Geologia wyklady, górnictwo i geologia


Wykład 1

Geologia to nauka zajmująca się badaniem budowy Ziemi, dziejów Ziemi oraz procesów przeobrażających skorupę ziemską.

Geologia ogólna obejmuje podstawowe informacje z różnych dziedzin geologii:

„Podstawowe wiadomości na temat globu ziemskiego”

1. Kształt Ziemi i krzywa hipsograficzna

W przybliżeniu kształt Ziemi możemy określić jako elipsoidę obrotową. Elipsoida obrotowa to bryła powstała na skutek obrotu wokół jej krótszej osi. Ziemia jest geoida - bryła powstała w skutek przedłużenia powierzchni oceanów w kontynenty. Na kształt geoidy wpływa przyciąganie mas wody przez masy kontynentalne.

Dł. Promienia równikowego 6378,2 km

Dł. Promienia biegunowego 6356,8 km

Krzywa hipsograficzna odwzorowuje nam elementy ukształtowania powierzchni lądów i dna oceanicznego. Pozwala określić udział dowolnych stref wysokościowych ( lub głębokościowych ) ogólnej powierzchni Ziemi. Powierzchnia ta wynosi w przybliżeniu 510mln [km2], z czego 70,8% to morza i oceany a 29,2% lądy.

Rów Mariański - głębokość 11.022m. p.p.m.

Mount Everest - wysokość 8848m. n.p.m.

2. Budowa Ziemi

W budowie Ziemi wyróżnia się 3 powłoki ( geosfery ):

„Skorupa ziemska”

Wyróżniamy:

Skorupa oceaniczna ma średnią grubość 5km, a lokalnie do 8km. Zbudowana jest z 3 głównych warstw:

Średnia gęstość skorupy oceanicznej wynosi 3g/cm3. Skorupa kontynentalna ma grubość średnią 40km, a lokalną do 70-80km.

Skorupa kontynentalna:

Średnia gęstość skorupy kontynentalnej wynosi 2,7-2,8g/cm3.

Skład skorupy Ziemi:

Skorupa ziemska sięga do tzw. Nieciągłości Mohorovicicia ( Moho ).

Nieciągłość Moho - strefa gwałtownego wzrostu gęstości skał i prędkości rozchodzenia się fal sejsmicznych. Oddziela skorupę ziemską od płaszcza Ziemi.

Płaszcz Ziemi ma budowę trójdzielną:

Płaszcz Ziemi sięga głębokości 2,900km.

„Płaszcz górny”


Budowa jest trójdzielna:

  1. warstwa górna - perydotytowa ( zbudowana z perydotytów ); grubość od 0-50km

Skorupa ziemska + górna warstwa płaszcza górnego to litosfera ( sztywna powłoka Ziemi ).

  1. warstwa środkowa

Środkowa warstwa płaszcza górnego ma grubość ok. 100km. Jest plastyczna. Fale sejsmiczne, które przez nią przechodzą odznaczają się zmniejszoną prędkością. Warstwa ta nosi nazwę asterosfery.

  1. warstwa dolna

Dolna warstwa płaszcza górnego ma grubość 250km i odznacza się jednorodnością budowy.

Płaszcz górny sięga głębokości ok. 400km. Głębiej jest strefa przejściowa. Zbudowana jest ona z minerałów: oliwin, pirosen, chronit, granaty. Strefa przejściowa sięga w zależności od zastosowanego podziału głębokości 700 bądź 1000km. Jeszcze głębiej jest płaszcz dolny. Obserwuje się w nim stopniowy wzrost zawartości żelaza. Kończy się na głębokości 2900km gdzie znajduje się następna nieciągłość - Gutenberga. W jej obrębie następuje wygasanie poprzecznych fal sejsmicznych i gwałtowny spadek prędkości podłużnych fal sejsmicznych.

Nieciągłość Gutenberga oddziela płaszcz Ziemi od jej jądra.

„Jądro Ziemi”

Ma budowę dwudzielną:

„Metody badania wewnętrznej budowy Ziemi”

Źródła wiedzy:

Podmiotem badań są fale sejsmiczne. Powstają one między innymi w wyniku wszelkiego rodzaju wstrząsów tektonicznych.

Fale sejsmiczne dzielą się na:

Fale powierzchniowe nie przechodzą do głębszych powłok Ziemi. Ograniczone są do warstwy powierzchniowej. Mogą być pomocne do interpretowania budowy geologicznej skorupy ziemskiej. Fale te wywołują większość niszczeń związanych z trzęsieniami Ziemi. Wyróżnia się fale:

Fale głębne przechodzą do głębszych powłok Ziemi. Wyróżnia się:

Interpretację budowy głębnej Ziemi umożliwiła analiza zmian prędkości obu tych fal.

