Zagadnienia na zaliczenie z geologii

WYKŁAD 1.

1. Powstanie Ziemi:

• Układ Słoneczny - 4,5 mld. lat temu

• najstarszy minerał - 4,2 mld. lat temu

• najstarsze skały - 4,0 mld. lat temu

• wiek meteorytów - 4,568 Ga (gigalat - 1 mld. lat) z błędem szacowanym na 0,003 Ga.

2. Budowa Ziemi:

• skorupa ziemska - podzielona na część oceaniczną i kontynentalną, średnia grubość - 33 km, stanowi 0,5% objętości Ziemi

• strefa nieciągłości Moho - strefa między skorupą ziemską a płaszczem Ziemi, ma kilkaset metrów grubości

• płaszcz Ziemi - podzielony na górny i dolny, grubość 2885 km, stanowi 2/3 objętości Ziemi

• górny - crofesima (chrom, żelazo, krzem, magnez)

• dolny - nife sima (nikiel, żelazo, krzem, magnez)

• strefa nieciągłości Wiecherta-Gutenberga - strefa między płaszczem Ziemi a jądrem Ziemi

• jądro Ziemi - podzielone na zewnętrzne i wewnętrzne, grubość 3386 km, stanowi 1/3 objętości Ziemi

• zewnętrzne - stan ciekły, nife (nikiel, żelazo)

• wewnętrzne - stan stały, nife (nikiel, żelazo).

3. Podział skorupy ziemskiej:

OCEANICZNA	KONTYNENTALNA
tworzona przez magmatyzm	tworzona przez magmatyzm
cienka, 6-8 km grubości	gruba, 25-60 km grubości
w 95% obszarów taka sama	różna w każdym miejscu
głównie skały magmowe (bazalt, gabro)	andezyty, przykryte skałami osadowymi

4. Astenosfera to półplastyczna warstwa w płaszczu górnym, w której wskutek ruchów konwekcyjnych dochodzi do przemieszczania się płyt litosfery i wędrówki kontynentów. Występuje na głębokości od 100 do 250-400 km.

WYKŁAD 2.

5. Metody wyznaczania czasu:

• względne - starsze jest coś, co jest niżej (np. o warstwach skalnych)

• biostratygrafia - używanie skamieniałości do datowań (głównie skały osadowe)

• tektoniczna - badanie niezgodności w warstwach skalnych

• archeologiczna - wykorzystanie fragmentów wyrobów ludzkich

• bezwzględne - określenie czasu w konkretnych wartościach liczbowych

• izotopowa - głównie skały magmowe i metamorficzne, zawierające pierwiastki promieniotwórcze

• dendrochronologiczna - analiza rocznych przyrostów pierścieni drzew

• termoluminescencja - analiza świecenia minerałów

• warwowa - badanie warstewek osadów w zbiornikach wodnych

• lichenometryczna - analiza stopnia pokrycia skały przez porosty.

6. William Smith to angielski inżynier, który odkrył, że pewne określone skamieniałości występują w dwóch oddalonych od siebie miejscach na tej samej głębokości (wiedział, że są one niepowtarzalne).

7. Charakterystyka dziejów Ziemi:

• prekambr - 4,6 mld. - 543 mln. lat temu

• eony: archaik, proterozoik

• najważniejsze informacje: silne ruchy górotwórcze, tworzenie się pokładów skał magmowych, utworzenie tarcz prekambryjskich, fundamentów kontynentów

• paleozoik - 543 mln. - 251 mln. lat temu

• okresy: kambr, ordowik, sylur, dewon, karbon, perm

• orogenezy: kaledońska (kambr-dewon), hercyńska (dewon-trias)

• skamieniałości przewodnie: trylobity, graptolity

• najważniejsze wydarzenia: utworzenie złóż metali, marmurów, kamieni szlachetnych, węgla kamiennego, wapieni i soli w basenach oceanicznych, pojawienie się ryb, płazów i prymitywnych gadów, rozwój roślin drzewiastych

• mezozoik - 251 mln. - 65 mln. lat temu

• okresy: trias, jura, kreda

• orogenezy: hercyńska (dewon-trias), alpejska (kreda-czwartorzęd)

