GEOLOGIA:
Aktualizm geologiczny - metoda streszczająca się w haśle "teraźniejszość jest kluczem do przeszłości". Na podstawie obserwacji procesów zachodzących współcześnie można wnioskować co działo się na Ziemi nawet wiele milionów lat temu.
Katastrofizm - teoria głosząca, że w dziejach Ziemi występowały gwałtowne kataklizmy (zaburzenia geologiczne), zmieniające biosferę Ziemi i niszczące florę i faunę na danym obszarze.
Dyscypliny podstawowe: sedymentologia, mineralogia, tektonika, paleontologia, geologia dynamiczna, geofizyka, petrografia.
Dyscypliny stosowane: geologia złożowa, inżynierska, środowiska hydrologia, geofizyka poszukiwawcza.
Materiał ziemi: skały złożone z minerałów - 2,3 tysiące.
SKAŁY:
Duże skupiska minerałów jednorodnych lub różnorodnych.
Magmowe:
Magma - skały w stanie stopionym. Powstanie: obniżenie ciśnienia, temperatury topnienia, podgrzanie.
Powstałe w wyniku zakrzepnięcia stopu glinokrzemianowego w głębi lub na powierzchni Ziemi: plutoniczne - głębinowe, wulkaniczne - wylewne, żyłowe.
Struktura jest to sposób wykształcenia składników skały, tzn. stopień jej krystaliczności, wielkość i kształt kryształów oraz wzajemne stosunki między nimi.
Tekstura jest to sposób uporządkowania składników i stopień wypełnienia przez nie przestrzeni skały.
Podział struktur ze względu na stopień krystaliczności substancji mineralnej
Pełnokrystaliczna: wszystkie składniki skały są wykrystalizowane.
Typowa dla skał plutonicznych i żyłowych.
Półkrystaliczna: część składników jest wykształcona w postaci kryształów, a reszta stopu zastygła jako szkliwo.
Występuje najczęściej w skałach wulkanicznych, rzadziej w żyłowych.
Szklista:
skała składa się w całości z bezpostaciowej substancji mineralnej zwanej szkliwem wulkanicznym.
Występuje wyłącznie w skałach wylewnych.
Podział struktur ze względu na wielkość kryształów
JAWNOKRYSTALICZNA (głębinowe) - dioryt, gabro, sjenit, granit
równokrystliczna: minerały tworzą kryształy o podobnej wielkości:
- grubokrystaliczna
(średnica ziarn > 5 mm),
- średniokrystaliczna
( 5 - 2 mm),
- drobnokrystaliczna
( < 2 mm)
- nierównokrystaliczna: minerały tworzą kryształy o wyraźnie zróżnicowanej wielkości.
- porfirowata: wielkość kryształów zmienia się stopniowo
SKRYTOKRYSTALICZNA - bazalt, anderyt
W skale nie widać makroskopowo żadnych kryształów.
PORFIROWA:
W masie skalnej (tzw. ciasto skalne) tkwią makroskopowo widoczne kryształy.
Podział tekstur ze względu na sposób uporządkowania składników
BEZŁADNA: uporządkowanie składników niewidoczne: najczęściej spotykana struktura skał plutonicznych, ale także żyłowych i wulkanicznych.
UPORZĄDKOWANA (kierunkowa): rozmieszczenie składników wykazuje pewną regularność:
Równoległa: składniki płaskie lub wydłużone ułożone równolegle do siebie.
Linijna: wydłużone kryształy ułożone równolegle do siebie.
Płaska: minerały blaszkowe i tabliczkowe ułożone równolegle do siebie.
Kulista: kryształ lub ich zespoły ułożone współśrodkowo lub promieniście wokół centrów krystalizacji.
Podział tekstur ze względu na stopień wypełnienia przestrzeni skały
ZBITA: składniki mineralne ściśle wypełniają całą przestrzeń skały. Typowa dla skał plutonicznych i żyłowych, ale często spotykana również w skałach wulkanicznych.
POROWATA: w skale występują wolne przestrzenie (pory), nie zapełnione podczas krystalizacji składnikami mineralnymi.
Pęcherzykowata: pory mają kształty kuliste lub elipsoidalne. Charakterystyczna dla afanitowych i porfirowych skał wulkanicznych.
Gąbczasta: jeżeli pęcherzyków w skale jest tak dużo, że oddzielają je tylko cienkie ścianki.
Migdałowcowa:
pęcherzyki wypełnione są (całkowicie lub przynajmniej częściowo) minerałami wtórnymi (kwarc, chalcedon, kalcyt).
Skały plutoniczne = głębinowe. Dyferencjacja magmy - odsortowanie się minerałów - powstanie magm ultrazasadowych. Magmy ultrazasadowe - brak krzemionki, zasadowe - śladowe ilości, kwaśne - dużo krzemionki, kwaśne + zasadowe - mieszane. Nie zawierają kalcytu - nie burzą z kwasem.
Plutonizm - ogół procesów geologicznych polegających na podziemnym tworzeniu, przemieszczaniu się magmy, jej zastyganiu w obrębie dolnej skorupy ziemskiej i górnego płaszcza oraz tworzeniu się z niej skał plutonicznych.
Wulkanizm - ogół zjawisk geologicznych związanych z wydobywaniem się lawy na powierzchnię.