Wykład 2

Temperatura i ciśnienie wewnątrz Ziemi:

Temperatura i ciśnienie rosną wraz z głębokością. Stwierdzono że na głębokości 15km temperatura wynosi około 450ႰC. Jednakże na głębokości 120km temperatura rośnie do 1200ႰC. 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 1ႰC

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 11,5Ⴐ. Bieguny magnetyczne stale przemieszczają się.

Elementy pola magnetycznego:

Natężenie całkowite (F)- składowa pozioma (H), składowa pionowa (Z)

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.

Arogona - linia zerowej deklinacji

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.

Izodynamy - linie stałego natężenia pola magnetycznego na powierzchni Ziemi

Zmiany deklinacji magnetycznej mają 3-jaki charakter:

  1. zmiany wiekowe rzędu 10-tych części stopnia na rok i wynikają one z przemieszczania się biegunów magnetycznych Ziemi

  2. zmiany roczne, sezonowe o wartości kilku minut w ciągu roku

  3. dobowa od 4min na równiku do 15 min na biegunie

Pole magnetyczne Ziemi zmienia co jakiś czas swój kierunek (ulega odwróceniu). Przyczyny tych zmian nie zostały poznane. Dowody na inwersje pola magnetycznego zostały ujawnione na podstawie badań niektórych typów law i skał głębokomorskich. Maję one zdolność zapisu paelomagnetycznego. Do celów praktycznych bada się również zmiany natężenia pola magnetycznego. Lokalne odchylenia wartości natężenia od wartości typowych, nazywane są anomaliami magnetycznymi. Występowanie może być przydatne w poszukiwaniach złóż w kopalniach np. żelaza, chromu, niklu.

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. ľ 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 - stosowane w otworach wiertniczych i wykorzystują zjawiska fizyczne

6) metody archeologiczne - stosowana przy najmłodszych skałach, w których zachowała się działalność człowieka

Wykład 3

„Podział dziejów Ziemi”

Tabele stratygraficzna powstała w wyniku złożenia profili warstw skalnych znanych z różnych części świata poprzez zastosowanie metod badania wieku względnego profile te zostały ze sobą skorelowane w wyniku czego powstał 1 szczególny profil zbiorczy. Następnie profil ten podzielono na pewne zespoły warstw, tworząc jednostki stratygraficzne (chronostratygraficzne). Tymi jednostkami są:

Zdefiniowano również w oparciu o zmiany zachodzące w świecie organicznym granice między tymi jednostkami wiekowo określa je za pomocą metod datowania bezwzględnego. Jednostką stratygraficznym przypisano następnie odpowiadające im jednostki czasu geologicznego, czyli tzw. jednostki geochronologiczne. Tymi jednostkami są:

Tak więc każdej jednostce stratygraficznej (rzeczywistemu zespołowi warstw) odpowiada jednostka czasu geologicznego, kiedy ten zespół warstw się utworzy. Nazwy jednostek stratygraficznych i odpowiadającym im jednostką czasu geologicznego są identyczne, np. mezozoik jest nazwą eratemu i ery, karbon - system i okres.

„Powstanie Ziemi”

Uważa się, iż wszechświat powstał ok. 10-20 mld. lat temu w wyniku wielkiego wybuchu. Data 13,7 mld. lat. Nasz układ słoneczny jest znacznie młodszy. Powstał ok. 5 mld lat temu z wielkiego kompleksu gazowo pyłowego, w centralnej części którego utworzyło się Słońce. Wirowy ruch materii wokół Słońca spowodował wykształcenie się dysku protoplanetowego. W miarę zwiększania się odległości od Słońca temperatura i gęstość materii malała, co spowodowało zróżnicowanie się składu chemicznego materii, a w ślad za tym również składu powstałych zeń planet. W pierwszym etapie dochodziło do kondensacji pyłu kosmicznego o wymiarach rzędu mikronów w ziarna o średnicy rzędu cm. Następnie między tymi ziarnami dochodziło do kolizji, które powodowały ich zlepianie się (akrecję) i stopniowe zwiększanie rozmiarów w wyniku czego utworzyły się zalążki planet, czyli planetyzomali. W miarę jak rozmiary planetyzomali się powiększały rosło ich oddziaływanie grawitacyjne na nie skupione jeszcze fragmenty materii. W efekcie ilość kolizji rosła. Miały one charakter grawitacyjny. Ich skutkiem było powstanie protoplanet, które były gorące i zbudowane w pierwszej fazie swego istnienia z roztopionej materii. Roztopione metale (żelazo i nikiel) spłynęły grawitacyjnie w głąb Ziemi tworząc jej jądro. Następnie na podobnej zasadzie wykształciły się pozostałe geosfery. Pewna część materii nie uległa skupieniu co powodowało liczne jej kolizje z powstałymi planetami również w późniejszym czasie. Badania meteorytów (kamiennych i żelazistych) zbudowanych z tej samej materii co pierwotna materia Ziemi, pokazały, że liczą sobie one ok. 4,5 mld lat. Na ten sam czas określono również wiek Ziemi. Ziemia powstała ok. 4,5 - 4,6 mld lat temu. Najstarszym eonem w dziejach Ziemi jest archaik.

