Geologia morza lic

Geologia morza- licencjat.

  1. Przyczyny i konsekwencje tektoniki płyt.

Hipoteza Wegenera- przyczyną dryfu kontynent są siły odśrodkowe związane z ruchem obrotowym Ziemi oraz siły pływowe.

Niektóre skały magmowe ( szczególnie bazalty) i osadowe gdy stygną i ulegają krystalizacji uzyskuja namagnesowanie zgodne z polem magnetycznym ziemi. Można dokonać pomiarów natężenie i kierunku dawnego pola magnetycznego i określić azymut na dany biegun magnetyczny i szerokość geograficzną na jakiej powstała dana skała (deklinacja i inklinacja magnetyczna)

W czasie zmiany położenia bieguna magnetycznego natężenia pola magnetycznego Ziemi stopniowo obniża się około dziesięciokrotnie w ciągu kilku tysięcy lat. W ostatnich 76 mln lat nastąpiło około 170 zmian położenia biegunów. Obecna orientacja trwa od 780 tys lat. Przeziały czasu pomiedzy zmianami był różne i istniały długie okresy o stałej orientacji pod czas kredy, ziemskie pole magnetyczne było stabilne a położenie biegunów takie jak obecne.

Stałe pole magnetyczne ale o odwróconej orientacji istniało przez około 50mln lat w permie.

Dowody paleomagnetyczne

Po obu stronach grzbietów śródoceanicznych, w lustrzanym układzie, występują biegnące równolegle pasy anomalii magnetycznych, na przemian dodatnich dodatnich ujemnych.

Pojawienie się tektoniki płyt

Prace badawcze po II wojnie światowej doprowadziły do wykrycia systemu grzbietów śródoceanicznych (wraz z systemem dolin ryftowych) i rowów oceanicznych oraz gujotów.

Teza Hessa: granitowe kontynenty nie przesuwają się po skorupie oceanicznej, ale przemieszcza się cała skorupa. Argumenty:

- gujoty to wyspy wulkaniczne zerodowane przez fale

- tempo sedymentacji w basenach oceanicznych szacowano na ok. 1cm/1000lat

- istnienie grzbietów śródoceanicznych

- strefy grzbietów charakteryzuje wysoki strumień ciepła

- fale sejsmiczne przechodząc przez grzbiety z nienaturalnie małą prędkością

- wzdłuż osiowej partii grzbietu przebiega dolina ryftowa

- bardzo często wokół grzbietów występują wulkany

hipoteza ta zakłada, że grzbiety to wąskie strefy gdzie jest dostarczany materiał z płaszcza, który wskutek przemian chemicznych tworzy skorupę oceaniczną. Nowoutworzony płasz ziemski przemieszcza się w następstwie wielkoskalowej konwekcji cieplnej spowodowanej naturalną radioaktywnością ziemi. W obrębie komórki konwekcyjnej lekki materiał skalny wynoszony jest do powierzchni, gdzie zastyga tworząc nowe partie skorupy. Następnie partie te odsuwają się na boki i tworzą ściany grzbietu.

Gdyby nie było spredingu to całe dno oceaniczne byłoby pokryte grubą warstwą osadów o naprzemiennym namagnesowaniu, sięgającym wstecz aż do prekambru.

SPREDING

Kiedy komórka konwekcyjna znajdzie się pod kontynentem, może dojśc do jego pęknięcia na dwa fragmenty i stałego odsuwanie się ich od siebie. W takim przypadku tworzy się grzbiet śródoceaniczny wokół którego występują rowy tektoniczne(Hess). Rów tektoniczny tworzy, blok skorupy pomiędzy uskokami, które powstały przez pęknięcie skorupy a następnie jej rozsunięcie. Przestrzeń między blokami wlewa się lawa, która zastyga na dnie rowu. Czasami wydostająca się wąskimi kanałami lawa tworzy stożki wulkaniczne. Bazalty o strukturze poduszkowej tworzone są przez lawy zastygające pop wodą.

SUBDUKCJA

Rowy oceaniczne są miejscami, gdzie płyty litosfery pogrążają się w astenosferze. W tych miejscach występują ujemne anomalie pola grawitacyjnego, a także wulkanizm i głębokie trzęsienia ziemi. Płyta tonie bo jest chłodniejsze a przez to cięższa niż częściowo upłynniona astenosfera i to właśnie ona powoduje trzęsienia ziemi.