Wulkan - składa się z ogniska magmy, komina zakończonego kraterem i stożka wulkanicznego. Stożek wulkaniczny najczęściej zbudowany jest z naprzemianległych warstw zastygłej lawy i materiału piroklastycznego. Taka budowa możliwa jest wówczas, gdy każda erupcja wulkanu rozpoczyna się wyrzucaniem gazów i mat. piroklastycznego i kończy wylewem lawy.
Ze względu na rodzaj lawy, wygląd stożka i charakter działalności wyróżnia się następujące typy:
- hawajski - są to wulkany tarczowe lub tarcze wulkaniczne. Wulkany takie określane są jako lawowe. Najczęściej jest to płynna lawa bazaltowa tworząca rozległy stożek wulkaniczny o łagodnych stokach
- peleański - określany jako wulkan mieszany. Erupcja rozpoczyna się wyrzuceniem dużej ilości gazów i materiału piroklastycznego. Potem wypływa kwaśna lawa tworząca stromy stożek wulkaniczny. Nazwa pochodzi od wulkanu Mont Pelée na Martynice
- wezuwiański - określany jako wulkan eksplozywny. Wyrzuca bardzo duże ilości materiału piroklastycznego, a wpływa lawy jest niewielki. Również buduje strome stożki wulkaniczne.
Ze względu na przejawianą aktywność:
- czynne - takie, które obecnie przejawiają swoją aktywność
- drzemiące - takie, które były aktywne w czasach historycznych, lecz dzisiaj nie przejawiają aktywności
- wygasłe - takie, które nie wybuchały w czasach historycznych, lecz na powierzchni są widoczne ślady ich działalności (stożki wulkaniczne).
Po ustaniu działalności wulkanicznej tworzą się na tych obszarach charakterystyczne formy terenu:
- kaldera - zagłębienie powstające w wyniku rozerwania stożka wulkanicznego lub zapadnięcia się obszaru nad opróżnionym ogniskiem wulkanicznym;
- nek wulkaniczny - wzniesienie o bardzo stromych stokach zbudowane z lawy zakrzepłej w kominie wulkanicznym. Stożek wulkaniczny ulega zniszczeniu przez zewnętrzne czynniki rzeźbotwórcze i pozostaje na powierzchni tylko lawa, która zastygła w dawnym kominie wulkanicznym
Tereny aktywne wulkanicznie najczęściej znajdują się na obrzeżach płyt litosfery. W miejscu rozsuwania się płyt litosfery (najczęściej są to grzbiety oceaniczne) ma miejsce wulkanizm szczelinowy. Ze szczelin wypływa płynna lawa bazaltowa budująca dna oceaniczne. Wulkany występują również w okolicach rowów oceanicznych. Są to miejsca, gdzie następuje kolizja płyt litosfery (podsuwanie się jednej płyty pod drugą). Wydobywająca się z nich lawa jest bardziej kwaśna (najczęściej andezytowa). Tworzy strome stożki wulkaniczne. Wokół Pacyfiku istnieje tzw. pas ogniowy, w obrębie którego występuje wiele czynnych wulkanów. Poza obrzeżami płyt litosfery wulkany powstają nad tzw. plamami gorąca (np. na Hawajach). Są to miejsca, gdzie lawa przedostaje się przez cienkie dno oceaniczne. Jest to lawa bazaltowa. Najwyższym wulkanem w Europie jest Etna na Syclii.
Lawa poduszkowa - lawa powstała w wyniku podwodnej erupcji, wskutek tego bardzo szybko stygnąca na kształt spłaszczonych buł, poduszek.
Lapille - typ materiału piroklastycznego wyrzucanego podczas erupcji wulkanu. Są to cząstki i okruchy skalne (pokruszona lawa, pochodząca z poprzednich wybuchów wulkanu oraz świeża - krzepnąca w czasie lotu).
Pumeks - wulkaniczna skała magmowa zbudowana z porowatego (ponad 50% porów) szkliwa wulkanicznego powstałego z silnie gazującej, pienistej lawy. Ma szklistą, drobnoziarnistą strukturę. Powstaje głównie z kwaśnych odmian lawy (riolitowej)
Osadowe:
Skała osadowa - skała powstała w efekcie naturalnego nagromadzenia i osadzenia materiału osadowego na powierzchni Ziemi. (sedymentacja, depozycja). Po złożeniu osad podlega różnym przeobrażeniom - diageneza. Procesy te prowadzą głównie do przekształcenia osadu w skałę zwięzłą.
Sedymentacja - gromadzenie się na powierzchni skorupy ziemskiej, materiałów niesionych przez wodę, lodowce, wiatr.
1) sedymentacja mechaniczna - gromadzenie się okruchów skalnych i ziaren mineralnych.
2) sedymentacja organogeniczna - gromadzenie się szczątków organizmów lub powstawanie osadu wskutek ich działalności fizjologicznej.
3) sedymentacja chemiczna - osadzanie się związków chemicznych wytrąconych z roztworów wodnych.
Środowisko sedymentacji - ogół warunków fizykochemicznych w jakich powstaje dana skała osadowa lub ich zespół.
Depozycja - tempo.
Akumulacja - trwałe nagromadzenie się materiałów.
Diageneza - procesy chemiczne i fizyczne którym zostaje poddany osad po depozycji:
-kompakcja - ściskanie - zmniejszenie porowatości, przepuszczalności, objętości, wzrost gęstości
-cementacja
Minerały skał osadowych: opal, chalcedon, agat.
Węglany: kalcyt, aragonit, dolomit, syderyt - burzą z kwasem, syderyt jest ważną rudą żelaza.
