Dějiny geologie Starověk - Babylon

1. Teorie vzniku ZeměZemské vrstvy (kůra, plášť, jádro) Oceány a kontinenty, teorie kontinentálního riftu

2. Geologie Geo + logos (slovo)1) Všeobecná geologie - Strukturní (složení a stavba zemské kůry) - Dynamická (příčiny a původ jevů, endogenní a exogenní jevy)2) Historická (vznik Země a změny v čase) Pomocné vědy geologické- Hydrogeologie - Inženýrská geologie - Geofyzika - Ložisková geologie - Petrologie - Mineralogie - Paleontologie - Strukturní geologie - Sanační geologie - Geochemie

3. Dějiny geologie Starověk - Babylon - Řecko – Pythagoras (Země jako koule), Aristoteles (pohyb souší) Středověk – Leonardo da Vinci (význam zkamenělin) Katastrofismus – Cuvier (1820) Moderní geologie – přelom 18./19. století James Hutton - plutonismus (oheň v nitru) - v minulosti platily stejné přírodní zákony jako dnes - eroze, sedimentace, vrásnění, zvedání kontinentů William Smith – stratigrafie Jean Baptiste de Lamarck – palentologie (odmítl katastrofismus)

4. Vznik Země Laplaceova nebulární teorie (nebula – mlhovina) • sluneční soustava se formovala celá ve stejném čase z horké mlhoviny (H, He, malý obsah těžších prvků) cca před pěti miliardami let • zpočátku pomalá rotace se zvyšovala postupným chladnutím a smršťováním • mlhovina nabývala tvaru disku s koncentrací hmoty v rovníkové rovině, většina částí se gravitací koncentrovala ve středu – Protoslunce - relativně rychle po vzniku Protoslunce se zvýšila teplota – substance s vysokým bodem tání kondenzovaly do malých jader o velikosti pískových zrn. Nejdříve tuhly prvky jako Fe, Ni, následně tuhly prvky, z nichž jsou složeny horniny. Kolizemi jader v období milionů let mohly pak vzniknout celé protoplanety • měsíce a další tělesa sluneční soustavy vznikaly obdobně - v důsledku akumulace hmoty došlo k projasnění sluneční soustavy, což umožnilo růst teploty povrchu vnitřních planet. Důsledkem je rozdílné složení atmosfér malých (teplejších) a velkých (studenějších) planet

5. Zemské vrstvy – stavba Země Země – sféroid (rotační elipsoid). Geoid. Po vzniku Země rozpad radioaktivních materiálů společně s teplem vzniklým v důsledku kinetické energie nárazů součástí zapříčinil vznik taveniny. Těžší prvky, jako Fe Mn se nahromadily v zemském nitru, lehčí prvky se diferenciovaly na povrchu. Tato segregace prvků stále Probíhá (mnohem menší intenzita). Důsledkem diferenciace je nehomogenita zemského nitra. Zemské vrstvy (sféry): • Jádro • Plášť • Kůra

6. Země

7. 1. Jádro (Core) Vnitřní jádro – poloměr 1216 km, tuhé, bohaté Fe, Ni Vnější jádro – poloměr 2270, rozžhavená vrstva bohatá na kovy 2. Plášť (Mantle) Poloměr 2885, pevná, kamenná vrstva Astenosféra – horká, poměrně tenká vrtsva pláště v hloubce 100 až 700 km za daných podmínek schopná pomalu téci Litosféra (horninový obal) – svrchní část pláště a zemská kůra. Tuhá a chladná Mesosféra – zbytek pláště Od kůry oddělena Mohorovičičovou plochou diskontinuity (MOHO) 3. Kůra (Crust) Pevninská – mocnost 40 km, granitová, menší hustota (2,7 g / cm3) Oceánská – mocnost 5 km, bazaltová, větší hustota (3,0 g / cm3) Conradova plocha diskoninuity – odděluje granitovou a bazaltovou vrstvu

8. Atmosféra - vznikla únikem velkého množství plynů ze zemského nitra (sopky) - chrání před teplem a kosmickým zářením Hydrosféra – oceány, moře, řeky, jezera, ledovce, mračna

