Geologia - nauka o budowie i dziejach ziemi oraz o procesach przeobrażających skorupę ziemską i ich skutkach.
Geologia (nurty): podstawowy, stosowany.
Badania podstawowe polegają na opisie i charakterystyce.
Badania stosowane maja charakter praktyczny.
Geologia podstawowa:
1) g. historyczna - dział geologii zajmujący się zmianami środowiska, klimatu.
2) g. regionalna - zajmuje się opisem budowy geologicznej, regionów, państw, kontynentów.
3) g. dynamiczna - zajmującą się procesami dynamicznymi zachodzącymi na powierzchni i w głąb Ziemi.
Geologia stosowana:
1) g. inżynierska - nauka o gruntach i ich cechach
2) hydrogeologia - o cechach i przepływie wód podziemnych
3) g. złóż - nauka o budowie złóż i praktycznym wykorzystaniu złóż.
Podstawowe informacje na temat budowy Ziemi.
Pozycja Ziemi w układzie słonecznym:
- odległość Ziemi od słońca 150 mln km
- oś Ziemi jest odchylona od pionu o kat 2327
- zarówno słońce jaki i księżyc oddziałuje grawitacyjnie na hydrosferę (wodna powlokę Ziemi) jak i na litosferę (sztywną powłokę Ziemi).
- odległość księżyca od Ziemi 386,400 km
Kształt i wielkość Ziemi. Krzywa hipsograficzna.
Ziemia ma kształt geoidy, jest to wyidealizowana bryła powstała w wyniku przedłużenia powierzchni mórz i oceanów w lądy.
Promień równikowy 6378,4 km. Promień biegunowy 6357.9 km. Powierzchnia Ziemi około 510 mln km2 (70,8% morza i oceany, 29,2% lądy.
Krzywa hipsograficzna obrazuje zróżnicowanie powierzchni ziemi i pozwala określić udział poszczególnych stref wysokościowych ogólnej powierzchni Ziemi. Na krzywej zaznaczone są poszczególne elementy ukształtowania Ziemi i dna oceanicznego.
Rów Mariański 11022 p.p.m. (około 11km).
Mount Everest 8848 n.p.m.
Budowa Ziemi.
W budowie Ziemi wyróżnia się 3 sfery (geosfery), są to idąc od powierzchni: skorupa ziemska, płaszcz Ziemi, jądro Ziemi.
I. Skorupa ziemska:
1) skorupa oceaniczna - ma średnią grubość około 5 km (dochodzi do 8km), zbudowana jest z 3 warstw: górna warstwę stanowią osady głębokomorskie, warstwę środkową stanowią osady głębokomorskie i lawy bazaltowe, warstwę dolna stanowi bazalt. Zbudowana jest ze skał o średniej gęstości 3g/cm3.
2) skorupa kontynentalna - średnia grubość 40 km (dochodzi do 80 km), zbudowana z 2 warstw: górna warstwa granitowa, dolna warstwa bazaltowa. Średnia gęstość skał 2,7-2,8g/cm3
II. Płaszcz Ziemi: oddzielony jest od skorupy ziemskiej tzw. nieciągłością Mohorovicicia (nieciągłość Moho).
nieciągłość - granica pomiędzy ośrodkami skalnymi różniącymi się prędkością rozchodzenia się fal sejsmicznych.
Płaszcz sięga do głębokości 2900 km. W jego budowie wyróżnia się: płaszcz górny, strefę przejściową oraz płaszcz dolny.
Budowa płaszcza górnego:
Płaszcz górny zbudowany jest z 3 warstw:
a) warstwa górna ma grubość od 0-50km, jest sztywna i charakteryzuje się wysoką prędkością fal sejsmicznych
b) warstwa środkowa ma grubość około 100 km i jest plastyczna, obniżona prędkość fal sejsmicznych
c) warstwa dolna, grubość około 250 km i jest jednorodna.
Dolna granica płaszcza górnego znajduje się na głębokości 400km. Niżej znajduje się strefa przejściowa i dolny płaszcz.
Według innego ujęcia płaszcz Ziemi dzieli się na górny i dolny (nie wyróżnia się strefy przejściowej). W takiej sytuacji dolną granicę płaszcza górnego sytuuje się na głębokości 700km.
Skorupa Ziemska+górna warstwa płaszcza górnego=LITOSFERA(sztywna powłoka Ziemi)
Środkową warstwę płaszcza górnego (plastyczną) nazywa się wtedy ASTENOSFERĄ, a wszystkie niżej leżące warstwy wraz z płaszczem dolnym nazywa się MEZOSFERĄ.
III. Jądro Ziemi:
Jest oddzielona od płaszcza Ziemi nieciągłością Gutenberga. Dzielimy na 2 części:
a) zewnętrzne - jest płynna, głębokość 5100 km, zbudowana jest z materii o gęstości 10-12g/cm3
b) wewnętrzne - jest stała, zbudowana jest z niklu, żelaza, metali lekkich. Średnia gęstość materii o gęstości 13,5g/cm3
Źródła informacji o wgłębnej budowie Ziemi:
- badania law
- badania skał uważanych za wydźwignięte z podskorupowych powłok Ziemi
- badania meteorytów
- planetologia porównawcza
- eksperymenty laboratoryjne polegające na symulacji warunków występujących w głębi Ziemi (tzw. Petrologia eksperymentalna)
- metody geofizyczna (w tym głównie badania sejsmiczne), mają one największe znaczenie w badaniu.
Bada się rozchodzenie i prędkość fal sejsmicznych. Fale sejsmiczne wzbudzane są w wyniku trzęsień Ziemi, wybuchów a także w wyniku działalności człowieka.
Fale sejsmiczne dzielimy na 2 grupy:
1) fale powierzchniowe - które nie wnikają w głąb Ziemi są przydatne do badania skorupy ziemskiej
2) fale wgłębne - które wnikają w głębsze warstwy ziemi, ostatecznie powracające na powierzchnię Ziemi.
Fale wgłębne dzielimy na:
a) podłużne - „P” (Primae), są szybsze, docierają do powierzchni jako pierwsze
b) poprzeczne - są wolniejsze od podłużnych, nie przechodzą przez ciecz.
Temperatura i ciśnienie wewnątrz Ziemi:
Temperatura i ciśnienie rosną wraz z głębokością. Stwierdzono że na głębokości 15km temperatura wynosi około 450C. Jednakże na głębokości 120km temperatura rośnie do 1200C. Na głębokości 10km ciśnienie wynosi około 270*105Pa, a na głębokości 100km wynosi 2700*105Pa.
Istnieją dwa parametry opisujące zmiany temperatur z głębokością:
1) stopień geotermiczny - jest to liczba metrów na które przypada wzrost temperatury o 1C
2) gradiet geotermiczny - to liczba stopni o które temperatura rośnie na każde 100m głębokości.
Stopień geotermiczny:
Kopalnia węgla brunatnego w Czechach - 5m
Górny Śląsk 31-35m
Pisz (Mazury) 70m
Kopalnia złota RPA 110m
Krzywy Róg 120m.
Na stopień geotermiczny wpływają:
1) rodzaj skał i ich przewodnictwo cieplne
2) typ budowy geologicznej
3) warunki wodne
4) występowanie wulkanizmu i zjawiska powulkaniczne
5) występowanie wgłębnych ognisk magmowych
Pole magnetyczne Ziemi (magnetyzm ziemski):
Bieguny magnetyczne Ziemi nie pokrywają się z biegunami geograficznymi. Kąt między osią magnetyczną Ziemi a osią obrotu wynosi 11,5. Bieguny magnetyczne stale przemieszczają się.
Deklinacja - kat zawarty między południkiem magnetycznym a południkiem geograficznym w miejscu pomiaru. Wyniki pomiaru deklinacji przedstawia się na mapach, rysujemy linie zwane izogonami.
Izogony - linie na mapie łączące punkty o tej samej wartości deklinacji.
Linie łączące punkty o deklinacji równej 0 nosi nazwę agony.
Inklinacja - kąt zawarty między wektorem ziemskiego pola magnetycznego a płaszczyzną poziomą. Innymi słowy jest to odchylenie igły magnetycznej od płaszczyzny poziomej.
Izokliny - to linie na mapie łączące punkty o tej samej wartości inklinacji.
Natężenie ziemskiego pola magnetycznego:
- mają istotne znaczenie praktyczne
Anomalia magnetyczne - rejony w których natężenie ziemskie pola magnetycznego ma wartości różniące się od średnich. W rejonach występowania dodatnich anomalii magnetycznych często występują złoża rud żelaza, chromu lub niklu.
HYDROSFERA - wodna powłoka Ziemi, tworzą ją morza i oceany )98,7% objętości wód), ponadto rzeki, jeziora, wody podziemne i wody uwięzione w lodowcach.
Na Ziemi wyróżniamy 3 typy wód: słone, brakiczne, słodkie.
Wody brakiczne - to wody półsłone, występują one w miejscach mieszania się wód, oraz w niektórych lagunach odizolowanych od otwartego zbiornika morskiego.
Wody morskie - gęstość 1,022-1,028 g/cm3. Zawiera średnio 3,7g/dm3 rozpuszczonych substancji mineralnych. ¾ stanowi chlorek sodu, reszta to: chlorek magnezu, siarczan magnezu, siarczan wapnia, chlorek potasu, węglan wapnia. Oprócz tego woda zawiera również inne związki jak i metale.
Z wodami morskimi związane są takie zjawiska jak: falowanie, pływy (przypływy, odpływy), działalność niszcząca (brzegu i dna morskiego), tworzenie się osadów.
GEOLOGIA HISTORYCZNA - dzieje Ziemi
W geologii historycznej wyróżnia się kilka działów, są to:
1) stratygrafia - nauka o warstwach skalnych i ich wieku
2) paleontologia - nauka o rozwoju świata organicznego na Ziemi
3) paleogeografia - zajmuje się badaniem zmian położenia lądów i mórz
4) paleoklimatologia - zajmuje się badaniami zmian klimatu
Badanie wieku skał i wydarzeń geologicznych:
Wiek bezwzględny skał - jest wyrażony w tysiącach milionach lub miliardach lat.
Wiek względny skał i zjawisk geologicznych - jest ustalany względem innych skał lub zjawisk występujących w tym samym profilu lub na tym samym obszarze.
Kategorie wieku względnego: starszy, równowiekowy, młodszy.
Metody badania wieku bezwzględnego:
Najważniejsze metody określenia wieku bezwzględnego wykorzystują zjawisko rozpadu promieniotwórczego, są to:
1) metoda uranowo-ołowiowa
2) torowo-ołowiowa
3) rubidowo-strontowa
4) potasowo-argonowa
5) radiowęglowa
Pierwszy element nazwy oznacza nazwę pierwiastka którego izotop ulega rozpadowi promieniotwórczemu. Drugi element to nazwa pierwiastka będącego produktem rozpadu promieniotwórczego.