Siarczany: gips - przezroczyste - selenit, zbite, białe, drobnokrystaliczne - alabaster
Chlorki: halit - sól kuchenna
Podział skał osadowych:
1. okruchowe - okruchy skał starszych - brekcje, zlepieńce, piaski, piaskowce, lessy, żwiry:
Piroklastyczne - działalność wulkanów, brekcja wulkaniczna - ostrokrawędziste fragmenty skał wulkanicznych spojone lawą lub popiołem.
Grubookruchowe - gruzy, brekcje - diageneza gruzów, żwiry - obtoczone okruchy, działalność lodowca, zlepieńce - diageneza żwirów
Średniookruchowe - piaski, piaskowce kwarcowe, arkozy - kwarc + skalenie
Drobnookruchowe - muły - osad wodny, mułowce - diageneza mułów, lessy - żółte, dużo kwarcu
Bardzo drobnoziarniste - iły, iłowce
2. alitowe - terra rosa
3. ilaste - gliny, iły
4. organogeniczne - składniki węglanowe i krzemionkowe - wapienie, dolomity, kreda, węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny, fosforyt
5. chemogeniczne - gipsy, hality, sole potasowe, anhydryt
Skały chemiczne - ewaporaty: utworzone przez krystalizację łatwo rozpuszczalnych chlorków wskutek odparowania, powstają w klimacie suchym (gips, halit)
Piaskowiec - wyraźne warstwy, porowaty - wsiąkanie wody. Spoiwo - substancja wiążąca ziarna w skale. Stromatolit - w skale widoczny szkielet. Sól kamienna, gipsy, wapienie, lessy - podziemne drogi odpływu, osuwiska. Otoczaki - żwir. Brekcja - skała okruchowa z gruzu
Metamorficzne:
Metamorfizm: zespół procesów prowadzących do zmiany tekstury, struktury i składu mineralnego skał, zachodzących w warunkach podwyższonej temperatury i ciśnienia. Stan skupienia pozostaje stały. Powstają głównie:
-w strefie kontaktu skał z magmą ( magma wdzierająca się w skorupę ziemską powoduje przeobrażanie wapieni w marmur, a węgla kamiennego w grafit).
- w wyniku ruchów skorupy ziemskiej, które powodują przemieszczanie się skał osadowych lub magmowych w głębsze warstwy litosfery, gdzie poddawane są one oddziaływaniu wysokich ciśnień i temperatur (z granitu tworzy się gnejs).
Rodzaje:
Metamorfizm regionalny - obejmuje wielkie obszary, struktura łupkowa, bezładna. Rodzaje - łupki dachówkowe, krystaliczne, amfibolity, gnejsy, granulity, kwarcyty, marmury
Metamorfizm kontaktowy - niewielki zasięg terytorialny, główną rolę odgrywa temperatura. Rodzaje - marmury
Metamorfizm dynamiczny - strefy uskokowe, wysokie ciśnienie
Metamorfizm dyslokacyjny - duże ciśnienie
Ultrametamorfizm - zespół procesów na granicy metamorfizmu i procesów magmowych
Strefy:
-epizona - położona na niewielkiej głębokości, małe ciśnienie, niska temperatura, tworzą się w niej skały o budowie łupkowej.
-mezozona - ciśnienie i temperatura są w są wysokie, powstawanie minerałów o dużym ciężarze
-katazona - położona najgłębiej, bardzo wysokie ciśnienie i temperatuea
Blasty - kryształy wtórne.
Struktura:
-homeoblastyczna - blasty zbliżonych rozmiarów
-heteroblastyczna - blasty różnią się wielkością
-porfiroblasty - występuje w otoczeniu wcześniej utworzonych i znacznie od niego mniejszych składników.
Łupki krystaliczne: różny skład mineralny, często dominuje tylko jeden minerał, wyraźna struktura łupkowa (z iłowców).
Gnejsy: przeobrażenie kwaśnych skał magmowych, skał osadowych ilastych, szarogłazów, arkoz. Skład - skalenie, kwarc, łyszczki.
Kwarcyty: przeobrażenie kwarcowych piaskowców, mułowców.
Marmury: przeobrażenie skał węglanowych, jeżeli skałą wyjściową był czysty wapień to marmury składają się wyłącznie z kalcytu.
Grysy: przeobrażenie granitów.
Ciała skalne:
Warstwa: spąg - dolna granica warstwy, strop - górna granica warstwy, miąższość - odległość miedzy spągiem a stropem.
Żyła - ciało skalne młodsze od skał sąsiadujących.
Soczewka - warstwa skalna zajmująca niewielką przestrzeń w górotworze, grubsza w części centralnej i stopniowo wyklinowująca się na wszystkie strony.
Żyłki - skupienia mineralne.
Dendryty - na skałach widoczne rozgałęzienia przypominające rośliny.
Nacieki - głównie kalcytowe, w formach krasowych, grawitacyjne lub agrawitacyjne - krystalizacja.
Wykwity - zrośnięte grupy minerałów.
Szczotka - skupienia kryształów różnej wielkości narastających blisko siebie na skalnym podłożu, najczęściej na ścianach szczelin. Głównie kryształ górski, ametyst, kwarc mleczny.
Geoda - obrasta pustkę w skale.
Intruzja - zjawisko plutoniczne polegające na wciśnięciu się magmy w wyższe partie skorupy ziemskiej bez wydostania się na powierzchnię ziemi.