9. Oceán na sebe váže 97 % veškeré vody, zaujímá 71 % povrchu. Pokud hranicí kontinentu a oceánu by byl kontinentální svah zaujímal by oceán 60 % povrchu Země. Rozsah kontinentálního šelfu se mění v periodách – v poslední době ledové byla úroveň oceánu o 150 m níže. Průměrná výška kontinentů činí 840 m n.m., průměrná hloubka oceánů je 3800 m p.m., tzn., že kontinenty leží v průměru 4600 m nad mořským dnem. Elevace zemské kůry je do značné míry odrazem hustoty - kontinentální bloky (větší mocnost) s menší hustotou se vznášejí v astenosféře výše než těžší a a méně mocné desky v prostoru oceánů.

10. Horninový cyklus Horninový cyklus – proces, ve kterém se jeden horninový typ mění v jiný. Základní cyklus: • Magma stoupá do vnějšího pláště nebo kůry, chladne, krystalizuje na povrchu Země nebo pod povrchem. Vzniká vyvřelá hornina. • Na povrchu jsou vyvřeliny vystaveny zvětrávání (desintegrace a rozložení hornin) a vlivem gravitace a erozivních činitelů (voda, ledovce, vítr) vzniká sediment, ze kterého se postupně lithifikací stává sedimentární hornina. • Jestliže se sedimentární hornina dostane do prostoru zvýšených tlaků a teplot (intruze magmatu) vznikne metamorfovaná hornina. • Působením extrémně vysokých teplot a tlaků se metamorfity mohou roztavit za vzniku vyvřelých hornin. Alternativní cyklus: • Vyvřelé horniny zůstávají v hloubce, kde mohou být později vystaveny tlaku a teplotě – přeměna vyvřelých hornin na metamorfované. • Metamorfity a sedimenty mohou být vyzdviženy a vystaveny erozi a zvětrávání • Vznik sedimentárních hornin.

11. Horninový cyklus - digram Legenda 1 = magma 2 = krystalizace 3 = vyvřelá hornina 4 = eroze 5 = sedimentace 6 = zpevnění sedimentů 7 = metamorfismus 8 = metamorfity 9 = tavenina

12. Teorie kontinentálního driftu – A. Vegener Země je dynamická planeta. Kontinenty se přemistňují. Podle tohoto modelu je vnější obal Země rozlámán do několika desek, které se pohybují, mění tvar i velikost. Hlavní desky: North American, South American, Pacific, Eurasie, Australian, African, Antarctic plates Střední desky: Carribean, Nazca, Philippine,Arabien, Cocos, Scotia Plates Dále existuje více než 10 malých litosférických desek. Desky nejsou zcela konformní s kontinenty. Rychlost pohybu desek činí v průměru cca 5 cm/rok.

13. Teorie kontinentálního riftu je opřena o důkazy: Podobnost tvarů okrajů kontinentů (kont. šelfu) – Afrika a Jižní Amerika Shoda fosilií (mesosaurus) Obdobné horninové typy a stáří hornin Navazující pásy hor superkontinetnu – Apalačské hory – New Foundland – Grónsko – Severní Evropa Paleoklimatické důkazy - ledovcové usazeniny ve stejné stratigrafické pozici v Africe, Jižní Americe, Indii, Austrálii - tropické bažiny koncem prvohor v USA, Evropě, Sibiři Paleomagnetismus: minerál magnesit si uchovává orientaci magnetismu z doby vzniku (normální a reversní magnetismus) Putování severního pólu z Hawaje přes Sibiř do dnešní pozice