Archaik

Według nowego podziału stratygraficznego dzieli się na ery:

Archaik trwał od narodzin planety do ok. 2,5 mld lat temu. Z Archaiku pochodzą najstarsze znane kryształy minerałów. Zostały one znalezione w Australii i liczą sobie ok. 4,1 - 4,3 mld lat. Minerałem tym był cyrkon. Minerał ten jest częsty w skałach budujących skorupę kontynentalną, natomiast niezwykle rzadki w skałach budujących skorupę oceaniczną. Na tej podstawie stwierdzono, że w tych czasach istniały zalążki kontynentu. Najstarsze znane skały liczą 3,9 mld lat - odnalezione na pn - zach Kanady. Uderzenia planetoid i meteorytów o powierzchnię Ziemi powodowały pękanie tworzącej się skorupy ziemskiej. Efektem tego procesu były wypływy lawy zawierającej duże ilości gazów. W efekcie w wyniku odgazowania zewnętrznej powłoki Ziemi powstała atmosfera. Pierwotna atmosfera była beztlenowa. Składała się głównie z pary wodnej, dwutlenku węgla, tlenku węgla, wodoru, azotu, gazów szlachetnych, a także metanu i amoniaku. W miarę wzrostu kondensacji i powstawania chmur. W rezultacie na Ziemie spadły pierwsze deszcze zapoczątkowujące obieg wody w przyrodzie. Opady deszczu powodowały stopniowe ochłodzenie się powierzchni planety jak również doprowadziły do utworzenia się hydrosfery (zbiorników morskich i śródlądowych). W zbiornikach tych z czasem narodziło się życie. Do najważniejszych koncepcji racjonalistycznych tłumaczących pochodzenie życia na Ziemi należą:

Najstarsze ślady materii organicznej liczą sobie 3,8 mld lat, natomiast najstarszymi poznanymi organizmami były bakterie oraz sinice. Najstarsze znaleziska liczą sobie 3,5 mld lat. Pochodzą one z Australii i RPA. Sinice były organizmami kolonijnymi. Obumierając tworzyły skały węglanowe - stromatolity.

Proterozoik

Dzieli się na 3 ery:

Rozpoczął się ok. 2,5 mld lat temu, a zakończył 542 mln lat temu. Najważniejszym wydarzeniem było pojawienie się tlenu w atmosferze. Było to związane z działalnością sinic. Sinice są bowiem organizmami fotosyntetyzującymi. Wiązały ona dwutlenek węgla zawarty w atmosferze w osad węglanowy, a ubocznym produktem tego procesu był tlen. Przez ok. 1 - 2 mld lat (czyli jeszcze w archaiku) był on wydatkowany na utlenienie związków zawartych w wodzie morskiej. Począwszy od ok. 2mld lat temu zaczął gromadzić się w atmosferze. Z Proterozoiku znane są sinice, jamochłony, pierścienice, pierwsze stawonogi. Pod koniec proterozoiku pojawiła się niezwykła, bardzo bogata grupa zwierząt zwana fauną ediakarańską. W proterozoiku powstały liczne typy skał:

Miały wtedy miejsce również potężne ruchy górotwórcze, a także zlodowacenia.

Wykład 4

W proterozoiku kontynenty były ze sobą połączone tworząc jeden wspólny ląd, który pod koniec tego eonu zaczął się rozpadać.

Eon paleozoiczny

Trwa od 542 mln lat do dziś. Dzieli się na 3 ery:

Poglądy na temat rozwoju świata organicznego na Ziemi

Podstawową teorią mówiącą o zasadach ewolucji na Ziemi jest teoria ewolucji Darwina. Zakłada ona między innymi iż przetrwać mogą jedynie te gatunki, które w możliwie doskonałym stopniu dostosują się do warunków środowiska. Ewolucja polega na serii stopniowych, bardzo powolnych adaptacji. Podstawowym czynnikiem wymuszającym ewolucję jest walka o przetrwanie. Uzupełnieniem teorii ewolucji jest teoria, której twórcą był Stephen Gould. Uważał on, że zasadnicze zmiany w świecie organicznym na Ziemi były efektem katastrof naturalnych o globalnym zasięgu. W historii Ziemi miało miejsce 9 tzw. wielkich wymierań, które całkowicie przewartościowały obraz świata, przy czym część ich nauka nie zna. Spośród tych 9 wymierań najlepiej poznane jest to na przełomie kredy i paleogenu ok. 66-65 mln lat temu. Uderzenie planetoidy - wyginięcie dinozaurów - perm/trias. Wyginęło ok. 90 gatunków zwierząt obejmujących strefę przybrzeżnie morską. Uważa się, że przyczyną tego były gwałtowne zmiany poziomu mórz i oceanów, a także nasilone zjawiska wulkaniczne. Krater Barninger Arizona - USA - średnica 1,6km - czas powstania 50.000lat temu.

Era paleozoiczna

Dzieli się na 6 okresów:

Kambr

Rozpoczął się 542mln lat temu i zakończył 488mln lat temu. Najważniejszym wydarzeniem jest tzw. wielka eksplozja - pojawienie się w krótkim czasie wielu gatunków zwierząt. Typową faunę kambru stanowiły trylobity, archeocjaty, gąbki, ramienionogi oraz koralowce. Występowały również różne organizmy bezszkieletowe. Niezwykłym miejscem ich występowania są Góry Skaliste. W Burgess znaleziono skałę - łupki z Burgess. Kambr był okresem spokoju tektonicznego. W Polsce powstały kwarcyty - Góry Świętokrzyskie. Zbudowane z nich są także gołoborza.

Ordowik

Trwał od 488 do 444 mln lat temu. W ordowiku pojawiły się pierwsze rybokształtne kręgowce. Ponadto graptolity. Występowały wszystkie wymienione wcześniej organizmy. Pojawiły się również olbrzymie głowonogi.

Sylur

Trwał od 444 - 416 mln lat temu. Pojawiły się wtedy pierwsze ryby, zwane pancernymi. Duże znaczenie miały trylobity, graptolity, ramienionogi i koralowce. Ważną grupą zwierząt były liliowce. Pod koniec syluru pojawiły się pierwsze rośliny lądowe - psylofity. Następowało stopniowe przemieszczanie się części kontynentu ku północy. W sylurze miało również miejsce apogeum orogenezy kaledońskiej. W wyniku tych ruchów górotwórczych powstały: Góry Szkocji, Góry Skandynawskie, a także południowa część G. Świętokrzyskich i wschodnia Sudetów.

Dewon

Trwał od 416 - 359 mln lat temu. Jest okresem bogactwa ryb. Fauna morska jest reprezentowana przez trylobity, ramienionogi, małże, głowonogi, koralowce i inne organizmy. Pojawiają się pierwsze płazy (Ichtiostega - pierwszy płaz!!!), a także owady bezskrzydłe. Na lądach dochodzi do rozwoju paprotników. W dewonie istniały dwa duże kontynenty: północny - laurazja, południowy - gondwana. Oddzielone były od siebie Oceanem Tetydy. Dominował klimat ciepły, na laurazji dodatkowo okresy klimatu gorącego i zimnego. Dochodziło do intensywnego wietrzenia i erozji gór wypiętrzonych w orogenezie kaledońskiej w skutek czego powstały skały okruchowe (piaskowce i zlepieńce) o czerwonej barwie. Pod koniec dewonu doszło do wielkiego wymierania, podczas którego wyginęło ok. 40% gatunków ryb i koralowców. W okresie tym powstały między innymi wapienie występujące w Górach Świętokrzyskich oraz wapienie i dolomity - rejon Krakowa.

Karbon

Trwał od 359 - 299 mln. lat temu. W karbonie pojawiają się pierwsze gady oraz owady skrzydlate. Fauna morska reprezentowana jest przez ramienionogi, koralowce, małże, jeżowce i inne. Wymierają graptolity i trylobity. W karbonie istniały dwa kontynenty: północy - laurazja i południowy - gondwana, oddzielone Oceanem Tetydy. Panowały na nich odmienne warunki klimatyczne. Na laurazji klimat ciepły, wilgotny. Dochodziło wtedy do bujnego rozwoju flory, zwłaszcza paprotników (widłaki - mechidodendron, sigillaria, skrzypy i paprotnice). Ponadto rosły tam również drzewa zwane kordaitami. W karbonie górnym na laurazji powstawały olbrzymie torfowiska. Szczątki roślin, które się nagromadziły stanowiły materiał wyjściowy do powstania złóż węgla kamiennego - miedzy innymi GZW, Lubelski ZW. W tym czasie na gondwanie miało miejsce zlodowacenie. Na przełomie karbonu dolnego i górnego miała miejsce główna faza orogenezy hercyńskiej zwanej również waryscyjską. Powstały wtedy między innymi Góry Harc, Wogezy, masyw centralny we Francji, dalszemu wypiętrzeniu uległy Sudety i Góry Świętokrzyskie.