Zakładamy że max zawartość izotopu promieniotwórczego w skale jest w momencie jej powstania. Od momentu powstania skały izotop zaczyna ulegać rozkładowi z czym jego zawartość w skale się zmniejsza, systematycznie zwiększa się natomiast zawartość produktów rozpadu danego izotopu promieniotwórczego.
Zakładamy również że od momentu powstania skały izotop promieniotwórczy nie był do niej dostarczany ani też nie dochodziło do jego ubytku (co mogło by mieć miejsce w wyniku różnych procesów geologicznych).
Aby obliczyć wiek badanej skały konieczna jest znajomość 3 elementów:
1) okres połowicznego rozpadu izotopu promieniotwórczego - jest to czas w którym rozpadowi ulega połowa jąder atomowych danego izotopu promieniotwórczego. Wartość tej stałej jest różna dla każdego izotopu promieniotwórczego. Okres połowicznego rozpadu opisuje tempo w jakim zachodzi rozpad promieniotwórczy.
2) zawartość izotopu promieniotwórczego w skale
3) zawartość produktów rozpadu promieniotwórczego skał
Ograniczenie w stosowaniu metod badania wieku bezwzględnego:
1) izotopy promieniotwórcze nie są powszechne
2) jeśli zawartość izotopu prom w skale jest bardzo nieznaczna to przeprowadzenie wiarygodnych pomiarów może być niemożliwe
Metody badania wieku względnego:
1) metoda superpozycji - czyli nadległości warstw - w myśl tej zasady w profilu niezaburzonym warstwy leżące wyżej są młodsze.
2) metody sedymentologiczne - opiera się na analizie naturalnego następstwa warstw tworzących cykle sedymentacyjne czyli tzw. cyklotemy.
Niektóre typy skał tworzą się w ściśle określonej kolejności, np.: skały gipsowo-solne które powstają w następującej sekwencji: gips - anhydryt - sól kamienna - sole potasowo-magnezowe. Takie następstwo warstw nazywamy cyklotemem.
3) metoda korelacji litologicznej - wykorzystuje ona cechy skał takie jak: barwa, struktura, skład mineralny, obecność rzadkich minerałów i inne. Stosujemy ją w odniesieniu do kilku profili występujących na danym obszarze.
Korelacja - 1) odszukanie odpowiedników wiekowych 2) odszukanie skał równowiekowych.
4) metoda biostratygraficzna - oparta na wykorzystaniu szczątków organizmów zachowanych w skałach. Szczególnie znaczenie maja tzw. skamieniałości przewodne, są to: szczątki organizmów które żyły masowo na dużym obszarze ale przez stosunkowo krótki czas.
5) metody geofizyczne
6) metody archeologiczne.
TABELA STRATYGRAFICZNA
Tabela stratygraficzna powstała w wyniku złożenia profili warstw skalnych znanych z różnych części Świata w jeden profil zbiorczy. Posłużono się przy tym metodami badania wieku względnego i wieku bezwzględnego skał. Następnie ów zbiorczy profil podzielono na pewne zespoły warstw tworząc jednostki stratygraficzne, to jest: eonotem, eratem (grupa), system, oddział, pododdział. Kryterium w oparciu o którego tego podziału dokonano były zmiany w świecie organicznym (flory i fauny) oraz zmiany charakteru powstających skał (co wynikło ze zmian środowiska). Następnie tym jednostkom stratygraficznym przyporządkowano jednostki czasu geologicznego takie jak: eon, era, okres, epoka, podepoka (piętro). Każdej jednostce czasu geologicznego odpowiada zatem zespół warstw który wtedy powstał. Tabela stratygraficzna ulega stałym modyfikacją, dotyczą one głównie jednostek niższego rzędu.
POWSTANIE ZIEMI
Wszechświat powstał 13,7 mld lat temu. Najbardziej akceptowana teoria o powstaniu wszechświata jest Teoria Wielkiego Wybuchu. Wiek Ziemi za pomocą badań izotopowych ustalono natomiast na 4,5-4,6 mld lat (dokonał tego Patterson).
TEORIA AKRECJI
Mówi o powstaniu Ziemi. Ziemia a wraz z nią inne planety naszego układu słonecznego powstały w wyniku kondensacji pyłu kosmicznego krążącego wokół Słońca. Pył ten łączył się najpierw w cząstki, później w większe okruchy, a następnie w planetoidy. Proces ten zachodził w wyniku kolizji między tymi ciałami. Im większe były planetoidy tym większą ilość nie skupionej jeszcze materii był w stanie przyciągnąć. Z czasem liczba kolizji zaczęła maleć. W ten sposób powstały planety. Ziemia w początkowej fazie swojego istnienia była bardzo gorąca (działo się tak w skutek bombardowania jej powierzchni nie skupiona jeszcze materią). Żelazo uległo roztopieniu i spłynęło grawitacyjnie w głąb Ziemi tworząc jej jądro.
ATMOSFERA ZIEMI
Pierwotna atmosfera Ziemi była beztlenowa. Składała się z pary wodnej, dwutlenku węgla, wodoru (który szybko uległ rozproszeniu), azotu, gazów szlachetnych i innych gazów.
Powstanie hydrosfery
Para wodna w miarę upływu czasu zaczęła się kondensować a potem uległa skropleniu.
Pierwotna atmosfera Ziemi utworzyła się w wyniku odgazowania zewnętrznych powłok Ziemi.
Pojawienie się życia na Ziemi
Współczesna nauka nie jest w stanie jednoznacznie odpowiedzieć na pytanie jakie były przyczyny powstania tego zjawiska:
1) w wyniku samorzutnego, przypadkowego powstania z materii nieożywionej - AUTOGENEZA
2) życie powstało z wcześniej utworzonej pierwotnej materii organicznej - PLAZMOGENEZA
TEORIA PANSPERMI
Mówi ona iż życie mogło zostać przyniesione z kosmosu przez pył kosmiczny lub meteoryty.
3,8 mld lat temu - najstarsze ślady organizmów.
ARCHAIK: jest to pierwsza duża jednostka czasu geologicznego (era, eon). Archaik trwał od narodzin Ziemi po około 2,5 mld lat temu, czyli obejmuje okres 2,5 mld lat.
Najstarsze skały jakie powstały na Ziemi liczą sobie 3,9 mld lat. Zostały one odnalezione w Kanadzie, natomiast najstarszy minerał jaki znaleziono to cyrkon w Australii 4,1-4,3 mld lat.
Najstarszymi w pełni poznanymi organizmami żyjącymi na Ziemi były bakterie i cyjanobakterie (sinice). Najstarsze okazy liczą sobie 3,5 mld lat. Zostały odnalezione w Australii. Cyjanobakterie były organizmami kolonialnymi i żyły w zbiornikach morskich.
PROTEROZOIK: (era, eon) rozpoczął się 2,5 mld lat temu. Najważniejszym wydarzeniem (początek proterozoiku) było pojawienie się tlenu w atmosferze ziemskiej. Około 30 lat temu uczony LOVELOCK przedstawił HIPOTEZE GAI (wyjaśnia jak pojawił się tlen w atmosferze). Cyjanobakterie były organizmami przeprowadzającymi fotosyntezę, pochłaniały CO2 robiąc z niego osad, a produktem ubocznym był tlen. Początkowo tlen był wydatkowany na utlenianie związków w wodzie morskiej, a później zaczął gromadzić się w atmosferze, działo się to około 2 mld lat temu. Wszystkie organizmy żyjące w Proterozoiku były bezszkieletowe. Pod koniec proterozoiku pojawiła się tak zwana fauna ediakarańska, nazwa ta wzięła się od miejscowości Ediacara w Australii, fauna ta żyła około 580-600 mln lat temu. W proterozoiku miały również miejsce ruchy górotwórcze, doszło także do zlodowacenia.
ARCHAIK + PROTEROZOIK = PREKAMBR
FENEROZOIK jest nazwą eonu.
Poglądy na temat rozwoju świata organicznego na Ziemi:
1) Teoria ewolucji Darwina - przetrwać mogą jedynie te gatunki które w możliwie doskonałym stopniu przystosują się do zmian środowiska naturalnego.
Ewolucja jest serią stopniowych adaptacji. Jej efektem jest powstawanie nowych gatunków z już istniejących. Motorem napędowym ewolucji jest walka o byt. Gatunek może albo dostosować się do zmian środowiska naturalnego i wykształcić mechanizmy obronne albo wymiera.
Niezależnie od procesu ewolucji na obraz świata organicznego wpływały gwałtowne procesy naturalne o charakterze kataklizmu.
FENEROZOIK dzieli się na 3 ery:
- erę paleozoiczną (paleozoik)
- erę mezozoiczną (mezozoik)
- erę kenozoiczną (kenozoik)
PALEOZOIK
1) Kambr - rozpoczął się 542 mln lat temu, zakończył się 488 mln lat temu. Masowe pojawienie się wielu gatunków zwierząt wcześniej nie występujących (wielka eksplozja kambryjska). Typową grupą zwierząt były trylobity. Inną grupa zwierząt były archeocjaty. Oprócz tych organizmów żyły też: gąbki, ślimaki, ramienionogi. Z kambru znane są również liczne organizmy bezszkieletowe. Pod koniec protorezoiku kontynenty były ze sobą połączone tworząc jeden ląd zwany PANGEO. W kambrze kontynenty zaczynają się rozsuwać. Kambr był okresem spokoju tektonicznego. U schyłku kambru zaczyna się masowe wymieranie trylobitów ciepłolubnych.
2) Ordowik - (488-444 mln lat temu) Jest kolejnym okresem rozwoju fauny morskiej (pierwsze rybokształtne kręgowce, u schyłku ordowiku ryby pancerne). Typową faunę morską reprezentują: trylobity, ramienionogi, graptolity, koralowce, głowonogi, liliowce.
3) Sylur (444-416 mln lat temu), fauna morska zbliżona jest do tej co występowała w ordowiku. Główna faza orogenezy kaledońskiej (ruchy górotwórcze, powstawanie gór), podczas tej orogenezy wypiętrzone zostały góry skandynawskie, góry szkodzkie, apallachy, południowa część gór świętokrzyskich i wschodnia część Sudetów. Pod koniec syluru pojawiają się pierwsze rośliny lądowe zwane psylofitami.
