20.02.2013

Geologia i jej gałęzie

Cykle skalne

-skały magmowe - powstałe ze stopu krzemianowego

.część głęboko pod ziemią - jest czas na krystalizację minerałów (widać poszczególne składniki gołym okiem, np. granit), Tatry, Sudety, głazy narzutowe (eratyki - naniesione przez lądolód)

.część na powierzchni ziemi - struktura jednorodna (np. bazalt), wulkany

-skały osadowe - powstają ze starszych skał przez wietrzenie

.odpadają od gór i wpadają do rzek - skały okruchowe (piaskowce, mułowce, iłowce) + szelf kontynentalny -> ziarna o określonej wielkości

.glina zwałowa / lodowcowa - przyniesiona przez lądolód - bardzo różne wielkości ziaren

.chemiczne - wytrącanie np. soli z roztworu wodnego (np. Morze Martwe, wapienie)

-skały metamorficzne - tylko zmiany fizykochemiczne lub lekko przetopione (ultrametamorfizm), strefy subdukcji - opadają na różne głębokości

-cykl geologiczny:

.depozycja - erozja, przemieszczanie i osiadanie np. na dnie zbiornika

.deformacja - fałdowanie, tworzenie się uskoków

.wypiętrzanie i erozja

> peneplenizacja - spłaszczanie gór pod wpływem erozji

> piętra strukturalne - kolejne fałdowania

Tektonika płyt

-strefa spreadingu - płyty tektoniczne rozchodzą się, powstaje wybrzuszenie

-strefa subdukcji - płyta oceaniczna jest wpychana pod oceaniczną (wyspy), oceaniczna pod kontynentalną (Andy), kontynentalna pod kontynentalną (Himalaje), rów oceaniczny i pasmo górskie, zachodzą tam procesy tworzenia skał magmowych i metamorficznych

Zapis skalny

> po wykonaniu odwiertu widzimy różne skały: wapienie - środowisko morskie, materiały ilaste - obszar wynurzania, węgle - wybrzeże / jezioro, niezgodności - brak logicznej kontynuacji i brak fałdowania

-stratygrafia - badanie skał pod względem ich występowania w czasie i przestrzeni, zasady Steno (4)

.zasada superpozycji - w nienaruszonej warstwie skał warstwa wyższa jest starsza od tej poniżej

> wyjątki od zasady superpozycji - fałd leżący i przewalony

.zasada pierwotnie obocznej ciągłości - po obu stronach doliny powinny być te same skały

.zasada pierwotnie poziomego położenia - na początku warstwa jest pozioma (siły fizyczne)

.+ zasada inkluzji - skała w środku innej skały jest starsza niż ta, która ją otacza

.zasada przecinania - jeżeli warstwa jest przecięta pod pewnym kątem przez inną warstwę lub płaszczyznę (uskok, dajka), to młodsza jest ta, która przecina

-uniformitaryzm - nienaruszalność, niezmienność praw natury w czasie

-aktualizm - zasada odnoszenia współczesnych obserwacji i występujących praw i zasad do zjawisk (skał) z odległych epok z przeszłości

> w prekambrze mogły być inne zasady, np. brak tektoniki płyt, być może rotacja Ziemi była inna (rok - 400 dni, dzień - 22 godziny)

-niezgodność (dyskordancja) - powierzchnia między grupą skał osadowy a skałami podłoża - skutek długotrwałej przerwy w sedymentacji (disconformity)

.niezgodność kątowa, erozyjna, niezgodność między skałami warstwowymi a krystalicznym podłożem (nonconformity)

.penakordancja - brak niezgodności widocznej gołym okiem, ale jest oddzielenie czasowe

Geostrefy Ziemi

-litosfera (skorupa oceaniczna/kontynentalna + górna część płaszcza), płaszcz, jądro zewnętrzne i wewnętrzne

-nieciągłość Mohorovicicia (Moho) - między skorupą i płaszczem, nieciągłość Wiecherta-Gutenberga - między płaszczem a jądrem