Perm

Trwał od 299 - 251mln lat temu. Dochodzi do dalszego rozwoju gadów, płazów i owadów. Fauna morska: ramienionogi, koralowce, małże, ślimaki, głowonogi. Na lądach dochodzi do rozwoju roślin szpilkowych. Kontynenty były połączone tworząc Pangea. W północnej jego części na laurazji dominował klimat gorący i suchy. Jego efektem było intensywne niszczenie gór powstałych podczas orogenezy hercyńskiej i tworzenie się skał okruchowych o czerwonej barwie, a także skał gipsowo - solnych. Z tego okresu pochodzą między innymi olbrzymie złoża soli występujące w naszym kraju - Kujawy, a także złoża rud miedzi - Dolny Śląsk. Perm był okresem dużej działalności wulkanicznej. Jej przejawem są skały wulkaniczne - między innymi Kraków, Wałbrzych. Na południu w gondwanie klimat umiarkowany, wilgotny. Dochodziło do rozwoju rozległych torfowisk węglotwórczych, których głównymi roślinami były paprocie. Z ich szczątków powstały złoża węgla - Australia, RPA, Indie. Na przełomie Permu i Triasu miało miejsce wielkie wymieranie.

Era Mezozoiczna

Jest trójdzielna:

Trias

Trwał od 251 do 200mln lat temu. Jest okresem rozwoju gadów. Pierwsze gady były formami morskimi, pływającymi, drapieżnymi. Główny rozwój gadów zachodził jednak na lądzie. Pojawiły się pierwsze dinozaury. Dinozaury to mezozoiczne gady lądowe. Mianem tym określane są zwierzęta należące do drugiego rzędu podgromady gadów naczelnych. Triasowe dinozaury miały wymiary psa. W triasie występowała bardzo obfita fauna morska. Tworzyły ją: ramienionogi, małże, ślimaki, liliowce, amonity. W triasie dochodzi do dalszego rozwoju roślinności nagonasiennej, głównie sadowców, lelletytów, miłorzębowych, oraz drzew iglastych. Trias był okresem spokoju tektonicznego. Zapoczątkowany został rozpad pangea. Klimat zmieniał się. W triasie dolnym - klimat gorący i suchy. Powstawały wtedy skały okruchowe, głownie piaskowce o wiśniowo - czerwonym zabarwieniu, a także skały gipsowo - solne. W triasie środkowym klimat ciepły i wilgotny. Tworzyły się wtedy różnego typu skały węglanowe: wapienie, dolomity, margle. Często zawierają one obfite nagromadzenia fauny kopalnej. W triasie górnym klimat umiarkowany, powstały skały okruchowe. Z triasem związane są złoża rud cynku i ołowiu występujące w rejonie śląsko - krakowskim. Obecnie eksploatację prowadzi się w okolicach Olkusza i Trzebini.

Jura

Trwała od 200 - 145mln lat temu. Jest okresem dominacji gadów. Istniały wtedy formy morskie (drapieżne): ichtiozaur, plezjozaur. Gady lądowe i lądowo - wodne były roślinożerne. Do najważniejszych należą: brontozaur, stegozaur, megalozaur, brachiozaur i diplodok. Były to zwierzęta olbrzymie. Występowały gady latające: pterozaury. Większość z nich to formy małe. Ich przedstawicielem jest pterodaktyl. Niektóre z nich miały duża rozpiętość skrzydeł - gady te potrafiły jedynie szybować. Pojawił się pierwszy ptak: archeopteryx. Jura jest okresem bardzo obfitego rozwoju fauny morskiej: małże, ramienionogi, ślimaki, koralowce, amonity i belemnity. Flora jurajska przypomina florę triasową. W jurze występuje dalsze rozdzielanie się pangei na kontynenty. Wiążą się z tym złoża rud żelaza występujące w rejonie Częstochowy, Kłobucka i Łęczycy.

Kreda

Trwała od 145 - 65 mln lat temu. Dochodzi do zróżnicowania klimatu. Powoduje to wyodrębnienie się dwóch prowincji:

Otwornice - niewielkie organizmy planktoniczne mające pancerzyk z węglanu wapnia. Z ich szczątków powstawały skały wapienne.