Rodzaje intruzji:
- lakolit
- sille
- dajka
- batolit
- lopolit
- fakolit
MINERAŁY:
Naturalne elementarne składniki skorupy ziemskiej o ustalonym składzie chemicznym, jednorodnej budowie i określonych właściwościach chemicznych.
Minerały które odgrywają ważną rolę w budowie skorupy ziemskiej nazywamy minerałami skałotwórczymi. Należą do nich: kwarc, kalcyt, dolomit, skalenie. Ilości minerałów nadających się do wykorzystania nazywamy złożem mineralnym. Do podstawowych minerałów złożonych należą: rudy żelaza, rudy aluminium, rudy cynku, i ołowiu, kruszce metali kolorowych i metali szlachetnych i kamienie szlachetne. Skałotwórcze - kwarc, złożowe - malachit.
Systematyka:
-pierwiastki rodzime - złoto, siarka, platyna
-siarczki - piryt, kobaltyn
-halogenki - fluoryt, halit
-tlenki i wodorotlenki - hematyt, kwarc
-węglany i azotany - kalcyt, dolomit
-siarczany - gips, anhydryt
-fosforany - apatyt, turkus
-krzemiany i glinokrzemiany - topaz, skalenie
-związki organiczne - bursztyn
Cechy:
-uporządkowana budowa wewnętrzna
-jednorodność chemiczna i fizyczna
Właściwości fizyczne:
-pokrój: słupkowy, igiełkowy, blaszkowy, tabliczkowy
-przezroczystość: półprzezroczyste, nieprzezroczyste, przeświecające, przezroczyste
-połysk: szklisty, tłusty, perłowy, jedwabisty, metaliczny, matowy, diamentowy
-łupliwość: doskonała, brak
-rysa: kolor po sproszkowaniu
-przełam: powierzchnia pękania
-twardość: podatność na zarysowania w skali twardości Mohsa:
1. Talk - paznokciem
2. Gips - paznokciem
3. Kalcyt - miedzianym drutem
4. Fluoryt - ostrzem noża
5. Apatyt - ostrzem noża z trudem
6. Ortoklaz - stalą
7. Kwarc - rysuje szkło
8. Topaz - rysuje szkło z łatwością
9. Korund - tnie szkło
10. Diament - rysuje korund
KOPALINY:
Kopalina to utwór geologiczny występujący wewnątrz skorupy ziemskiej lub na powierzchni, który może znaleźć zastosowanie gospodarcze. Wydobyta staje się surowcem mineralnym.
Wyróżnia się kopaliny użyteczne oraz kopaliny główne.
Kopaliny główne to minerały lub skały stanowiące podmiot samodzielnej eksploatacji górniczej.
Podział:
-stałe (węgle, rudy, sole)
-ciekłe (ropa naftowa, wody mineralne, lecznicze, termalne)
-gazowe (gaz ziemny)
Według ustawy "Prawo geologiczne i górnicze" złożem kopaliny jest takie naturalne nagromadzenie minerałów i skał oraz innych substancji stałych, gazowych i ciekłych, których wydobywanie może przynieść korzyść gospodarczą.
Kopaliny dzieli się na podstawowe i pospolite.
Do podstawowych należą:
1. Energetyczne: gaz ziemny, ropa naftowa i jej naturalne pochodne, węgiel brunatny, węgiel kamienny, metan z węgla kamiennego.
2. Rudy: kruszce metali szlachetnych, rudy metali (za wyjątkiem darniowych rud żelaza) i metale w stanie rodzimym, łącznie z rudami pierwiastków rzadkich i rozproszonych, oraz pierwiastków promieniotwórczych.
3. Chemiczne: apatyt, baryt, fluoryt, fosforyt, gips, anhydryt, piryt, siarka rodzima, sole potasowe, potasowo-magnezowe, sól kamienna.
4. Inne: azbest, bentonit, diatomit, dolomit, gliny biało wypalające się i kamionkowe, gliny i łupki ogniotrwałe, grafit, kaolin, kamienie szlachetne i ozdobne, kwarc, kwarcyt, magnezyt, miki, marmury i wapienie krystaliczne, piaski formierskie i szklarskie, skalenie, ziemia krzemionkowa.
Ruda to skała lub minerał, z której uzyskuje się jeden lub więcej składników. Ruda w sensie przemysłowym to minerał zawierający związki metali. W rudach występują też inne związki, np. tlenki, które tworzą tzw. skałę płonną.
Skała płonna - nieużyteczna gospodarczo skała eksploatowana ze złoża wraz z kopaliną - piaski i gliny tworzące przewarstwienia w pokładach węgla brunatnego.
Urobek - materiał skalny wybrany i wydobyty z kopalni. Obejmuje zarówno kopalinę, jak i skałę płonną.
Wystarczalność: ilorazu udokumentowanych zasobów i rocznego wydobycia.
Przeróbka: przetworzenie kopaliny.
Kopalnia: zakład i przedsiębiorstwo górnicze zajmujące się wydobyciem z ziemi kopalin użytecznych.
Zasoby kopalin: przewidywana do eksploatacji ilość kopaliny w złożu. Dzieli się na bilansowe - aktualnie możliwe do zagospodarowania, i pozabilansowe - przewidywane do zagospodarowania w przyszłości.
Odkrywka - brak utworów powierzchniowych.
WIETRZENIE:
Zmiany jakim ulegają skały w skutek tego, że znajdują się przy powierzchni Ziemi.
