ÿþK a t o l i c k i U n i w e r s y t e t L u b e l s k i
J a n a P a w Ba I I
K a t e d r a C h e m i i
G e o c h e m i a ,
b i o g e o c h e m i a
c z y l i Z i e m i a , |y c i e , e w o l u c j a
A n d r z e j K u c z u m o w
J a k w y g l d a g l o b w e w n t r z u ?
T r o c h s k o m p l i k o w a n y w y g l d w n t r z e n i e p r z y p o m i n a p o w i e r z c h n i
a w a r s t w y s r o z s e g r e g o w a n e
P o n i |e j m a m y l e p i e j u k a z a n e
p o s z c z e g ó l n e w a r s t w y Z i e m i
W a r s t w y m a j r ó |n y s k Ba d
c h e m i c z n y
" S k o r u p a z i e m s k a z b u d o w a n a z l e k k i c h
g l i n o k r z e m i a n ó w z d u |y m u d z i a Be m C a , N a
i K o r a z S i ;
" P Ba s z c z z i e m s k i z b u d o w a n y z c i |k i c h
g l i n o k r z e m a i n ó w z d u |y m u d z i a Be m M g i
F e
" R d z e D Z i e m i z b u d o w a n y z F e z
d o d a t k i e m N i i C o o r a z S
C o z t e g o j e s t s z c z e g ó l n i e
w a |n e ?
" K r z e m p o d s t a w a g e o s f e r y
" W g i e l p o d s t a w a b i o s f e r y
O b a p i e r w i a s t k i z g r u p y 1 4 u k Ba d u o k r e s o w e g o ,
c z t e r o w a r t o [c i o w e
T o z k o l e i s k Ba d t y p o w e g o o b i e k t u
b i o l o g i c z n e g o c i a Ba l u d z k i e g o
A o t o z u p e Bn i e o d m i e n n y s k Ba d S Bo Dc a
J e s z c z e i n n y s k Ba d K o s m o s u
S z c z e g ó l n i e i n t e r e s u j n a s
n a j b a r d z i e j z e w n t r z n e w a r s t w y
Z w r ó m y u w a g n a z m i e n n g r u b o [ s k o r u p y z i e m s k i e j o d 5 k m
p o d d n e m o c e a n ó w a | d o 9 0 k m p o d Ba Dc u c h a m i g ó r s k i m i
p r z e c i t n i e 4 5 k m
J a k z b a d a Z i e m i w e w n t r z u ?
§ð G Bb o k i e w i e r c e n i a
A l e t o j e s t m o |l i w e t y l k o
d o 1 3 k m , c z y l i w
w i e r z c h n i c h w a r s t w a c h
s k o r u p y z i e m s k i e j ;
W t y m r o k u f r a n c u s c y
b a d a c z e c h c n a w s c h ó d
o d P u e r t o R i c o d o w i e r c i
s i d o g Bb o k o [i 2 k m
p o d d n e m o c e a n u , a t a m
g r u b o [ s k o r u p y j e s t
n a j m n i e j s z a
T o s o d p o w i e d n i e w i e r t Ba
n a s a d k i s z d i a m e n t ó w
p r z e m y s Bo w y c h
W i e r c e n i a s c z s t o p r o w a d z o n e
g r u p o w o , a b y d o s t a p e Bn i e j s z y o b r a z w n t r z a
T a k w y g l d a j u z y s k a n e m a p y z p o m i a r ó w
m i d z y o t w o r o w y c h ( d a n e s e j s m i c z n e l u b
e l e k t r y c z n e )
A t a k d a n e c h e m i c z n e j a n a l i z y
r d z e n i s t o d a n e b e z p o [r e d n i e
M e t o d y p o [r e d n i e
W i e l k i e n i e s z c z [c i a , j a k i m i s
t r z s i e n i a z i e m i t o w i e l k a
o k a z j a d l a n a u k o w c ó w
b a d a j f a l e s e j s m i c z n e , i c h
p r d k o [, o d b i c i a , z a Ba m a n i a .
W i e l k i e t r z s i e n i e
w i c e j l e p s z y c h d a n y c h
F a l e z a c h o w u j s i r ó |n i e w
r ó |n y c h [r o d o w i s k a c h
R ó |n e
O d b i c i e
p r d k o [c i
W s k a z a n i a s e j s m o g r a f u
F a k t y o Z i e m i z e b r a n e z d a n y c h s e j s m i c z n y c h
J a k z a s t p i t r z s i e n i a z i e m i w
n a s z y c h b a d a n i a c h ?
" T r z s i e n i a z i e m i s n i e p r z e w i d y w a l n e
" L e p s z e s p l a n o w e o d w i e r t y i k o n t r o l o w a n e
w y b u c h y
" N a j l e p s z e b y By k o n t r o l o w a n e p o d z i e m n e
w y b u c h y j d r o w e l u b t e r m o n u k l e a r n e , d l a
c e l ó w w o j s k o w y c h o b e c n i e z a b r o n i o n e
A l b o p o s t a r a s i o p r ó b k m a t e r i i
p i e r w o t n e j , c z y l i m e t e o r y t ó w
" S p r a w d o p o d o b n i e r e p r e z e n t a n t a m i
s t a r e j m a t e r i i , z k t ó r e j p o w s t a Ba Z i e m i a ;
" A l e s d w a r o d z a j e m e t e o r y t ó w |e l a z n e
i k a m i e n n e ;
" W z b i o r a c h m u z e ó w j e s t n a d r e p r e z e n t a c j a
|e l a z n y c h , p o d c z a s g d y w r z e c z y w i s t o [c i
p r z e w a |a j k a m i e n n e i s w Ba [c i w y m
p i e r w o t n y m m a t e r i a Be m
W y g l d m e t e o r y t ó w
O t o s k Ba d p o r ó w n a n y z u [r e d n i o n y m
s t |e n i e m m e t e o r y t ó w
T a k |e p o m i a r y p o l a m a g n e t y c z n e g o
Z i e m i m ó w i o j e j w n t r z u
O t o r o z k Ba d s i B
p o l a m a g n e t y c z n e g o
Z i e m i ; p o l e t o
u s t a l i Bo s i z a p e w n e
3 . 5 m l d l a t t e m u
A t a k s i w i | l i n i e s i B z z e w n t r z n y m
c i e k By m j d r e m Z i e m i z b u d o w a n y m z |e l a z a
M o |e m y w i c p o l i c z y ,
n a j a k i e j g Bb o k o [c i
i z c z e g o z b u d o w a n e
j e s t j d r o , a b y d a w a Bo Z i e m i
j e j p o l e m a g n e t y c z n e
A l e z i e m s k i e p o l e m a g n e t y c z n e p o d l e g a
z a b u r z e n i o m z e s t r o n y S Bo Dc a
P o u s t a l e n i u s k Ba d u c h e m i c z n e g o
Z i e m i p o w i n n i [m y z a p y t a , j a k
w i e k o w a j e s t s t a r u s z k a
J e s t k i l k a s p o s o b ó w :
" U s t a l i w i e k n a j s t a r s z y c h s k a B;
" U s t a l i w i e k K s i |y c a ;
" Z d o b y d a n e i z o t o p o w e z Z i e m i ;
" P o r ó w n a j e z d a n y m i z m e t e o r y t ó w
N a j s t a r s z e s k a By s t r u d n e d o
w y k r y c i a n a p o c z t k u Z i e m i a
b y Ba p o k r y t a o c e a n e m l a w y a p o
u t w o r z e n i u p i e r w s z y c h s k a B
u l e g a By o n e l i c z n y m
p r z e m i a n o m . T y l k o w p Bn .
K a n a d z i e , n a G r e n l a n d i i i w
z a c h o d n i e j A u s t r a l i i s
p r a w d z i w i e s t a r e s k a By
S k a By w P Bn . Q u e b e c u - N u v v u a g i t t u q
g r e e n s t o n e b e l t s n a j s t a r s z y m i
z a c h o w a n y m i s k a Ba m i n a Z i e m i - 4 . 2 8
m l d l a t
S k a By o s a d o w e w y m a g a j a o b e c n o [c i
w o d y p o n i |e j n a j s t a r s z a z G r e n l a n d i i
d a t o w a n a n a 3 . 9 m l d l a t
N i e k t ó r z y
r o z w a |a j , c z y
t a s k a Ba n i e k r y j e
n a j s t a r s z y c h [l a d ó w
|y c i a n a Z i e m i
A l e n a p r a w d n a j s t a r s z e s m a l e Dk i e
p o z o s t a Bo [c i p o n a j s t a r s z y c h s k a Ba c h
c y r k o n y , p o c h o d z c e z a r c h a i c z n y c h
g r a n i t ó w
S a m e c y r k o n y s d a t o w a n e n a d o
4 . 4 0 4 + / - 0 . 0 0 8 m l d l a t i
z n a l e z i o n e w f o r m a c j i
z m e t a m o r f i z o w a n y c h
p i a s k o w c ó w d a t o w a n y c h n a 3 . 0 6
m l d l a t z J a c k H i l l s w z a c h .
A u s t r a l i i
O d e j d zm y o d Z i e m i d o K s i |y c a
O k . 4 . 5 3 + / - 0 . 0 1 m l d l a t t e m u p l a n e t a
w i e l k o [c i M a r s a u d e r z y Ba w m Bo d ( 3 0 - 5 0
m l n l a t ) Z i e m i , o d s z c z e p i a j c K s i |y c
T o s s k a By k s i |y c o w e z m i s j i A p o l l o 1 6 ;
i c h w i e k o k r e [l o n o z a p o m o c s t o s u n k u
i z o t o p ó w 1 8 2 W / 1 8 2 H f
N a j s t a r s z a z n a l e z i o n a s k a Ba
k s i |y c o w a G e n e s i s R o c k
( A p o l l o 1 5 ) 4 . 5 m l d l a t
A t e r a z w r ó m y d o o z n a c z e D
i z o t o p o w y c h w i e k u s k a B z i e m s k i c h
l u b m e t e o r y t ó w . T a k n p . i z o t o p 2 0 7 P b
m ó g B p o w s t a t y l k o z r o z p a d u 2 3 5 U ;
g d y b y u p r o g u i s t n i e n i a Z i e m i n i e
b y Bo 2 0 7 P b , w i e k Z i e m i w y n o s i Bb y
5 . 5 m l d l a t ; p o p r a w k i n a [l a d o w
o b e c n o [ p i e r w o t n d a j w i e k 4 . 5 5
m l d
T y p o w y p r z y k Ba d i z o t o p o w y c h o z n a c z e D w i e k u
O z n a c z e n i a w m e t e o r y t a c h
" S t . S e v e r i n ( z w y c z a j n y c h o n d r y t )
P b - P b i s o c h r o n a - 4 . 5 4 3 + / - 0 . 0 1 9 G Y
S m - N d i s o c h r o n a - 4 . 5 5 + / - 0 . 3 3 G Y
R b - S r i s o c h r o n a - 4 . 5 1 + / - 0 . 1 5 G Y
R e - O s i s o c h r o n a - 4 . 6 8 + / - 0 . 1 5 G Y
" J u v i n a s ( b a z a l t o w y a c h o n d r y t )
P b - P b i s o c h r o n a - 4 . 5 5 6 + / - 0 . 0 1 2 G Y
P b - P b i s o c h r o n a - 4 . 5 4 0 + / - 0 . 0 0 1 G Y
S m - N d i s o c h r o n a - 4 . 5 6 + / - 0 . 0 8 G Y
R b - S r i z o c h r o n a - 4 . 5 0 + / - 0 . 0 7 G Y
" A l l e n d e ( w g l a n o w y c h o n d r y t )
P b - P b i s o c h r o n a - 4 . 5 5 3 + / - 0 . 0 0 4 G Y
A r - A r d a t a c j a - 4 . 5 2 + / - 0 . 0 2 G Y
A r - A r d a t a c j a - 4 . 5 5 + / - 0 . 0 3 G Y
A r - A r d a t a c j a - 4 . 5 6 + / - 0 . 0 5 G Y
W r e s z c i e d o S Bo Dc a
S Bo Dc e n i e m o |e b y s t a r s z e o d Z i e m i a
j e g o w i e k o c e n i a s i w s p ó Bc z e [n i e n a 4 . 5 7
m l d l a t . P o n i e w a | o b e c n i e p r z y j m u j e s i
p r a w i e n a g Be u f o r m o w a n i e s i z a r ó w n o
S Bo Dc a j a k i c a Be g o U k Ba d u S Bo n e c z n e g o
w s z y s t k i e p o w y |s z e o s z a c o w a n i a z g a d z a j
s i z d o b r d o k Ba d n o [c i .
S k o r o p o w s t a Ba t o j a k ?
T a k w y g l d a Ba m g Ba w i c a
p r o t o s Bo n e c z n a , k t ó r a
p r z e k s z t a Bc a Ba s i
w p r o t o p l a n e t a r n , z r e s z t
b By s k a w i c z n i e
L i c z y By s i p r z e d e w s z y s t k i m s p o r e
k a w a Bk i ( p l a n e t e z y m a l e )
k t ó r e Bc z y By s i i k o n d e n s o w a By k u r z
D y n a m i k a Z i e m i
N a s z a d y s k u s j a n a j s t a r s z y c h s k a B w s k a z u j e , |e
s k a By r z a d k o s s t a b i l n e ; p o d l e g a j
z m i a n o m . N a j p o w a |n i e j s z e z m i a n y
w y n i k a j z r u c h ó w p i o n o w y c h s u b d u k c j i i
o r o g e n e z y .
T a k w i c i s t n i e j e w y m i a n a m a t e r i i m i d z y
p o w i e r z c h n i i w n t r z e m g l o b u .
T a k t o w y g l d a w s k a l i o g ó l n o p l a n e t a r n e j
A l e w y m i a n a
m a t e r i i m i d z y
r d z e n i e m a p Ba s z c z e m
p r a w i e n a s n i e d o t y c z y
T o j e s t o g ó l n y m e c h a n i z m w s z e l k i c h
r u c h ó w p i o n o w y c h
t r a n s p o r t k o n w e k c y j n y w e w n t r z Z i e m i
A d l a c z e g o w n t r z e Z i e m i j e s t g o r c e ?
" W e w n t r z u z m a g a z y n o w a n e s r e s z t k i e n e r g i i
k i n e t y c z n e j p l a n e t e z y m a l i p r z e k a z a n e j w
m o m e n c i e i c h z Bc z e n i a s i w p l a n e t ;
" S i z o t o p y p r o m i e n i o t w ó r c z e : 2 3 8 U ; 2 3 5 U ; 2 3 2 T h ;
4 0
K o d d a j c e e n e r g i r o z p a d u d o s k a B;
" D o s t a w y e n e r g i i z e S Bo Dc a h a m u j o d p By w c i e p Ba
z Z i e m i ;
" M a t e r i a g l i n o k r z e m i a n o w a j e s t d o b r y m i z o l a t o r e m
( s a m i s t o s u j e m y i n a [l a d u j e m y j w n a s z y m
b u d o w n i c t w i e )
D o k Ba d n i e j s z y o b r a z r u c h ó w p i o n o w y c h
w p o b l i |u p o w i e r z c h n i Z i e m i
T u t a j l e p i e j w i d a o b u s t r o n n y c h a r a k t e r
w y m i a n y m a t e r i a Bu w c h o d z c a p o d s p ó d
p By t a n a w e t z w o d i w y r z u t l a w y z w u l k a n u
K o n k r e t n y p r z y k Ba d z e j [c i e p By t y J u a n d e F u c a p o d
n a s u w a j c y s i m a s y w p ó Bn o c n o a m e r y k a Ds k i z
w y n i e s i e n i e m K o r d y l i e r ó w w p o b l i |u V a n c o u v e r
O t o c z k i p By n n e Z i e m i
" A t m o s f e r a o t o c z k a g a z o w a o
f u n d a m e n t a l n y m z n a c z e n i u d l a k l i m a t u i
|y c i a n a Z i e m i
" H y d r o s f e r a o t o c z k a c i e k Ba n a Z i e m i ,
p o k r y w a j c a 7 0 % p o w i e r z c h n i g l o b u
Z i e m i a j e s t n a z y w a n a p l a n e t s k a l i s t , a
p o w i n n a b y n a z y w a n a p l a n e t o o t o c z c e
c i e k Be j ! D l a |y c i a i k l i m a t u t e |
f u n d a m e n t a l n a
A t m o s f e r a j e s t z b u d o w a n a z g a z ó w i
r o z c i g a s i d o ~ 1 0 0 0 k m
W a r s t w y a t m o s f e r y
" E x o s f e r a , 5 0 0 d o 1 0 0 0 k m o d Z i e m i ; t u t a j s t a c j o n u j
s z t u c z n e s a t e l i t y a s a m a s t r e f a p r z e c h o d z i w p r z e s t r z e D
z e w n t r z n .
" J o n o s f e r a , 1 1 0 d o 5 0 0 k m , s f e r a s i l n y c h o d d z i a By w a D
c z s t e c z e k g a z u z w i a t r e m s Bo n e c z n y m , p r o w a d z c y c h d o
j o n i z a c j i i o d b i j a n i a p r o m i e n i o w a n i a r a d i o w e g o .
" T e r m o s f e r a , 8 0 d o 1 1 0 k m p o w y |e j Z i e m i . F o r m u j s i
t u t a j z o r z e w t r a k c i e u d e r z a n i a p r z e z w i a t r s Bo n e c z n y w
g a z a t m o s f e r y c z n y .
" M e z o s f e r a , 5 0 d o 8 0 k m o d Z i e m i w a r s t w a
r o z r z e d z o n e g o i z i m n e g o g a z u ( d o - 1 2 0 o C ) , s t r e f a
z a p o r o w a d l a m e t e o r y t ó w .
" S t r a t o s p h e r e 1 1 d o 5 0 k m , w Bc z a w a r s t w o z o n o w i n a
o g ó B j e s t c i e p l e j s z a o d t r o p o s f e r y .
" T r o p o s f e r a - s t r e f a m i e s z a n i a , z a w i e r a 8 0 % m a s y ,
w a r s t w a n a j b l i |s z a p o w i e r z c h n i , z a w i e r a p r a w i e c a B w o d
a t m o s f e r y c z n , t u p o w s t a j c h m u r y , d e s z c z e , [n i e g , l ó d
( s z c z e g ó l n i e d o 2 . 5 k m ) .
S k Ba d p o w i e t r z a a t m o s f e r y c z n e g o
A l e n i e z a w s z e t a k b y Bo n a p o c z t k u a t m o s f e r a
b y Ba b e z t l e n o w a , a w o l n y t l e n p o j a w i B s i p ó zn o ( 2 . 7
m l d l a t t e m u ) , a w o b f i t o [c i j e s z c z e p ó zn i e j i m o c n o
f l u k t u o w a B
P o r ó w n a n i e r o z k Ba d u t e m p e r a t u r , c i [n i e D
i z a w a r t o [c i o z o n u w d o l n e j a t m o s f e r z e
C o j e s t d l a n a s w a |n e w a t m o s f e r z e ?
" T l e n b o z w i e r z t a i m y o d d y c h a m y
" D w u t l e n e k w g l a b o j e s t p o d s t a w p r o c e s u
a s y m i l a c j i i |y c i a r o [l i n
" D w u t l e n e k w g l a b o j e s t zr ó d Be m w o l n e g o t l e n u
" D w u t l e n e k w g l a b o Z i e m i a j e s t c i e p l e j s z a n i |
b y p o w i n n a
" W o d a b o w n i e j z a c z Bo s i |y c i e
" D w u t l e n e k w g l a i w o d a b o k s z t a Bt u j k l i m a t
W r e s z c i e , a t m o s f e r a r z d z i t e n e r g i ,
k t ó r a d o c h o d z i d o n a s o d S Bo Dc a
W r e s z c i e , o s t a t n i a c u d o w n a r o l a C O 2
p r z e c h w y t y w a n i e u c i e k a j c e g o
p r o m i e n i o w a n i a e f e k t c i e p l a r n i a n y
H y d r o s f e r a
N i e s t e t y , w i k s z o [
w o d y j e s t d l a n a s
b e z u |y t e c z n a ; a l e
c a Ba w o d a u c z e s t n i c z y
w p l a n e t a r n e j c y r k u l a c j i
Z a s o b y w o d y s Bo d k i e j
B i l a n s o b i e g u w o d y
j e s t t o p o d s t a w a w y k o r z y s t a n i a l d ó w
A t u s w y l i c z o n e p r o c e s y o d p o w i e d z i a l n e z a
o b i e g : p a r o w a n i e ,
e w a p o t r a n s p i r a c j a , s u b l i m a c j a , k o n d e n s a c j a
A j a k j e s t p o z a Z i e m i ?
T y l k o E u r o p a , k s i |y c
J o w i s z a m a p o w i e r z c h n i
p o k r y t l o d e m a b y m o |e
p o d s p o d e m o c e a n c i e k Be j
w o d y , w a t m o s f e r z e t l e n
p o d n i s k i m c i [n i e n i e m
a n a r ó w n i k u p r z y j e m n
t e m p e r a t u r - 1 6 0 o C
J e s z c z e i n n y [w i a t
T y t a n , k s i |y c S a t u r n a
p o s i a d a m o r z a w y p e Bn i o n e
m e t a n e m , c h m u r y i d e s z c z e
s t e | m e t a n o w e , w a t m o s f e r z e
p r z e w a |a a z o t . L i c z n i e
w y s t p u j z w i z k i o r g a n i c z n e
W r a c a m y d o Z i e m i
O m ó w i l i [m y s a m
g ó r a t m o s f e r
i h y d r o s f e r ,
a p o d s p o d e m
m a m y [w i a t s k a B
i i c h p r z e m i a n . B a r d z o
d y n a m i c z n y
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