metamorficzne występują głównie w Sudetach. Najczęściej spotykane odmiany:
" Gnejsy  skały średnio- i gruboblastyczne zbudowane głównie z kwarcu, skaleni i łyszczyków o wyraz
nej teksturze gnejsowej, złożonej z warstewek
jasnych (kwarcowo-skaleniowych) i ciemnych (inne składniki). Ze względu na domieszki i warunki powstawania tworzą liczne odmiany. Są
eksploatowane w lokalnych kamieniołomach i wykorzystywane w budownictwie drogowym
" A
upki łyszczykowe (mikowe)  skały średnio- i gruboblastyczne (lepidoblastyczne  blaszki minerałów ułożone kierunkowo) o wyraz
nej
oddzielności. Po zmieleniu używane jako posypki papowe, wypełniacze mas bitumicznych, nośniki pylaste dla środków owadobójczych
" Fyllity (łupki dachówkowe)  barwa szara lub czarna odmiana łupków drobnoziarnistych. Powstały ze skał ilastych i mułkowych. Zbudowane
głównie z łyszczyków (muskowit, serycyt) oraz kwarcu, skaleni i węglanów. Krycie dachów i ścian, po zmieleniu używane do produkcji środków
ochrony roślin (nośnik pylasty)
" Amfobolity i łupki amfibolitowe  łatwo łupliwe. Skały te mogą powstawać ze skał magmowych lub osadowych. Eksploatowane na niewielką skalę
jako tłuczeń do bud.dróg.
" Kwarcyty i łupki kwarcyty i łupki kwarcytowe  bardzo zwięzłe i twarde. Dzięki dobrej łupliwości otrzymuje się gotowe ogniotrwłe kształtki do
pieców przemysłowych
" Marmury  składają się z przekrystalizowanych ziaren węglanów: kalcytu lub dolomitu. Stosowane jako mat. dekoracyjne, do produkcji grysów.
" Serpentynity  skały o strukturze skrytoblastycznej, teksturze bezładnej. Wykorzystywany jako surowiec do mat. ogniotrwałych, kamień drogowy
Tektonika płyt
" Jedno z najbardziej rewolucyjnych osiągnięć nauk przyrodniczych
" Płyty utworzyły się 4,6 mld lat temu. Ok.. 200mln lat temu superkontynent Pangea, rozpadł się początkowo na 2 podstawowe masy lądowe:
Laurazję(na płn.) i Gondwanę (na płd.), a następnie na obecne płyty kontynenty.
" Skorupa ziemska składa się z 8 dużych i ok. 12 małych płyt tektonicznych, obejmujących lżejszą skorupę kontynentalną (granitową) i cięższą
oceaniczną (bazaltową) o miąższości odpowiednio do 200 i 15 km.
" Największe płyty:
 Euroazjatycka,
 Afrykańska,
14
 Indo-australijska,
 Północnoamerykańska,
 Południowoamerykańska,
 Antarktyczna,
 Pacyfiku,
 Filipińska Nazca,
 karaibska
" Wymienione płyty przesuwają się . Powoli 1-10 cm/rok po astenosferze (gęsta półplastyczna zewnętrzna warstwa płaszcza Ziemi).
" Ciepło powstałe w jądrze i dolnym płaszczu wędruje ku powierzchni Ziemi, tworząc prądy konwekcyjne. Inicjują one ruch wyżej leżących płyt. W
miejscach, gdzie prÄ…dy siÄ™ rozchodzÄ… , powstajÄ… strefy spredingu, natomiast gdzie schodzÄ… strefy subdukcji.
" Do innych przyczyn ruchów płyt litosfery zalicza się wypływ magmy w strefach spredingu, w wyniku czego litosfera podnosi się i przesuwa na
zewnątrz od grzbietu, pogrążanie się litosfery w astenosferze, wymusza przemieszczenie płyty w stronę sudukcji
" Granice konstrukcyjne lub rozbieżne powstają między dwiema rozchodzącymi się płytami  miejsca gdzie tworzy się skorupa ziemska (strefy
spredingu). Każda strefa akrecji składa się ze śródoceanicznego grzbietu górskiego i centralnej doliny ryftowej. Wszystkie wymienione struktury
przykrywa ocean
" Struktura ryftowa jest miejscem, z którego wydobywa się lawa bazaltowa o temp. 1000oC. Rocznie zwiększa się grubość skorupy oceanicznej 2,5 
25 cm
" Kolejne iniekcje magmy powodują powstawanie nowych grzbietów i centralnych dolin ryftowych
" Granice destrukcyjne lub zbieżne są to rowy oceaniczne o gł. 8-10 km, w których cięższa  bazaltowa płyta podsuwa się b. wolno pod lżejszą
granitową płytę kontynentalną. Ruchom mas skalnych towarzyszą silne trzęsienia ziemi.
" W strefach subdukcji dochodzi do stopienia lżejszego zeskrobanego z płyty oceanicznej materiału skalnego  tworzy on gigantyczne bąble kwaśnej
magmy, wędrujące strefami zluz
nień ku górze górotworu
" Strefy subdukcji powstają w wyniku podsuwania się jednej płyty oceanicznej pod drugą. Elementamistrukturalnymi towarzyszącymi tym sdtrefom
sÄ… rowy oceaniczne
" W przypadku kolizji 2 płyt kontynentalnych nie dochodzi do subdukcji lecz wypiętrzenia występujących między nimi osadów
" Granice konserwatywne występują wzdłuż przesuwających się obok siebie płyt. Bilans jest zerowy  litosferyu nie przybywa i nie ubywa.
" Tektonika pÅ‚yt tÅ‚umaczy rozkÅ‚ad wulkanów. ¾ trzesieÅ„ ziemi i 2/3 czynnych wulkanów wystÄ™pujÄ™ w strefach subdukcji. W strefach tych wystÄ™pujÄ…
najsilniejsze wstrzÄ…sy.
" Silne trzęsienia występują też w miejscach kontynentalnych uskokach przesuwnych
" W strefach kolizji płyt kontynentalnych, jak również oceanicznych uskokach przesuwczych, trzęsienia ziemi są słabe
" W strefach spredingu trzęsienia ziemi sa niewielkie (rozsuwanie się cienkiej skorupy oceanicznej powoduje szybkie rozładowanie naprężeń).