14. Pohyb litosférických desek je způsoben nerovnoměrnou distribucí tepla z nitra Země. Horký materiál v plášti pomalu proudí vzhůru a slouží jako část vnitřního cirkulačního systému. Souběžně chladnější, hustší části litosfér sestupují do pláště a uvádějí zemský tuhý vnější plášť v pohyb. Pohyb litosférických desek vyvolává zemětřesení, vulkanickou činnost a deformace horninových masivů v kontinentálním měřítku. Hranice litosférických desek – zde se dějí hlavní interakce mezi jednotlivými deskami. Tři typy hranic vymezené dle relativního pohybu: divergentní (rozbíhavé) – desky se pohybují od sebe jako důsledek výronu materiálu z pláště v oblasti oceánského dna konvergentní (sbíhavé) – desky se pohybují k sobě jako důsledek zanořování oceánské litosféry do pláště transformní – desky se navzájem pohybují bez produkce nebo destrukce litosféry

15. 1. Divergentní hranice Jak se desky oddalují, je prostor okamžitě zaplněn roztavenou horninou vystupující z astenosféry. Chladnoucí materiál produkuje nové oceánské dno. Midatlantic Ridge – dno atlantiku se vytvořilo za 160 milionů let. Rychlost rozpínání kolísá od 2,5 cm/rok (severní Atlantik) po 20 cm/rok (východní Pacifik). Nebylo zjištěno oceánské dno starší 180 mil. let. Podél divergentních hranic je mořské dno vyzdviženo (hřbety) - je horké a lehčí než chladné horniny. Nová litosféra je formována podél hřbetů a dále je přemisťována ze zóny vyzdvižení od os hřbetů. Hmoty tím chladnou a zvyšují hustotu. Větší hloubky proto existují ve větších vzdálenostech od hřbetů. Obr. Rozpínání oceánského dna

16. 2. Konvergentní hranice Nově vytvořená litosféra je kompenzována zanořováním do pláště podél konvergentních hranic. Jak se dvě desky přibližují, hrana jedné je ohnuta pod druhou. Okraje litologických desek, kde dochází k zanořování se nazývá subdukční zóna (oceánské příkopy) – prostředí s vysokým tlakem a teplotou. Na kontaktu s astenosférou dochází k natavení – úlomky stoupají opětovně vzhůru – vulkanismus. Hranice litosférických desek – zde se dějí hlavní interakce mezi jednotlivými deskami. Tři typy hranic vymezené dle prostředí relativního pohybu: 1. oceán – kontinent 2. oceán – oceán 3. kontinent - kontinent

17. Příklady konvergentních hranic: • Oceán – kontinent: západní okraj jižní Ameriky (Nazca Plate). Andy. Severní Amerika - Sierra Nevada. Mořská deska s větší hustotou se vždy zanořuje pod pevninskou. Aktivní zóna – sopky. • Oceán – oceán: vulkanické ostrovy – Pacifik (Aleuty). Vulkanický oblouk vzniká ve vzdálenosti až stovek km od oceánského příkopu. • Kontinent – kontinent: kolize dvou pevninských desek – Himalaje, Alpy. Vzhledem k menší hustotě kontinentální kůry nedochází k subdukci. Zemětřesení.

18. 3. Transformní zlom Nedochází k subdukci ani k vynořování nové kůry. Horizontální pohyby. Většinou se jedná o pohyby vázané na prostředí mořských hřbetů, jsou však i pevninské (San Andreas Fault v Kalifornii, kde se Pacifická deska pohybuje vůči severoamerické). Obr. Transfom fault

19. Vývoj kontinentů Rozpad superkontinentu Pangea započal před cca 200 mil. let. Rozpad zahájil vznik dvou riftů (trias). Jeden mezi Severní Amerikou, Evropou a Afrikou, druhý mezi východem Afriky a Austrálií, Indií a Antarktidou. Celá riftová struktura má tvar písmene Y. Pohybem rozdělených částí superkontinentu vznikly dva kontinenty – severní Laurasia a jižní Gondwana, které bylyodděleny mořem Tethys (dnešní středozemní moře). V období křídy došlo k rozpadu jižní Gondwany na Jižní Ameriku, Afriku, Indii a společný kontinent Australie – Antarktida. K rozdělení severní Laurasie na Evropu a Severní Ameriku došlo v terciéru.

20. Trias (200 mil.) Křída (65 mil.) Jura (145 mil.) Neogen (23 mil.)