Gleba - warstwa zwietrzeliny zbudowana z substancji humusowych i cząstek ilastych. Klimat wilgotny - gleby bielicowe, kontynentalny, średnio wilgotny - less, czarnoziemy - kontynentalny - bogate w próchnicę, torf - nadmiar wilgoci.
Denudacja - wietrzenie + erozja.
Erozja - niszczenie mechaniczne np. przez przemieszczający się materiał skalny lub wodę.
Ruchy masowe - przemieszczanie zwietrzeliny pod wpływem jej własnego ciężaru.
Strefa wietrzenia - głębokość od powierzchni Ziemi.
Zwietrzelina - produkt wietrzenia.
Skała zwietrzała - jeszcze nie zwietrzelina.
Kora wietrzeniowa - w jej obrębie skała ma zmienioną barwę i często jest mniej spoista.
Gliny wietrzelinowe - boksyty - produkty wietrzenia chemicznego, tworzą grube pokrywy na podłożu skalnym.
Żłobki krasowe - skutek działania wody - na powierzchni wapieni
Pierścienie Lieseganga - pierścienie zwietrzeniowe
Rodzaje:
1. Fizyczne - powodowane przez wahania temperatur, zmiana właściwości fizycznych bez zmiany składu chemicznego.
a) mrozowe: zamarzająca woda powiększa szczeliny lub rozsadza skały
b) insolacyjne: wzrost temperatury powoduje łuszczenie się wierzchniej warstwy. Eksfoliacja - jeden z procesów wietrzenia insolacyjnego.
c) pęcznienie materiałów ilastych: pod wpływem wody zmniejszają się między nimi odległości
d) krystalizacja: krystalizując, rozpychają szczeliny i kruszą skały
2. Chemiczne - zmiany właściwości chemicznych skał pod wpływem (szczególnie) CO2, wody, tlenu
a) utlenianie - łączenie z tlenem
b) rozpuszczanie - tworzą się roztwory
c) hydroliza - rozpad minerałów na części zasadowe i kwaśne
d) karbonatyzacja - zwęglanowienie
3. Biologiczne - korzenie roślin
Wietrzenie chemiczne - klimat tropikalny - duża wilgotność - lateryty, kaoliny, terra rosa
Wietrzenie mechaniczne - klimat suchy
Wietrzenie chemiczne i mechaniczne - klimat umiarkowany
Produkty wietrzenia chemicznego:
- illit - ze skaleni
- smektyt - z glinokrzemianów
- kaolin - z kaolinitu
- lateryt - ze skał alitowych
- boksyt - wietrzenie skał glinokrzemianowych w klimacie gorącym, wapienie
- kasza granitowa - granit
Produkty wietrzenia mechanicznego:
- piargi - wapienie
- skałki, gołoborza, rumowiska - granit
Kwarc - odporny na wietrzenie
TEKTONIKA:
Budowa globu ziemskiego
Pod względem właściwości mechanicznych, wyróżnia się stałą litosferę, plastyczną astenosferę, stałą mezosferę, płynne jądro zewnętrzne i stałe jądro wewnętrzne. Granicę pomiędzy płaszczem a skorupą ziemska wyznacza nieciągłość Moho. Dolna część skorupy ziemskiej (warstwa bazaltowa) jest oddzielona od części górnej (warstwa granitowa) przez nieciągłość Conrada. Skorupa ziemska dzielona jest na skorupę kontynentalną i oceaniczną, które różnią się grubością, gęstością, budową geologiczną i składem chemicznym. Płaszcz ziemski jest najgrubszą warstwą. Nieciągłość Golicyna - stanowi strefę graniczną pomiędzy astenosferą a mezosferą. Płaszcz górny, zwany zewnętrznym, budują związki chromu, żelaza, krzemu i magnezu - warstwa o cechach plastycznych. Płaszcz dolny, zwany też wewnętrznym, zbudowany jest głównie z niklu, żelaza, krzemu i magnezu - ruchy konwekcyjne. Wraz ze wzrostem głębokości rośnie temperatura - 1°/33m i ciśnienie. Nieciągłość Repettiego - oddziela płaszcz górny od dolnego. Nieciągłość Gutenberga oddziela płaszcz ziemski od jądra - najbardziej wyraźna bo oddziela ciała stałe od ciekłych. Jądro składa się z najgęstszych substancji - żelaza i niklu. Podzielone na zewnętrzne i wewnętrzne oddzielone nieciągłością Lehmanna. Przyjmuje się że obie części mają taki sam skłąd chemiczny, wytwarza pole magnetyczne.
Elementy budowy skorupy kontynentalnej:
Platforma - ma podłoże zbudowane z pofałdowanych warstw i pokrywę złożoną z poziomych warstw osadowych. Posiada granicę - nieciągłość kątowa, która wyznacza czas od jakiego platforma nie podlegała deformacjom.
Rodzaje:
1. Prekambryjskie (stare):
-tarcza kontynentalna, oceaniczna. Tworzą się wtedy gdy przez pionowe ruchy tektoniczne dochodzi do długotrwałego podnoszenia obszaru. Synekliza - zagłębianie, antekliza - podwyższanie.
Skorupa ziemska dzielona jest na kontynentalną i oceaniczną. Kontynentalna zbudowana jest z trzech warstw - warstwy osadowej, granitowej i bazaltowej. Skorupa oceaniczna buduje dno oceanów. Od kontynentalnej odróżnia ją ponadto brak warstwy granitowej, budują ją przede wszystkim skały bazaltowe i znacznie mniejsza grubość - średnio 7 km. Skorupa ziemska jest w ciągłym ruchu. Podzielona jest na płyty, które przemieszczają się zarówno w poziomie, jak i pionie. Poniżej skorupy ziemskiej zalega płaszcz. Skorupę ziemską od płaszcza rozdziela powierzchnia nieciągłości Mohorovicicia
2. Paleozoiczne (młode):
Utworzona głównie z osadów oraz wypiętrzania starych gór, posiada zwykle strukturę zrębową lub fałdową. Masyw - pozbawiony pokrywy. Basen - gruba pokrywa osadowa.
3. Abrazyjna:
Rodzaj powierzchni zrównania, znajdującej się w większości pod wodą, powstałej na skutek niszczenia klifowego brzegu morza przez fale. Tworzy płaską powierzchnię lekko nachyloną od lądu w kierunku morza. Część platformy - plaża.
Ryft - typ rowu tektonicznego o rozciągłości setek lub nawet tysięcy kilometrów, ograniczony równoległymi do siebie uskokami. Powstaje na skutek rozciągnięcia się skorupy ziemskiej nad wznoszącą się rozgrzaną materią płaszcza ziemskiego. Ryfty występują w obrębie kontynentów (ryfty śródkontynentalne), gdzie mogą wskazywać miejsce ich przyszłego rozpadu i wzdłuż grzbietów śródoceanicznych, gdzie są strefą wydobywania się magmy na powierzchnię i rozszerzania dna oceanicznego.
Strefa subdukcji - w teorii tektoniki płyt, proces polegający na wciąganiu lub wpychaniu jednej płyty litosferycznej (płyty oceanicznej) pod drugą (oceaniczną lub kontynentalną). Strefy subdukcji są jednym z rodzajów granic kolizyjnych płyt litosfery - tworzą się rowy.
Strefa kolizji - zderzenie płyt kontynentalnych gdy żadna się nie zanurza, powstają góry fałdowe.
Prądy konwekcyjne: ruchy materii zachodzące w płaszczu Ziemi powodujące przemieszczanie się płyt litosfery. Izostacja - lifosfera pod wpływem obciążenia zanurza się w astenosferę.
Zapis geologiczny - skały ich cechy i układ przestrzenny.
Zasady odczytywania zapisu geologicznego:
1. Prawo nadlegania warstw:
W serii skał osadowych i strumieni lawowych wiek wzrasta ku dołowi
2. Prawo ciągłości warst:
Deformacja jest młodsza od warstw
3. Prawo przecinania warstw:
Jeżeli warstwa jest przecięta uskokiem lub intruzją wtedy warstwa jest starsza
4. Prawo zawierania:
Okruchy skalne w zlepieńcu są starsze niż sam zlepieniec
Stratygrafia - dział geologii historycznej zajmujący się ustalaniem wieku i przyczyn rozmieszczenia skał w skorupie ziemskiej.
Geologia historyczna - dział geologii obejmujący naukę o rozwoju Ziemi (a zwłaszcza skorupy ziemskiej) i świata organicznego w przeszłości geologicznej.
Skamieniałości - zachowane w skałach szczątki roślin i zwierząt z minionych okresów geologicznych.
Skamieniałości przewodnie - szczątki organizmów, które żyły na dużych obszarach w krótkim czasie - łatwe do preparacji i identyfikacji - amonity, otwornice.
PLANISEKCJA:
Przedstawienie budowy geologicznej obszaru w przecięciu z płaszczyzną poziomą.
Linia biegu - każda linia pozioma leżąca na powierzchni.
Linia upadu - każda linia prostopadła do linii upadu.
Bieg - kąt zawarty pomiędzy północą a linią biegu (0°-180°).
Upad - kąt zawarty pomiędzy płaszczyzną poziomą a daną powierzchnią.
Kierunek upadu - kierunek określony względem stron świata, w którym jest nachylona linia upadu.
Fałd - warstwy skalne uległe sfałdowaniu ale ich ciągłość nie została przerwana.
Monoklina - warstwy skalne nachylone w jednym kierunku.
Synklina - łęk - warstwy fałdu wygięte ku dołowi.
Antyklina - siodełko - warstwy fałdy wygięte ku górze.
Niecka - w środku znajdują się młodsze warstwy a na zewnątrz starsze.
Kopuła - antyklina zanurzająca się na wszystkie strony.
Azymut - kąt nachylenia od północy do danej warstwy, mierzony zgodnie z ruchem wskazówek zegara.
Uskoki: prosty, odwrócony, normalny, nasuwczy, przesuwczy, obrotowy.
Zrąb - blok skalny odcięty od otaczających go skał uskokami i wyniesiony względem sąsiednich bloków.
Rów - fragment skorupy ziemskiej obniżony względem sąsiednich bloków.
Płaszczowina - zespół fałdów leżących oderwany od macierzystego podłoża i przesunięty nawet kilka kilometrów.
Metody badania wieku skał: stosuje się zasadę aktualizmu geograficznego. Określanie wieku zależy od ich ułożenia.