W kredzie gady są schyłkową grupą zwierząt. Zarówno pod względem ilości gatunkowej jak i liczebności. Do głównych gadów kredowych należy: iglonotor, tyranozaur. W kredzie istniały też gady latające np. pteronodon, a także gady morskie. Dochodzi do rozwoju ptaków. Na przełomie kredy dolnej i górnej dochodzi do gwałtownej zmiany w świecie roślin. Rośliny nagonasienne ustępują miejsca okrytonasiennym: eukaliptusy i topole. Pojawiają się również magnolie. Spośród nagonasiennych: sosny i sekwoje. W kredzie ma miejsce wielka transgresja morska (podnoszenie się poziomu mórz).Pod koniec kredy rozpoczyna się główna faza orogenezy alpejskiej. U schyłku kredy miały miejsce nasilone zjawiska wulkaniczne (półwysep indyjski). Powstały wtedy wielometrowej grubości warstwy skał wulkanicznych zwane trapami. Na przełomie kredy i paleogenu ma miejsce wielkie wymieranie. Wyginęły wtedy dinozaury i wiele gatunków gadów: amonity, belemnity , otwornice i inne zwierzęta morskie. Nastąpiły również bardzo silne zmiany w świecie roślinnym (np. Ameryka Północna - wyginęło 75% gatunków roślin). Przyczyną tego było uderzenie olbrzymiej planetoidy o średnicy ok. 10km w rejonie dzisiejszego Półwyspu Jukatan. Uderzenie spowodowało utworzenie rozległego krateru o średnicy 300km, zwanego Chicxulub. W następstwie uderzenia do atmosfery przedostały się dwie ilości pyłu i grubszego materiału okruchowego. Większe fragmenty opadając rozgrzewały się. Jeśli spadały na suche podłoże powodowały powstanie pożarów. Wkrótce pożary objęły olbrzymie połacie północnej Ameryki. Pył zawieszony w atmosferze spowodował gwałtowne zmniejszenie się ilości promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni Ziemi, a w konsekwencji spadek temperatury i zakłócenia w procesie fotosyntezy. Wywołały one masowe obumieranie roślin i powstanie przerw w łańcuchach pokarmowych. Towarzyszyły temu kwaśne deszcze. Wielkie gady, w tym dinozaury, wymarły z powodu braku pożywienia i z ochłodzenia się klimatu. Istnieją również inne koncepcje tłumaczące to wielkie wymieranie ( miedzy innymi związane ze zjawiskami wulkanicznymi i zmianami w świecie roślin).

Era kenozoiczna

Dzieli się na dwa okresy:

Trwał 5-23mln lat temu. Wystąpił szybki rozwój ssaków, zwłaszcza koniowatych, trąbowców, torbaczy. Dochodzi do dalszej ewolucji ptaków. Typową formą przybrzeżno -morską paleogenu są małże, ślimaki, otwornice. Rozwój świata organicznego w paleogenie na poszczególnych kontynentach zachodzi w odrębny sposób. Następuje rozwój roślinności okrytonasiennej. W paleogenie pojawiają się trawy. Na ten okres przypada apogeum orogenezy alpejskiej. Nastąpiło wtedy wypiętrzenie Alp, Karpat, Himalajów, Andów, Kordylierów, g. Kaukaz. Paleogen dzieli się na 3 epoki:

Neogen

Trwa od 23mln lat temu do dziś. Dzieli się na 4 epoki:

Do najważniejszych wydarzeń w świecie organicznym jest pojawienie się małp człekokształtnych, a następnie pojawienie i rozwój homonidów. Następuje dalszy rozwój innych grup ssaków (głownie koniowatych, trąbowców, nosorożców, torbaczy). Pojawiają się, a następnie wymierają liczne gatunki zwierząt, m.in. mamuty, niedźwiedzie jaskiniowe, nosorożce włochate. W miocenie następuje rozwój rozległych torfowisk węglotwórczych. Głównymi roślinami węglotwórczymibyły wtedy duże drzewa iglaste np. sekwoje oraz drzewa liściaste. Ze szczątek tych roślin powstały złoża węgla brunatnego, które m.in. występują w Polsce w okolicach Bełchatowa, Konina, Turoszowa a także w wielu krajach Europy środkowej oraz w USA. Również w miocenie w zapadlisku przedkarpackim powstały złoża gipsu (dolina Nidy), złoża soli (okolice Wieliczki, Bochni), złoża siarki (okolice Tarnobrzegu).

W plejstocenie olbrzymie obszary północnej Ameryki , północnej Europy uległy zlodowaceniu. Występowały wtedy okresy ochłodzenia się klimatu, czyli glacjały oraz okresy ocieplenia się klimatu, czyli interglacjały. W zależności od interpretacji zmian klimatycznych ziemi wyróżniamy trzy cztery a nawet osiem zlodowaceń:

Z plejstocenu i obecnością lodowca na terenie Polski związane są procesy, które doprowadziły do uformowania się rzeźby powierzchni wielu regionów naszego kraju. W neogenie miały miejsce również zjawiska wulkaniczne, których efektem jest występowanie skał wylewnych, głównie bazaltów w różnych miejscach dolnego śląska.