-plamy gorąca - pióropusze płaszcza, które przebijają się przez skorupę (punktowe, prawdopodobnie w stałym miejscu, można zobaczyć skały płaszcza - perydotyty), np. na Hawajach, w Yellowstone

> astenosfera - część płaszcza, która wraz ze skorupą ziemską tworzy litosferę, zmienna głębokość

-skorupa kontynentalna ma warstwę granitową (granitowo-metamorficzną) i bazaltową, w skorupie oceanicznej brak warstwy granitowej (nie ma czasu na krystalizację) - jest warstwa osadowa i bazaltowa

Metody określania względnego wieku skał i procesów geologicznych

-litologiczne - typ skały (metoda stratygraficzna - zasady Steno, metoda tektoniczna, metoda morfologiczna)

-paleontologiczne - na podstawie skamieniałości

.fosylizacja przez krystalizacją, rekrystalizację, substytucję, uwęglenie

.strefa kompensacji węglanu wapnia (teraz na głębokości 3-4 tys. m p.p.m.), nad nią skorupki z węglanu wapnia i aragonitu, poniżej skorupki krzemionkowe

.węglan wapnia może krystalizować w kilku formach (postaciach)

.skamieniałości przewodnie - łatwe do rozpoznania, krótko żyjące, szeroko rozprzestrzenione

.skamieniałości śladowe - ślady działalności życiowej organizmów, np. tropy, odchody (koprolity), gastrolity (żołądkowe kamienie trawienne), jaja

.około 5% całkowitej przypuszczalnej ilości dzisiejszych gatunków, zapis paleontologiczny zniekształcony przez selektywną fosylizację

Metody diastroficzne - stosowane do odtworzenia następstwa procesów geologicznych

-metody geofizyczne - do korelacji skał w otworach wiertniczych

-metody archeologiczne - do skał najmłodszych, zabytki kultury ludzkiej lub części zwierząt na skałach

-metody izotopowe

-datowanie radiogeniczne - defekty w sieci krystalicznej minerałów - metoda trakowa (uran), metoda termoluminescencji

-metody syderalne - zmienność w czasie roku słonecznego (?)

-metody sedymentologiczne - wapienie, dolomity, sole - 2-500 tys. lat, iły, margle - 6-800 tys. lat, piaskowce - 400-2000 lat, > współcześnie odkłada się mniej niż 1 mm na 100 lat

> korelacja różnych profili ze sobą

> jednostki chronostratygraficzne (dotyczy skał, kolejno: eonotem, eratem, system, oddział, piętro, chronozona, chronohoryzont) i geochronologiczne (dotyczy czasu, kolejno: eon, era, okres, epoka, wiek, chron = doba, moment)

> facja - zespół cech litologicznych, paleontologicznych i ekologicznych osadu. Osady z tego samego okresu charakteryzują się zmiennością facjalną

27.02.2013

?

6.03.2013

?

13.03.2013

?

20.03.2013

?

27.03.2013

?

10.04.2013

?

17.04.2013

?

24.04.2013

?

15.05.2013

?

22.05.2013

Hydrologia - nauka zajmująca się procesami wyczerpywania i uzupełniania zasobów wodnych Ziemi i różnymi fazami jej cyklu hydrologicznego

Podział dziedzin hydrologii ze względu na:

-rozwój naukowy:

.hydrografia - opisywanie i pomiary obiektów wodnych, zwłaszcza kartowanie dla żeglugi

.hydrometria - pomiary i obserwacje

.hydrologia ogólna - bada cykl hydrologiczny w strefach lądowych

.hydrologia dynamiczna - zmienność w czasie, rytmika

.hydrologia regionalna - wpływ klimatu na warunki lokalne

.hydrologia stosowana - wykorzystanie praktyczne

-obiekty badań:

.hydrometeorologia - wody atmosferyczne

.oceanografia

.potamologia - cieki wodne

.limnologia - jeziora

.paludologia - wody obszarów podmokłych

.kriologia - lodowce

.krenologia - źródła

.pedohydrologia - wody glebowe

.hydrogeologia - wody podziemne

-cechy wody:

.hydrofizyka

.hydrobiologia

.hydrochemia

Hydrosfera

-granice to 7-18 km n.p.m. (zasięg pary wodnej w górnej troposferze) i 17 km p.p.m. (powierzchnia Moho w górnym płaszczu)

-około 1,4 mld km² wody

-96,5% wody w oceanach, 2,5% wody słodkiej

-w lodowcach 1,7% całości wody, 69% wody słodkiej, wody podziemne to 1,7% całości wody i 30% wody słodkiej

Dynamika hydrosfery - cykl hydrologiczny - wymiana wody i sprzężenie zwrotne między poszczególnymi elementami hydrosfery

-siły motoryczne:

.energia cieplna Słońca (różne natężenie - różnice w parowaniu)

.siła ciężkości (atmosfera - ląd/ocean)

.przyciąganie Słońca i Księżyca (pływy)

.ciśnienie atmosferyczne (ruchliwość atmosfery)

.siły międzycząsteczkowe (woda związana)

.reakcje chemiczne i jądrowe

.działalność organizmów i człowieka (zasoby odnawialne)

-działanie między ośrodkami:

.duży obieg wody - dotyczy trzech ośrodków (ocean - ląd - atmosfera)

.mały obieg wody - dotyczy dwóch ośrodków (ocean - ląd, atmosfera - ląd)

-cykl hydrologiczny składa się z procesów - parowanie, kondensacja itd.

-należy rozpocząć opis od oceanów (największa powierzchnia ?)

> 80% wody po parowaniu wraca do oceanu, 20% przemieszcza się nad ląd - opad

> opad ciekły dociera do powierzchni terenu (włączony do cyklu), opad stały ulega retencji (lodowce i śnieg)

> spływ wód opadowych lub przesiąkanie do lustra wód podziemnych

> retencja roślinności = intercepcja - 20-30% strat wody opadowej -> parowanie z intercepcji

> proces zwilżania - zatrzymywanie wody przez np. dachy -> parowanie ze zwilżenia

> retencja powierzchniowa (zbiorniki), korytowa (cieki)

> transpiracja roślin / ewaporacja -> ewapotranspiracja

-rytm dobowy - związany z ruchem obrotowym Ziemi - pływy

-rytm roczny - zróżnicowanie w różnych szerokościach geograficznych: typy pogody, /temperatura, parowanie, opady, występowanie śniegu, wezbrania, niżówki, zamarzanie, wysychanie wód

-rytm okresowy - wpływ oddziaływań astronomicznych: okresy lodowcowe i międzylodowcowe, suche i wilgotne, ciepłe i chłodne

> woda wolna / związana fizycznie i chemicznie z gruntem

> ruch wody to także zmiany stanu skupienia

> wpływa klimat, rzeźba terenu

Bilans wodny

-tylko część wody bierze udział (okres i przestrzeń, uwzględnienie retencji - 577 tys. km²)

-składowe bilansu wodnego: parowanie, opad, odpływ

> zrównoważony ogólny bilans wodny

> odpływ z kontynentów to element wspólny fazy oceanicznej (w przychodzie, P_o < E_o - bilans ujemny) i fazy kontynentalnej (w rozchodzie, P_k > E_k - bilans dodatni)

> w okresie większym niż rok bierze się pod uwagę wartości średnie i pomija się retencję (?), w okresie mniejszym niż rok uwzględnia się retencję

-faza lądowa: P_k - E_k - H_k = ΔR_k

-faza oceaniczna: P_o - E_o + H_k = ΔR_o

> H_k - odpływ z lądów, ΔR - zmiana retencji wody

-czas wymiany wód: Ocean Światowy (3 tys. lat), lodowce (8 tys. lat), wody podziemne (5 tys. lat), głębsze wody podziemne (kilka mln lat), jeziora (3 lata), rzeki (kilkanaście dni), wilgoć glebowa (1 rok), wody atmosferyczne (8 dni)

-bilans wodny kontynentów

.opad mniej więcej równy, oprócz Ameryki Południowej (więcej) i Antarktydy (mniej)

.odpływ i parowanie zróżnicowane (uzależnienie od warunków fizykochemicznych): w Afryce odpływ niewielki i parowanie wysokie

> idealna sytuacja, kiedy 100% opadu transformuje się w odpływ

> 2-3 km n.p.m. - punkt zerowy inwersji opadów - im wyżej, tym więcej opadów, ale tylko do tej wysokości

> obszar nizinne - mały opad, mały odpływ, duże parowanie

Zlewnia - obszar, z którego wszystkie wody spływają do określonego odbiornika lub do określonego miejsca e rzece (np. zlewnia Warty do Poznania)

Dorzecze - obszar, z którego wody spływają do jednego systemu rzecznego (np. Warta do Odry), zlewnia=dorzecze wtedy, kiedy odbiornikiem wód jest cały system rzeczny

Zlewisko - obszar, z którego wody spływają do jednego odbiornika - morza (zbiór dorzeczy)

29.05.2013

?

Konwersatoria 24.04.2013

Procesy eoliczne - wpływ wiatru na rzeźbę terenu, warunek: obecność drobnoziarnistego, luźnego, suchego materiału mineralnego + brak roślinności + prędkość wiatru wystarczająca do poruszenia materiału

-czynniki wpływające na intensywność: wilgotność, temperatura (związek z wilgotnością - wpływ drugorzędny), siła wiatru, roślinność (większa poza okresem wegetacji)

> najintensywniejsza działalność na pustyniach

-transport: toczenie, przesuwanie, unoszenie (suspensja), saltacja

-rzeźba deflacyjna (wywiewanie - niszczenie podłoża luźnego) i korazyjna (ścieranie - niszczenie skały litej)

Wydmy

-morskie (powstawały w szerokim spektrum czasowym - Łeba 11 800 lat, niektóre 1000 lat) i śródlądowe (powstały w okresie polodowcowym, ale przed ostatnim zlodowaceniem - dryas, 10-12 tys. lat temu)

-ruchome (wolne), ustalane, ustalone (porośnięte roślinnością)

-paraboliczna (ustalona) i barchan (wolna) + poprzeczne, podłużne

-wydma biała (najmłodsza, ruchoma, brak gleby, inicjalne zarastanie), szara (ustalona lub ustalana, arenosole, zarośnięta trawami) i brunatna (ustalona, arenosole i regosole, porośnięta wrzosowiskami lub lasem)

.zmarszczki wiatrowe (ripplemarki) - mikroforma, ma stronę dowietrzną (proksymalną) i zawietrzną (dystalną, kąt nachylenia to kąt naturalnego spoczynku materiału 30-33°), z nich powstają wydmy przez przyrost materiału

.barchan - strona wypukła w kierunku wiatru, suche, pozbawione roślinności

.wydma paraboliczna - końce do wiatru, wilgotniej, pojawia się szata roślinna, czoło wydmy swobodne

.megawydmy to draa - 300-500 m piasków eolicznych

> piaski na Saharze to piaski fluwialne - w okresie atlantyckim było bardzo wilgotno, u nas była strefa podzwrotnikowa, przez Saharę płynęły wielkie rzeki (typu Amazonka)

> wydmy paraboliczne z wybiegami gleby - okresowe zmiany klimatu i utrwalanie roślinnością

.wydmy śródlądowe występują na terasach pradolin, w dolinach rzecznych, na sandrach

> wydmy nadmorskie

> burze piaskowe - do 2,5 km wysokości, powstają, kiedy chłodne powietrze polarne wpada gwałtownie na obszary pustynne lub półpustynne, w Ameryce Północnej pasma górskie i spadek kontynentu ma charakter południkowy, więc są; w Europie pasma górskie i spadek kontynentu (pradoliny) przebiega równoleżnikowo - nie ma

Rzeźba deflacyjna

-niecka deflacyjna

-bruk deflacyjny - drobny materiał zostaje wywiany, zostaje większy

-graniaki - odłamek skalny o wygładzonych ścianach i 2-3 ostrych krawędziach

-bruzdy eoliczne

-jardangi - ostańce (bruzdy i wały)

Rzeźba korazyjna

-grzyby skalne - szeroki wierzchołek i wąski trzon - granica to wysokość strumienia eoliczno- piaskowego

-ostańce deflacyjne - płaskie wzniesienia

> less - pylasta skała osadowa pochodzenia eolicznego, na nich czarnoziemy, w Polsce na południowo-wschodniej Lubelszczyźnie - niskie plony bo słaba kultura rolnicza

.zlodowacenie 16 tys. lat temu, intensywne wietrzenie fizyczne

.parowy lessowe V-kształtne, lessy podatne na kształtowanie

.> 90% SiO₂, CaCO₃ w domieszce

.najwięcej w Chinach - do 35 m miąższości

.powstanie: wiatry stokowe z lodowców wywiewały materiał z moren + wielofazowość

Pustynie - teren o znacznej powierzchni, bez szaty roślinnej, z małą ilością opadów, przynajmniej okresowo duże wartości temperatur, znaczne amplitudy temperatur, stały deficyt wilgotności, silne nasłonecznienie

-silne wyjałowienie i zasolenie (sołączaki, pustynie azjatyckie), słone bagna (Atacama)

-strefy: pasatowe + zimne prądy (Atacama, Namib - cały opad nad oceanem)

-deszcz bardzo rzadko, wtedy bardzo szybki i intensywny rozwój wegetacji

-w Polsce pustynie pochodzenia antropogenicznego - Pustynia Błędowska (wycinka lasów, przez środek płynie rzeka)

Rzeźba krasowa

Proces rozpuszczania skał przez wody powierzchniowe i podziemne, skały podatne na krasowienie to wapienie, dolomity, margle, gips, halit, anhydryty.

T

CaCO₃ + H₂O + CO₂ Ca(HCO₃)₂

Ca(HCO₃)₂ CaCO₃↓ + H₂O + CO₂

-obszary antropogeniczne, temperatura, wilgotność, wysokość n.p.m. (im wyżej, tym woda krąży dłużej - bardziej intensywne), najintensywniej zachodzi w strefie równikowej i zwrotnikowej

-kras podziemny i powierzchniowy

-obecność kwasów organicznych - szata roślinna (rzadko)

-formy:

.ospa, żłobki i żebra krasowe

.uwał - zagłębienie bezodpływowe

.polje - wielka kotlina

.mogoty i humy - ostańce w poljach

.ponor - szlak migracji wód w pionie w dużych formach krasowych

.wywierzysko

.doliny krasowe

.kras wieżowy

.jaskinie, kanały i studnie krasowe

> jaskinie szczelinowe (powiększanie szczelin przez wody podziemne) i przepływowe (woda przepływa pod ciśnieniem)

.stalagmity, stalaktyty, stalagnaty, makaron (długi, cienki, pusty w środku), draperie naciekowe (falbany), perły jaskiniowe, mleko wapienne (luźne)

.misy martwicowe, progi i studnie

.kras kredy piszącej (CaCO₃), kras solny (halit, sylwin)

.lapiaz - Góry Dynarskie - zespół żłobków i żeber

.zabarwienie: żółty do brunatnego od związków żelaza, zielony od związków miedzi i niebieski od związków cynku

> Kras Tatrzański - Tatry Zachodnie

-jaskinie Mroźna, Raptawicka, Mylna, największa Jaskinia Wielka Śnieżna (około 24 km długości korytarzy, deniwelacja około 825 m)

-jaskinie na różnych poziomach - działalność glacjalna, fluwialna i tektoniczna (najwyższa)

-wąwóz Kraków + jaskinia Smocza Jama - wąwóz był kiedyś jaskinią, ale przez działalność denudacyjną zawalił się strop

Zagrożenia geologiczne: terasy zalewowe, moreny spiętrzone (spływanie ze stoku), doliny kopalne, studnie artezyjskie, niecki deflacyjne

---