4) Dewon - (416-359 mln lat temu) jest okresem bogactwa ryb, pojawiają się potężne ryby szczękowce, ryby płucodyszne (pobierają tlen z wody i powietrza). Pod koniec okresu pojawiają się pierwsze płazy oraz bezskrzydłe owady. Typowa faunę tworzą: ramienionogi, koralowce, głowonogi, ślimaki, gąbki, trylobity i inne. Płazy: ichtiostega. Flora: następuje bujny rozwój psylofitów oraz paprotników (paprocie, skrzypy, iglaki). W dewonie panował zróżnicowany klimat, przez część okresu ciepły i wilgotny: w takich warunkach tworzyły się różne odmiany wapieni przez pozostała część dewonu występował klimat gorący i suchy, powstawały osady gipsowo-solne, skały okruchowe o czerwonym zabarwieniu. Skały okruchowe tworzyły się w wyniku piętrzenia i erozji gór wypiętrzonych w orogenezie kaledońskiej.
W dewonie wyróżniamy 2 kontynenty: północny zwany LAURAZJĄ (laurencja), południowy zwany GONDWANĄ. Oddzielone są od siebie oceanem TETYDY.
5) Karbon (359-299 mln lat temu) jest okresem dalszego rozwoju płazów, pojawiają się pierwsze gady oraz owady skrzydlate m.in. meganaura. Fauna przybrzeżno-morska: ramienionogi, koralowce, ślimaki. Zaczynają wymierać trylobity. Na obu kontynentach (laurazji i gondwanie) panują różne warunki klimatyczne. Na Laurencji w górnym karbonie występował klimat ciepły i wilgotny umożliwiający bujny rozwój flory, głównie paprotników, osiągały wysokość 40 m, rosły na rozległych podmokłych terenach torfowiskowych, oprócz nich pojawiły się pierwsze rośliny drzewiaste tzn. kordaity. Ze szczątków paprotników i kordaitów powstał węgiel kamienny którego złożą występują w GZW, LZW, DZW.
Na gondwanie panował klimat chłodny, miało miejsce zlodowacenie. Na przełomie karbonu dolnego i górnego miało miejsce apogeum orogenezy hercyńskiej (waryscyjska), wypiętrzone zostały: Wogezy, Masyw Centralny, góry śietokrzyskie, Sudety.
6) Perm (299-251 mln lat temu) dochodzi do szybkiego rozwoju płazów, gadów i owadów skrzydlatych. Fauna: ramienionogi, głowonogi, małże, ślimaki. Wymierają trylobity. Flora: przypominała faunę karbońską lecz była uboższa. Pojawiły się rośliny szpilkowe oraz sagowce. Kontynenty tworzą jeden ląd zwany PANGEA. W północnej części panuje klimat gorący i suchy, jego efektem jest tworzenie się grubych kompleksów osadów gipsowo-solnych, powstały również skały okruchowe, głównie piaskowce będące efektem piętrzenia i wietrzenia gór wypiętrzonych w orogenezie hercyńskiej. Wzmożona aktywność wulkaniczna.
Na gondwanie panuje klimat umiarkowany i wilgotny, dochodzi do bujnego rozwoju flory (głównie paprotniki) z ich szczątków powstał węgiel kamienny (Australia, RPA, Indie). Na przełomie permu i triasu ma miejsce największe wymieranie w dziejach Ziemi. Wyginęło wtedy 80-90% gatunków zwierząt przybrzeżno-morskich a także liczne gatunki zwierząt lądowych. Pod koniec permu poziom wody obniżył się o 100m.
ERA MEZOZOICZNA (MEZOZOIK)
Dzieli się na 3 okresy: Trias, Jura, Kreda.
Trias (251-200 mln lat temu) jest okresem bujnego rozwoju fauny, rozwijają się gady, istnieją formy morskie (pływające i drapieżne o rozmiarach wielorybów) np. mixosaurus. Pojawiają się gady ssakokształtne, jak również pierwsze dinozaury. Nazwa dinozaurów odnosi się do dwóch rzędów w obrębie podgromady: gady naczelne. Dinozaury były zwierzętami lądowymi. Pierwsze dinozaury miały rozmiary pas. Szczątki najstarszego europejskiego dinozaura znaleziono w Krasiejowie na Opolszczyźnie, nazwano go Silesaurus opolensis (silezaur). Bujny rozwój fauny morskiej. Reprezentują ją: ramienionogi, małże, ślimaki, koralowce, liliowce oraz amonity (zaliczane do głowonogów). Flora Triasu w dużym stopniu przypomina florę permską, tworzyły ją: sagowce, benetyty, miłorzębowe. W Triasie następuje rozpad PANGEI. Trias jest okresem spokoju tektonicznego. Klimat triasu zmieniał się. W trasie dolnym był gorący i suchy, powstały wtedy skały okruchowe (piaskowce) a także skały gipsowo-solne. W triasie środkowym klimat był ciepły i wilgotny, powstały wtedy skały węglanowe (wapienie, dolomity, margle). W triasie górnym klimat był umiarkowany, powstawały osady lądowe (iły, piaski). Z triasem związane są złoża rud cynku i ołowiu występujące w rejonie Olkusza i Trzebini. Rudy te spotkamy w skale zwanej dolomitem kruszconośnym.
Jura (200-145 mln lat temu) kolejny okres rozwoju gadów (w tym dinozaurów). W jurze występowały gady morskie, drapieżne o znacznych rozmiarach, wśród nich wyróżniamy: ichtiosaurus, plesiosaurus. Główny rozwój gadów przebiegał na lądzie. Jurajskie dinozaury: brontosaurus, brachiosaurus, diplodocus, stegosaurus. Ponadto istniały gady latające (pterozaury). Zaliczamy do nich: pterodaktyl, pteranodon. Pterozaury szybowały, poruszały się lotem ślizgowym. W jurze pojawił się również pierwszy ptak: archaeopteryx. W dalszym ciągu postępował rozwój płazów, owadów. Występowała bogata fauna morska: ramienionogi, małże, ślimaki, koralowce, ramienionogi, belenity (głowonogi). W jurze następuje dalsze rozsuwanie się kontynentów. Pod koniec okresu ma miejsce wielka transgresja, czyli proces wkraczania mórz na tereny lądowe (regresja - proces odwrotny). Klimat ciepły i wilgotny. Powstały wtedy m.in. złoża rud żelaza występujące w okolicach Częstochowy, Łęczycy, Kłobucka. Skały: wapienie budujące wyżynę krakowsko-częstochowską (jura krakowsko-częstochowska).
Kreda (145-65 mln lat temu) w dalszym ciągu występowały potężne gady lądowe. Największy: tyrannosaurus rex (największy drapieżnik w dziejach Ziemi). Inne dinozaury: igłanodon, triceratops, protoceratops. Liczne gatunki płazów, owadów. W kredzie wyodrębniły się w świecie zwierząt morskich dwie prowincje: prowincja alpejska, czyli subtropikalna (ślimaki, koralowce, małże, belenity), prowincja borealna czyli chłodna (małże, amonity, belenity). Na przełomie kredy dolnej i górnej następują gwałtowne zmiany w świecie flory. Zaczynają dominować rośliny okrytonasienne (eukaliptus, topola), pojawiają się pierwsze rośliny kwiatowe (magnolia). Flora nagonasienna (sosny, sekwoje). W kredzie ma miejsce dalszy ciąg transgresji morskiej. Pod koniec okresu rozpoczyna się główna faza orogenezy alpejskiej. Odnotowano również bardzo intensywny epizod wulkanizmu - powstanie rozległych wielometrowej grubości pokrywy lawy. Skały: węglanowe utwory (występują w Tatrach, Pieninach, rejon Opala).
MASOWE WYMIERANIE z przełomu ery mezozoicznej i kenozoicznej (przełom kredy i trzeciorzędu).
W wyniku tego wymierania wyginęły wszystkie gatunki dinozaurów, wielkie gady morskie a także amonity i inne zwierzęta morskie oraz niektóre zwierzęta lądowe. Przyczyną tego wymierania były zmiany środowiska naturalnego jakie zaszły w wyniku uderzenia planetoidy w powierzchnię Ziemi (średnica planetoidy 10 km).
Dowody:
- istnienie krateru (półwysep Jukatan), średnica krateru 200-300 km
- wykrycie tzw. anomalii irydowej: osady z pogranicza kredy i trzeciorzędu zawierają wysoką domieszkę irydu. Iryd jest pierwiastkiem rzadkim w skorupie ziemskiej, a częstym w meteorytach.
- występowanie w kraterze i okolicach skał tworzących się w warunkach ekstremalnych temperatur i ciśnienia.
Mechanizm wielkiego wymierania:
Uderzenie planetoidy spowodowało wzniecenie potężnej ilości pyłu, który przedostał się do atmosfery i tam uległ zawieszeniu na długi okres. Jednocześnie w wyniku powstających pożarów do atmosfery przedostały się także znaczące ilości popiołów. W rezultacie nastąpiło ograniczenie ilości promieniowania słonecznego dochodzącego do powierzchni Ziemi co spowodowało zakłócenie procesu fotosyntezy i masowe obumieranie roślin. Nastąpił również znaczący spadek temperatur.
Teoria ta stworzona została przez braci Alvarez, jest powszechnie akceptowana.
ERA KENOZOICZNA (KENOZOIK)
Według klasycznego podziału powszechnie stosowanego erę kenozoiczna dzielimy na 2 okresy:
1) trzeciorzęd
-
paleogen |
paleocen
- eocen
- oligocen
-
neogen |
miocen
- pliocen
2) czwartorzęd
- plejstocen
- holocen
Według propozycji Międzynarodowej Unii Nauk Geologicznych (IUGS 2004) era kenozoiczna ma dzielić się na 2 okresy: paleogen (obejmuje te same epoki co w obecnym podziale) oraz neogen (obejmuje epoki od miocenu po holocen).
Trzeciorzęd (65-1,8 mln lat temu). Dynamiczny rozwój ssaków. W trzeciorzędzie pojawiają się koniowate, trąbowce, nosorożce i torbacze. Pierwszy przedstawiciel koniowatych to eohippus. Dochodzi do dalszego rozwoju ptaków. Typowa fauna morska jest reprezentowana przez: małże, ślimaki, otwornice. Otwornice - niewielkie organizmy planktoniczne posiadające wapienne pancerzyki. Świat florystyczny przypomina świat który istniał w górnej kredzie, pojawiają się i rozwijają trawy. W dolnej części trzeciorzędu ma miejsce apogeum orogenezy alpejskiej. Wypiętrzeniu uległy wtedy: Alpy, Karpaty, Pireneje, Kaukaz, Himalaje, Andy, Kordyliery i inne. W trzeciorzędzie układ lądów staje się stopniowo podobny do obserwowanego współcześnie. Najważniejsze skały na terenie Polski to: sól kamienna występująca w zapadlisku przedkarpackim (okolice Bochni i Wieliczki). Z tego okresu pochodzą złoża siarki rodzimej, złoża gipsu w dolinie Nidy. Z trzeciorzędu pochodzą również skały wulkaniczne głównie bazalty (Dolny Śląsk). W trzeciorzędzie pojawiają się małpy naczelne i pierwsi przedstawiciele homonidów.