Procesy geologiczne

Procesy geologiczne to zespół zjawisk powodujących przeobrażenia skorupy ziemskiej. Procesy te dzieli się na :

Procesy endogeniczne to te, które źródło mają w głębi ziemi. Procesy egzogeniczne zachodzą na powierzchni ziemi lub płytko pod nią.

Metody badań procesów geologicznych

Należą do nich:

Analizując przebieg procesów geologicznych we wcześniejszych epokach, czynimy pewne założenia, które nazywa się zasadą aktualizmu geologicznego. Zasada ta mówi, że w ubiegłych epokach geologicznych działały takie same prawa fizyczne i chemiczne jak dzisiaj, wobec czego zjawiska geologiczne zachodziły dzięki siła i procesom podobnym do współczesnych.

Podział procesów geologicznych

Wyróżniamy 4 grupy:

Teoria tektoniki płyt litosfery

Litosfera podzielona jest na fragmenty zwane płytami. Mają one zróżnicowaną wielkość. Do największych należą: płyta eurazjatycka, płyta pacyficzna, płyta indoaustralijska, płyta antarktyczna, płyta afrykańska, płyta północno - amerykańska, płyta południowo - amerykańska. Oprócz nich istnieją jeszcze mniejsze płyty: płyta nazca, arabska i inne. Płyty wygięte są zgodnie z kształtem powierzchni ziemi. Są sztywne i przemieszczają się po powierzchni asterosfery w tempie średnio kilku cm na rok. Płyty litosfery są stale odnawiane w tzw. strefach akrecji zwanymi również strefami spredingu lub rozrostu. Strefy te znajdują się w obrębie grzbietów śródoceanicznych . Jednocześnie płyty litosfery są stale niszczone w tzw. strefach subdukcji, które znajdują się w obrębie rowów oceanicznych. Dno oceaniczne odznacza się bardzo zróżnicowaną morfologią. Ciągną się wzdłuż niego potężne systemy grzbietów sródoceanicznych i rowów oceanicznych. W osiowej partii grzbietów środoceanicznych występują głębokie rozłamy tektoniczne sięgające asterosfery. Zwane są ryftami. W ryftach następuje podpływanie magmy z asterosfery ku powierzchni dna oceanicznego. W miarę jak proces zachodzi, magma ochładza się, krzepnie i dobudowuje skrajne części płyt litosfery, znajdujących się po obu stronach ryftu. Proces ten nazywamy spedingiem albo rozrostem dna oceanicznego. W obrębie rowów oceanicznych znajdują się strefy subdukcji. Następuje tam niszczenie płyt litosfery. Jedna płyta litosfery podsuwa się pod drugą. W wyniku oddziaływania wysokiej temperatury i ciśnienia, marginalna część podsuwającej się płyty litosfery ulega roztopieniu. Powstała w ten sposób materia miesza się z materią asterosfery. Procesy rozrostu i niszczenia płyt wzajemnie się kompensują. Płyty litosfery mogą ze sobą sąsiadować także poprzez uskoki transformujące. Płyta litosfery składa się albo z litosfery oceanicznej lub z litosfery oceanicznej z wtopionymi weń blokami litosfery kontynentalnej. Kontynenty przemieszczają się zatem wraz z cała płytą litosfery i jako lżejsze nie podlegają subdukcji. Centralne części płyty litosfery zwykle nie ulegają deformacji. Deformacje mogą natomiast występować w ich brzeżnej części. Z rejonami występowania stref akrecji (grzbiety śródoceaniczne) oraz stref subdukcji (rowy oceaniczne) wiążą się najważniejsze procesy endogeniczne.

Strefy akrecji: występują płytkie trzęsienia ziemi, wulkanizm oraz tzw. plamy gorąca, czyli miejsca wzmożonego dopływu ciepła z głębi ziemi.

Strefy subdukcji: tworzenie się łuków wysp, trzęsienia ziemi, wulkanizm, ruchy górotwórcze, metamorfizm skał, tworzenie się rozległych intruzji magmowych - batolitów.

Strefy uskoków transformujących: silne trzęsienia ziemi.

Ruch płyt litosfery związany jest z konwekcją zachodzącą w asterosferze.

