Feliks Kreutz (1844-1910) - uczeń Alojzego Altha (badał granity Mariampola, wyróżnił fazy ruchów górotwórczych Karpat); „Tatry i wapienie rafowe w Galicyi”, habilitacja z mikroskopowych badań law Wezuwiusza, to pierwsze prace w Polsce wykorzystujące mikroskop
Józef Siemiracki (1858-1933) - publikacja o głazach narzutowych, zajmował się skałami obszaru krakowskiego, wydał podręcznik „geologia ziem polskich”
Rudolf Zuber (1857-1920) - badał Karpaty, „Geologia pokładów naftowych”, „Flisz i nafta”; odkrył warstwę wodonośną w Krynicy Górskiej, stąd źródła tej wody noszą nazwę - zubry.
Józef Morozewicz (1865-1941) - prof. UJ, badał skały krystaliczne Wołynia i trzon krystaliczny Tatr (zajmował się krystalinikiem czyli skałami magmowymi, względnie metamorficznymi); zajmował się pracami eksperymentalnymi poświęconymi kolejności wytrącania minerałów z magmy, jego prace były pokrewne z praca NB. W swojej pracy zawarł myśl, że kolejność wydzielania kryształów w magmie zależny od wzajemnych ilościowych składników danego stopu. Był pierwszym dyrektorem Państwowego Instytutu Geologicznego w Warszawie, który powstał w 1919.
Wawrzyniec Teisseyre (1860-1939) - prace nad rozpoznaniem złóż ropy naftowej w Rumunii. W 1893 rozpoznał przebieg wielkiej strefy rozłamowej oddzielającej platformę wschodnioeuropejską od zachodnioeuropejskiej na odcinku Morze Czarne - Bałtyk. Tę koncepcję na początku XX w. potwierdził Aleksander Tornquist i stąd ta struktura nosi nazwę strefy Teisseyre'a - Tornquista (w literaturze zachodniej często pomijany jest Teisseyre). Obszar ten ma szerokość parudziesięciu km, faktem jest to, że gdyby stanąć pomiędzy tymi platformami, to stalibyśmy na obszarze, gdzie kiedyś był ocean. Z obu stron występują skały o zupełnie innej budowie, przeszłości geologicznej, wykształceniu i wieku. Opublikował także „Syntezę tektoniki i paleogeografii Podola”
Mieczysław Limanowski (1876-1948) - uczeń Lugeona; zmodyfikował zaproponowana przez Lugeona koncepcję budowy Tatr, był prof. Uniwersytetu Stefana Batorego w Wilnie, po II wojnie światowej pracował na Uniwersytecie Mikołaja Kopernika w Toruniu; drugą pasja był teatr (tworzył teatr Reduda).
Jan Nowak (1880-1940) - zajmował się głowonogami górnej kredy, badał skały wapienne na obszarze Austrii. Został aresztowany 1939 (znaleźć datę) wraz z innymi profesorami UJ, znalazł się w obozie koncentracyjnym, zwolniony był 6.02.1940. Po kilku dniach zmarł z wyczerpania.
Jan Samsonowicz (1888-1959) - prowadził badania w Górach Świętokrzyskich, na Niżu Polskim i na Wołyniu. W 1922 odkrył złoża hematytu w Rudkach koło Nowej Słupi. W 1923 odkrył neolityczną kopalnię krzemienia w Krzemionkach Opatowskich. Odkrył złoże fosforytów w Rachowie nad Wisłą, które były eksploatowane od 1944. Na podstawie jego teoretycznej pracy „O przypuszczalnym występowaniu karbonu w zachodniej części Wołynia” odkryto nadbużańskie zagłębie węglowe (Zagłębie Lubelskie jest jego skrajnym fragmentem).