Czwartorzęd (1,8 - do dziś). W czwartorzędzie pojawiają się a potem wymierają liczne gatunki zwierząt, takie jak: nosorożec włochaty, niedźwiedź jaskiniowy, mamut, tygrys szablozębny. Dochodzi do ewolucji homonidów. W dolnej części okresu (plejstocen) miało miejsce potężne zlodowacenie które objęło swoim zasięgiem północną Europę i północną część Ameryki Pn. Klimat w plejstocenie zmieniał się. Wyróżniamy okresy chłodne tzw. glacjaty (zlodowacenia) oraz okresy ocieplenia klimatu czyli interglacjaty. Największy zasięg miał lądolód podczas tzw. zlodowacenia Sanu (zlodowacenie południowo-polskie). W czwartorzędzie powstały liczne utwory będące efektem działalności lodowca, m.in. moreny (zbudowane głównie z glin zwałowych) oraz nagromadzenia żwirów, piasków i innych. W czwartorzędzie powstał również torf (niż polski).
PROCESY GEOLOGICZNE jest to zespół zjawisk powodujących przeobrażanie skorupy ziemskiej. Dzielimy je na 2 grupy:
- procesy endogeniczne - te które swoje źródło maja w głębi Ziemi
- procesy egzogeniczne - zachodziły pod wpływem działania słońca i księżyca
Metody badania procesów geologicznych:
1) analiza przebiegów procesów zachodzących współcześnie (np. procesu wulkanizmu, zjawisk w korycie rzecznym)
2) analiza skutków procesów które miały miejsce w dawnych epokach geologicznych.
Posługujemy się przy tym zasadą aktualizmu geologicznego. Zakłada ona iż w przeszłości działały takie same prawa fizyczne i chemiczne jak dzisiaj. W związku z czym procesy geologiczne zachodziły dzięki takim samym siłą i miały podobny przebieg jak współcześnie.
Do procesów endogenicznych zaliczamy:
- magmatyzm (który można podzielić na: plutonizm, wulkanizm)
- diastrofizm
- trzęsienia ziemi
- metamorfizm skał
MAGMATYZM
To ogół procesów związanych z obecnością magmy w głębi Ziemi, w skorupie ziemskiej i na powierzchni Ziemi. Dzielimy na:
- plutonizm który dotyczy procesów zachodzących w głębi Ziemi
- wulkanizm który dotyczy procesów związanych z wydostawaniem się magmy nad powierzchnię ziemi lub zastyganiem płytko pod powierzchnią ziemi.
Magma - to ognisko, płynny stop skalny nasycony gazami, skład chemiczny magmy może być bardzo zróżnicowany, główny składnik magmy to: krzemionka.
Konsekwencją zróżnicowania chemicznego składu magmy jest występowanie skał o różnym składzie mineralnym. Magma migruje z ogniska magmowego (znajdującego się w głębi ziemi) ku górze poprzez szczeliny uskokowe, spękania i w skutek przetapiania skał osłony. W miarę wędrówki magmy ze zbiornika magmowego ulega ona stopniowemu ochłodzeniu się. Dochodzi do krystalizacji minerałów. Tworzą się skały magmowe. Tak tworzą się skały plutoniczne lub subwulkaniczne (żyłowe). Skały wylewne powstają w wyniku wydostania się magmy (lawy) na powierzchnie Ziemi. Skały plutoniczne i subwulkaniczne tworzą różnego rodzaju intruzje magmowe. Możemy je podzielić na 2 grupy: zgodne i niezgodne.
Intruzje zgodne dostosowują się swoim przebiegiem do ułożenia warstw w których występują. Natomiast intruzje niezgodne przecinają warstwy w których występują. Do intruzji zgodnych zaliczamy: lakolit, lopolit, fakolit, sill. Do intruzji niezgodnych zaliczamy: dajki, żyły kominowe, batolity.
W wyniku zastygania magmy wytwarzają się naprężenia powodujące powstawanie regularnych sieci spękań zwanych ciosem. Cios występuje m.in. w granicie, w bazaltach.
TEORIA TEKTONIKI PŁYT LITOSFERY
Teoria ta ma w geologii największe znaczenie. W budowie ziemi wyróżnić można 6 wielkich płyt litosfery:
- płyta eurazjatycka
- płyta afrykańska
- płyta indoaustralijska
- płyta antarktyczna
- płyta amerykańska
- płyta pacyficzna
ponadto istnieją jeszcze małe i mikro płyty m.in. płyta arabska i ......... . Płyty te wygięte są zgodnie z kształtem ziemi, są sztywne i przemieszczają się po powierzchni astenosfery w tempie od kilku do kilkunastu cm na rok. Płyty litosfery są stale odbudowywane w strefach akrecji i niszczone w strefach subdukcji.
STREFY AKRECJI - znajdują się w obrębie potężnych systemów grzbietów śródoceanicznych ciągnących się w niektórych częściach dna oceanicznego, np.: w dnie oceanu atlantyckiego, w dnie oceanu indyjskiego i spokojnego. W osiowej partii tych grzbietów znajdują się szerokie, głębokie rozłamy sięgające astenosfery zwane dolinami ryftowymi lub ryftami, następuje tam odbudowywanie (odnawianie) płyt litosfery. Proces ten polega na tym iż rozgrzana materia (magma) pochodząca z płaszcza ziemi podnosi się ku powierzchni dna morskiego w strefie rozłamów, w tym procesie następuje stygniecie i krzepniecie magmy. Dobudowaniu ulęgają brzeżne części płyt litosfery po obu stronach doliny ryftowej. Ponieważ płyty litosfery są w ciągłym ruchu (rozsuwają się one na boki) dolina ryftowa nie ulega zamknięciu, proces ten ma charakter ciągły.
Grzbiety śródoceaniczne pocięte systemami uskoków transformacyjnych (transformujących) wzdłuż których może następować przesuwanie się płyt litosfery.
Proces odnawiania i ruchu płyt litosfery nosi nazwę spredingu dna oceanicznego (rozrostu dna oceanicznego).
Płyty litosfery są niszczone w strefach subdukcji, znajdują się one w obrębie rowów oceanicznych, następuje tam podsuwanie się jednej płyty litosfery pod inną płytę litosfery oceanicznej lub kontynentalnej. W miarę jak podsuwająca się płyta litosfery znajduje się coraz głębiej jej część ulega stopieniu, a powstała w ten sposób materia miesza się z materią płaszcza ziemi. Procesy odnawiania i niszczenia płyt litosfery wzajemnie się kompensują.
Płyty litosfery mogą być zbudowane wyłącznie z litosfery oceanicznej (płyta pacyficzna), bądź z litosfery oceanicznej z wtopionymi weń blokami kontynentalnymi (płyta afrykańska), dlatego kontynenty przemieszczają się wraz z całą płytą. Kontynenty nie ulegają subdukcji.
Zarówno ze strefą akrecji i subdukcji związane są różnego rodzaju procesy endogeniczne:
Strefa akrecji:
- wulkanizm
- płytkie trzęsienia ziemi
- plamy gorąca - strefy wzmożonego dopływu ciepła z głębi ziemi
Strefa subdukcji:
- trzęsienia ziemi
- magmatyzm (plutonizm i wulkanizm)
- powstawanie młodych gór fałdowych (w strefach podsuwania się płyty litosfery pod litosferę kontynentalną)
- tworzenie się łuków wysp (w miejscach podsuwania się płyty litosfery pod litosfere oceaniczną)
- metamorfizm skał
WULKANIZM
Produkty wulkanizmu (produkty erupcji wulkanicznych):
Erupcja - wydostanie się produktów wulkanicznych na powierzchnie.
Produkty gazowe:
- para wodna
- dwutlenek węgla
- dwutlenek siarki
- siarkowodór
- wodór
- azot
- tlenek węgla
- fluor
- chlor
- amoniak
- argon
Produkty stałe:
- popiół, pył wulkaniczny - średnica okruchów wyrzucanych przez wulkan <0,05 mm
- piasek wulkaniczny 0,05-2 mm
- bomby wulkaniczne >64 mm
Produkty ciekłe (lawy-magma wydostająca się na powierzchnię ziemi):
- lawy kwaśne >65% SiO2
- lawy obojętne 65-52% SiO2
- lawy zasadowe 52-40% SiO2
- lawy ultrazasadowe <40% SiO2
SiO2 - krzemionka
Lawy kwaśne - są jasne, gęstość 2,7-2,8 g/cm3, lepkie, trudnostygnace, dużo gazów, kopuły (kształt wulkanu), Chełmiec koło Wałbrzycha.
Lawy zasadowe - ciemne, gęstość 2,95-3,10 g/cm3, rzadkie, łatwostygnące, mało gazów, wulkany tarczowe (prawie płaskie), Hawaje.
Budowa wulkanu:
- stożek wulkaniczny - może go nie być w zależności od rodzaju produktów wulkanizmu.
- krater - centralna część stożka wulkanicznego przez który wydostaje się magma
- czasami mogą występować kratery pasożytnicze na zboczach stożka wulkanu
- niekiedy stożki wulkaniczne pocięte są szczelinami przez które może dochodzić do wypływu lawy
- krater za pośrednictwem przewodu wulkanicznego (komina wulkanicznego) połączony jest z ogniskiem magmowym (zbiornikiem magmowym, komorą wulkaniczną).
Podział wulkanów według przebiegu erupcji:
1) efuzywne - ze spokojnym wylewem lawy
2) eksplozywne - wyrzucają materiał piroklastyczny
- maar - lejkowate zagłębienie otoczone wieńcem materiału piroklastycznego, może przechodzić w
- diatremę - komin wulkaniczny wypełniony materiałem okruchowym
3) przejściowe (stratowulkany) - wyrzucające lawę i materiał piroklastyczny tworząc naprzemianległe warstwy.
Podział wulkanów według stanu aktywności:
- czynne
- drzemiące
- wygasłe
Podział erupcji wulkanicznych:
- centralne (zachodzi przez krater wulkanu)
- linijne (zachodzi wzdłuż szczeliny)
Zjawiska powulkaniczne (postwulkaniczne):
1) ekshalacje - wydzielanie się gazów:
- fumarole 500-1000C różne gazy, głównie związki siarki
- solfatary 100-200C głownie para wodna i H2S
- noffety <100C głównie CO2 i para wodna
2) erupcje wulkanów błotnych
3) gorące źródła (cieplice, termy) temperatura do 100C
4) gejzer
DIASTROFIZM - jest to ogół procesów prowadzących do mechanicznego odkształcenia skorupy ziemskiej. Przejawiają się poprzez ruchy tektoniczne.