" Twarda powłoka litosfera  jest w porównaniu z rozmiarami Ziemi cieńsza niż skorupka jajka. Pod nią  w płaszczu  zachodzą procesy
przypominające powolne gotowanie się bardzo gęstej cieczy, podgrzewanej przez reakcje rozpadu pierwiastków promieniotwórczych w jądrze. Na
skutek tych procesów litosfera dzieli się na fragmenty  płyty  które wzajemnie się przemieszczają, zderzają i ulegają pochłonięciu w głębi płaszcza, a
jednocześnie w innych miejscach tworzą się cały czas na nowo. Ruch płyt jest bardzo powolny w naszej  ludzkiej skali czasu  zaledwie kilka do
kilkunastu cm/rok  lecz w geologicznej skali czasu, obejmującej setki milionów lat, powoduje ciągłe przemieszczanie się kontynentów po całym globie
i ustawiczne zmiany ich konfiguracji. Oceany powstają i zamykają się, kontynenty łączą się w  superkontynenty , które z kolei znowu się rozpadają,
dając miejsce nowym oceanom. Wzajemny układ kontynentów wpływa m.in. na rozkład prądów morskich w światowym oceanie, a przez to  na klimat
i świat organiczny. Trzęsienia ziemi i wybuchy wulkanów są również wynikiem wzajemnych przemieszczeń płyt. Tektonika płyt litosfery określa więc
warunki panujące na Ziemi  zarówno teraz, jak i w przeszłości
" Historia
Podobieństwo brzegów kontynentów rozdzielonych przez Atlantyk zauważono zaraz po sporządzeniu pierwszych w miarę dokładnych map jego
wybrzeży  już w XVI w. wyrażano pogląd, że obie Ameryki zostały oderwane od Europy i Afryki. Idea ta najpełniej została ujęta przez Alfreda L.
Wegenera (1880 1930) w obszernie udokumentowanej teorii dryfu (wędrówki) kontynentów (1912, 1915). Według niej na przełomie permu i triasu
wszystkie kontynenty były połączone w jeden superkontynent (Pangea), a obecny układ kontynentów jest wynikiem jego rozpadu.
Według Wegenera bloki kontynentalne miały się po prostu przesuwać po dnie oceanicznym, tymczasem geofizycy wykazali, jak ogromne siły byłyby do
tego potrzebne, a także udowodnili, że byłoby to fizycznie niemożliwe bez spowodowania rozpadu kontynentu.
Przez następne kilkadziesiąt lat zdobywano jednak nowe informacje, zwłaszcza o budowie dna oceanicznego. Poznano olbrzymi system grzbietów
śródoceanicznych, a także przebieg głębokich rowów oceanicznych, przebadano rozkład głębokości trzęsień Ziemi pod jej powierzchnią. Wszystkie te
dane zaczęły pasować do jednego modelu i w latach 60. XX w. było już jasne, że rację miały obie strony: Wegener (bo kontynenty rzeczywiście były
połączone, a następnie rozsunęły się) oraz przeciwnicy jego teorii (bo rzeczywiście nie przesuwały się po dnie oceanicznym  to dno rozrastało się
między nimi).
" Grzbiety śródoceaniczne
 tworzą system opasujący całą Ziemię. Ma on ponad 50 000 km długości i osiąga do 800 km szerokości. Grzbiety te wznoszą się średnio 4,5 km
ponad otaczające je dno oceanu, choć i tak ich wierzchołki znajdują się przeciętnie 2,5 km pod powierzchnią wody. Są one pocięte licznymi wielkimi
uskokami  zarówno wzdłuż, jak i w poprzek.
" Uskoki podłużne, równoległe do osi grzbietu śródoceanicznnego, często tworzą doliny ryftowe będące strefami intensywnej działalności
magmatycznej (głównie wylewy law zbliżonych do bazaltów) oraz mają znacznie podwyższony strumień cieplny  na skutek działania wstępujących
prądów konwekcyjnych w płaszczu. W osiach grzbietów śródoceanicznych cały czas dochodzi do powstawania nowej, gorącej litosfery oceanicznej.
Wzdłuż uskoków poprzecznych do grzbietów śródoceanicznych dochodzi do poziomych przemieszczeń litosfery na wielką skalę. Są to tzw. uskoki
transformacyjne.
15
" Jedno z najbardziej rewolucyjnych osiągnięć nauk przyrodniczych
" Płyty utworzyły się 4,6 mld lat temu. Ok. 200mln lat temu superkontynent Pangea, rozpadł się początkowo na 2 podstawowe masy lądowe:
Laurazję(na płn.) i Gondwanę (na płd.), a następnie na obecne płyty kontynenty.
" Skorupa ziemska składa się z 8 dużych i ok. 12 małych płyt tektonicznych, obejmujących lżejszą skorupę kontynentalną (granitową) i cięższą
oceaniczną (bazaltową) o miąższości odpowiednio do 200 i 15 km.
" Największe płyty:
 Euroazjatycka,
 Afrykańska,
 Indo-australijska,
 Północnoamerykańska,
 Południowoamerykańska,
 Antarktyczna,
 Pacyfiku,
 Filipińska Nazca,
 karaibska
Rowy oceaniczne
" W rowach oceanicznych stara, chłodna, a więc i cięższa (o większej gęstości) litosfera oceaniczna ulega pogrążeniu pod inną płytę litosfery, a
następnie zostaje pochłonięta w górnym płaszczu  są to tzw. strefy subdukcji. Bywają one wiązane ze zstępującymi zimnymi prądami konwekcyjnymi
w płaszczu lub po prostu z  tonięciem starej, a więc chłodnej i cięższej litosfery oceanicznej w gorącym, lżejszym płaszczu.
Rozkład ognisk trzęsień ziemi
" Istnienie stref subdukcji potwierdza rozkład ognisk głębokich trzęsień Ziemi.
" Zbadanie rozkładu głębokości ognisk trzęsień pozwoliło zrozumieć mechanizm ich powstawania. Oprócz tego, że rozkład ognisk dość dokładnie
odzwierciedla przebieg granic płyt litosfery, to jeszcze ich głębokość jest zależna od tego, na jakim rodzaju granicy płyt powstają.
PÅ‚yty litosfery
" Granice płyt
 Graniczące ze sobą płyty przemieszczają się względem siebie. Zależnie od kierunku ich wzajemnego przemieszczania wyróżniamy 3 podstawowe
rodzaje granic między płytami:
 1. granice rozbieżne,
 2. granice zbieżne,
 3. granice poziomoprzesuwcze
" Granice rozbieżne
 Występują wtedy, gdy ruch płyt odbywa się w kierunku przeciwnym do ich wspólnej granicy. Dochodzi wówczas do powstawania między nimi
nowej litosfery oceanicznej w ryftach na grzbietach śródoceanicznych. Klasycznym tego przykładem jest Grzbiet Środkowoatlantycki, który
rzeczywiście przebiega prawie dokładnie środkiem tego oceanu.