• skamieniałości przewodnie: amonity, belemnity

• najważniejsze wydarzenia: zalewy morskie, tworzenie się wapieni, gipsu, złóż ropy naftowej i gazu ziemnego, powstanie pokładów kredy piszącej, pojawienie się pierwszych ptaków i ssaków, rozwój dinozaurów, pojawienie się pierwszych roślin okrytozalążkowych

• kenozoik - 65 mln. lat temu do dzisiaj

• okresy: paleogen, neogen, czwartorzęd

• orogenezy: alpejska (kreda-czwartorzęd)

• najważniejsze wydarzenia: powstanie wielu gór fałdowych i zrębowych, powstanie pokładów węgla brunatnego i siarki rodzimej, objęcie półkuli północnej przez zlodowacenie, rozwój ssaków, pojawienie się człowieka.

8. Góry powstałe w poszczególnych ruchach górotwórczych:

• prekambryjskie ruchy górotwórcze - Bajkalskie, Karelii

• orogeneza kaledońska - Kaledońskie, Skandynawskie, Jabłonowe, Wielkie Góry Wododziałowe

• orogeneza hercyńska - Harz, Ardeny, Sudety, Ural, Ałtaj

• orogeneza alpejska - Alpy, Andy, Himalaje, Hindukusz, Kordyliery, Pireneje, Kaukaz.

9. Alfred Wegener był klimatologiem badającym Grenlandię. Odkrył on, że kontynenty się poruszają, dopasowując wybrzeże Ameryki Południowej do wybrzeża Afryki Zachodniej. Dowiódł również, że kontynenty były kiedyś ze sobą połączone, gdyż na różnych kontynentach spotyka się te same gatunki gadów.

WYKŁAD 3.

10. Teoria tektoniki płyt:

• powstawanie w astenosferze prądów konwekcyjnych, przemieszczających się wskutek konwekcji

• docieranie prądów wstępujących do skorupy kontynentalnej i rozpływanie się ich poziomo w przeciwne strony, co powoduje rozciąganie litosfery i jej pękanie

• powstanie doliny ryftowej, która jest zalążkiem basenu oceanicznego

• wypełnienie szczeliny ryftowej przez magmę i jej krzepnięcie

• tworzenie się nowych szczelin, wypełnianie ich przez magmę, powstanie grzbietu śródoceanicznego

• utrata ciepła przez poziomo wędrujące prądy konwekcyjne, co zmienia ich kierunek na pionowy i powoduje ruch zstępujący

• zbliżanie się płyt litosfery (ich konwergencja) i ich kolizje

• często dochodzi do zjawiska subdukcji.

11. Ryft to typ rowu tektonicznego o rozciągłości setek lub tysięcy kilometrów, ograniczony równoległymi do siebie uskokami normalnymi. Ryfty mogą występować w obrębie kontynentów lub wzdłuż grzbietów śródoceanicznych, gdzie przyczyniają się do spreadingu. Przykładami ryftów na świecie są Ryft Morza Czerwonego, Wielkie Ryfty Afrykańskie, Ryft Górnego Renu.

12. Spreading to proces rozrastania się dna oceanicznego w rejonie grzbietu śródoceanicznego.

13. Subdukcja to proces polegający na wpychaniu lub wciąganiu jednej płyty litosfery pod drugą. Zjawisko to jest charakterystyczne dla stref konwergencji płyt litosfery, gdzie występuje aktywny wulkanizm i zjawiska sejsmiczne.

14. Typy stref subdukcji:

• andyjska - kra oceaniczna wciągana jest pod krę kontynentalną, strefę kolizji wyznacza głęboki rów oceaniczny, w pewnej odległości od strefy występuje silny orogen kolizyjny, wulkanizm, zjawiska sejsmiczne

• japońska - kra oceaniczna wciągana pod krę kontynentalną, ale subdukcja związana jest z wytworzeniem się łuków wyspowych

• mariańska - wciąganie kry oceanicznej pod krę oceaniczną, jednocześnie następuje kolizja dwóch łuków wyspowych.

15. Przykłady stref subdukcji:

• typ andyjski - Pacyfik, Ameryka Południowa (Rów Atakamski, Andy)

• typ japoński - wybrzeże Azji, zachodnie obramowanie Pacyfiku (Rów Filipiński, Japoński, Kurylsko-Kamczacki, Aleucki)

• typ mariański - zachodnie obramowanie Pacyfiku (Rów Mariański, Tonga, Izu-Ogasawara).