Paweł Edmund Strzelecki (1797-1873) - ur. w Głuszynie koło Poznania; zarządzał majątkami księcia Franciszka Sapiechy, w latach 1812-1816 zniknął z rodzinnego domu, odnalazł go w Krakowie jego starszy brat wracający z kampanii napoleońskiej. Wyruszył w 9-letnią podróż dookoła ziemi, odkrył rudy miedzi nad Jeziorem Ontario w Kanadzie, zlotu w Dolinie Clywd w Australii, badał Góry Wododziałowe i najwyższe szczyt nazwał Górą Kościuszki; opracował szczegółową mapę geologiczną Nowej Południowej Walii i Tasmanii
Ignacy Domejko (1802-1889) - studiował w Wilnie, należał do towarzystwa filomatów, brał udział w powstaniu listopadowym, studia geologiczne ukończył w Paryżu. Poszukiwał rud żelaza w Alzacji i dostał propozycje objęcia stanowiska wykładowcy chemii i mineralogii w Coquimbo (płn. Chile). Wykonywał analizy chemiczne próbek skał, które pozwalały wykryć obecność metali. Pisał podręczniki „Traktat o powiernictwie”, „Podręcznik mineralogii” (opisał odkryte przez siebie minerały), sugerował rządowi chilijskiemu wykorzystanie złóż saletry, stworzył nowoczesny uniwersytet na wzór Uniwersytetu Wileńskiego i uniwersytetów niemieckich. Przez 16 lat był nieprzerwanie rektorem tej uczelni (w Coquimbo).
Aleksander Piotr Czekanowski (1833-1876) - pochodził z Krzemieńca na Wołyniu (gdzie urodził się Juliusz Słowacki), studiował medycynę, potem przeniósł się do Dorpatu w Estonii, gdzie ukończył pełen kurs mineralogii, pracował na tamtejszym uniwersytecie, potem wrócił do Kijowa. W 1863 został zesłany na Sybir za działalność konspiracyjną, gdzie prowadził badania geologiczne i odkrył bogate pokłady flory jurajskiej na Angarą. Jego prace zyskały wielkie uznanie w Królewskim Towarzystwie Nauk w Londynie, geolodzy zachodni starali się by go uwolniono, uzyskał amnestię, lecz popadł depresję, która była następstwem tyfusu, który przeszedł. Popełnił samobójstwo.
Ewolucja Wszechświata i ruchy Ziemi
Promieniowanie - emisja energii w postaci strumieni cząstek lub fal elektromagnetycznych.
Foton - kwant energii (najmniejsza niepodzielna ilość e - energii o danej częstotliwości drgań ν)
E = hν (h - stała Planca)
Światło - energia widzialna wysyłana w postaci fotonów rozchodzących się z prędkością 299 792 km/s
Energia niesiona przez foton jest źródłem odbieranego przez nas wrażenia barwy (jeśli by zastosować falowy model światła, to światło jest falą elektromagnetyczną, przy czym nasz wzrok odbiera zmienność pola elektrycznego)
Własności fizyczne i chemiczne gwiazd poznajemy dzięki analizie ich promieniowania.
Rozkład promieniowania w funkcji długości fali nazywamy widmem.
Długość fali odpowiada wartości energii emitowanej w formie kwantu podczas zmian stanu wzbudzenia elektronów na powłokach poszczególnych pierwiastków.
Widma gwiazd dostarczają wiedzy o ich temperaturze, składzie chemicznym, ciśnieniu i gęstości atmosfery, prędkości radialnej i ruchu wirowym oraz natężeniu pola magnetycznego.
Widma gwiazd składają się z widma ciągłego obecnych na jego tle linii absorpcyjnych (Fraunhofera) oraz linii emisyjnych (wzmocnienia). Linie te są efektem absorpcji lub emisji określonej energii towarzyszącej zmianom stanu wzbudzenia elektronów poszczególnych pierwiastków, tzn. każdej linii absorpcyjnej odpowiada przeskok elektronów z niższego poziomu energetycznego na wyższy, a każda linia emisyjna to efekt emisji (wysłania) pochłoniętej przez elektron energii, gdy ten powraca na swój niższy pierwotny poziom.
Prawdopodobieństwo dotarcia wyemitowanego fotonu jest duże jeśli jego energia nie pasuje do schematu poziomów znajdujących się na drodze atomów.
Przesunięcie fali dźwiękowej - efekt Dopplera
Gdy lokomotywa powoduje hałas, fala dźwiękowa rozchodzi się w każdym kierunku. Gdy lokomotywa się rusza, dźwięk jest zagęszczony na przedzie, a rozrzedzony z tyłu. Pierw słyszymy falę o wyższym tonie, potem o niższym tonie (niższej częstotliwości). To samo zjawisko dotyczy źródła energii świetlnej, tzn. fotony emitowane ze źródła zbliżającego się zostaną przesunięte ku fioletowi (energia większa), a fotony emitowane ze źródła oddalającego się zostaną przesunięte ku czerwieni (energia niższa).
Przesunięcie linii absorpcyjnych
Podstawowym stwierdzonym faktem jest oddalanie się galaktyk. Dokumentują to przesunięcia linii absorpcyjnych ku czerwieni, interpretowane jako efekt Dopplera. Gdy w obserwowanym widmie pewna linia ma długość λ, a odpowiadająca jej linia w widmie wzorcowym ma długość λ0 i jeśli zaobserwujemy przesunięcie linii widmowych (z), gdzie:
z = ( λ - λ0) / λ0
to zgodnie z prawem Dopplera prędkość, z jaką oddala się galaktyka określa zależność:
Vr = zc
Vr - prędkość radialna oddalającego się obiektu
z - przesunięcie
c - prędkość światła
Długość fal jest bardzo zróżnicowana. Światło widzialne zawarte między światłem czerwonym a niebieskim. Gwiazda emituje światło, które zostaje rozszczepione za pomocą pryzmatu i na ciągłym widmie pojawiają się linie absorpcyjne. Można zrobić badanie - mamy substancję (dużo CaCO3), wprowadzamy ją, podlega jonizacji do tego stopnia, ze atomy emitują widmo. Na podstawie tej emisji określany jest skład chemiczny tego, co badamy.
Jeżeli wiemy, że absorpcję uzyskujemy w danym miejscu, a obserwując gwiazdę widzimy, ze linie są przesunięte bardziej w prawo lub w lewo, to widzimy się gwiazda jest przesunięta (częściej obserwuje się przesunięcie w kierunku czerwieni - oddalają się).
Prawo Hubble'a
największe przesunięcia posiadają kwazary, wyglądają jak galaktyki, lecz nie wykazują cech typowych (nie mają spiralnych ramion itd.). Dla niektórych z nich zmierzona wartość przesunięcia widmowego z jest na tyle duża, ze prędkość ucieczki dla nich wynosi prawdopodobnie ponad 277 tys km/s. Widma wszystkich kwazarów są przesunięte ku czerwieni. W 1929 Edwin Hubble odkrył zależność nazwaną prawem Hubble'a:
Prędkość radialna oddalających się galaktyk jest proporcjonalna do ich odległości.
Interpretacja: Im większe przesunięcie linii widmowych ku czerwieni to tym większa prędkość oddalających się galaktyk i większa do nich odległość.
Te obserwacje doprowadziły do wniosku, że rozprzestrzenianie galaktyk ma miejsce od momentu tzw. Wielkiego Wybuchu, który miał mieć miejsce ok. 15 mld lat temu. Materia i energia miały by być skupione w jednym punkcie o niemal nieskocznej gęstości i temperaturze. Miała nastąpić eksplozja, która trwa do dziś. W efekcie miały powstać miliardy mgławic, które z czasem utworzyły gwiazdy, a te z kolei - planety. Niefortunne, ze proces ten nie polegał na ekspansji w pustej przestrzeni lecz dotyczył rozdymania przestrzeni jako takiej. Z punktu widzenia fizyki nie można mówić o okresie przed wielkim wybuchem. Przed nim nie istniał ani czas ani przestrzeń. Jednym z dowodów na prawdziwość tej koncepcji jest fakt promieniowania szczątkowego, które zostało odkryte w latach 70' przez dwóch badaczy amerykańskich: Arno Alana Penzias oraz Roberta Woodrow Wilsona. Dostali za to odkrycie nagrodę Nobla. Chodzi o ciągłe promieniowanie występujące na długości fali = 7,25 cm. TO jednorodne promieniowanie wypełniające wszechświat. Promieniowanie to miało oderwać się od materii, gdy temperatura w wyniku ekspansji wszechświata zmalała tak, że protony i elektrony utworzyły atomy.
Powstanie pierwiastków („geochemia” Teofil Mikulski)
11H+ + 11H+ → 21H+ + e+ + γ (1)
21H+ + 11H+ → 32He (2)
2 32He → 42He + 2 11H (3)
32He + 42He → 74 Be (4)
Najczęstszym pierwiastkiem we wszechświecie jest wodór. W warunkach bardzo wysokich temperatur występuje on jako proton. Aby z protonów mogły powstać cięższe pierwiastki konieczne jest nadanie im odpowiednio dużej energii kinetycznej, koniecznej do pokonania sił odpychających, co umożliwia utworzenie bardziej złożonego jądra.