" Granice zbieżne
 Występują wtedy, gdy płyty poruszają się ku sobie  jedna z nich pogrąża się wówczas pod drugą w głąb Ziemi, gdzie ulega pochłonięciu w górnym
płaszczu, a produkty powstałe podczas jej stopienia są z
ródłem wulkanizmu na powierzchni górnej płyty, tworząc tzw. łuk magmowy. Proces
pochłaniania płyt zachodzi w strefach subdukcji w rowach oceanicznych, a wulkanizm układa się w pasma za rowami
" Rozróżniamy 3 typy zbieżności (zależnie od tego, z jakiego typu litosfery zbudowane są granice płyt, które w niej uczestniczą):
 Litosfera oceaniczna z kontynentalną  gdy oceaniczna litosfera zanurza się pod kontynentalną, a po roztopieniu w górnym płaszczu dostarcza
materiału dla wulkanizmu na brzegu kontynentu, na którym powstaje tzw. kontynentalny łuk magmowy, utworzony głównie przez wulkany andezytowe;
dzieje się tak np. na zachodnim wybrzeżu Ameryki Południowej, a także w wielu innych miejscach wokół Pacyfiku.
Litosfera oceaniczna z oceaniczną  gdy jedna płyta litosfery oceanicznej zanurza się pod drugą, też oceaniczną; na górnej płycie tworzy się wtedy łuk
magmowy wyspowy, złożony głównie z wulkanów bazaltowych tworzących zwykle wyspy (np. liczne archipelagi Zachodniego Pacyfiku).
Litosfera kontynentalna z kontynentalną  taka  kolizja zwykle kończy subdukcję, gdyż sztywna i lekka litosfera kontynentalna na większą skalę na
ogół jej nie ulega; powstają wtedy góry o budowie fałdowo-płaszczowinowej, a cały obszar podlega wypiętrzeniu izostatycznemu na skutek znacznego
wzrostu grubości litosfery kontynentalnej (najlepiej jest to widoczne na przykładzie Himalajów i Tybetu, lecz w podobny sposób są wypiętrzane i inne
łańcuchy młodych gór fałdowych).
" Granice poziomoprzesuwcze
 Występują wtedy, gdy ruch 2 płyt zachodzi równolegle do granicy między nimi, a litosfera nie jest ani tworzona, ani pochłaniana. Takimi granicami
są uskoki transformacyjne, tnące gęsto w poprzek lub skośnie grzbiety śródoceaniczne, a czasami sięgające na obszar litosfery kontynentalnej (np. uskok
San Andreas w Kalifornii).
" Plamy gorÄ…ca
 Transport gorącej materii płaszcza w pobliże powierzchni odbywa się nie tylko dzięki prądom konwekcyjnym pod strefami ryftów. Przypuszcza się,
że istnieją też ogromne  kominy gorącej, lekkiej materii mające swój początek aż na granicy płaszcza z jądrem, a sięgające przez cały płaszcz do
astenosfery. Są to tzw. pióropusze płaszcza  mają one średnice do kilkuset km, a gorąca materia unosi się w nich ku górze z dużą szybkością (być może
nawet do 2 m/rok), po czym promieniście rozprzestrzenia się w astenosferze, podgrzewając ją i podnosząc jej górną granicę. Przez to nad pióropuszami
płaszcza litosfera ulega unoszeniu i jednoczesnemu cienieniu. Na powierzchni Ziemi powstaje wtedy plama gorąca  bardzo łagodna kopuła o średnicy
od kilkuset do 1500 km, wyniesiona o 1 2 km, o wyraz
nie podwyższonym strumieniu cieplnym i cieńszej litosferze. Często, lecz nie zawsze,
towarzyszy jej wulkanizm

Tektonika płyt  podsumowanie
16
" Wymienione płyty przesuwają się. Powoli 1-10 cm/rok po astenosferze (gęsta półplastyczna zewnętrzna warstwa płaszcza Ziemi).
" Ciepło powstałe w jądrze i dolnym płaszczu wędruje ku powierzchni Ziemi, tworząc prądy konwekcyjne. Inicjują one ruch wyżej leżących płyt. W
miejscach, gdzie prÄ…dy siÄ™ rozchodzÄ… , powstajÄ… strefy spredingu, natomiast gdzie schodzÄ… strefy subdukcji.
" Spreding  proces rozrastania siÄ™ dna morskiego w rejonie grzbietu oceanicznego. Sumaryczna powierzchnia dna oceanu nie zmienia siÄ™, co pociÄ…ga
za sobą w innym miejscu pochłanianie dna oceanu, tworząc tzw. strefy subdukcji.
" Subdukcja  proces polegający na wciąganiu lub wypychaniu jednej płyty litosferycznej (płtyta oceaniczna) pod drugą (oceaniczną lub
kontynentalnÄ…).
" Strefy subdukcji są jednym z rodzajów granic zbieżnych płyt litosfery
" Do innych przyczyn ruchów płyt litosfery zalicza się wypływ magmy w strefach spredingu, w wyniku czego litosfera podnosi się i przesuwa na
zewnątrz od grzbietu, pogrążanie się litosfery w astenosferze, wymusza przemieszczenie płyty w stronę subdukcji
" Astenosfera  warstwa w górnej części płaszcza Ziemi, o zwiększonej plastyczności i podatności na deformacje. Jej górna warstwa znajduje się na
głębokości 50-70 km pod oceanami. Główny poziom tworzenia się ognisk magmy i główne z
ródło procesów magmowych.
" Granice konstrukcyjne lub rozbieżne powstają między dwiema rozchodzącymi się płytami o miejsca gdzie tworzy się skorupa ziemska (strefy
spredingu). Każda strefa akrecji składa się ze śródoceanicznego grzbietu górskiego i centralnej doliny ryftowej. Wszystkie wymienione struktury
przykrywa ocean.
" Strefa akreacji  dużych rozmiarów strefa na powierzchni Ziemi wzdłuż, której tworzy się nowa litosfera oceaniczna. Przeciwieństwo strefy
subdukcji (pochłaniania).
" Struktura ryftowa jest miejscem, z którego wydobywa się lawa bazaltowa o temp. 1000oC. Rocznie zwiększa się grubość skorupy oceanicznej 2,5 
25 cm
" Kolizja dwóch płyt kontynentalnych doprowadza do wypiętrzenia się łańcucha górskiego
" Podsuwanie siÄ™ litosfery oceanicznej pod kontynentalnÄ… doprowadza do roztopienia siÄ™ litosfery w astenosferze i erupcji wulkanicznych na lÄ…dzie.
" Podsuwanie się litosfery oceanicznej pod oceaniczną doprowadza również do roztopienia się litosfery w astenosferze. Powstała magma wychodząc
na powierzchnię dna oceanicznego tworzy wulkany, które dają początek wyspom wulkanicznym
Tektonika płyt
" Kolejne iniekcje magmy (wciskania się w szczeliny i pęknięcia) powodują powstawanie nowych grzbietów i centralnych dolin ryftowych
" Granice destrukcyjne lub zbieżne są to rowy oceaniczne o gł. 8-10 km, w których cięższa  bazaltowa płyta podsuwa się b. wolno pod lżejszą
granitową płytę kontynentalną. Ruchom mas skalnych towarzyszą silne trzęsienia ziemi.