Wiek względny:
a) metoda stratygraficzna - na podstawie ułożenia warstw
b) metoda paleontologiczna - na podstawie skamieniałości
c) metoda palinologiczna - analiza pyłków roślin zachowanych w osadach
d) metoda paleomagnetyczna - na podstawie ich namagnesowania
Wiek bezwzględny:
a) metoda radiometryczna - biorąc pod uwagę czas połowicznego rozpadu
b) metoda termoluminescencji - niektóre minerały świecą po ich ogrzaniu, starsze świecą od młodszych
c) metoda dendrochronologiczna - analiza rocznych przyrostów pierścieni drzew
d) metoda warwowa - badanie warstewek osadów w zbiornikach wodnych
e) metoda lichenometryczna - na podstawie stopnia pokrycia skały przez porosty
ERY:
PALEOZOIK:
Istnieje wielki kontynent - Pangea, która na przełomie permu i triasu rozpada się na 2 kontynenty: Laurazję - półkula północna i Gondwanę - półkula południowa, które oddziela ocean Tetyda.
Silne ruchy górotwórcze: orogeneza kaledońska, hercyńska
Fałdowanie kaledońskie - ruchy górotwórcze od kambru po dewon - g. kaledońskie, skandynawskie, Apallachy, wielkie góry wododziałowe.
Fałdowanie hercyńskie - koniec dewonu, karbon, początek permu - Sudety, Pireneje.
Pojawiają się trylobity, bakterie, sinice, glony, rafy koralowe, bezczaszkowce, ryby, pierwsze owady, płazy, rośliny nagonasienne, widłaki, paprocie. Pod koniec następuje wyginięcie fauny - wymieranie dewońskie i w końcu permu. Powstanie skał osadowych - sól kamienna, węgiel.
MEZOZOIK:
Zróżnicowanie na skorupę kontynentalną i oceaniczną. Laurazja rozpada się na Lauretanię i Eurazję, Gondwana rozpada się na część wschodnią, zachodnią, środkową i Antarktydę. Formują się oceany - Pacyfik, Atlantyk, Indyjski. Rozpoczęcia orogenezy alpejska (do kenozoiku), fałdowanie Himalajów - Andy, Alpy, Karpaty. Powstaje strefa Tetydy. Rośliny nagonasienne, iglaste, magnoliowe. Epoka dinozaurów, prymitywnych ssaków, różnorodność gatunkowa gadów, ewolucja bezkręgowców. Osadami są margle, piaskowce. Klimat zmieniał się od ciepłego do chłodnego.
Trias: początek okresu pustynie, w miarę zalesiania globu przez rośliny najpierw nagonasienne, później okrytonasienne, powstały gady i osiągnęły duże rozmiary. Pierwsze ssaki. Duża zmiana fauny. Piaszczyste osady o żółtym zabarwieniu, gipsy, sole, wapienie, złoża cynku, żelaza, margle.
Jura: ostateczny rozpad Gondwany. Szeroko rozprzestrzenione rafy koralowe. Strefy klimatyczne - borealna chłodna, alpejska ciepła, flora zbliżona do triasowej, miłorzębowe w klimacie umiarkowanym, sagowce w tropikalnym. Era gadów, pojawienie się pierwszych ptaków.
Kreda: fauna jak w jurze, dominacja roślin okrytonasiennych, flora podobna do dzisiejszej. W dalszym ciągu panowanie gadów, które z końcem kredy wymierają.
KENOZOIK:
Dzieli się na trzeciorzęd i czwartorzęd. Rozpoczął się od wymierania kredowego i trwa do dziś.
Trzeciorzęd: Paleogen - obecny rozkład lądów i oceanów. Typowymi skałami trzeciorzędowymi są flisz, osady molasowe, osady chemiczne (sól kamienna, siarka, gipsy) oraz utwory lądowe (piaski, węgiel brunatny). W faunie morskiej dominowały otwornice. Neogen - intensywna orogeneza alpejska - Andy, Alpy, Himalaje, Karpaty, Pireneje. Ostateczne zamknięcie oceanu Tetydy. We florze trzeciorzędu nastąpił szybki rozwój roślin okrytozalążkowych. Na lądzie nastąpiła ewolucja ssaków i ptaków, początkowo stekowców a następnie łożyskowych (min. Naczelnych).
Czwartorzęd: Plejstocen i Holocen. Plejstocen - epoka lodowcowa - lodowce pokryły strefę umiarkowaną a w międzyzwrotnikowej występowały wzmożone opady. Klimat ulegał wahaniom, po fali zimna - glacjał, następowało ocieplenie - interglacjał. Flora - karłowata, przypominająca dzisiejszą wysokogórską. Trwała epoka wielkich ssaków. Koniec Plejstocenu to wymieranie ssaków i początek intensywnej ewolucji człowieka. Żyją dwa podgatunki człowieka, pod koniec wykształcają się główne rasy ludzkie: mongoidalna w Azji, negroidalna w Afryce Środkowej, europoidalna i rasa australoidalna.
ZAGROŻENIA GEOLOGICZNE:
ZJAWISKA WULKANICZNE:
-wybuchy - fala uderzeniowa
-utwory piroklastyczne - bomby wulkaniczne
-gazy wulkaniczne - fumarole (do 1000°C), solfatary (100°-300°C) mofety (do 100°C). Skład: para wodna, dwutlenek węgla, wodór, chlorowodór, fluorowodór, siarkowodór, dwutlenek siarki, metan, amoniak.
-chmury gorejące - zawiesiny utworów piroklastycznych w oparach gazów, wysoka temperatura, duża prędkość.
-lawiny gruzowe, potoki lawowe, spływy błotne - lahary, tsunami, wpływ na klimat.