Ruchy tektoniczne dzielimy na:
1) ruchy orogeniczne (górotwórcze) - są dynamiczne, nie są tak powszechne jak ruchy lądotwórcze. Występują na ograniczonych obszarach. Zachodzą głównie w płaszczyźnie poziomej, a ich efektem jest powstawanie młodych gór fałdowych.
2) ruchy epejrogeniczne (lądotwórcze) - ruchy powolne, zachodzą w płaszczyźnie pionowej, czyli są to ruchy obniżające i wznoszące, ich efektem są zmiany w rozmieszczeniu lądów i mórz. Przejawiają się one poprzez transgresje i regresje.
Najważniejsze orogenezy w dziejach świata to:
1) orogeneza kaledońska - w której główna faza przypadła na sylur
2) orogeneza hercyńska (waryscyjska) - przełom karbonu dolnego i górnego
3) orogeneza alpejska - górna kreda i dolny paleogen.
Ułożenie warstw skalnych w przestrzeni:
Ułożenie warstw skalnych jest efektem procesów tektonicznych. Pierwotne ułożenie warstw jest poziome - taki model budowy geologicznej nazywamy płytą. W wyniku ruchów epejrogenicznych (lądotwórczych) zachodzących ze zróżnicowanym nasileniem może powstać monoklina. W tym modelu warstwy nachylone są w tym samym kierunku pod tym samym katem.
DEFORMACJE TEKTONICZNE:
Dzielimy na ciągłe i nieciągłe.
Deformacje ciągłe:
Różnego rodzaju fałdy.
Klasyfikacja fałdów:
1) kinematyczna klasyfikacja fałdów - bierzemy w niej pod uwagę kat zawarty między płaszczyzną fałdu a powierzchnią osiową:
- fałd stojący (90)
- fałd pochylony (0-45)
- fałd obalony (45-90)
- fałd leżący (90)
- fałd przewalony (powyżej 90)
2) klasyfikacja według kształtu fałdu przekroju:
- fały zębate
- fałdy grzebieniowe
- fałdy paraboliczne
- fałdy półkoliste
- fałdy skrzynkowe (kuferkowe)
- fałdy wachlarzowe (wachlarzowate)
3) klasyfikacja w zależności od stosunku wysokości fałdu do jego promienia:
- fałdy szerokopromienne
- fałdy średniopriomienne
- fałdy wąskopromienne
4) klasyfikacja w zależności od stosunku długości do szerokości fałdu na obrazie wychodni (na mapie):
- antykliny i synkliny linijne
- brachy antykliny i brachy synkliny
- kopuły i niecki
Łuska - jest to fałd który uległ skróceniu tektonicznemu (w wyniku zuskokowania).
Skrócenie tektoniczne - brak pewnej części.
Zespół łusek nazywamy skibą.
Deformacje nieciągłe:
Uskoki
Klasyfikacja uskoków:
1) klasyfikacja kinematyczna:
- uskoki zrzutowe (przemieszczenia warstw w pionie)
- normalny - gdy powierzchnia uskoku nachylona jest w kierunku skrzydła zrzuconego
- odwrócony (inwersyjny) - gdy powierzchnia uskoku nachylona jest w kierunku skrzydła wiszącego
- progowy - gdy powierzchnia uskoku jest pionowa
- uskoki przesówcze, dzielimy w zależności od kierunku przesunięcia skrzydeł:
- lewoprzesówcze
- prawoprzesówcze
- zrzutowoprzesówcze
2) ze względu na tor ruchu:
- uskoki translacyjne, w przypadku których zrzut ma tę samą wartość wzdłuż całego uskoku
- uskoki rotacyjne, wartość zrzutu zmienia się:
- zawiasowy
- nożycowy
3) w zależności od ich kierunku względem struktury którą one zaburzają:
- podłużne
- poprzeczne
- skośne
Uskoki tworzyć mogą formy złożone, zaliczamy do nich:
- uskok schodkowy
- rów tektoniczny
- zrąb (horst)
Fleksura - jest to struktura związana genetycznie z uskokiem (naduskokowe ugięcie warstw)
Nasunięcie - płaski uskok odwrócony.
Płaszczowiny - to nasuniecie regionalnych (ogromnych) rozmiarów. Płaszczowina odznacza się tym iż przemieszczenie warstw następuje na wielokrotnie dłuższą odległość niż wynosi ich grubość. Takie płaszczowiny występują w Karpatach.
HALOTEKTONIKA (tektonika solna, solinarna):
Procesy tektoniki solnej zachodzą w wyniku uplastycznienia soli pod wpływem ciśnienia warstwy nadkładu i jej ruchu ku górze poprzez spękania, szczeliny i inne strefy odznaczające się zmniejszeniem odporności na działanie tektoniczne. Proces ruchu soli nosi nazwę halokinezy. Efektem tego procesu jest powstawanie poduszek solnych a następnie słupów solnych które mogą przebijać skały osłony a także łączyć się w większe struktury zwane murami solnymi. Słupy solne i mury solne określamy wspólną nazwą diapiry (wysady).
W Polsce takie struktury występują na Kujawach - wysadów solnych jest tam kilkanaście i umożliwiają one eksploatacje soli kamiennej. Jeden z nich to wysad Kłodawy (występuje ponad nim antyklina solna).
GLACITEKTONIKA - procesy tektoniczne będące efektem działania lodowca. Typowy przejaw tego procesu to powstawanie fałdów.
TRZĘSIENIA ZIEMI - naturalne wstrząsy skorupy ziemskiej wywołane siłami wewnętrznymi rozchodzące się w postaci fal sejsmicznych.
Hipocentrum - jest to punkt w głębi Ziemi stanowiący teoretyczne źródło fal sejsmicznych (w rzeczywistości źródłem fal jest pewien obszar zwany ogniskiem trzęsienia Ziemi).
Epicentrum - punkt na powierzchni Ziemi, leżący bezpośrednio nad hipocentrum. Wstrząsy dochodzą tam najwcześniej i mają największą siłę.
Badaniem trzęsień Ziemi zajmuje się sejsmologia. Do rejestracji rozchodzenia się fal sejsmicznych służy sejsmograf. Graficznym obrazem rozchodzenia się fal jest sejsmogram.
Na mapach sejsmologicznych zaznacza się:
- izosejsty - linie łączące punkty o jednakowym natężeniu wstrząsów
- izochrony - linie łączące punkty do których wstrząsy dotarły po takim samym czasie
Rodzaje trzęsień Ziemi:
1) tektoniczne
2) wulkaniczne
3) zapadowe
Trzęsienia tektoniczne:
Spowodowane są rozładowywaniem naprężeń powstających w strefie kontaktów płyt litosfery. Trzęsienia te występują w rejonach stref subdukcji, zwłaszcza w ich częściach zwanych strefami Benioffa, zlokalizowane są one w górnej części podsuwającej się płyty litosfery. Występują również w rejonach grzbietów śródoceanicznych, zwłaszcza w miejscach występowania uskoków transformujących.
Trzęsienia tektoniczne:
Związane są z wybuchami wulkanów (również podmorskich). Występują rzadziej.
Trzęsienia zapadowe:
Związane są z zapadaniem się skał nad rozległymi pustkami w masywie skalnym. Pustki takie mogą tworzyć się w wyniku procesów krasowych.
Na powierzchni Ziemi wyróżniamy rejony:
1) sejsmiczne (często występujące trzęsienia)
2) pensejsmiczne (rzadko występujące trzęsienia)
3) asejsmiczne (w ogóle nie występujące trzęsienia)
Trzęsienia sejsmiczne:
Pas około pacyficzny, pas wzdłuż morza śródziemnego przez Azje mniejszą, półwysep indyjski po półwysep malajski. Trzęsienia te mają charakter tektoniczny. Trzęsienia wulkaniczne występują na Hawajach. Trzęsienia zapadowe na półwyspie bałkańskim.
Trzęsienia pensejsmiczne:
Występuje w rejonie masywu centralnego.
Trzęsienia asejsmiczne:
Polska i kraje ościenne, Syberia, Kanada, Brazylia, Afryka.
Podobny przebieg do trzęsień ziemi maja tąpania. Są to wstrząsy sejsmiczne spowodowane gwałtownym odprężeniem skał w skutek prowadzenia działalności górniczych.
Tsunami - fala wywołana podmorskim trzęsieniem ziemi lub wybuchem podmorskiego wulkanu, charakteryzuje się ona bardzo dużą prędkością i dużą wysokością (do 30-40 m).
Do procesów endogenicznych zaliczamy również metamorfizm skał.
PROCESY EGZOGENICZNE
Zachodzą one na powierzchni Ziemi lub płytko pod nią. Obejmują zjawiska związane z:
denudacja |
1) wietrzeniem
2) erozją
3) powierzchniowe ruchy masowe
4) transport materiału pochodzącego z wietrzenia i erozji
5) procesy związane z sedymentacją (akumulacją) materiału pochodzącego z wietrzenia i erozji
6) procesy związane z diagenezą osadów
Wietrzenie - rozpad mechaniczny i rozkład chemiczny skał pod wpływem czynników egzogenicznych (zewnętrznych). Zachodzi na powierzchni Ziemi i w strefie przypowierzchniowej (strefa wietrzenia). Efektem wietrzenia jest powstanie zwietrzeliny.
Wietrzenie fizyczne (mechaniczne) - efektem jest dezintegracja ziarnowa skał czyli rozpad na okruchy skał.
- insolacja - zachodzi na terenach pustynnych, w ciągu dnia minerały budujące skałe pod wpływem nasłonecznienia zwiekszają swoją objetość, w nocy kurcza się, powstajace naprężenia powodują rozkruszenie skał
- zamróz - woda dostająca się w strzeliny skalne zamarza powodując rozsadzanie skał
- krystalizacja soli - podobny przebieg do zamrozu, wystepuje na pustyni, skały ulegają zniszczeniu w wyniku zwiększenia się rozmiarów kryształów soli tworzących się w ich szczelinach.
- Mechaniczne oddziaływanie organizmów zywych - niszczenie skał w wyniku rozwoju systemów korzeniowych drzew i krzewów
Wietrzenie chemiczne - efektem jest rozkład chemiczny skał i minerałów, procesy te powstaja pod wpływem substancji powszechnie wystepujących w przyrodzie (tlen, woda)
- rozpuszczanie
- hydroliza
- utlenianie
- redukcja
- uwodnienie (.........................) - przejście minerału bezwodnego w uwodniony
- uwęglanowienie (karbonatyzacja) - tworzenie się węglanów pod wpływem reakcji z dwutlenkiem węgla
- kaolinityzacja - tworzenie się minerału kaloinitu z ortoklazu lub plagioklazu
- laterytyzacja - tworzenie się brunatno-czerwonawych pokryw zbudowanych z nierozpuszczalnych związków żelaza i glinu, a także krzemionki w wyniku wietrzenia skał węglanowych w warunkach klimatu tropikalnego i subtropikalnego
Procesy wietrzenia chemicznego zachodzą głównie w warunkach klimatu tropikalnego i subtropikalnego.
Erozja - mechaniczne niszczenie skał połączone z usuwaniem powstających okruchów skalnych przez wodę, lodowce, wiatr. Uruchomiony przez erozję materiał okruchowy staje się jej narzędziem i jednocześnie sam podlega erozji.
Powierzchniowe ruchy masowe - przemieszczanie w dół stoku zwietrzeliny, osadów oraz przypowierzchniowych partii podłoża skalnego pod wpływem siły ciężkości (osuwanie, obrywanie, spełzywanie).
Denudacja - ogół procesów niszczących, powodujące stopniowe wyrównywanie się i obniżenie powierzchni Ziemi. Obejmują one: wietrzenie, erozje, ruchy masowe.
Poprzez transport rozumiemy przenoszenie materiału pochodzącego z wietrzenia i erozji skał starszych przez wody, lodowce i wiatry.
Sedymentacja czyli akumulacja to osadzanie się materiału pochodzącego z wietrzenia i erozji skał starszych w danym zbiorniku sedymentacyjnym. Może nim być zbiornik morski, koryto rzeczne, jezioro czy też tereny lądowe.
Diageneza - procesy zachodzące w świeżo złożonym osadzie, m.in. jego utwardzenie i wykształcenie spoiwa. W wyniku diagenezy skały luźne ulęgają przekształceniu w skały zwięzłe.
CYKL SKALNY
MAGMA
ZWIĘZŁE SKAŁY OSADOWE
SKAŁY MAGMOWE
SKAŁY METAMORFICZNE
LUŹNE SKAŁY OSADOWE
metamorfizm
metamorfizm
wietrzenie
wietrzenie
diageneza
transport
sedymentacja
transport
wietrzenie
|
|
|
|
Procesy erozji, transportu i sedymentacji zachodzą pod wpływem różnych czynników i w różnych środowiskach, dlatego też mówimy o:
- geologicznej działalności morza
- geologicznej działalności rzek
- geologicznej działalności wód podziemnych
- geologicznej działalności lodowców
- geologicznej działalności wiatru
Geologiczna działalność morza przejawia się poprzez: erozje, transport, akumulację.
Erozję morska powodują:
1) falowanie
2) pływy morskie
3) prądy morskie
Falowanie jest wzbudzane przez wiatr. Cząsteczki wody drgają wokół położenia równowagi, poruszają się po drodze kołowej i wracają mniej więcej do początku wyjścia.
Elementy fali:
- szczyt
- dół
odległość pionowa miedzy szczytem a dołem fali to wysokość fali
- długość fali - odległość między dwoma kolejnymi szczytami lub dołami fali
- okres fali - to czas jaki upływa pomiędzy przejściem przez dany punkt dwu kolejnych szczytów lub dołów fali
Zjawiska zachodzące w strefie przybrzeżnej:
1) łamanie się fali - zachodzi w strefie kipieli, a jej efektem jest powstanie grzywaczy.
2) zmyw wstępujący i zmyw powrotny - zmyw wstępujący następuje w momencie gdy fala dociera do brzegu. Woda powraca w postaci zmywu powrotnego. Związane jest z nim tworzenie się tzw. prądów powrotnych.
3) powstawanie prądów litoralnych (przybrzeżnych) - tworzą się gdy kierunek rozchodzenia się fali nie jest prostopadły do linii brzegu. W momencie uderzenia fali o brzeg tworzą się wtedy dwie składowe: prostopadła i równoległa do brzegu. Ze składową równoległa związane jest powstawanie prądu. Prąd ten powoduje zmianę konfiguracji brzegu morskiego - jego erozję, przenoszenie materiału okruchowego oraz tworzenie się mierzei i półwyspów.
Na erozje morska mają wpływ:
1) klimat
2) typ wybrzeża
3) rodzaj skał budujących wybrzeże
Główna role w erozji brzegu odgrywa hydrauliczne działanie wody morskiej. Polega ono na uderzaniu fal i niesionego przez nie materiału okruchowego o brzeg.
Skały budujące brzeg morski mogą również ulegać częściowemu rozpuszczeniu (wapień, dolomit, gips, anhydryt).
W miarę postępu erozji brzeg morski będzie się cofał. Wytworzy się strome wybrzeże zwane wybrzeżem klifowym, albo po prostu klifem (faleza).
Jeśli klif będzie wysoki, fale niszczyć będą jedynie jego dolna część, powstanie wtedy podcios brzegowy czyli nisza.
Górna część klifu będzie niszczona przez wiatr, wody opadowe a także w wyniku rozwoju roślinności. W miarę powiększania się ociosu brzegowego skały będą się osuwały i erozja będzie postępować.
Materiał pochodzący z erozji klifu będzie się gromadził u jego podstawy. Fale powracające od brzegu będą zabierały najdrobniejsze osady i odtransportowywały je w głąb morza gdzie materiał ten będzie się osadzał.
Większe okruchy (żwir, otoczaki) których fale nie będą w stanie unieść będą przetaczane po dnie w pobliżu brzegu. W rezultacie dno będzie w tym miejscu systematycznie erodowane (ścierane). Proces ten nazywamy abrazją. Jego efektem jest powstanie płaskiego fragmentu dna zwanego platformą abrazyjną. Materiał który jest narzędziem abrazji również podlega abrazji.
Największe bloki skalne będą pozostawały u stóp klifu i będą niszczone przez uderzające w nie fale.
W miarę postępu erozji, cofania się brzegu i rozwoju platformy abrazyjnej odległość między miejscem łamania się fali a brzegiem będzie się zwiększać. Siła erozyjna fal będzie się w związku z tym stopniowo zmniejszać.
W wyniku gromadzenia się materiału okruchowego u stóp klifu utworzy się tzw. wał brzegowy. Klif będzie się stawał coraz mniej stromy a profil brzegu stanie się zbliżony do wersji wyjściowej, z ta różnicą że brzeg będzie przesunięty.
Przypływy i odpływy (pływy)
Są to cykliczne ruchy poziome morza wywołane przyciąganiem księżyca i słońca. Na wybrzeżach otwartych zbiorników morskich amplituda pływów jest niewielka. Jednak w zatokach i cieśninach może wynosić do kilkunastu metrów. Erozja brzegu spowodowana przez pływy polega na tym, że w czasie przypływów zalaniu ulegają dalsze partie wybrzeża z których może być wypłukiwany materiał skalny. Pływy powodują erozje koryt rzek uchodzących do morza. Powstają wtedy estuaria czyli ujścia lejkowate.
Transport materiału w zbiorniku morskim
Materiał pochodzący z wietrzenia i erozji jest transportowany w zbiorniku morskim przez fale i prądy morskie, a następnie osadzany (ulega akumulacji).
Osady morskie (akumulacja morska)
Strefy mórz i oceanów (wg. ujęcia głębokościowego)
I strefa - strefa litoralna (przybrzeżna), położona w pobliżu brzegu, jej zasięg jest różnie definiowany, na ogół przyjmuje się iż leży on pomiędzy linią max. przypływu a linią max. odpływu (czasami granicę dolna sytuuje się na głębokości 40 lub 60 m).
II strefa - strefa neryteryczna, obejmuje ona płaski fragment dna morskiego zwany szelfem, od głębokości 200m (220m).
III strefa - strefa batialna, obejmuje część stoku kontynentalnego do głębokości 4000 m.
IV strefa - strefa abisalna, obejmuje obszar dna oceanicznego znajdującego się na głębokości od 4000 do 6000 m.
V strefa - strefa hadalna, obejmuje ona obszar głębi oceanicznych i rowów oceanicznych, położonych na głębokości większej niż 6500 m. W tej strefie osady się nie tworzą.
Osady morskie mogą być trojakiego pochodzenia. Wyróżniamy:
1) osady terygeniczne - utworzone z substancji mineralnej przyniesionej z lądu.
2) osady biochemiczne (biogeniczne, organogeniczne) - utworzone z nagromadzonych na dnie skorupek i produktów działalności organizmów.
3) osady chemiczne (chemogeniczne) - tworzą się w zbiorniku morskim w wyniku reakcji chemicznych.
Osady litoralne (osady powstające w strefie litoralnej):
- osady terygeniczne: żwir piasek, muł. Tworzą się: wały brzegowe, plaże oraz bariery piaszczyste (których formą są mierzeje) i związane z nimi laguny. Bariery piaszczyste to wały zbudowane z materiału okruchowego (głównie piasku) ciągnąca się wzdłuż wybrzeża powstała w wyniku działalności fal lub prądów morskich (głównie prądu litoralnego). Na powierzchni utworów zbudowanych z tych skał okruchowych (głównie piasku) tworzyć się mogą ripplemarki czyli zmarszczki falowe.
- osady organogeniczne: wapień koralowy - powstaje on w wyniku obumierania raf koralowych. Rafy tworzą się na pograniczu strefy litoralnej i nerytycznej. Powstaje również torf.
- osady chemiczne: zaliczamy: oolity wapienne, limonitowe, syderytowe i inne. Oolit to skała zbudowana z drobnych okrągłych ziarenek o koncentrycznej budowie. Tworzy się również sól kamienna w lagunach w wyniku odparowywania wody.
Osady strefy nerytycznej:
- osady terygeniczne: piasek, ił
- osady organogeniczne: wapień rafowy (koralowy), wapień muszlowy (muszlowiec), margiel, osady krzemionkowe
- osady chemiczne: osady żelaziste, fosforanowe, manganowe.
Osady batialne:
- osady terygeniczne: muły (różnego rodzaju): szare, niebieskie zawierające kwarc i niewielka ilość siarczków żelaza, czarne powstające w warunkach beztlenowych i zawierających siarczki, piaski i muły zielone zawierające typowy dla tej strefy minerał glaukonit, muły wapienne.
Osady abisalne:
- osady organogeniczne: muły globigerynowe (35% powierzchni dna), muły radiolariowe oraz muły okrzemkowe
- osady chemiczne: czerwone iły głębinowe (28% powierzchni dna)
Atol - to struktura rafowa zamykająca lagunę (częste na pacyfiku).
Geologiczna działalność rzek
Ablacja - erozyjna działalność deszczu, przejawia się ona w powstawaniu zagłębień i rowków w skałach, żłobieniu skał, wymywania składników mineralnych i rozpuszczaniu skał. Efektem ablacji jest również erozja gleb. Proces ten jest szczególnie intensywny na terenie podgórskim.
Prędkość przepływu wody w rzece zależy od spadku terenu. Prędkość rzek górskich wynosi około klika m/s, rzeki nizinne 0,5-1 m/s. Od prędkości przepływu zależy również siła nośna rzeki, czyli zdolność do transportowania.