Typy subdukcji:

- dwie płyty oceaniczne

Równolegle do rowów oceanicznych występują łańcuchy wysp wulkanicznych. Wyspy te powstają przez wynoszenie ku powierzchni lekkiego materiału astenosfery w postaci magmy.

Konwergencja- ruch zbieżny płyt, który prowadzi do powstania strefy silnie zdeformowanych skał w pasie pomiędzy basenem przedrukowym a rowem oceanicznym. Występujące tam skały to osady den oceanicznych i fragmenty bazaltowej skorupy oceanicznej (zdartej z subdukowanej płyty).

MELANŻ- mieszanina bezładnych i zdeformowanych skał

- płyta oceaniczna i kontynentalna

gęstsza (cięższa) płyta oceaniczna podsuwa się pod płytę kontynentalną i ulega subdukcji. Lekki materiał skalny powstały wskutek subdukcji, przemieszcza się ku powierzchni tworząc wulkany.

Linia andezytowi- wąski pas wulkanów wylewających lawy andezytowe (oc. Spokojny)

- dwie płyty kontynentalne

nie ulegają one pogrążeniu (gęstość mniejsza od materii płaszcza). Wskutek tego oddziaływania następuje miażdżenie i deformowanie materiału skalnego co prowadzi do powstania łańcuchów górskich (Himalaje, Alpy)

Przyczyny przemieszczania się płyt:

- ruch konwekcyjny materii w obrębie astenosfery

- wypływ magmy w strefach spredingu

- pogrążanie się schłodzonych, względnie ciężkich płatów litosfery w astenosferze

Od subdukującej płyty odrywa się płat litosfery, który pogrąża się w astenosferze, aż po kilkuset milionach lat ulega roztopieniu. Powstała w ten sposób magma zasadowa jest lżejsza od otaczającej magmy ultrazasadowej i jest wynoszona do góry.

WIEK DNA

Wiek dna oceanicznego rośnie wraz z odległością od ośrodków spredingu. Żaden fragment dzisiejszego dna nie powstał wcześniej niż w mezozoiku (nie wcześniej niż 200mln lat temu).

Rodzaje kontaktu między płytami:

- strefa spredingu (granica dywergentna lub akreacyjna)

- strefa subdukcji (granica konwergentna lub konsumpcyjna)

- strefa uskoków transformacyjnych (konserwatywna)

WZGLĘDNY RUCH PŁYT

Wszystkie płyty są w ruchu, rozsuwają się od stref spredigu w tempie 1-24 cm/rok (średnie tempo ok. 5-6 cm/rok)

PRZYCZYNY CYKLICZNOŚCI ZLODOWACEŃ

Cykle milankowicza:

- zmiany kształtu elipsy orbity

- nachylenie osi obrotu ziemi

- precesja osi obrotu ziemi

Z powodu zmian mimośrodu orbity, nachylenia osi ziemskiej oraz precesji następują regularne wahania ilości ciepła słonecznego słonecznego różnym czasie i na różnych szerokościach geograficznych, efekt: cykliczne zlodowacenia (glacjały) i krótkie okresy ociepleń (interglacjały)

HISTORIA OCHŁODZENIA

36-32mln lat temu- przełom eocen i oligocen:

-otwarcie cieśniny drake’a

- powstanie prądu wokółantarktycznego

- ochłodzenie klimatu na Antarktydzie

- pierwsze lodowce na Antarktydzie

- obniżenie poziomu oceanu

16mln lat temu- miocen:

- prawdopodobnie na skutek zmian konfiguracji dna oceanu

- zmiana cyrkulacji wód głębinowych na Atlantyku, dopływ głębinowych, ale cieplejszych wód z północnego Atlantyku spowodował wzrost parowania- wzrost opadów na Antarktydzie

- spadek poziomu oceanu

6mln lat temu- późny miocen

- początki zamykania się cieśniny panamskiej

- zmiany w cyrkulacji powierzchniowej i głębinowej na północnym Atlantyku

- silne ochłodzenie klimatu

- rozrost lądolodu na Antarktydzie- brak na półkuli N

- obniżenie się poziomu oceanu

- zamknięcie cieśniny gibraltarskiej- wysuszenie morza śródziemnego (epizod mesyński)

3,5-3mln lat temu

- ostateczne zamknięcie przesmyku panamskiego

- zmiana cyrkulacji na N-atlantyku, prąd zatokowy przenosi ciepłe wody ku N

- wzrost opadów na N-atlantyku

- początek rozwoju lądolodów na półkuli N

900tys lat temu:

- początek występowania glacjałów glacjałów i interglacjałów (cykliczny rozwój i zanik lądolodów)

  1. Budowa geologiczna, rzeźba dna oceanu.

Szelf – część przybrzeżna dna morskiego do 0k. i tworząca na ogół powierzchnię wyrównaną, której nachylenie wynosi 1,5o – 2 o. Z geologicznego punktu widzenia szelf jest podwodnym przedłużeniem powierzchni kontynentów. Charakterystyczną cechą jest występowanie w obszarach szelfowych dawnych linii brzegowych, podwodnych przedłużeń dolin rzecznych, zatopionych tarasów morskich oraz innych form rzeźby pochodzenia kontynentalnego i przybrzeżnomorskiego. Szelf przechodzi w zbocze kontynentalne.

Typy genetyczne szelfów:

A – abrazyjno – akumulacyjny

B – powstały na skutek zatopienia siedliska i ścięcia abrazyjnego wyspy w pobliżu morza otwartego

C – abrazyjny, którego poszczególne części zostały utworzone przy różnych poziomach morza;

D – akumulacyjno – osadowy

E – powstały w wyniku transgresji i zatopienia syneklizy kontynentalnej

Rozmieszczenie osadów na szelfie wg F. P Sheparda

- układ przeważający: materiał piaszczysty, muły

- przy działalności dużych rzek: muły, materiał piaszczysty

ponadto:

osady organiczne

gliny morenowe, piaski fluwioglacjalne, iły zastoiskowe

Czasami obserwuje się brak osadów współczesnych na szelfach.

Skłon – strome nachylenie powierzchni 7o – 16o i więcej. Skłon kończy się na głębokości ok. . Zbocza skłonu mają charakter nachylonych równin, progów, poprzecinanych kanionami podwodnymi.

Typy morfologiczne

Stroma powierzchnia z kanionami podmorskimi

Strome skarpy i równe powierzchnie przypominające tarasy

Spokojne, wygładzone formy i małe nachylenie

Typy genetyczne

fleksura kontynentalna

uskoki schodowe

pojedynczy uskok z płaszczyzną uskokową łagodnie nachyloną

zbocze akumulacyjne.

Podnóże skłonu kontynentalnego - zbocze kontynentalne kończy się podłożem mającym kształt nachylonej lekko falistej równiny, występującej na głębokości 4000 – 5000. Obszar podnóża cechuje największa miąższość osadów luźnych. Uwzględniając tę miąższość, a także falisty kształt powierzchni, można by przypuszczać, że podnóże kontynentalne jest utworzone wyłącznie przez akumulację osadów. Łagodnie falisty charakter powierzchni podnóża wynika z obecności połączonych ze sobą podmorskich stożków napływowych prądów zawiesinowych i zsuniętych mas osadów, które tworzą ciągły pas akumulacyjny.

Powierzchnia zbocza jest urozmaicona głębokimi wcięciami, przebiegającymi zwykle prostopadle do jego krawędzi i podnóża. Głębokość tych wcięć wynosi, około . Zbocza ich są kręte, a profil V – kształtny. Górną część kanionu stanowi zazwyczaj wydłużone, łagodne obniżenie wcięte w osady piaszczyste, lecz już na niewielkiej głębokości ok. 10- jego zbocza stają się skaliste i urwiste. Wiele z nich stanowi trasy prądów zawiesinowych i drogi, którymi zostają przenoszone osady piaszczyste ze strefy brzegu morskiego. Większość z nich znajduje się na przedłużeniu dolin rzecznych, np. Rzeki Hudson, Nigru, Gangesu, czy Indusu. Najdłuższy na świecie kanion podmorski występuje w przedłużeniu rzeki Kongo.

Prądy zawiesinowe (turbitytowe) są, poruszającymi się z dużą prędkością, strumieniami mułu, piasku i wody spływającej ze stoku. Podczas spływu ich prędkość rośnie, a niesiony przez nie materiał eroduje szlak transportu osadów. Prądy zawiesinowe powodowane są trzęsieniami ziemi lub zbytnim obciążeniem stromych stoków. Prądy te niosące ogromne masy osadów mogą osiągać prędkość przy stężeniu materiału 300 km/m3. docierając do dna basenu oceanicznego strumień zwalnia i rozprasza się, a niesiony materiał opada. Dzięki dużej prędkości i przemieszczaniu się ruchem turbulentnym prądy zawiesinowe transportują ogromne ilości materiału o różnej wielkości. Depozycja materiału na dnie prowadzi do powstania uziarnionych frakcjonalnie – warstwy grubszego materiału są przykre kolejnymi warstwami o malejącej ku górze wielkości ziarna. Osady o takim rozkładzie uziarnienia nazwane są turbidytami.

STREFA PRZEJŚCIOWA

GRZBIETY ŚRÓDOCEANICZNE

Różne hipotezy tłumaczą powstawanie grzbietów oceanicznych w zależności od budowy geologicznej, struktur warstw, rodzaju skał i rzeźby. Według Hessa wylewy lawy poprzez podłużne szczeliny w dnie morskim miały dać początek grzbietom o bardzo urozmaiconej rzeźbie, nietkniętej czynnikami zewnętrznymi, które dużą rolę odgrywają na lądzie w kształtowaniu rzeźby. Ostatnie badania wykazują, że szczeliny takie faktycznie istnieją oraz że grzbiety śródoceaniczne to wąskie strefy, gdzie jest dostarczana materia z płaszcza, która poddana przemianom chemicznym, tworzy skorupę oceaniczną. Materiał tworzący płaszcz przemieszcza się w następstwie wielkoskalowej konwekcji cieplnej. Płaszcz podzielony jest na komórki konwekcyjne, w których lekki materiał jest wynoszony do powierzchni, gdzie zastyga. Źródłem ciepła powodującego powstanie prądów cieplnych jest naturalna radioaktywność Ziemi. System grzbietów jest, więc całkowicie wulkaniczny i składa się z law o składzie bazaltowym, charakterystycznym dla skorupy basenu oceanicznego.

Grzbiety śródoceaniczne ujawniają w swej partii osiowej podwyższony strumień cieplny średnio 2-3 razy wyższy od tła oraz ujemną anomalię grawitacyjną. Badania przebiegu fal sejsmicznych dowodzą, że pod cienką skorupą występują skały o obniżonych prędkościach. Samą strefę osiową wyznacza pas aktywności wulkanicznej i sejsmicznej. Ogniska trzęsień ziemi występują nie głębiej niż i są to tzw. Trzęsienia płytkie.

Niektóre części tego systemu górskiego mają blisko grani dolinę ryftową. Ryft ten jest szczególnie typowy dla Grzbietu Śródatlantyckiego. Miejscami grzbiety śródoceaniczne są przesunięte wzdłuż form górzystych zwanych strefami rozłamów. Te strefy uskoków charakteryzują się obecnością linijnych form wulkanicznych, biegnących prostopadle do systemu grzbietów. Dzielą wypiętrzenia i grzbiety oceaniczne na bloki, poprzesuwane względem siebie. Przesunięcia te różnią się, ponieważ uwarunkowane są różną prędkością prostopadłego od osi rozrostu przemieszczania skorupy oceanicznej. W pierwszej fazie rozrastania się dna oceanicznego jest symetryczne, na co wskazuje równomierny rozkład pasmowych anomalii magnetycznych. Następnie spreding dna odbywał się nierównomiernie, co wpływało na powstawanie uskoków.

Wiadome jest, że biegunowość ziemskiego pola magnetycznego ulegała zmianie w czasie. Ponadto, badania pola magnetycznego na ocenach wykazały, że po obu stronach grzbietów śródoceanicznych występują w lustrzanym układzie, biegnące równolegle pasy anomalii pola magnetycznego na przemian ujemnych i dodatnich. Roztopiony bazalt wnikał w szczeliny ryftowe i zastygał. Gdy zawierająca minerały, w skład których wchodziło żelazo lawa krzepła zostawała namagnesowana zgodnie z istniejącym ówcześnie ziemskim polem magnetycznym.

Uskoki transformacyjne można uważać za ogromne uskoki przesuwcze. Uskoki te tworzą się na skutek znacznych różnic ciśnień w strefach grzbietów śródoceanicznych, czego wynikiem jest odrywanie się niektórych fragmentów nowo powstałej skorupy od innych, przemieszczających się wolniej. Ruch wzdłuż uskoków transformacyjnych jest przyczyną występujących tu często trzęsień ziemi.

Wiek i miąższość osadów rośnie wraz z odległością od grzbietu. Osady zdeponowane najbliżej grzbietu mają małą miąższość, ponieważ spoczywają na młodej skorupie oceanicznej, gdzie jeszcze nie zdążyła powstać gruba pokrywa skał osadowych. Skorupa oceaniczna znajdująca się w większej odległości od osi grzbietu jest starsza, więc przykryta grubszą warstwą osadów.

  1. Źródła dopływu materiału osadowego do mórz i oceanów.

  1. Osady morskie- typy, geneza, charakterystyka litologiczna i rozprzestrzenianie.

a) Typy

Tab.1: Klasyfikacja osadów morskich (wg Biezrukowa, Lisicyna, Pietielina, Skorniakowej, 1961)

Grupy genetyczne Podgrupy genetyczne Osady Zawartość CaCO3 lub autogenicznej krzemionki Skład granulometryczny
Terygeniczne Terygeniczne

Terygeniczne

Gór lodowych

- Gruz skalny, otoczaki, żwiry,
- Piaski, muły, pelity
Organoge-niczne Wapienie Otwornicowe > 30% CaCO3 Piaski, muły, pelity
Koralowe Muszlowe - Skały wapienne zwięzłe, otoczakowo-żwirowe, piaszczyste, mułowe
-
Pteropodowe - Żwiry, piaski, muły
Krzemionkowe Radiolariowe, słabo krzemionkowe > 5% CaCO3 Muły, pelity
Okrzemkowe, słabo krzemionkowe 10 - 30% CaCO3 Muły, pelity
Okrzemkowe krzemionkowe >30% CaCO3 Muły, pelity
Krzemionkowo- wapienne Okrzemkowo - otwornicowe >10% SiO2 i >30% CaCO3 Muły, pelity
Radiolariowo - otwornicowe >5% SiO2 i >30% CaCO3 Muły, pelity
Poligeniczne - Czerwony ił głębokowodny - Pelity (iły)
Wulkaniczne - Wulkaniczne - Piaski, muły
Chemiczne - Żelazisto-manganowe - Konkrecje, naskorupienia
Fosforytowe - Konkrecje, naskorupienia
Glaukonitowe - Piaski, muły

W zależności od wielkości ziaren wyróżnia się następujące typy osadów:

Głębokość morza Typy morfologiczne Odległość od brzegu
1. Osady głębokomorskie

iły czerwone,

muły radiolariowe, muły okrzemkowe, muły globirynowe, muły pteropodowe

I. Osady pelagiczne
muły niebieskie, muły czerwone, muły zielone, muły wulkaniczne, muły i piaski koralowe II. Osady terygeniczne (blisko od brzegu na dużych i małych głębokościach)
2. Osady przybrzeżne (między izobatą ok. a linią odpływu) okruchy skał (kamienie), otoczaki, żwiry, piaski, muły
3. Osady litoralne (między linią przepływu i odpływu) kamienie, otoczaki, żwiry, piaski, muły

b) rozprzestrzenianie na dnie oceanicznym.

- Dyferencjacja – różnicowanie, segregacja materiału w wodzie.

- Prędkość opadania cząstki w cieczy jest uzależniona od ich wielkości i głównej siły sprawczej (siły ciężkości), gęstości, lepkości (Prawo Stokesa).

- Materiał osadowy przenoszony jest przez:

- Rozmieszczenie frakcji osadowej w zbiornikach:

  1. żwir – brak

  2. piasek – w części płytkowodnej, przy brzegu

  3. f. aleurytowa – max przy brzegu

  4. f. pelitowa – max w centralnej części zbiornika

- Wpływ na rozprzestrzenianie się osadów mają:

- Poziom kompresji węglanowej ok. .

- Tempa sedymentacji wybranych akwenów:

- Morze Śródziemne: 40 - 200 mm/1000 lat

  1. Postglacjalna ewolucja Morza Bałtyckiego.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
GEOLOGIA MORZA
GEOLOGIA MORZA
GEOLOGIA MORZA
05 GEOLOGIA jezior iatr morza
05a GEOLOGIA jezior iatr morza
GEOLOGICZNA DZIAŁALNOSĆ MORZA, Geologia
GEOLOGICZNA DZIAŁALNOŚĆ MORZA, Geodezja i Kartografia, Referaty
05 GEOLOGIA jezior iatr morza
Formalno prawne aspekty dzialalnoości geologiczno górniczej klasyfikacja zasobów
GEOLOGIA 3 wody podziemne
geolog ogolna 30
GEOLOGIA03 wietrzenie lnk
KORONY PROTETYCZNE I LICĂ“WKI PORCELANOWE

więcej podobnych podstron