Przyjmijmy, ze mamy dużą gwiazdę zbudowaną wyłącznie ze zjonizowanego wodoru (protonów). Gwiazda ta o wielkości przynajmniej Słońca na skutek sił grawitacji powoli kurczy się dzięki czemu następuje rozgrzanie jej wnętrza, co prowadzi do uzyskania temperatury. Rozgrzanie do temperatury rzędu 1,2 * 2,0 * 107. Przy osiągnięciu gęstości materii około 80-120 g/cm3. (kwarc ma 2,7 g/cm3), to następuje samoczynne zapalenie. Pierwszą reakcją termojądrową jest łączenie się protonów i powstanie deuteru (1). Powstały deuter przy aktywnym zderzeniu z następnym protonem ulega reakcji, w wyniku czego powstaje nietrwały izotop helu (2). ten nietrwały hel ulega następnie rozpadowi (3 lub 4). Obie te reakcje są bardzo silnie egzotermiczne - wyzwalają bardzo dużą ilość ciepła, co prowadzi do dalszego „rozpalenia” gwiazdy i generuje reakcje termojądrowe wymagające większej energii. W ten sposób powstaje szereg lekkich pierwiastków, które są nietrwałe, ulegają rozpadowi, w wyniku czego powstaje niemal wyłącznie hel. Stąd tez hel jest najczęstszym po wodorze pierwiastkiem we wszechświecie. Chociaż izotop berylu jest nietrwały, to gdy w gwieździe znajduje się dostatecznie dużo helu, to możliwe jest powstanie cięższych pierwiastków, m.in. węgla wg reakcji:
84Be + 42He → 126C
Gdy gwiazda jest dostatecznie „stara” (zawiera dużo helu), to następuje zmniejszenie jej objętości, tym samym wzrasta gęstość materii. Mówimy o tym samym efekcie, który obserwujemy pompując koło roweru (dętka się nagrzewa na skutek zagęszczania powietrza). Po osiągnięciu wartości 1000 g/cm3, temperatura wnętrza gwiazdy wzrasta do około 108K (temperatury obecne w gwiazdach typu giganty; 1000 do 100 milionów mas Słońca). W tych warunkach możliwe jest spalanie helu i powstanie cięższych pierwiastków, m.in. magnezu. Reakcje te trwają 107 - 108 lat
3 42He → 126C (19)
126C + 42He → 168O (20)
168O + 42He → 2010Ne (21)
2010Ne + 42He → 2412Mg (22)
Przy dalszym spalaniu helu powstają kolejne coraz cięższe pierwiastki
2412Mg + 42He → 2814Si
2814Si + 42He → 3216S
W małych gwiazdach proces syntezy kończy się na wypaleniu wodoru i powstaniu helu, z kolei tylko w ciężkich (o dużej masie) gwiazdach po wypaleniu wodoru i dużej ilości helu, zachodzą reakcje syntezy pozostałych odpowiednio coraz cięższych pierwiastków.
Układ Słoneczny
Wraz z Ziemią to fragment galaktyki nazwany Drogą Mleczną. Posiada ona kształt spłaszczonego dysku. To przykład galaktyki, która w przekroju ma centralną wypukłość otoczoną halo galaktycznym utworzonym z gwiazd. Średnica dysku oceniana na 100 tys lat świetlnych przy uwzględnieniu halo wynosi 200 tys lat świetlnych. Ocenia się, że centrum galaktyki tworzy koncentracja masy około 1 mln mas Słońca. Masa całej galaktyki 4*1011 mas Słońca. Masa ciemnej materii, niewidocznej, której obecność wynika z analizy ruchu materii widocznej, może być 2-10 razy większa od materii świecącej.
Centralnym ciałem Układ Słoneczny jest Słońce, które oddalone jest od Ziemi o 149 598 000 km. Słońce znajduje się w jednym ze spiralnych ramion Galaktyki w odległości 30 tys lat świetlnych od jej centrum. Względem otaczających gwiazd Słońce porusza się z prędkością 19,5 km/s. Natomiast względem centrum galaktyki przemieszcza się z prędkością 220 km/s, dokonując jednego obiegu w ciągu 240 mln lat. Wiek Słońca oceniany jest na około 4,6 mld lat. Promień Słońca wynosi 696 tys km, objętość jest 1 mln 300 tys razy większa od objętości Ziemi. Masa wynosi 1,989*1030kg, tj. 333 tys razy więcej od masy Ziemi. Słońce wykonuje ruch obrotowy (wirowy), o czym świadczą obserwacje plam na jego powierzchni. Obszary w pobliżu równika słonecznego wykonują obrót w ciągu 25 dni