WYKŁAD 4.

16. Skala Richtera to skala logarytmiczna określająca wielkość trzęsienia Ziemi na podstawie amplitudy drgań i wstrząsów sejsmicznych, wprowadzona w 1935 roku przez amerykańskich geofizyków Charlesa F. Richtera i Beno Gutenberga.

17. Punkt Darwina to moment, w którym wulkan pod wpływem przyrostu rafy koralowe znika pod poziomem morza, tworząc atol.

18. Cykl Wilsona  to cykl obrazujący następstwo procesów tektonicznych prowadzących do powstawania, rozwoju i zaniku oceanów.

19. Plamy gorąca to miejsca, gdzie wskutek nadwyżki ciepła w głębi płaszcza Ziemi powstają ogromne ilości magmy. Przeciskając się ku powierzchni, magma po prostu przebija otwór w leżącej nad nią płycie, tworząc w ten sposób wulkan. Plamy gorąca zawsze powstają i utrzymują się w jednym miejscu płaszcza, podczas gdy płyty nieustannie przesuwają się nad nimi. Na skutek tych ciągłych procesów, po upływie milionów lat powstaje nowy wulkan.

WYKŁAD 5.

20. Teoria powstania kontynentów i oceanów:

• 4,6-5 mld. lat temu - rozpoczęcie fazy kształtowania powierzchni Ziemi, brak sztywnych struktur geologicznych, łatwość przemieszczania litosfery

• zachodzenie procesów górotwórczych i lądotwórczych

• 2,7 mld. lat temu - koniec pierwszej fazy, początek drugiej

• łączenie się archipelagów wysp i tworzenie sztywnych brył kontynentów, zbudowanych ze skał magmowych i metamorficznych

• powstanie tzw. kratonów (w proterozoiku) - usztywnienie fragmentów litosfery

• 1,8 mld. lat temu - koniec drugiej fazy, początek trzeciej, która trwa do dziś

• proces poziomego ruchu płyt litosfery, ich częste kolizje lub rozsuwanie się, powstanie w pęknięciach skorupy ziemskiej oceanów

• 700 mln. lat temu - istnienie jednego lądu, który rozdzielił się wskutek procesów tektonicznych (między poszczególnymi częściami powstały oceany)

• powstanie stref lądowych w miejsce oceanów

• 200 mln. lat temu - istnienie Pangei, jednego potężnego lądu oblanego wodami oceanicznymi

• jego rozpad wskutek procesów tektonicznych na Laurazję i Gondwanę, rozdzieloną Oceanem Tetydy

• przemieszczanie się lądów (dryf lub dryft)

• wędrówka amerykańskich płyt na zachód - sfałdowanie Kordylierów i Andów

• kurczenie się Oceanu Tetydy

• zderzenie się płyty indoaustralijskiej z euroazjatycką - przyczyna pośrednia orogenezy alpejskiej

• współczesne rozmieszczenie kontynentów i oceanów w wyniku dryfu (dryftu).

21. Terany to jednostki tektoniczne orogenu o stosunkowo jednakowej budowie geologicznej, oddzielone od innych podobnych jednostek relatywnie ostro wyrażoną strefą nieciągłości (są to małe kawałki skorupy ziemskiej).

WYKŁAD 6.

22. Joly to francuski fizyk, który w 1899 r., w oparciu o tezę, że istotną wartość ma dopływ soli z rzek do oceanów, wywnioskował, że Ziemia musi istnieć od przynajmniej 100 milionów lat (dopiero kilka lat później obalono jego twierdzenie w wyniku odkrycia promieniotwórczości).

23. Stopień pokrycia lądów przez morza w dziejach Ziemi:

• paleozoik - 30-40%

• mezozoik - do 30%

• kenozoik - 5%.

24. Najważniejsze pokłady soli:

• na świecie - pokłady w Zatoce Meksykańskiej, pochodzące z kredy i jury

• w Polsce - Inowrocław, Mogilno, Wielkopolska (z permu, pozostałością morza jest Morze Północne) i Wieliczka (trzeciorzęd mioceński, całkowite wyparowanie odnogi morskiej w zapadlisku).

25. Diapiry to przebijające skały słupy solne, z których sól spływa w postaci jęzorów, np. w Iranie.

26. Czynniki wzrostu zasilania oceanów solą:

• kambr - wielkie ilości soli ze złóż transportowane do oceanów

• koniec permu - ruchy orogeniczne

• czwartorzęd - ruchy orogeniczne.

27. Średnie zasolenie oceanów w dziejach Ziemi:

• prekambr - 40‰

• kambr - 50‰

• paleozoik - 45-50‰

• trias - 45‰

• kreda - 35‰

• współcześnie - ok. 36‰.

28. Wody brakiczne to rodzaj wód pośrednich między wodami słodkimi i słonymi, ich zasolenie waha się od 0 do 20‰. Największym zbiornikiem wód brakicznych na świecie jest Bałtyk.

29. Przykład dostosowywania się organizmów do warunków chemicznych wód oceanicznych w dziejach Ziemi:

• perm - wymarcie koralowców

• trias - ocean aragonitowy, pojawienie się koralowców aragonitowych

• kreda - rzadkie występowanie koralowców (ledwo przetrwały), pojawienie się małży, wyglądających jak koralowce

• wymarcie małży na koniec kredy.

30. Upwelling to zjawisko wynoszenia zimnych wód głębinowych oceanu na powierzchnię. Na Ziemi występują 4 główne punkty zwrotne, w których woda pionowo opada w dół i skąd przemieszcza się prądami podwodnymi (przydennymi lub na kilkuset metrach głębokości). Homogenizacja wszystkich wód oceanicznych zajęłaby ok. 1000-2000 lat.

31. Ziemie rzadkie to ziemie zawierające głównie pierwiastki z grupy lantanowców, mające duże zastosowanie w nowych technologiach. Ich występowanie określa się w częściach milionowych powierzchni Ziemi.

WYKŁAD 7.

32. Uskok jest to przemieszczanie się względem siebie mas skalnych wzdłuż pęknięcia skorupy ziemskiej.

33. Podział uskoków:

• przesuwcze - przesuwanie się mas skalnych względem siebie w ruchu prawoskrętnym lub lewoskrętnym

• zrzutowe - wyniesienie jednej masy skalnej i jej erozja, powstanie osuwiska (w ten sposób wwiercając się w głąb ziemi niektóre warstwy mogą zostać pominięte)

• odwrócone - wyniesienie jednej masy skalnej (wwiercając się w głąb ziemi następuje powtórzenie sekwencji niektórych warstw).

34. Zrąb tektoniczny powstaje wskutek wypiętrzenia się skorupy ziemskiej wzdłuż dwóch równoległych uskoków.

35. Rów tektoniczny powstaje wskutek zapadnięcia się skorupy ziemskiej wzdłuż dwóch równoległych uskoków.

36. Monoklina to rozległy obszar, zbudowany z warstw skalnych nachylonych w jednym kierunku i pod jednakowym kątem.

WYKŁAD 8.

37. Typy raf koralowych:

• przybrzeżne (fringing reefs) - znajdują się przy brzegach wysp (w wyniku wynurzania się wulkanów, na których osiadają się koralowce), w okolicach Morza Czerwonego

• położone na szelfie (platform reefs) - rozwijają się na strukturach akumulacyjnych na Malediwach, wzdłuż szelfu Australijskiego

• barierowe - w wyniku zanurzania się wulkanu pod wodę, oddzielone od brzegu płytką laguną, np. Wielka Rafa Barierowa w Australii, Karaiby, Belize

• atole - rafy wokół wulkanów (gdy wyspa wulkaniczna niknie w morzu), np. Atol Bikini.

38. Obszary występowania raf koralowych:

• płytkowodne (dużo gatunków - bioróżnorodność) - Atlantyk, Pacyfik, Ocean Indyjski

• głębokowodne (lofeliowe, dużo koralowców, ale mało gatunków) - Morze Północne, okolice Norwegii.

39. Czynniki wpływające na występowanie raf koralowych:

• brak zawartości planktonu

• brak zawartości azotu i fosforu (przeciwnie dla glonów)

• dostęp światła

• ciepłe morza (25-29^OC)

• nie lubią środowisk, w których wpływa woda rzeczna, która dostarcza dużo osadu i zawiesiny

• zasolenie od 25 do 35 promili

• woda słodka zabija koralowce (w czasie pływów koralowce wynurzają się i opady deszczu zabijają je)

• zbyt niski poziom wody zabija koralowce

• rosną do góry od samego dna (w wyniku subsydencji dno obniża się).

