ČAS V GEOLÓGII

1. ČAS V GEOLÓGII

2. ČAS V GEOLÓGII • geologický čas : geológia ako vedné odvetvie pracuje s nepomerne dlhšími časovými úsekmi (milión rokov – sto tisíc rokov) než aké sa používajú v bežnom živote (roky – minúty) • čas a určovanie času v geológii má prvoradý význam na rekonštrukciu vývoja zemskej kôry • geologické procesy majú rôznu časovú dĺžku : • zemetrasenia / deformácie hornín / výstup a chladnutie magmy • najčastejšie používanou jednotkou v geológii je 1 milión rokov = 1 Ma • (M= 106; a = lat. anno – rok)

3. Narryer (západná Austrália) : datovaný minerál zirkón (ZrSiO4) metódou 207Pb/206Pb poskytol vek 4,3 – 4,1 Ga. Minerály sa vyskytujú v pieskovcov, ktorých vek je 3,0 Ga. Ide o nepriamy dôkaz existencie pevnej zemskej kôry. Acasta (severozápadná Kanada) : ruly a gabrá, z ktorých bol metódou U/Pb datovaný minerál zirkón. Vek 4,03 – 3, 95 Ga. Najstaršie známe horniny. Isua (západné Grónsko) : ruly a páskované železné rudy, získané veky sú 3,9 – 3,6 Ga. Analýza hornín poukazuje zároveň na prítomnosť vody v kvapalnom stave a prítomnosť živých organizmov (na základe výskytu izotov uhlíka). Coonterunah (západná Austrália) : oblasť Pilbara - vulkanické horniny (Warawoona) majú vek 3, 46 Ga a diskordantna prekrývajú vulkanity, a sedimenty, ktorých vek bol stanovený na 3, 52 – 3, 47 Ga. Diskordancia reprezentuje subaerický erózny povrch – najstarší známy príklad vynorenej erodovanej časti zemského povrchu. Barberton (južná Afrika) : 3, 44 Ga – najstaršia známa subdukčná zóna a zároveň najstaršie známy zvyšok kontinentu (Kaapvaal kraton – 3,1 Ga) Witswatersrand (južná Afrika) : pravdepodobne najstaršie známe glaciálne sedimenty – zaľadnenie : 2, 97 – 2, 91 Ga. Preukázateľne najstaršie ľadovcové sedimenty sú opísané z južnej Kanady (2, 44 – 2, 22 Ga) Vredefort (južná Afrika) : najstarší známy impakt 2,025 Ga najstaršie známe horniny v Západných Karpatoch : vlachovské súvrstvie (gelnická skupina gemerika) - vrchné kambrium – ordovik cca 495 Ma (mikrofosílie Acritarcha). Klastické zirkóny v gelnickej skupine však poskytli mladoproterozoickéveky medzi 600 – 700 Ma.

5. Historická geológia – je vedný odbor, ktorý sa zaoberá sa vývojom zemskej káry od jej vzniku dodnes • paleogeografia – zmeny zemského povrchu • (paleomagnetika) • paleoklimatológia – zmeny klímy • paleontológia - zmeny vo vývoji organizmov • paleotektonika – zmeny v stavbe zemského povrchu • stratigrafia (lat., stratum – vrstva; gr., grafein – opis) je súčasťou historickej geológie. Zaoberá výskumom vrstviev, podmienkami ich vzniku, vekom, delením a zrovnávaním. Predmetom výskumu môžu byť okrem sedimentárnych hornín aj horniny metamorfované, magmatické a vulkanické ak sú súčasťou sedimentárnych sukcesií. Na základe špecialnych metód môžeme v rámci stratigrafie vyčleniť napr. biostratigrafiu (použitie organizmov), litostratigrafiu (litologický charakter horniny), magnetostratigrafiu (použitie paleomagnetizmu) atď.

6. ZÁKLADNÉ STRATIGRAFICKÉ ZÁKONY, PRINCÍPY A PRAVIDLÁ princíp aktualizmu : v minulosti pôsobili tie isté sily a prebiehali tie isté procesy, aké pôsobia a prebiehajú dnes princíp aktualizmu zaviedol do geológie J. Hutton a spopularizoval Ch. Lyell dva protichodné pohľady : uniformitarizmus exceptionalizmus Štúdiom súčasných geologických procesov sa zaoberá aktuogeológia. zákon (princíp) horizontality vrstviev: vrstvy sedimentárnych hornín sa ukladajú vodorovne väčší úklon vrstiev od horizontálnej roviny považujeme za druhotne vzniknutý (sekundárny) – vyvolaný tektonicky neplatí bez výnimky: deltové sedimenty, eolické sedimenty (duny), úpätia rífov, sopečné kužele atď. James Hutton sir Charles Lyell

7. zákon (princíp) superpozície : spodnejšia vrstva je staršia, nadložná vrstva je mladšia • princíp superpozície prvý použil N. Steno (17. storočie – Stenov princíp) do praxe zaviedol W. Smith (19. storočie) normálny vrstevný sled : vrstvy nasledujú v poradí v akom sa ukladali (sedimentovali) prevrátený vrstevný sled : vrstvy nasledujú v obrátenom poradí než v akom sa ukladali opakovanie vrstevného sledu : vrstevný sled sa opakuje v normálnom alebo obrátenom poradí William Smith Nicolaus Steno pravidlo (princíp) presekávania : presekávané geologické telesá sú vždy staršie ako telesá presekávajúce pravidlo (princíp) uzavrenín (inklúzií) : cudzorodá hornina, ktorá je ako fragment uzavretá v inej hornine je staršia

8. Princíp uzavrenín Princíp presekávania Princíp horizontality vrstiev Princíp superpozície (normálny vrstevný sled) 3 2 1 obrátený vrstevný sled

10. zákon rovnakých skamenelín : vrstvy obsahujúce rovnaké skameneliny sú rovnakého veku • skameneliny (fosílie) sú v horninách prirodzene zachované zvyšky alebo odtlačky (stopy po životnej činnosti) rastlín a živočíchov • zákon faunistickej následnosti (W. Smith) – skamenené živočíchy a rastliny nasledujú po sebe v konečnom, rozoznateľnom poriadku

11. GEOCHRONOLÓGIA skutočný (vypočítaný „absolútny“) vek relatívny vek  Skutočný vek  Chronometria – určovanie geologického času v rokoch nerádiometrická chronometria : dendrochronológia : určovanie veku podľa letokruhov drevín varvová metóda : určovanie veku na základe lamín sedimentov v glaciálnych jazerách

12. rádiometrická chronometria : je založená na konštantnej rýchlosti rozpadu rádioaktívnych izotopov, pričom konštantou je polčas rozpadu polčas rozpadu T1/2 je čas, za ktorý sa rozpadne polovica atómov pôvodného – rodičovského izotopu a utvorí sa rovnaké množstvo atómov dcérskeho izotopu

13. Relatívny vek hiát – dlhodobé prerušenie sedimentácie, ktoré sa v sedimentárnom zázname obyčajne prejavuje ako diskordancia diastéma – krátke prerušenie sedimentácie (len cca 30% celkového času pripadá na sedimentáciu zvyšok sú hiáty a diastémy) vrstvy môžu na sebe ležať diskordantne (nesúhlasne) konkordantne (súhlasne) určovanie veku sedimentárnych hornín – predovšetkým na základe superpozície a následnosť organizmov vo vrstvách (zákon rovnakých skamenelín), pričom je dôležité poznať normálnu alebo obrátenú pozíciu vrstiev. Na základe superpozície určujeme aj relatívny vek výlevných telies určovanie veku hlbinných a podpovrchových magmatických hornín – predovšetkým na základe ich presekávania s okolnými horninami (zákon presekávania), z inklúzií a uzavrenín (zákon inklúzií a uzavrenín) a z kontaktných dvorov vyvinutých na okolných horninách - určením veku rádiometricky

15. určovanie veku metamorfovaných hornín – často veľmi obtiažne určiť vek pôvodnej horniny – protolitu vek metamorfózy sa zvyčajne určuje rádiometricky určením veku metamorfných minerálov vrásnenie, zlomy a iné prejavy pohybov zemskej kôry – sú mladšie ako horniny, ktoré postihli a staršie ako horniny spočívajúce na zvrásnenom podklade (diskordancia) regionálna metamorfóza, granitoidný magmatizmus spojený s deformáciami (vrásnením) na aktívnych okrajoch litosférických dosiek sa označuje ako horotvorný proces (orogenetický cyklus; horotvorná / orogenetická - etapa / epocha deformácie atď.) alpínska etapa – druhohory – treťohory hercýnska (varíska) etapa – mladšie prvohory kaledónska etapa – staršie prvohory kadómska etapa – koniec starohôr Západné Karpaty boli postihnuté (vznikali) v dvoch etapách hercýnskej a alpínskej

16. STRATIGRAFICKÁ KORELÁCIA korelácia v geológii znamená určenie vzťahov medzi geologickými objektmi (horninovými jednotkami) alebo geologickými udalosťami (etapami deformácie) v oddelených oblastiach horninová korelácia – určenie vzťahov medzi horninovými telesami, ktoré tvorili súvislé teleso časová korelácia – určenie vzťahov medzi horninovými telesami, ktoré sa utvárali v rovnakom čase rozdiel medzi horninovou a časovou koreláciou –        ak sú časové a faciálne (litologické) rozhrania paralelné potom horninové súbory rovnakého zloženia majú rovnaký vek –        ak sú časové a faciálne rozhrania neparalelné potom horninové súbory odlišného zloženia majú rovnaký vek

17. korelácia na základe podobnosti horninových typov – vychádzame z predpokladu, že podobné horniny tvorili jedno teleso • korelácia podľa postavenia vo vrstvovom slede – v korelovaných oblastiach vystupuje sledovaný horninový súbor uprostred iných v rovnakom usporiadaní • markery – sú výrazné dobre identifikovateľné horizonty hornín, ktoré obyčajne vznikli krátkym jednorázovým aktom a sú rozšírené na veľkú vzdialenosť • vedúce (indexové) skameneliny (fosílie) – fosílie tých organizmov, ktoré mali za života veľké rozšírenie, boli málo závislé od prostredia sedimentácie, rýchlo sa vyvíjali, vyskytujú sa vo veľkom množstve a sú spoľahlivo určiteľné • trilobity, graptolity – staršie prvohory • výtrusné rastliny – mladšie prvohory • amonity – druhory • numulity – staršie treťohory • mäkkýše – mladšie treťohory

18. jednotka príklad skupina súvrstvie člen podtatranská skupina hutianske súvrstvie pucovský zlepenec STRATIGRAFICKÉ JEDNOTKY miestne litostratigrafické jednotky litostratigrafická jednotka – je litologicky dostatočne homogénna horninová sekvencia odlišujúca sa svojími znakmi od susedných horninových sekvencií skupina – vnútorne zložitý súbor hornín oddelený od okolitých jednotiek diskordanciou a vyznačujúci sa istým geotektonickým postavením komplex / súvrstvie – súbor hornín, ktorý vznikol na danom mieste za určitých podmienok a má určitú stratigrafickú pozíciu. člen (member) – teleso sedimentárnej horniny jednotného zloženia, ktoré sa odlišuje od ostatných častí súvrstvia

19. jednotky geologického času časovo-stratigrafické jednotky príklad Eon Éra Perióda Epocha Vek eonotem eratem útvar oddelenie stupeň fanerozoikum mezozoikum jura malm oxford • časovo-stratigrafické jednotky • - sú sledy vrstiev, ktoré sa utvorili v časovom intervale zodpovedajúcom niektorej jednotke geologického času • náplňou sú rôzne horniny rovnakého veku • rozhrania sú plochy rovnakého veku (na rozdiel od litostratigrafických jednotiek)