TSUNAMI:
Fala oceaniczna wywołana podwodnym trzęsieniem ziemi, wybuchem wulkanu bądź osuwiskiem ziemi. Fale rozchodzą się pierścieniowo od miejsca jej wzbudzenia. Na pełnym morzu przejście fali tsunami, poruszającej się z wielką prędkością (do 900 km/h), może być nawet niezauważone, ponieważ długość tych fal dochodzi do kilkuset kilometrów, ale ich wysokość nie przekracza kilkudziesięciu centymetrów. Dopiero w strefie brzegowej może ona osiągnąć wysokość kilkudziesięciu metrów niszcząc nadbrzeżne miejscowości. Najczęściej występuje w basenie Oceanu Spokojnego.
TRZĘSIENIA ZIEMI:
Gwałtowne rozładowanie naprężeń powstałych w skorupie ziemskiej w czasie ruchów fragmentów litosfery. Z miejsca uwolnienia tych naprężeń (hipocentrum - ogniska trzęsienia ziemi) rozchodzą się fale sejsmiczne. Punkt na powierzchni Ziemi położony nad ogniskiem (epicentrum) to miejsce, gdzie fale docierają najwcześniej i gdzie straty są największe. Siła wstrząsów maleje w miarę oddalania się od epicentrum.
Tektoniczne - najczęstsze, graniczne strefy płyt litosfery, młode pasma fałdowe, przemieszczanie się mas skalnych, silny wstrząs następuje od razu.
Wulkaniczne - erupcje, siła wstrząsów rośnie stopniowo
Zapadowe - obszary krasowe, zapadanie się jaskiń
Antropogeniczne - spowodowane tąpnięciami.
RUCHY MASOWE:
Ruchy materiału skalnego - osadów, zwietrzelin, gleby skierowane w dół zbocza wywołane siłą ciężkości, prądami wody, ruchem lodowców, wiatrem. Odbywają się z szybką prędkością, nagle i gwałtownie - osuwiska, obrywy, również w tempie bardzo wolnym, w sposób trudny do zauważenia.
- osuwiska, spływy błotne, osiadanie, odpadanie.
Katastrofalne spływy:
Jökulhlaup - nagły katastrofalny wypływ wód glacjalnych (powódź), charakterystyczny dla Islandii. Może przenosić głazy o średnicach dochodzących do kilkunastu metrów. Przyczyną tego zjawiska może być działalność wulkanów znajdujących się pod lodowcem.
Jezioro osuwiskowe - rodzaj jeziora zaporowego powstające w wyniku zatamowania doliny rzecznej przez osuwisko.
Jezioro Kraterowe - najgłębsze jezioro Stanów Zjednoczonych. Powstało około 7700 lat temu w wyniku erupcji i zapadnięcia się części wierzchołka wulkanu Mount Mazama. Powstałą dziurę wypełniła woda.
Trawertyn, martwica wapienna - porowata skała osadowa, składa się głównie z kalcytu i aragonitu.
Koloru zwykle białego, często występują w nich szczątki roślin i zwierząt. Przyczyną powstawania jest ubytek dwutlenku węgla z roztworu.
ZJAWISKA EROZYJNE:
Lodowce:
Charakterystyczne formy powstałe wskutek działalności lodowców górskich to erozyjne doliny U - kształtne oraz jeziora cyrkowe. Formami erozyjnymi związanymi z przemieszczania się lądolodów są: rysy lodowcowe, fiordy, jeziora polodowcowe. Podczas transportu wydarty z podłoża materiał skalny przemieszczany jest wraz z ruchem lodowca często na bardzo odległe tereny, gdzie tworzy formy akumulacyjne np. moreny.
Wiatr:
Trakcja - toczenie ziarenek piasku, które poruszając się wprawiają w ruch kolejne, większe okruchy. Materiał toczy się zgodnie z kierunkiem wiatru.
Saltacja - przenoszenie pojedynczych ziarenek, które przypomina ich skakanie, wznoszą się i opadają.
Suspensja - bardzo drobny materiał, który w formie zawieszonej przemieszcza się w powietrzu.
Deflacja - wywiewanie materiału.
Korazja - żłobienie skał przez ziarenka piasku.
Powstają grzyby skalne, formy akumulacyjne: riplemarki - grzbiety nagromadzonego piasku, języki piaszczyste, barchany, wydmy paraboliczne.
Woda:
Górny bieg rzeki - erozja wgłębna powoduje silne żłobienie skał, powstają doliny V - kształtne, charakterystyczne dla obszarów górskich. Środkowy bieg rzeki - erozja boczna - poszerzanie koryta, powstają meandry. Dolny bieg rzeki - akumulacja, powstają delty, lejki.
Wody krasowe:
Szczególnie w klimacie wilgotnym i gorącym. Skały podatne na krasowienie: wapienie, margle, dolomity, sole kamienne, skały węglanowe. Woda krasowa - duża zawartość CO2 i Azotu - dzięki nim proces krasowy jest przyspieszony 300 razy. Kras powierzchniowy: żłobki, żebra, lejki krasowe, kotły zapadliskowe, ponory, wywierzyska, ostańce. Kras podziemny: jaskinie, studnie, kominy, korytarze, sale, komory. Formy naciekowe: stalagmity, stalaktyty, stalagnaty.
Morze:
Erozja = abrazja, rozkruszanie wybrzeży morskich.
UDERZENIA:
Upadki meteorytów, zderzenia z asteroidami, kometami, powstawanie kraterów, zmiany klimatu.
PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ SKAŁ:
Popioły, rudy uranu, węgle kopalne, ropy naftowe spaliny, radon - skały krystaliczne, uskoki, jaskinie.