Magmatyzm

Jest to ogół procesów związanych z występowaniem magmy w skorupie ziemskiej i jej wydostawaniem się na powierzchnię. Magma to ognisto - płynny stop krzemionowy nasycony gazami. Do głównych składników magmy należą: krzemionka, tlenek glinu, tlenki żelaza, tlenek magnezu, tlenek wapnia, tlenek sodu, tlenek potasu, para wodna. Ze zróżnicowaniem składu magmy wiąże się zróżnicowanie składu mineralnego skał magmowych. Magma pochodząca zwykle z asterosfery przemieszcza się ku powierzchni ziemi poprzez rozłamy tektoniczne, uskoki, spękania i szczeliny oraz pustki w masywie skalnym. Wędruje ona ku górze również w wyniku przetapiania skał osłony. Jednym z charakterystycznych zjawisk magmowych jest tworzenie się intruzji. Intruzją nazywamy wtargnięcie magmy pomiędzy już istniejące skały. W zależności od stosunku intruzji do skał otaczających wyróżnia się : zgodne i niezgodne. Intruzje zgodne dostosowują się z przebiegiem skał otaczających. Intruzje niezgodne przecinają skały otaczające. Do intruzji zgodnych zaliczamy: sille - żyły pokładowe, lakolity, fakolity, lopolity. Do niezgodnych: batolity, dajki, żyły kominowe. Intruzje magmowe zbudowane są z różnego typu skał magmowych.

Skały magmowe w zależności od miejsca powstania dzielą się na:

Wydostawanie się magmy oraz towarzyszących jej gazów i roztworów wodnych na powierzchni ziemi nosi nazwę wulkanizmu. Magma wypływająca na powierzchnię ziemi nazywana jest lawą.

Produkty wulkanizmu

Do produktów wulkanizmu zaliczamy:

  1. gazowe - para wodna, CO2, SO2, H, H2S, N, CO, F, Cl

  2. stałe - materiał piroklastyczny:

  1. ciekłe:

Lawy kwaśne są jasne, mają gęstość 2,7-2,8 g/cm3. Są lawami lepkimi, trudno stygnącymi, dużo gazów, mają formę kopuł.

Lawy zasadowe są ciemne, maja gęstość, łatwo stygnące, maja formę tarczową.

Budowa wulkanów

    1. Krater

    2. Komin wulkaniczny - łączy krater i źródło magmy

    3. Kratery pasożytnicze - małe kratery powstałe na zboczach

    4. Koldera - zapadnięty stożek wulkaniczny

Dzielimy je według przebiegu erupcji:

Erupcja - wybuch wulkanu z produktami wulkanizmu

  1. efuzywne - spokojny wylew lawy

  2. eksplozywne - wyrzucają materiał piroklastyczny

  3. stratowulkany - wyrzucające lawę i materiał piroklastyczny (Etna, Wezuwiusz)

Maar - lejkowate zagłębienie otoczone materiałem okruchowym, pochodzące w diatermę - komin wulkaniczny wypełniony materiałem okruchowym i piroklasycznym (Niemcy, RPA).

Podział według stanu aktywności:

  1. czynne

  2. drzemiące

  3. wygasłe

Erupcje dzielimy na:

a) centralne - zachodzą z krateru wulkanu

b) linijne - lawa występuje wzdłuż strzeliny (Hekla)

Występowanie wulkanów na Ziemi

Zjawiska powulkaniczne (postpuwlkaniczne)

Są to zjawiska, które występują po zakończeniu się procesów wulkanicznych na jakimś obszarze. Do nich należą:

a) ekshalacje - wydzielanie się gazów:

b) erupcje wulkanów błotnych - są to zagłębienia powierzchni ziemi, w których znajduję się dobry materiał okruchowy wymieszany z gorącą wodą lub parą wodną i z którego wydzielają się gazy

  1. gorące źródła (temp to 100C)

  2. gejzery (USA - Yellowstone, Kamczatka)

Diastrofizm (procesy tektoniczne)

Pojęcia podstawowe z tektoniki; warstwa.

Warstwa - klauzurka nr 4 (skały osadowe)

Ma elementy: strop spąg, miąższość.

Wychodnia

Ułożenie warstw w przestrzeni; pomiary kompasem geologicznym

Powtórzyć na podstawie laborki !!!

Pierwotne ułożenie warstw; deformacje tektoniczne

Pierwotne ułożenie warstw jest zawsze poziome. Ten typ budowy geologicznej nazywamy płytą. W wyniku pionowych ruchów tektonicznych o zróżnicowanym nasileniu powstaje monoklina. Deformacje tektoniczne dzielą się na ciągłe i nieciągłe.

Klasyfikacja fałdów:

Deformacje

Deformacje nieciągłe są to głównie typy uskoków.

  1. Elementy uskoków - powt. Kl.3

  2. Klasyfikacje uskoków:

    1. kinematyczna: