PROCESY GEOLOGICZNE - OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA

W obrębie skorupy ziemskiej stale zachodzą różne procesy geologiczne, wywoływane przez czynniki geologiczne.

PROCESY GEOLOGICZNE są to naturalne przemiany w litosferze i na jej powierzchni.

Czynniki geologiczne, np. magma znajdują się w skorupie ziemskiej i występują w niej gazy, woda płynąca po powierzchni terenu, wiejący wiatr, lodowce, siła ciężkości i inne.

Czynnik Proces Zjawisko

płynąca woda erozja dolina rzeczna

wiatr eoliczny wydma

wędrująca magma wulkanizm stożek wulkaniczny

PODZIAŁ PROCESÓW

Procesy geologiczne mogą być niszczące lub twórcze (skałotwórcze i morfotwórcze). Mogą one działać wewnątrz Ziemi, bądź na jej powierzchni. Procesy geologiczne wywołane czynnikami wewnętrznymi - procesy endogeniczne (wewnętrzne), - czynnikami zewnętrznymi - procesy egzogeniczne (zewnętrzne).

Podział procesów geologicznych

W rezultacie działania procesów wewnętrznych powstają różnego rodzaju nierówności na powierzchni ziemi jak np. stożki wulkaniczne, łańcuchy górskie, pęknięcia, a także skały magmowe i metamorficzne.

Procesy zewnętrzne dążą do wyrównania powierzchni Ziemi, do osiągnięcia prawie równi (penepleny). W wyniku ich działalności powstają także skały osadowe.

RZEŹBA powierzchni skorupy ziemskiej jest wynikiem działania wzajemnie zwalczających się grup procesów geologicznych : zewnętrznych i wewnętrznych.

PROCESY WEWNĘTRZNE : magmatyzm, metamorfizm, ruchy skorupy ziemskiej.

PROCESY ZEWNĘTRZNE: zespół procesów niszczących (denudacyjnych) : wietrzenie, erozje i powierzchniowe ruchy masowe; transport rozdrobnionego materiału; akumulacja - gromadzenie materiału.

Na obszarze Polski obecnie zachodzą wyłącznie procesy zewnętrzne. Procesy wewnętrzne intensywnie działały w ubiegłych epokach geologicznych. Ich skutki : góry magmowe, metamorficzne, zaburzenia w przestrzennym układzie skał. Rezultaty działalności wulkanów w trzeciorzędzie - występowanie na obszarze Sudetów ciepłych i zmineralizowanych źródeł.

GEOMERFOLOGIA - nauka zajmująca się formami i formowaniem powierzchni ziemi. Bada wspólczesne, obecnie widoczne ukształtowanie powierzchni Ziemi. Formy ukształtowania powierzchni ziemi są wynikiem działania różnych procesów - formy geomorfologiczne (np. wydma, taras rzeczny, moreny itd.).

PROCESY WEWNĘTRZNE

Wywoływane są czynnikami pochodzenia z wnętrza ziemi, a ich działalność od wnętrza ku powierzchni skorupy objawia się np. powstawaniem stożków wulkanizmu, trzęsieniami ziemi, czy tworzeniem się skał magmowych i metamorficznych

• plutonizm,

• wulkanizm,

• ruchy skorupy ziemskiej (tzw. diastrofizm),

• metamorfizm.

Procesy magmowe

Procesy magmowe (magnetyzm) polegają na tworzeniu się w głębi skorupy ziemskiej ogniskopłynnego stopu tzw. magmy i jej wędrówce z głębi ku powierzchni ziemi. Najwięcej w magmie jest SiO₂, tzw. krzemionki oraz tlenku glinu (Al₂O₃). Obok składników ciekłych magma zawiera także składniki lotne: parę wodną (H₂O), dwutlenek węgla (CO₂), dwutlenek siarki (SO₂), siarkowodór (H₂S) i inne.

MAGMY dzielimy na :

• kwaśne, zawierające ponad 65 % krzemionki,

• zasadowe, zawierające poniżej 50 % krzemionki oraz znaczne ilości tlenków metali, głównie Fe i Mg.

Wędrując ku zewnętrznym partiom skorupy ziemskiej magma stopniowo ochładza się, a następnie krzepnie. Proces wciskania się magmy w otaczające ognisko magmowe skały, a zwłaszcza w pęknięcia i szczeliny - intrudowanie, utworzone formy - intruzje.

Procesy magmowe, zachodzące w głębi skorupy ziemskiej - plutonizm, zaś procesy wywołane intruzją magmy, pojawiające się na powierzchni ziemi - wulkanizm.

Zjawiska wulkaniczne koncentrują się w miejscach, gdzie magma przebiwszy się kanałem przez sztywne skały, wydostaje się na powierzchnię skorupy ziemskiej, tworząc wulkan.

Wpływ lawy może być punktowy lub liniowy, gdy produkty wulkaniczne wydobywają się przez podłużną szczelinę.

Erupcje centralne i linearne.

Produkty erupcji mogą być ciekłe (lawa), stałe (materiał piroklastyczny) i gazowe.

Przy erupcjach lawy kwaśnej zawier. dużo SiO₂, charakteryz. się dużą lepkością i wysoką temperaturą, wybuch wulkanu jest krótkotrwały i gwałtowny. Wyrzucane są głównie ciała stałe (bomby, lapilli, piasek, pył wulkaniczny) i gazy (głównie para wodna).

Wulkany wezuwiarskie (eksplozywne). Tworzą strome, wysokie stożki jak np. Etna (3313 m npm) i Wezuwiusz (1168 m npm).

Przy erupcjach lawy zasadowej (o małej lepkości), wybuch wulkanu jest stosunkowo spokojny i długotrwały. Głównym produktem wybuchu jest lawa, czyli magma, która utraciła składniki lotne. Wulkany hawajskie (lawowe). Tworzą płaskie, rozległe stożki w kształcie pokryw, najczęściej zbudowane z bazaltu, Hawaje.

Działalność wulkanu zanika po pewnym czasie. W końcowej fazie powstają gejzery, czyli gorące źródła, z których okresowo, rytmicznie wyrzucona jest na powierzchnię gorąca woda i para wodna.

Rozmieszczenie czynnych wulkanów na kuli ziemskiej związane jest z ostatnią fazą górotwórczą, alpejską. Występują głównie w strefie śródziemnomorskiej i wzdłuż wybrzeży Pacyfiku.

Na terenie Polski - wulkany dawno wygasłe, jak np. GÓRA ŚWIĘTEJ ANNY k. Opola i GÓRA ŻAR k. Czorsztyna.

W wyniku plutonizmu i wulkanizmu powstają skały magmowe, z których zbudowana jest głównie litosfera. Skały magmowe powstały jako pierwsze na Ziemi, powstają również współcześnie.

RUCHY SKORUPY ZIEMSKIEJ

Objawami ruchliwości skorupy są trzęsienia Ziemi, a także wydźwignięte w przeszłości spękane i pofałdowane góry. Istniejące obszary geologiczne, których osady zostały utworzone w morzu, chociaż dzisiaj znajdują się ponad poziomem morza, tysiące metrów (np. Himalaje).

Zmiany linii brzegowej mórz związane z ruchami zanurz. lub wynurzaj.

Gdy kontynent się obniża, morze wkracza na ląd - transgresja, w przypadku podnoszenia się lądu - wycofywanie się morza - regresja.

Stopienie się mas lądolodu w plejsteconie spowodowało podniesienie się poziomu morza od 50 do 100 m, co spowodowało ogólną transgresją na całym świecie.

RUCHY SKORUPY ZIEMSKIEJ dzielimy na 3 grupy:

1. lądotwórcze - epejrogeniczne,

2. górotwórcze - orogeniczne,

3. trzęsienia ziemi.

RUCHY LĄDOTWÓRCZE

Powolne, pionowe ruchy kontynentów lub ich części, wznoszące lub obniżające. Przyczyną: zakłócenia równowagi mas skalnych w obrębie litosfery.

Obszar Skandynawii, np. wykazuje intensywne ruchy wznoszące po ustąpieniu lodowców (tarasy morskie znajduj. się na wysokości ok. 250 m nad obecnym poziomem morza). Jak wykazują pomiary geodezyjne, Skandynawia wynurza się z prędkością od 3 mm (Sztokholm) do 11 mm na rok (północne wybrzeże Zatoki Batnickiej). Wybrzeża Morza Północnego wykazują natomiast ruchy obniżające : Niemiec do 3,7 mm/rok, Holandii - 1 - 2,6 mm/rok. Na obszarze Polski - obserwuje się ruchy obniżające, jak i wznoszące. Najintensywniejsze ruchy wznoszące (do 0,8 mm/rok) zaznaczają się w rejonie Łeby, redy, Lęborka, Ustki, w rejonie Myśliborza na Pomorzu Zachodnim (0,2 mm/rok) i na SE Polski na S od Jarosławia do 0,5 mm/rok. Pozostała część Polski podlega obniżaniu. Najszybciej obniża się NE część Polski: w rejonie Płocka (3 mm/rok), Warszawy oraz Gołdapi, Sejn, Olecka (do 3,4 mm/rok). Obniżaniu podlegają także okolic Katowic i na S od Katowic (3 mm/rok), Nysy (6 mm/rok) i obszar Konin - Kleczew (4 mm/rok).

Przy projektowaniu tuneli, zapór, muszą być uwzględnione powolne „nieznaczne pionowe ruchy skorupy.

RUCHY GÓROTWÓRCZE

Pionowe i poziome ruchy skorupy ziemskiej, objawiają się na znacznym obszarze litosfery i powodują tworzenie nowych łańcuchów górskich (gór).

Żadna teoria nie wyjaśnia wyczerpująco zagadnienia.

Wędrówka kontynentów

Teoria geosynklin (osady morskie gromadzące w zagłębieniach litosfery (geosynkliny) z jednoczesnym obniżeniem dna; następnie pofałdowanie i ponasuwanie na siebie) Tektonika płytowa (skorupa ziemska składa się ze sztywnych płyt, które przesuwają się wraz z kontynentami). Na granicy przesuwających się względem siebie płyt powstają olbrzymie naciski powodujące zagniecienia i pofałdowania osadów morskich i w efekcie doprowadzają do utworzenia łańcuchów górskich.

Okresy silnych ruchów górotwórczych - orogenezy przedzielone długimi okresami spokoju. Najmłodsze ruchy górotwórcze - alpejskie (trzeciorząd), powstały wówczas najwyższe łańcuchy górskie, m.in.: Karpaty, Himalaje, Andy, Kordyliery.

TRZĘSIENIA

Trzęsienia Ziemi to trzeci rodzaj ruchów skorupy ziemskiej.

Są to gwałtowne i krótkotrwałe drgania skorupy ziemskiej, wywołane przesunięciami mas skalnych w litosferze. Przesunięcia lub uderzenia w ciałach sztywnych wytwarzają drgania rozchodzące się w postaci fal sprężystych podłużnych i poprzecznych, w przypadku trzęsienia Ziemi - nazywamy je falami sejsmicznymi.

MIEJSCE, z którego rozchodzą się fale sejsmiczne we wszystkich kierunkach - HIPOCENTRUM lub OGNISKIEM TRZĘSIEŃ, może ono następować na różnych głębokościach od kilku do ok. 700 km.

Bezpośrednio nad hipocentrum - epicentrum - miejsce na powierzchni Ziemi o najsilniejszych wstrząsach. Im dalej od epicentrum, tym siła wstrząsu jest mniejsza.

Rocznie notuje się ok. 100 000 trzęsień Ziemi.

Większość z nich jest bardzo słaba i rejestrowana tylko przez przyrządy pomiarowe.

Niektóre trzęsienia przybierają rozmiary katastrofalne.

Znaczna liczba trzęsień ziemi posiada swoje epicentra na terenach niezamieszkałych. Intensywność trzęsień Ziemi jest określana w 12 stopniowej skali Mercallego-Concaniego na podstawie wielkości przyspieszenia:

1^o - drgania notowane przez sejsmografy,

2^o-3^o - słabe drgania odczuwalne jedynie przez niektóre osoby,

4^o-5^o - umiarkowane drgania ogólnie odczuwane, drobne przedmioty zostają wprowadzone

w drgania,

6^o-7^o - silne drgania, odpadanie tynku, zawalenie się kominów,

8^o-9^o - pękanie budynków, powstawanie szczelin w gruncie i osuwisk,

10^o-12^o - katastrofalne trzęsienia, niszczenie budynków aż do fundamentów, powstawanie

szerokich szczelin i osuwisk.

Przyczyny nagłych przemieszczeń mas w skorupie ziemskiej wywołują trzęsienia Ziemi mogą być bardzo różne. Trzęsienia mogą być spowodowane działalnością tektoniczną, wulkaniczną, tzw. trzęsienia zapadowe.

TRZĘSIENIA TEKTONICZNE (ZIEMI) występują na obszarach młodych gór, zwłaszcza na liniach dużych uskoków. Nadal niewielkie ruchy.

Masy skalne mogą ulegać gwałtownym przemieszczeniom, najczęściej wzdłuż istniejących spękań (uskoków). Kierunek przemieszczeń może być poziomy lub pionowy. Najsilniejsze i najbardziej tragiczne.

TRZĘSIENIA WULKANICZNE (ZIEMI) towarzyszą wybuchom wulkanów i są związane z wędrówką magmy w skorupie ziemskiej. Stosunkowo mały zasięg i są mniej groźne od tektonicznych.

TRZĘSIENIA ZAPADOWE , w wyniku zarywania się stropów jaskiń krasowych i wyrobisk gruntu. Lokalny zasięg, niewielka intensywność drgań, w górnictwie nazywane są - tąpnięciami.

Trzęsienia Ziemi występujące na obszarach młodych gór i rowów oceanicznych, tam gdzie nie została osiągnięta równowaga mas skalnych w obrębie litosfery.

Najczęściej zjawisko - strefa pasa Śródziemnomorskiego, Himalaje, wzdłuż Pacyfiku.

Trzęsienia Ziemi nie występują w obrębie starych masywów skalnych. Obszary asejsmiczne.

Oprócz tragicznych skutków, jakie wywołują trzęsienia ziemi, na podstawie przebiegu fal sejsmicznych wnioskuje się o budowie skorupy ziemskiej i całego globu.

POLSKA - poza strefą silnych wstrząsów sejsmicznych.

Co pewien czas notuje się w różnej części kraju trzęsienia ziemi o niewielkim nasileniu, np. w 1680 r. w Warszawie i w okolicach, w 1932 - w okolicach Łukowa, Płocka, Kielc, Lublina i innych miejscowości.

Obecnie najczęściej słabe wstrząsy - Górny Śląsk, obszar pienińskiego pasa skałkowego, w 1990r., wcześniej w 1977 r. - w Warszawie.

1

7

PROCESY WEWNĘTRZNE

Plutonizm

Wulkanizm

Ruchy skorupy

ziemskiej

Metamorfizm

---