Sposoby transportu materiałów w rzece:
1) transport w postaci roztworów czyli w postaci rozpuszczonej, w ten sposób transportowany jest: węglan wapnia, siarczany wapnia magnezu sodu i potasu, chlorek sodu, krzemionka.
2) w postaci zawiesiny (suspensja); drobny piasek, muł, ił, cząstki koloidalne.
3) materiał jest wleczony lub toczony po dnie (trakcja); piasek o grubej frakcji, żwir, większe otoczaki.
Materiał naniesiony przez rzekę w postaci zawiesiny lub też wleczony i toczony po dnie jest narzędziem erozji i jednocześnie sam jej ulega.
Jeśli materiał okruchowy jest transportowany po dnie, następuje erozja dna koryta rzecznego (erozja denna). Jej efektem jest powstanie V-kształtnego profilu koryta.
Jeśli materiał jest niesiony w postaci zawiesiny, niszczone są brzegi koryta rzecznego. Mówimy wtedy o tzw. erozji bocznej. Jej efektem jest powstanie U-kształtnego profilu koryta rzecznego.
Eworsja - polega na tym iż okruch dostaje się do zagłębienia w dnie koryta i poprzez nurt rzeki zostaje wprawiony w ruch obrotowy, powstaje wtedy kocioł eworsyjny.
Erozja wsteczna - jej efektem jest powstawanie progów wodospadowych i wodospadów a następnie ich cofanie się. Tworzą się one w miejscach gdzie dno koryta zbudowane jest ze skał o różnej odporności mechanicznej.
Stadia erozyjne rzeki
Wzdłuż biegu rzeki wyróżnia się 3 stadia erozyjne:
- stadium młodociane
- stadium dojrzałe
- stadium starcze
Stadium młodociane:
Obejmuje górna część biegu rzeki, w tym obszar źródłowy. Prędkość przepływu wody jest duża. Rzeka jest w stanie transportować materiał okruchowy o dużej frakcji, jest on niesiony po dnie (trakcja). Skutkiem czego powstaje V-kształtny profil koryta rzecznego. Częste są progi wodospadowe i wodospady. Bieg rzeki jest prostoliniowy.
Stadium dojrzałe:
Dotyczy środkowego biegu rzeki. Prędkość jest mniejsza, niesiony jest materiał w postaci zawiesiny. Erozji podlegają brzegi koryta rzecznego. Skutkiem czego ma on U-kształtny profil. Tworzą się liczne zakola rzeczne (meandry) i w wewnętrznej części następuje osadzanie się materiału okruchowego.
Stadium starcze:
Dotyczy dolnego biegu rzeki, w tym obszar położony u ujścia rzeki. Prędkość przepływu wody jest bardzo niewielka, niesiony głównie muł. Profil rzeki U-kształtny
W dnie koryta osadza się materiał okruchowy.
Erozja denna zachodząca w korycie rzecznym sięgać może max. tzw. bazy (podstawy) erozyjnej rzeki którą jest poziom zbiornika do którego rzeka uchodzi.
Stadia erozyjne rzeki w danym jej punkcie mogą się zmieniać, np.: w wyniku pionowych ruchów tektonicznych.
Powstawanie zakoli rzecznych (meandrów)
Tworzą się one w miejscach w których brzegi koryta rzecznego zbudowane są ze skał o różnej odporności mechanicznej.
Tworzenie się tarasów rzecznych:
Wyróżniamy:
- tarasy akumulacyjne
- tarasy erozyjne
- tarasy erozyjno-akumulacyjne
Niezależnie od genezy tarasy są płaskimi powierzchniami ciągnącymi się wzdłuż koryta rzecznego, uformowanymi w wyniku akumulacji, erozji lub obu tych procesów.
Tworzenie się tarasów rzecznych jest procesem wieloetapowym, wiąże się ze zmianą stadiów erozyjnych rzeki.
Akumulacja rzeczna - tworzenie się osadów rzecznych
Osady okruchowe naniesione przez rzekę to aluwia. Osady te tworzą się na dnie koryta rzecznego w wewnętrznej części zakoli a także poza korytem rzecznym (osady pozakorytowe).
Osady pochodzenia rzecznego: żwir, piasek, muł, rzadziej ił.
Osady pozakorytowe: muł, rzadziej piasek.
Osady rzeczne odznaczają się warstwowaniem:
- warstwowanie przekątne
- warstwowanie rynnowe
- warstwowanie faliste
Charakter warstwowania uzależniony jest od warunków przepływu w korycie.
Warstwowanie frakcyjne - zmniejszenie się siły erozyjnej rzeki.
Tworzenie się delt:
U ujść rzek niosących ze sobą dużą ilość materiału drobnookruchowego tworzyć się mogą delty. W miejscu w którym rzeka wpływa do morza jej siła nośna spada do zera i materiał ten ulega osadzeniu. Stopniowo strefa przybrzeżna ulega spłyceniu, następuje nadbudowywanie brzegu. Rzeka główna w obrębie delty dzieli się zwykle na kilka odnóg.
Geologiczna działalność wód podziemnych
Wodami podziemnymi nazywamy wszystkie wody występujące poniżej powierzchni terenu.
Podział wód podziemnych ze względu na genezę:
1) wody meteorytyczne (wadywne) - wody pochodzenia atmosferycznego
2) wody reliktowe (szczątkowe) - wody występujące na dużych głębokościach, będące pozostałościami z minionych epok geologicznych.
3) wody juwenilne - wody pochodzenia magmowego
Rozmieszczenie i przepływ wód podziemnych zależą od porowatości i przepuszczalności.
porowatość - stosunek objętości przestrzeni porowej do objętości skał
przepuszczalność - zdolność do przepuszczania cieczy, zależy ona od wielkości i kształtu porów oraz od stopnia ich połączenia.
Ze względu na przepuszczalność wyróżniamy skały:
1) przepuszczalne - do nich zaliczamy: piaski, piaskowce, żwiry, porowate wapienie.
2) półprzepuszczalne - muł, les, nierozłożony torf
3) nieprzepuszczalne - iły, iłowce, glina, skały nieszczelinowate.
W pierwszej od powierzchni terenu warstwie wodonośnej występują tzw. wody gruntowe. Górną powierzchnie ich występowania nazywamy zwierciadłem (poziomem) wód gruntowych. Część masywu skalnego położonego powyżej zwierciadła wód gruntowych nazywamy strefą aeracji.
Część masywu skalnego w której znajdują się wody podziemne nazywamy strefą saturacji.
Konfiguracja zwierciadła wód gruntowych do pewnego stopnia odpowiada morfologii terenu.
W strefie aeracji występują niekiedy tzw. wody zaskórne (zawieszone). Ich obecność związana jest z tzw. pułapkami litologicznymi, czyli lokalnymi występowaniami skał nieprzepuszczalnych w obrębie skał przepuszczalnych.
Pewna odmiana wód podziemnych są tzw. wody artezyjskie. Występują one pod ciśnieniem hydrostatycznym.
W wyniku szczerpywania wód podziemnych tworzy się tzw. lej depresyjny - w rejonie studni poziom wód gruntowych ulega gwałtownemu obniżeniu.
Źródła, podział źródeł:
Źródłem nazywamy naturalny i samoczynny wypływ wód podziemnych na powierzchnie terenu lub pod wodą.
Źródła dzielimy na 3 sposoby:
1) ze względu na mechanizm wypływu:
- źródła wstępujące - woda wypływa pod ciśnieniem hydrostatycznym
- źródła zstępujące - o charakterze grawitacyjnym
2) ze względu na geologiczne warunki wypływu:
- warstwowe - wypływ następuje po stokowej powierzchni warstwy przepuszczalnej
- dolinne (dolinowe) - wypływ następuje w miejscu przecięcia się zbocza doliny ze zwierciadłem wód gruntowych
- uskokowe - wypływ następuje po powierzchni uskoku
- krasowe - związane z krążeniem wód w skałach i ich rozpuszczaniu
- szczelinowe - związane z krążeniem wód w skałach
- osuwiskowe - zlokalizowane są u czoła osuwiska
3) ze względu na temperaturę:
- źródła zwykłe - których temperatura jest zbliżona do średniej temperatury powietrza w danym regionie
- zimne
- ciepłe (cieplice) - temperatura wyższa od średniej temperatury powietrza w danym regionie
Źródła mineralne - to źródła wody zawierającej powyżej 1g/dm3 wody rozpuszczonych substancji mineralnych.
Podział źródeł mineralnych ze względu na skład chemiczny:
- szczawy
- solanki
- solanki gorzkie
- żelaziste
- siarkowe
- krzemionkowe
- radoczynne
Kras - proces rozpuszczania skał przez wody podziemne i powierzchniowe.
Krasowieniu ulęgają przede wszystkim skały węglanowe (wapienie, dolomity) ale również gipsy, anhydryty i inne skały.
Efektem procesów krasowych są formy powierzchniowe i podziemne.
Formy podziemne:
1) jaskinie wraz z występującą w niech szatą naciekową (stalaktyty, stalagmity)
2) draperie - większe formy naciekowe
3) makarony - cienkie i długie nacieki tworzące się od stropu.
Szata naciekowa zbudowana jest z tego samego materiału który buduje skały rozpuszczone wcześniej przez krążące w niej wody.
Formy powierzchniowe:
1) kieszenie krasowe - drobne zagłębienia w skałach wypełnione materiałem nierozpuszczalnym
2) żłobki krasowe
3) leje krasowe - są to formy o kształcie odwróconego stożka, łączą się tworząc uwał
4) dolina - połączenie kilku lejów krasowych, ma charakter wydłużony
5) polje - ograniczone stromymi ścianami zagłębienie, obejmuje znaczne obszary, płaskie dno
6) ponor - strumień znikający w szczelinie skalnej
7) wywierzysko - źródło krasowe
Geologiczna działalność lodowców:
Obszar na którym utrzymuje się stała pokrywa śniegu nosi nazwę obszaru wiecznego śniegu. Obszar ten występuje powyżej pewnej granicy zwanej granica wiecznego śniegu. Wysokość na jakiej występuje granica wiecznego śniegu jest różna w różnych częściach świata. Zależy ona od temperatury, ilości opadów oraz morfologii terenu.
W Himalajach granica wiecznego śniegu występuje na wysokości 5500 m. W Alpach 2500-3000 m, a na Antarktydzie na poziomie morza. Z obszarem wiecznego śniegu związane jest występowanie lodowców.
Śnieg przeobraża się w lód lodowcowy w kilku etapach. Najpierw przechodzi w firn czyli szreń (zbudowany z kryształków lodu o średnicy 1-2mm), następnie firn przeobraża się w lód firnowy. Efektem finalnym jest lód lodowcowy (zbudowany z ziaren lodu o średnicy 1-5mm).