" W strefach subdukcji dochodzi do stopienia lżejszego zeskrobanego z płyty oceanicznej materiału skalnego  tworzy on gigantyczne bąble kwaśnej
magmy, wędrujące strefami zluz
nień ku górze górotworu
" Strefy subdukcji powstają w wyniku podsuwania się jednej płyty oceanicznej pod drugą. Elementami strukturalnymi towarzyszącymi tym strefom są
rowy oceaniczne
" W przypadku kolizji 2 płyt kontynentalnych nie dochodzi do subdukcji lecz wypiętrzenia występujących między nimi osadów
" Granice konserwatywne występują wzdłuż przesuwających się obok siebie płyt. Bilans jest zerowy  litosfery nie przybywa i nie ubywa.
" Tektonika pÅ‚yt tÅ‚umaczy rozkÅ‚ad wulkanów. ¾ trzesieÅ„ ziemi i 2/3 czynnych wulkanów wystÄ™pujÄ…cych w strefach subdukcji. W strefach tych
występują najsilniejsze wstrząsy.
" Silne trzęsienia występują też w miejscach kontynentalnych uskokach przesuwnych
" W strefach kolizji płyt kontynentalnych, jak również oceanicznych uskokach przesuwczych, trzęsienia ziemi są słabe
" W strefach spredingu trzęsienia ziemi sa niewielkie (rozsuwanie się cienkiej skorupy oceanicznej powoduje szybkie rozładowanie naprężeń).
Zjawiska wywołane obecnością wody i lodu w gruncie
" Wpływ wody występującej w gruncie na jego właściwości :
 wypełnia pory i szczeliny
 rozpuszcza składniki mineralne
 oddziaływuje na szkielet mineralny
" Wpływ wody przemieszczającej się:
 rozpuszcza składniki mineralne wywołując krasowienie lub sufozję
 powoduje upłynnianie gruntów podłoża, kurzawki
" Może oddziaływać agresywnie na posadowione obiekty
" W określonych warunkach klimatycznych zaznacza się wpływ fazy stałej (lodu), powodującej przemarzanie utworów
" Najważniejszymi zjawiskami geologiczno-inżynierskimi wywołanymi wystąpieniem lodu i wody w podłożu budowlanym są: sufozja, kolmatacja,
upłynnienie gruntu, kurzawkowatość, wysadzinowość, krasowienie
" Zjawiska krasowe
 rozpuszczanie niektórych skał przez krążące wody podziemne
 największe rozprzestrzenienie ma kras w skałach wapienne
 zawarty w wodzie kwas węglowy lub wolny CO2 doprowadzają do przemiany słabo rozpuszczalnego CaCO3 w łatwo rozpuszczalny Ca(HCO)2
CaCO3 + H2 O + CO2 = Ca(HCO3)2
Wody opadowe wciskając się w skały porowate wzdłuż spękań międzywarstwowych, szczelin wietrznych, rozpuszczają te skały zarówno na
powierzchni jak i poniżej, gdzie tworzą się szczeliny, tunele, jaskinie groty
17
" Do form powierzchniowych zalicza się: studnie, leje, organy krasowe  na dnie których gromadzone są iły lub muły (utwory nieprzepuszczalne),
hamujące rozszerzanie się studni i lejów w głąb, a także ponory i wywietrzyska
" Formy podziemne to fugi międzywarstwowe, pieczary, groty oraz kanały i galerie
" Rozwijanie się tych form krasowych prowadzi do zmian własności fizyczno-mechanicznych ośrodka skalnego  dużej jego niejednorodności (ma to
wpływ na krążenie wody i łączenie poziomów wodonośnych, ucieczki wody ze zbiorników), może powodować migrację zanieczyszczeń i wnikanie w
głąb zanieczyszczeń powierzchniowych.
" Obszary krasowe uważane są za złe podłoże budowlane ciężkich obiektów przemysłowych i hydrotechnicznych
" Podziemne rzeki wydostajÄ… siÄ™ na powierzchniÄ™ krasowymi szczelinami
" Wody podziemne płynące tunelami i korytarzami powodują zniszczenia w masywach skalnych
" Podziemne formy krasowe:
" groty krasowe
" jaskinie, pieczary
" Spływająca ze stropów jaskiń i pieczar woda tworzy sople  stalaktyty, a na dnie jaskiń powstają narośla zwane - stalagmitami
" Podziemne formy grożą zawałami, a powierzchniowe powodować mogą dużą zmienność własności fizyko-mechanicznych, gdy skrasowiałe skały
przykryte są utworami młodszymi
Sufozja
" Sufozja polega na wymywaniu przez przepływająca przez grunt wodę drobniejszych jego ziaren i cząstek szkieletu gruntowego
" Warunek wystÄ…pienia tego zjawiska:
 podatność ośrodka gruntowego (grunty niespoiste)
 odpowiednia prędkość przepływu wody
" Sufozja mechaniczna  polega na przemieszczaniu drobniejszych czÄ…stek lub ziaren szkieletu mineralnego przez pory, na skutek ruchu wody
podziemnej
" Warunki rozwinięcia się procesu:
 podatność utworów podłoża na sufozję
 odpowiednio duże ciśnienie hydrostatyczne (spływowe) przepływajace przez te utwory wody
 dostateczna prędkość przepływu wody (odpowiedni spadek hydrauliczny)
" W utworach równoziarnistych (wymiary porów są na ogół mniejsze od wymiarów cząstek szkieletu mineralnego, co uniemożliwia sufozję
" Sufozja chemiczna  rozpuszczające działanie przepływającej wody podziemnej na rozpuszczalne cząstki i ziarna (węglany, chlorki, gips) szkieletu
mineralnego. Zachodzi w wapnistych piaskach i słabo zwięzłych piaskowcach o spoiwie łatwo rozpuszczalnym
" Sufozja chemiczno- mechaniczna - zachodzi wówczas gdy woda podziemna oddziaływuje zarówno chemicznie, jak i mechanicznie (wapniste piaski
pylaste). Przepływająca woda rozpuszcza podatne na ten proces ziarna szkieletu gruntowego, stwarzając lepsze warunki do mechanicznego wymywania
dalszych czÄ…stek gruntu.
" Sufozja jest procesem kształtującym strukturę i teksturę utworów nieskalistych, może prowadzić do zmian fizyczno-wytrzymałościowych podłoża
budowlanego i wynikajÄ…cych z tego konsekwencji geotechnicznych  osiadanie sufozyjne.
" Może wpływać na zmianę konsystencji utworów nieskalistych prowadząc do zmian stokowych, umożliwiając powstawanie zjawisk osuwiskowych
Kolmatacja
" Kolmatacja - polega na zagęszczeniu utworów podłoża przez osadzanie się w porach szkieletu mineralnego drobnych cząstek lub ziaren mineralnych
(kolmatacja mechaniczna) lub wytrącaniu się związków chemicznych np.. Węglanu wapnia czy związków żelaza w obrębie szkieletu (kolmatacja
chemiczna).
" Kolmatacja jest przeciwieństwem sufozji.
" Może również występować kolmatacja biologiczna, gdy w szkielecie gruntowym osadzają się mikroorganizmy i produkowane przez nie związki
organiczne.
" Kolmatacja prowadzi do zmiany na lepsze własności fizycznych, głównie wytrzymałościowych podłoża gruntowego oraz jego szczelności.
" Często wywołuje się sztucznie w celu polepszenia własności geotechnicznych podłoża gruntowego oraz jego szczelności
" Kolmatacja może być zjawiskiem niekorzystnym dla obiektów ujmujących wody podziemne (studnie, drenaże), ponieważ może powodować
zmniejszenie ich wydajności.
Upłynnianie gruntu
" Upłynnianie gruntu  zachodzi w niektórych gruntach sufozyjnych, wtedy gdy występuje podwyższone ciśnienie spływowe i grunt zaczyna się
zachowywać jak gęsta ciecz.
" Upłynnienie szkieletu mineralnego podłoża w pełni nasyconego wodą może nastąpić pod wpływem obciążeń dynamicznych, gdy zmniejsza się opór
bezwładności cząstek mineralnych i gdy podlegają one wzajemnemu przemieszczaniu.
" Wypływ upłynnionego gruntu do wyrobisk czy wykopów  kurzawka.
" Szczególnie podatne na upłynnienie są drobnoziarniste piaski, piaski pylaste i pyły piaszczyste
Kurzawkowatość
18
" Kurzawkowatość powstaje, gdy w określonych warunkach nasycone wodą utwory podłoża, podatne na upłynnianie, w całej masie będą się
zachowywać jak ciecz i wypływać do wyrobiska czy wykopu z dna lub ścianek, uniemożliwiając prowadzenie prac budowlanych czy wydobywczych.
W stanie upłynnienia charakteryzują się lepkością, dzięki której zachowują się jak gęste ciecze , wskutek czego obklejają narzędzia budowlane i
utrudniają wykonywanie robót ziemnych
" Wypływająca rozrzedzona masa  kurzawka
" W stan płynny molgą przechodzić piaski, piaski pylaste, lessy, a niekiedy utwory spoiste.
" Najczęściej kurzawki powstają z utworów piaszczystych zawierających cząstki koloidalne
" Ten sam utwór w jednych warunkach może zachowywać się jak ciecz, a w innych utrzymywać swoją strukturę i teksturę ciała stałego, nie
zmieniając swego kształtu (rys.). Występująca wśród glin zwałowych soczewa drobnoziarnistego piasku pylastego nasyconego wodą pod ciśnieniem,
zachowująca się początkowo w całości jak ciało stałe, po nacięciu jej wykopem zostaje upłynniona, wskutek czego nośne podłoże posadowionego
obiektu inżynierskiego traci swoją stateczność i obniża się stopa fundamentowa, a kurzawka wypływa do wykopu.
Przemarzanie, wysadziny i przełomy
" Kolejne, następujące po sobie procesy zamarzania i odmarzania przypowierzchniowej warstwy gruntu (podłoża budowlanego)powodują
nieodwracalne zmiany struktury i tekstury.
 zmiana szkieletu mineralnego
 dyspersja szkieletu
 odkształcenie podłoża budowlanego
" Przemarzanie gruntów w naszej strefie klimatycznej osiąga miąższość 0,8-1,4 m, wywołuje również zmiany własności wytrzymałościowych 
wpływ na fundamenty posadowionych obiektów.
" Fundamenty powinny być posadowione poniżej strefy przemarzania.
" Głębokość i prędkość przemarzania zależą od:
 Temperatury powietrza
 Czasu trwania
 Osłony terenu
 Struktury i tekstury gruntu
 Składu granulometrycznego gruntu
Zjawisko przemarzania gruntu
" Określenie głębokości przemarzania gruntów:
Przemarzanie
" Zamarzająca w gruncie woda przechodząc w lód tworzy soczewki lub warstwy lodowe
" Soczewki lodowe tworzące się na granicy przemarzania gruntu, rosną na skutek podciągu kapilarnego wody od dołu  woda z porów gruntu zostaje
pociągana, co powoduje powstawanie podciśnienia poniżej strefy przemarzania i podciąganie wody z głębszych, bardziej wilgotnych warstw gruntu
" Na skutek niejednoczesnego tajania soczew i warstewek lodowych oraz kryształków lodu w porach szkieletu mineralnego podłoża następuje
osiadanie powierzchni terenu
Wysadziny
19
Porowe przestrzenie szkieletu mineralnego zamieniają okresowo utwory nieskaliste w  skałę o spoiwie lodowym i zwiększonej objetości w stosunku do
pierwotnej. Powoduje skutkuje to znacznym podniesieniem stropu warstwy przypowierzchniowej i powstawanie wysadzin
Skutki: uszkodzenia ław, płyt i stóp fundamentowych, nawierzchni dróg i in.
Powierzchniowe ruchy masowe
" Ruchami masowymi nazywamy przemieszczanie się mas skalnych pod wpływem siły ciężkości. Siła ta ma dwie składowe:
 siła nacisku - działa prostopadle do powierzchni stoku
 siła zsuwająca - działa równolegle do powierzchni stoku
" Klasyfikacja wg A. Kleczkowskiego:
 Obrywy
 Zsuwy
 Spełzywania
" Obrywy i osypiska
" Osypiska  zjawisko odpadania okruchów na skutek zmniejszenia zwięzłości i spoistości skał pod wpływem wietrzenia, odpadanie zwietrzeliny ,
zsuwanie, toczenie po zboczu tworzy  usypiska
" Obrywy skalne  oderwanie siÄ™ wielkich mas skalnych (natychmiastowy transport mas skalnych)
" Usypiska maja kształt stożka, kąt pod jakim się układają stożki usypiskowe (piargi) jest katem naturalnego stoku i zależy:
 Wielkości elementów
 Zróznicowania wielkosci okruchów
 Kształtu i powierzchni okruchów
 Ciężaru własciwego okruchów
 Kompakcji
 zawodnienia
Ruch osuwiskowy rozpoczyna się od powstania szczelin inicjalnych, wzdłuż których odrywają się masy skalne. W ich miejscu powstaje nisza
osuwiskowa. Od niej ciągnie się w dół rynna osuwiskowa - tor przemieszczania się mas. Dochodzi ona do jęzora osuwiskowego, złożonego z osuniętych
skał.
"
Ruchami masowymi nazywamy przemieszczanie się mas skalnych pod wpływem siły ciężkości. Siła ta ma dwie składowe:
 siła nacisku - działa prostopadle do powierzchni stoku
 siła zsuwająca - działa równolegle do powierzchni stoku
" Klasyfikacja osuwisk wg A. Kleczkowskiego:
 Obrywy
 Zsuwy
 Spełzywania
" Najistotniejsze czynniki wywołujące osuwiska:
 nachylenie stoku
 budowa geologiczna podłoża
 klimat, a zwłaszcza jego elementy: częstotliwość, intensywność opadów, zmiany temperatury
" Ruchy masowe zachodzą, gdy siły tarcia i spójności (kohezja), nie są wystarczające, by przeciwstawić się sile ciężkości.
" Do procesów geodynamicznych, które mogą prowadzić do zachwiania równowagi zbocza i przemieszczenia mas osadu należą:
 podcięcie stóp zbocza w wyniku erozji rzecznej, abrazji (niszczenie brzegu w wyniku falowania)
 wietrzenie  zmiana właściwości mechanicznych skał budujących zbocze i dostosowanie się do nich morfologii zbocza
 zniszczenie trwałej pokrywy roślinnej, która systemem korzeniowym stabilizowała zwietrzelinę
 podniesienie poziomu wód gruntowych (zwiększenie gęstości obj. gruntu, zmniejszenie sił kapilarnych wiążących ziarna)
 rozwój sufozji w zboczu
 wstrzÄ…sy sejsmiczne
 współczesne ruchy skorupy ziemskiej
" Procesy te zakłócają równowagę utworów geologicznych występujących na powierzchni i mogą spowodować powierzchniowy, grawitacyjny ruch
mas
" Charakter i przebieg ruchów masowych zależy od:
 nachylenia stoku
 budowy podłoża (litologii  zbiór cech makroskopowych i tektoniki)
 cech pokrywy zwietrzelinowej
 klimatu (opady, temperatura)
 zagrożeń sejsmicznych
" Klasyfikacja wg A. Kleczkowskiego (1952)  kryterium rodzaj ruchu:
 spływy
 zsuwy
 obrywy
20
" Spływy (spływanie)  nieregularny, przyśpieszony ruch w dół przypowierzchniowych mas skalnych wywołanym ich przesyceniem wodą.
Upłynnieniu ulegają łatwo osady ilaste  spływy błotne są najczęstszym rodzajem przemieszczeń zboczowych
" Zsuwy (zsuwanie)  przemieszczanie mas skalnych wzdłuż jednej lub kilku powierzchni poślizgu. Ruchy osuwiskowe zachodzą najczęściej na
zboczach o nachyleniu do 30o. Osuwanie może być procesem gwałtownym. Efektem procesów zsuwania są osuwiska.
" Przyczynami zainicjowania zsuwania sÄ…:
 zwiększenie nachylenia zbocza
 obciążenie zbocza (np. budowla)
 drgania (trzęsienie ziemi, drgania komunikacyjne)
 silne nasiąknięcie mas zwietrzelinowych i skalnych wodą
 procesy sufozji występujące w dolnej części profilu zbocza
 podniesienie poziomu wód powierzchniowych
" Wyróżniamy osuwiska, w których przemieszczanie odbywa się wzdłuż strukturalnych płaszczyzn występujących w masywie, takich jak
warstwowanie, granica pokrywy zwietrzelinowej czy spękania  osuwiska konsekwentne.
" W poprzek płaszczyzn strukturalnych zbocza powstają osuwiska insekwentne.
" W zboczach zbudowanych z osadów jednorodnych powstają osuwiska asekwentne.
" Osady zboczowe deponowane u podnóża stoku w wyniku procesu zsuwania - koluwia.
" Przemieszczanie masy osuwiskowej rozpoczyna się od powstania szczelin w formie łuku otwartego w kierunku zbocza. Wzdłuż tych szczelin masy
odrywają się lub osuwają w dół  tworzy się nisza osuwiskowa (rys.)
" Przemieszczający się w dół materiał wycina w zboczu rynnę osuwiskową, która przechodzi w jęzor osuwiskowy zbudowany z osuniętych mas
skalnych.
" Zbocza o nachyleniu 5-30o są najbardziej podatne na tworzenie się powolnych spełzywań.
" Zbocza nachyleniu > 30o  ruchy masowe gwałtowne i szybko prowadzą do ustalenia się nowego stanu równowagi.
" Obrywy (obrywanie)  nagły ruch mas skalnych, któremu towarzyszy utrata kontaktu z podłożem
" Obrywy  powstajÄ… na zboczach o nachyleniu >60o
" Efektem procesów obrywania są nieregularne skupiska bloków i zwaliska przechodzące w stożki osypiskowe i piargi.
" Osypiska  zjawisko odpadania okruchów na skutek zmniejszenia zwięzłości i spoistości skał pod wpływem wietrzenia, odpadanie zwietrzeliny,
zsuwanie, toczenie po zboczu tworzy  usypiska
" Środki przeciwdziałające i ograniczające przemieszczenia zboczowe:
 bierne:
" zakaz niszczenia pokrywy roślinnej na zboczu
" zakaz zraszania upraw
" zakaz podcinania zboczy wykazujących skłonności do przemieszczeń
" zakaz wykonywania nasypów
" zakaz stosowania materiałów wybuchowych
 czynne:
" drenaż zbocza
" usuwanie gruntu, który może się przemieścić
" budowa murów oporowych
" wykonanie stabilizujÄ…cych pali - szpilkowanie
" Ruch osuwiskowy rozpoczyna się od powstania szczelin inicjalnych, wzdłuż których odrywają się masy skalne. W ich miejscu powstaje nisza
osuwiskowa. Od niej ciągnie się w dół rynna osuwiskowa - tor przemieszczania się mas. Dochodzi ona do jęzora osuwiskowego, złożonego z osuniętych
skał.
Wody podziemne
Strefa występowaniaTypy wód Stan fizycznyRodzaje wód
wody
wody higroskopijne wody zwiÄ…zane
wody błonkowe
Aeracji wody kapilarne
wody wsiÄ…kowe
wody zawieszone wody porowe
wody szczelinowe
wody wolne wody krasowe (wapienie, dolomity)
21
 wody przypowierzchniowe wody swobodne
wody gruntowe
Saturacji
wody wgłębne wody naporowe
wody głębinowe
Wody strefy aeracji
Wody strefy aeracji pochodzą głównie z
opadów atmosferycznych oraz przenikających w
głąb wód powierzchniowych (rzek, zbiorników
wodnych itp.)
Wody strefy aeracji występują w różnych
postaciach i stanach skupienia: woda wolna
(grawitacyjna lub zawieszona), woda w postaci
pary, woda chemicznie zwiÄ…zana i woda
krystalizacyjna, woda słabo związana
(błonkowata i osmotyczna), woda kapilarna i faza
stała wody - lód
Wody podziemne
" Woda wolna (strefa saturacji)  jest wodÄ…
przemieszczajÄ…cÄ… siÄ™ przez pory i szczeliny o
wielkościach nadkapilarnych (porach > od 0,5 mm i
szczelinach o szerokościach >0,25 mm) pod wpływem
bezpośredniego działania siły ciężkości lub różnicy
ciśnień. Pochodzi przede wszystkim z infiltracji
(tj. przesiąkania w głąb wody opadowej oraz wody
rzecznej, a także z kondensacji pary wodnej
" Woda higroskopijna (strefa aeracji)  jest to woda
bardzo silnie zwiÄ…zana z ziarnami mineralnymi przez
działanie sił molekularnych (przyciągania
międzycząsteczkowego, międzyatomowego i
elektrycznego), z którego to działania wynika zjawisko
adsorpcji. Powstaje na drodze adsorpcji przez ziarna
mineralne drobin pary wodnej z powietrza. Gęstość
wody higroskopijnej  2 g/cm3, temp. zamarzania  78o C. Woda nie przenosi ciśnienia hydrostatycznego i nie ma zdolności rozpuszczania ani zdolności
ruchu.
" Woda błonkowata  utworzona po osiągnięciu przez skałę maksymalnej wilgotności higroskopijnej (proces adsorpcji wody z pary wodnej zostaje
przerwany). Proces wiązania przez ziarno trwa nadal. Wiązanie odbywa się dzięki siłom elektrycznym ze strony cząstek mineralnych.
" Woda kapilarna  porusza się pod wpływem sił adhezyjnych, które przy powierzchni ziaren w kapilarach są większe od siły ciężkości. Posiada
zdolność rozpuszczania i zamarza w 0o C.
 woda kapilarna właściwa  jest nieoderwana od wody wolnej w strefie saturacji
 woda kapilarna zawieszona  tworzy soczewki w strefie aeracji
" Woda wsiąkowa  woda odbywająca wędrówkę pod wpływem siły ciężkości w strefie aeracji
" Woda zawieszona  woda wsiąkowa, która napotkała w swojej wędrówce słabo przepuszczalną soczewkę i została zatrzymana na jej stropie
" Wody przypowierzchniowe  zwane podskórnymi  występują bardzo płytko pod powierzchnią terenu.
" Wody podziemne gruntowe (swobodne)  ograniczone od góry swobodnym zwierciadłem i strefą aeracji, a od dołu stropem warstwy słabo
przepuszczalnej lub nieprzepuszczalnej
Woda
22
Woda, woda w przemyśle
" Rozwój społeczno-gospodarczy
" Þð wzrost zapotrzebowania na wodÄ™
" Przemysł, gospodarstwa domowe:
" · zwiÄ™kszenie zużycia wody
" · wzrost wymagaÅ„ dotyczÄ…cych jakoÅ›ci wody
" Ale też:
" zwiększa się ilość powstających ścieków przemysłowych i komunalnych
Woda w przemyśle
" Zadania wody
•ð · surowiec chemiczny (podstawowy, pomocniczy)
•ð · Å›rodek pomocniczy
" Zastosowanie
•ð · Surowiec chemiczny
ü wytwarzanie kwasów, tlenu, wodoru
•ð · Åšrodowisko operacji i procesów jednostkowych
•ð ü wzbogacanie surowców kopalnych (np. flotacja)
•ð ü mokre metody odsiarczania gazów
•ð · Rozpuszczalnik (tani i Å‚atwo dostÄ™pny)
•ð ü oczyszczanie substancji przez krystalizacjÄ™
•ð · Czynnik grzewczy
•ð ü zasilanie kotłów parowych i wężownic grzejnych
•ð · Czynnik chÅ‚odzÄ…cy
•ð ü do silników, sprężarek
•ð ü medium chÅ‚odzÄ…ce w chÅ‚odnicach
•ð · Czynnik w transporcie materiałów
•ð ü odżużlanie hydrauliczne
•ð ü w przemyÅ›le celulozowym do przenoszenia masy drzewnej
üð w górnictwie do przenoszenia i sortowania urobku
" Czynnik myjÄ…cy
" Rodzaje wód w przemyśle według zastosowania
" o produkcyjna (technologiczna)
" o zasilająca kotły parowe
" o do chłodzenia
" o do celów gospodarczo  bytowych
" o przeciwpożarowa
" Woda technologiczna - surowiec lub środowisko;
" o służy do wytwarzania produktu, do transportu, do mycia i końcowej obróbki
" Wymagania jakościowe zależą od rodzaju przemysłu, np.:
üð ü przemysÅ‚ spożywczy  wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci bakteriologiczne
üð ü woda do kotłów parowych  odpowiedni skÅ‚ad fizykochemiczny (bez Ca2+, Mg2+, CO2)
üð ü woda chÅ‚odzÄ…ca  niska temperatura
Woda
" Rodzaje i składy wód naturalnych
" y
ródłem wody dla przemysłu, rolnictwa i gospodarstw domowych są wody naturalne (głównie: powierzchniowe i podziemne).
" Większość wód naturalnych w stanie surowym nie nadaje się do picia, potrzeb gospodarczych oraz do celów technologicznych.
" Zanieczyszczenia wód naturalnych:
•ð ü fizyczne: substancje staÅ‚e w postaci zawiesin i czÄ…stek koloidalnych
•ð ü chemiczne: rozpuszczone substancje organiczne i nieorganiczne
23
•ð ü bakteriologiczne: bakterie, wirusy
•ð ü radioaktywne
" Wody opadowe
" * parowanie, kondensacja  w postaci deszczu, śniegu, gradu
" * wody po naturalnym procesie destylacji  czyste
" * zanieczyszczenia zależą od regionu  SO2, NOx, NH3, H2S, sadza, pyły
" * w przemyśle wykorzystywane rzadko
" Wody powierzchniowe (słodkie, słone)
" * wody słodkie  z
ródło poboru wody do celów przemysłowych i gospodarczo-bytowych
" * często silnie zanieczyszczone (w nich ścieki bytowe i przemysłowe)
* czystość wód
* klasy czystości: od I (najczystsze) do III (stary akt prawny)
" Wody podziemne
•ð * zanieczyszczenia zależą od rodzaju gleby, przez którÄ… woda przenikaÅ‚a
•ð * brak zanieczyszczeÅ„ w postaci zawiesin
•ð * podziaÅ‚ w zależnoÅ›ci od gÅ‚Ä™bokoÅ›ci wystÄ™powania
o wody zaskórne (podskórne)
•ð Ø tuż pod powierzchniÄ… gruntu
•ð Ø najbardziej zanieczyszczone
•ð Ø bakterie chorobotwórcze
" o wody gruntowe
•ð Ø do 20, czasem do 40 m pod powierzchniÄ…
•ð Ø w gruncie wodoprzepuszczalnym
•ð Ø eksploatowane przez studnie szybowe (kopalne)
" wody artezyjskie (woda głębinowa)
•ð Ø na gÅ‚Ä™bokoÅ›ci do 300 m, i wiÄ™cej
•ð Ø miÄ™dzy warstwami maÅ‚o przepuszczalnymi
•ð Ø pod dużym ciÅ›nieniem
•ð Ø bardzo czyste
•ð Ø eksploatowane przez studnie wiercone (artezyjskie)
" o wody mineralne
•ð * szczawy - CO2, HCO3-
•ð * siarczane (siarkowe)  H2S
•ð * żelaziste - (Fe(HCO3)2
•ð * solanki  NaCl, NaBr, NaI
•ð * termy (cieplice)  podwyższona temperatura
•ð * wody radonowe  podwyższona radioaktywność
Wody podziemne strefy saturacji
" Wody podziemne
 wgłębne  zbiorniki wodne znajdujące się poniżej kilku nieprzepuszczalnych warstw gruntu (np. wody lecznicze, geotermalne), wody są
odizolowane od powierzchni terenu utworami nieprzepuszczalnymi. W większości przypadków wody te mają na całym obszarze rozprzestrzeniania się
warstwy wodonośnej lub na przeważającej jego części zwierciadło napięte
 podskórne  wody płytkie gromadzące się nad pierwszą, nieprzepuszczalną warstwą gruntu  ze względu na stan sanitarny nie są potencjalnym
z
ródłem wody do picia
 gruntowe  występują najczęściej pod pierwszą warstwą nieprzepuszczalną, zwierciadło wody jest swobodne, woda nie kontaktuje się ze strefą
glebową, ponad zwierciadłem wody występuje strefa aeracji, umożliwiająca infiltrację opadów atmosferycznych do warstwy wodonośnej
 opadowe  woda pochodzącą z opadów deszczu
Wody przypowierzchniowe i gruntowe
" Wody przypowierzchniowe (wody podskórne)  występują bardzo płytko pod powierzchnią terenu. Sprzyjają temu płaskie i wklęsłe odcinki terenu.
Gromadzą się tam, gdzie płytko pod powierzchnią występują utwory słabo- lub nieprzepuszczalne (rys.). Zwierciadło wód znajduje się płytko, kilka lub
kilkanaście cm pod powierzchnią terenu. Są silnie związane z opadami atmosferycznymi, a ich zwierciadło reaguje na wszelkie zmiany
" Wody gruntowe (swobodne)  ograniczone są od góry swobodnym zwierciadłem i strefą aeracji, a od dołu stropem warstwy słabo przepuszczalnej
lub nieprzepuszczalnej. Są zasilane bezpośrednio przez opady atmosferyczne i wody powierzchniowe. Ich skład chemiczny i bakteriologiczny oraz
własności fizyczne zależą od intensywności zasilania, rodzaju skał w strefie aeracji i saturacji oraz głębokości występowania.
" Zwierciadło wód gruntowych  pozostaje pod ciśnieniem atmosferycznym i kształtuje się pod wpływem siły ciężkości oraz oporu środowiska. Jest
najczęściej nachylone; w warunkach równomiernego zasilania i prostej budowy geologicznej odtwarza w przybliżeniu powierzchnię terenu.
Zwierciadło wód podziemnych
24
Jeżeli w warstwie wodonośnej, całkowicie nawodnionej i przykrytej nadkładem nieprzepuszczalnym, znajduje się woda pod pewnym ciśnieniem > od
ciśnienia atmosferycznego, wówczas na granicy warstwy wodonośnej i nadkładu występuje napięte (naporowe) zwierciadło wody podziemnej
Zwierciadło piezometryczne jest zwierciadłem pozornym
Zwierciadło swobodne i napięte są zwierciadłami rzeczywistymi
Swobodne i piezometryczne zwierciadła wód podziemnych, ustalone w warunkach naturalnych  zwierciadła statyczne
Zwierciadła powstałe w wyniku eksploatacji wody podziemnej nazywa się zwierciadłami dynamicznymi
Zbiorniki (zbiorowiska) wód podziemnych
" Utwory zdolne do gromadzenia wody wolnej oraz do jej przewodzenia i oddawania nazywamy wodonośnymi
" Warstwa wodonośna  ograniczona jest od dołu utworami słabo lub nieprzepuszczalnymi, które uniemożliwiają lub utrudniają dalsze wsiąkanie w
dół. W praktyce warstwy wodonośne ze względu na charakter ich spągu i stropu oraz warunków zasilania i związki z innymi warstwami można
podzielić na warstwy pojedyncze i warstwy związane (rys.)
" Warstwa wodonośna pojedyncza- nie ma więzi z innymi warrstwami wodonośnymi. Jej zasilanie odbywa się przez infiltrację opadów
atmosferycznych.
" Warstwa wodonośna o zwierciadle swobodnym  górną granicą jest górna powierzchnia wody wolnej, ustala się ona pod wpływem grawitacji i
warunków atmosferycznych (rys. a)
" Warstwa wodonośna o zwierciadle napiętym  jest całkowicie wypełniona wodą, jej górną granicą jest spąg warstwy słabo przepuszczalnej lub
nieprzepuszczalnej. Zwierciadło w tej warstwie znajduje się pod ciśnieniem wyższym od atmosferycznego, określanym jako piezometryczne (rys. b)
" Warstwy wodonośne związane  tworza układ złożony z dwóch lub więcej warstw o pełnej lub ograniczonej więzi hydraulicznej
" Warstwy o pełnej więzi hydraulicznej  stanowią układy osadów wodonośnych często różnych cykli sedymentacyjnych o odmiennym charakterze
występowania wód (wody porowe w kontakcie ze szczelinowymi itd.) (rys a, b)
" Warstwy ograniczonej więzi hydraulicznej  ograniczonej poprzez osady słabo przepuszczalne. Kierunek przepływu uzależniony od relacji naporów
hydraulicznych (rys. a, b)
" Warstwy o strefowej więzi hydraulicznej  poprzez okna hydrauliczne
25