40. Symbioza koralowców i glonów:

• koralowiec produkuje dwutlenek węgla i amoniak, co jest niezbędne do funkcjonowania glonu

• glon produkuje tlen, aminokwasy, glicerol, co jest niezbędna do funkcjonowania koralowcowi

• glon produkuje substancje w czasie dnia, co powoduje, że koralowiec łapie pożywienie (plankton) w nocy

• koralowce zmuszone są w wyniku symbiozy do życia w płytkich morzach (tam występują glony).

41. Czynniki wpływające na wymieranie raf koralowych:

• eutrofizacja - dostarczanie związków azotu i fosforu przez działalność rolniczą (nawozy sztuczne)

• globalne ocieplenie

• rabunkowe połowy ryb - ryby czyszczą glony na rafie

• turystyka i sporty wodne

• budownictwo na wybrzeżach.

WYKŁAD 9.

42. Powstawanie ropy naftowej:

• materia organiczna

• warstwa bogata w organikę przykryta osadami

• dużo planktonu (organizmy bogate w organikę)

• zjawisko upwellingu - wznoszenie się w górę prądów zimnych, bogatych w tlen, azot i fosfor - optymalne warunki dla planktonu

• szybka przemiana planktonu (krótki cykl życiowy - 2 tygodnie)

• podgrzanie

• brak tlenu - anoksja (zjawisko niedoboru tlenu).

43. Stopień geotermiczny określa przyrost temperatury wraz z głębokością. W Polsce wynosi on 30^OC na 1 kilometr.

44. Hydraty metanu to substancje stałe, złożone z wody i gazu, gdzie cząsteczki wody tworzą klatki - sztywne szkielety o wiązaniach wodorowych, w których zamknięte są cząsteczki różnych typów gazów.

45. Wydobycie ropy naftowej:

• Polska: wydobycie/rok - 0,75 mln. ton, zapotrzebowanie/rok - 21 mln. ton, zasoby - 50 mln. ton

• świat - wydobycie/rok - 3,5 mld. ton, zasoby - 140 mld. ton.

WYKŁAD 10.

46. Cechy Ziemi:

• idealnie ciężka atmosfera (siła ciężkości Ziemi może ją utrzymać)

• idealna odległość Ziemi od Słońca

• jądro Ziemi zbudowane z żelaza o masie atomowej 56

• uran i ołów znajdujące się na Ziemi pochodzą z innej „gwiezdnej historii” niż Ziemia, powstały w wyniku wybuchu innej supernowej (energia wybuchu gwiazdy).

47. Dowody na to, że wcześniej na Ziemi nie było tlenu:

• skały pochodzące z prekambru zawierają np. tlenek uranu, który w naszych warunkach by się dalej utlenił, a w skałach się zachował (podobnie w przypadku pirytu)

• archebakterie, które nie potrzebują tlenu, kiedyś żyły na naszej planecie

• cyjanobakterie pojawiły się 3,5 miliarda lat temu, przez około milion skały pochłaniały tlen, który był przez nie produkowany, dopiero nadprodukcja pozwoliła na skupienie tlenu w atmosferze.

48. Flora sylurska:

• małe rośliny lądowe

• „podmorskie lasy”

• duże glony

• bez wtórnego przyrostu grubości

• w pobliżu zbiorników wodnych.

49. Vendobionta to królestwo prehistoryczne sprzed około 700 milionów lat. Organizmy te żyły w prekambrze, miały miękką powłokę i były wypełnione płynem, żywiły się bakteriami albo chłonąc przez powłokę. Były to organizmy wielokomórkowe i miały symetrię fraktalną.

50. Rośliny naczyniowe:

• koniec syluru - ryniofity (pojedyncze zalążki na pędach), trymerofity i zoosterofilofity (kłosy)

• koniec dewonu - pojawienie się form drzewiastych

• karbon - skrzypy (Calamites - drzewiaste, Annularia - liście), paprocie (Sphenopteris), rośliny iglaste (Walchia), widłaki (Stigmaria - korzenie, Lepidodendron i Sigilaria - drzewiaste)

• perm - rośliny nagonasienne

• trias i jura - benetyty, skrzypowe

• połowa kredy - rośliny okrytonasienne

• paleogen - trawy.

---