Podział lodowców:
- górskie (alpejskie)
- norweskie (fieldowe, skandynawskie)
- kontynentalne (lądolody)
Lodowce górskie:
Najwyżej położona częścią lodowca jest pole firnowe. Znajduje się ono w niecce z 3 stron osłonięte stromymi ścianami skalnymi, a z jednej zamknięty tzw. ryglem skalnym - nosi ono nazwę cyrku lodowcowego (kar). Ponad ryglem lód lodowcowy wypływa z pola lodowcowego w dolne partie gór. W miejscu występowania rygla znajduje się tzw. lodospad. Lód lodowcowy odznacza się tam licznymi szczelinami poprzecznymi i podłużnymi.
Jęzor lodowcowy - część lodowca którą spływa on w dół doliny.
Lodowce górskie mają zazwyczaj jeden, rzadziej więcej jęzorów lodowcowych. Spodnia część jęzora lodowcowego nazywamy stopą. Przednia część czołem.
Lodowce norweskie:
Odznaczają się płaskim, rozległym polem firnowym z którego wypływają liczne jęzory lodowcowe.
Lodowce kontynentalne (lądolód):
Są to zwarte masy lodowe, pokrywające znaczna powierzchnię niezależnie od ich morfologii. Fragmenty podłoża skalnego wystające ponad powierzchnie lodu nazywamy nunatami.
Lodowce kontynentalne występują na Antarktydzie i Grenlandii. Rozwijają się w wyniku zmian klimatu (w wyniku ochłodzenia).
Mechanizm ruchu lodowca górskiego i norweskiego:
1) lodowiec przesuwa się pod wpływem siły grawitacji, ześlizgując się po podłożu skalnym
2) w wyniku ruchu laminarnego - pod wpływem ciśnienia wyżej leżących partii lodu głębsze partie ulegają częściowemu roztopieniu, woda znajdująca się pomiędzy warstwami lodu działa jak smar, nacisk wyższych partii lodu powoduje przemieszczenie się warstw względem siebie.
Transport lodowcowy:
Lód lodowcowy przenosi materiał skalny pochodzący z erozji podłoża, bądź osypany na jego powierzchnie ze ścian dolnych. Materiał ten jest narzędziem erozji i sam jej podlega.
Efekty erozji lodowcowej:
- rysy lodowcowe - niewielkie zagłębienie wyżłobione w skałach podłoża zgodnie z kierunkiem ruchu lodowca
- barańce (baranie łby) - są to wygładzone przez lodowiec fragmenty podłoża skalnego
- doliny U-kształtne
- fiordy - wąskie częściowo zatopione zatoki morskie ukształtowane przez lodowiec
- pogłębianie się cyrków lodowcowych - po ustąpieniu lodowców w cyrkach tworzą się jeziora zwane cyrkowymi (karowe).
Przejawy działalności akumulacyjnej:
1) moreny - a)materiał okruchowy niesiony przez lodowiec b)materiał okruchowy naniesiony przez lodowiec
- boczna
- denna
- powierzchniowa
- środkowa
- wewnętrzna
- czołowa
Geologiczna działalność wiatru (działalność eoliczna)
Przejawy działalności erozyjnej:
1) deflacja - wywiewanie cząstek mineralnych
2) korazja eoliczna - rysowanie i ścieranie skał przez okruchy naniesione wiatrem
Sposoby transportu materiałów okruchowych przez wiatr:
1) suspensja - w postaci zawiesiny
2) trakcja - toczenie lub wleczenie po powierzchni podłoża
3) saltacja - materiał przemieszcza się skokowo
Głównymi efektami erozji eolicznej są:
1) pustynie kamieniste (hamady)
2) powstawanie ostańców skalnych czyli specyficznych form skalnych: grzyby, stoły, baszty.
Przejawy działalności akumulacyjnej:
Różnego typu wydmy:
- wydmy sierpowe (barchany)
- wydmy paraboliczne
- wydmy poprzeczne
Na powierzchni utworów eolicznych tworzą się riplemarki.
Less - typowy utwór eoliczny, zbudowany z kwarcu, kalcytu, materiałów ilastych, jest warstwowy.
MINERALOGIA I PETROGRAFIA
Mineralogia to nauka o minerałach.
Petrografia to nauka o skałach.
Minerał - najprostszy składnik skorupy ziemskiej jaki można wydzielić metodami fizycznymi nie naruszając jego budowy chemicznej. Cecha minerałów jest budowa krystaliczna.
Substancje mineralne - naturalna substancja pozbawiona budowy krystalicznej (bezpostaciowa), np.: ropa naftowa, szkliwo wulkaniczne.
Skała - zespół minerałów lub osobników jednego minerału, powstały w wyniku procesu naturalnego.
Kryształ - to ciało o prawidłowo powtarzającym się rozmieszczeniu cząstek elementarnych (jonów), które tworzą w krysztale tzw. sieć przestrzenna. Jej podstawowym elementem jest komórka elementarna. Kryształ wykazuje prawidłowe zewnętrzne formy geometryczne wynikające z uporządkowanej budowy wewnętrznej i niezakłóconego procesu powstawania.
Z kształtem komórki elementarnej jest typowy dla danego minerału układ krystalograficzny. Wyróżnia się następujące układy krystalograficzne:
1) trójskośny
2) jednoskośny
3) rombowy
4) ..................
5) heksagonalny
6) tetragonalny
7) regularny
Zewnętrznym przejawem obecności sieci krystalicznych w minerałach jest prawidłowość występowania ścian, krawędzi i naroży kryształów. Ich wykształcenie opisujemy za pomocą tzw. elementów symetrii, którymi są płaszczyzny symetrii, osie symetrii i środek symetrii. Każdy z układów krystalograficznych oraz wydzielany w jego obrębie klasy charakteryzuje się typowym dla siebie zespołem elementów symetrii.
Własności fizyczne minerałów:
połysk - zdolność i charakter odbicia światła od powierzchni minerału (zwyczajny, półmetaliczny, metaliczny)
barwa - (bezbarwne, barwne, zabarwione)
rysa (barwa rysy) - barwa sproszkowanego minerału
twardość - opór jaki stawia minerał sile mechanicznej, usiłującej go zarysować (określany wg. skali Mohsa).
Skala Mohsa:
1) talk
2) ......
10) diament
łupliwość - zdolność minerału do podziału lub pękania pod wpływem uderzenia lub nacisku na szereg równoległych, gładkich płaszczyzn (doskonała, dokładna, wyraźna, niewyraźna), istnieje również inny podział.
przełam - minerały nie wykazujące łupliwości, pękają przy uderzeniu wzdłuż nierównych powierzchni (nierówny, muszlowy, ziemisty i inne)
pokrój - geometryczna forma wykształcenia minerału (izometryczny - regularny, słupkowy, pręcikowy, tabliczkowy, blaszkowy i inne)
postać skupień - forma jaka tworzą osobniki danego minerału (ziarnista, promienista, nerkowata, konkrecje)
Sposoby krystalizacji minerałów:
1) w wyniku zastygania stopu krzemianowego w głębi skorupy ziemskiej lub na powierzchni ziemi
2) krystalizacja minerałów z roztworów wodnych lub gazów pochodzenia magmowego
3) w wyniku reakcji chemicznych między już istniejącymi minerałami a składnikami (jonami) doprowadzonymi z zewnątrz - proces ten nazywamy matasomatozą.
4) wytrącenie się z roztworów wodnych w tym w wyniku odparowania wody
5) w wyniku oddziałowywania czynników metamorficznych (ciśnienie, temperatura), w efekcie minerały ulegają przekrystalizowaniu z czym może być związana zmiana składu chemicznego.
Główne minerały występujące w przyrodzie są: krzemianami, węglanami, tlenkami i wodorotlenkami, siarczkami, siarczanami, chlorkami, pierwiastkami w stanie rodzimym, ponadto występują inne związki chemiczne.
SKAŁY MAGMOWE
Tworzą się w wyniku zastygania magmy w głębszych partiach skorupy ziemskiej lub płycej pod powierzchnią, bądź też w wyniku zastygania lawy na powierzchni ziemi.
Etapy procesu magmowego:
1) etap magmowy właściwy - temperatura magmy >750C, zachodzi wtedy w zbiorniku magmowym mieszanie się magmy i jej różnicowanie czyli dyferencjacja
- krystalizacja frakcjonalna - polega na tym iż w magmie pojawiają się dwie grupy składników, kryształy i stop magmowy, krystalizacja minerałów ma charakter uporządkowany - następuje w określonej kolejności wyrażonej tzw. szeregami reakcyjnymi z których najważniejszy jest szereg reakcyjny Bowen, miedzy kryształami które nie zdążyły opaść na dno zbiornika magmowego a stopem magmowym dochodzi do reakcji chemicznych w wyniku czego powstają nowe minerały.
- dyferencjacja grawitacyjna - polega na opadaniu kryształów na dno zbiornika magmowego
- odgazowanie - stopniowe uwalnianie się gazu z magmy
- asymilacja - roztapianie skał osłony zbiornika
2) etap pegmatytowy - temperatura 600-750C - powstają wtedy skały odznaczające się obecnością dużych kryształów - pegmatyty - są to skały kwaśne, zbliżone składem do granitu
3) etap pneumatolityczny - 400-600C - powstają minerały które wytrącają się z gazów
4) etap hydrotermalny - temperatura 400C - dochodzi do krystalizacji minerałów z gazowych roztworów wodnych.
Etap 2,3,4 maja charakter pomagmowy.
Podział skał magmowych:
1) ze względu na miejsce zastygania stopów krzemionkowych:
- głębinowe (plutoniczne)
- wylewne (wulkaniczne)
- żyłowe (subwulkaniczne)
2) ze względu na chemizm:
- skały kwaśne, o zawartości krzemionki SiO2 >65%
- skały obojętne, 52-65% SiO2
- skały zasadowe, 40-52% SiO2
- skały ultrazasadowe, 40% SiO2
Sposób opisu skał magmowych:
Opis zawiera:
1) barwa
jasna kwaśna
ciemna zasadowa
2) struktura - wykształcenie składników krystalicznych w skale, ich wielkość i kształt
Podział ze względu na wielkość składników:
1) jawnokrystaliczna - gdy widzimy gołym okiem
2) afanitowa - gdy nie widzimy gołym okiem
3) porfirowa - widoczne prakryształy w masie afanitowej
3) tekstura - rozmieszczenie składników w skale i sposób wypełnienie przez nie przestrzeni w skale
Podział ze względu na sposób rozmieszczenia składników w skale:
- bezładna
- kierunkowa
Podział ze względu na wypełnienie przestrzeni skalnych:
- zbita (masywna)
- porowata
4) skład mineralny
Wyszukiwarka