Litosféra

1. Litosféra 1. Stavba a zloženie Zeme 2. Pohyb litosférických platní a ich rozhrania 3. Pohyb kontinentov 4. Hlavné časti pevnín a oceánskeho dna 5. Vnútorné geologické procesy 6. Horniny 7. Záver

2. 1. Stavba a zloženie Zeme • Súčasnú predstavu o vnútornej stavbe Zeme sme získali na základe priamych (vzorky hornín – sopečné výbuchy, banské vrty) a nepriamych (štúdium zemetrasných vĺn) metód pozorovania • Prijal sa trojdielny model stavby zemského telesa: zemská kôra, zemský plášť a zemské jadro • Tieto geosféry sa odlišujú svojimi vlastnosťami – zložením, hustotou, tlakom, teplotou • Hranice medzi jednotlivými geosférami tvoria plochy nespojitosti (diskontinuity) - dochádza tu k zmene fyzikálneho stavu hornín: Mohorovičičova plocha je medzi kôrou a plášťom, v hĺbke asi 30-40km, Gutenberg-Wiechertova plocha je medzi plášťom a jadrom, v hĺbke asi 2900km

3. Stavba Zeme

4. Zemské jadro: vnútorné, prechodná zóna, vonkajšie • Je v hĺbke 2900 – 6378 km, teplota asi 3000 - 4000˚C, tvorí ho železo, nikel,... • Zemský plášť: zaberá 70 % objemu Zeme, delí sa na - spodný, prechodná zóna, vrchný(35-410km) • Je v hĺbke 35 – 2900 km, z prvkov tu má najväčšie zastúpenie Si, Mg, Fe, Al, Ca,..., dôležitým procesom, ktorý prebieha v plášti, je výstup roztaveného materiálu z oblasti astenosféry. Astenosféra je vrstva Zeme nachádzajúca sa vo vrchnom plášti pod litosférou, v hĺbkach 100-120 km, teplota sa pohybuje okolo 1300˚C, zasahuje do hĺbky asi 400 km, pod vplyvom vysokej teploty a tlaku je plastická – to umožňuje konvekčné prúdenie tepla z vnútra Zeme a tento pohyb zapríčiňuje aj pohyb pevných litosferických platní ( 1-5 cm za rok) • Vrchná vrstva vrchného plášťa spolu so zemskou kôrou tvoria pevnú litosféru, je rozlámaná na dosky pohybujúce sa na astenosfére.

5. Zemská kôra: je najvrchnejšia a najtenšia časť zemského telesa, delí sa na dva typy: pevninská kôra a oceánska kôra • Pevninská kôra buduje pevniny a ich podmorské okraje, priemerná hrúbka je asi 35 km ( Slovensko: 30-40 km), má tri vrstvy : sedimentárnu, granitovú-žulovú, čadičovú-bazaltovú (spodná), z prvkov tu má najväčšie zastúpenie Si, Al, ... • Oceánska kôra je pod dnom oceánov, hrúbka sa pohybuje medzi 5-10 km, je zložená z vrstiev: sedimentárna, čadičová a vrstva vyvretých a premenných hornín, z prvkov sa tu vyskytuje hlavne Si, Mg,...

6. zemská kôra- jej stavba pevninská kôra oceánska kôra usadené horniny žulová vrstva čadičová vrstva

7. 2. Pohyb litosférických platní a ich rozhrania • Litosféra je rozlámaná na pevné litosferické platne, kt. sa pohybujú po plastickej vrstve – astenosfére. Hlavné platne sú : euroázijská, africká, indoaustrálska, pacifická, antarktická, severoamerická a juhoamerická • Menšie platne sú napr.: karibská, arabská, Nazca,... • Dosky sú ohraničené, pričom hranice litosférických dosiek sa nie vždy kryjú s obrysmi oceánov a pevnín. • Pri pohybe platní môže dochádzať k trom pohybom: konvergentný (dve platne do seba narážajú), divergentný (dve platne sa od seba vzďaľujú), alebo transformačný (platne sa pohybujú vedľa seba opačnými smermi). • Strety jednotlivých platní sa dejú pozdĺž okrajov jednotlivých platní a tieto hranice sú spojené s viacerými geologickými procesmi: zemetraseniami, sopečnou činnosťou, vznikom pohorí, stredooceánskych chrbtov, oceánskych priekop,...

8. Litosférické dosky. Červená farba indikuje sopky, žltá výskyt zemetrasení.

9. Pohyb litosférických dosiek a hranice medzi nimi

10. Na základe pohybu jednotlivých platní voči sebe rozoznávame tri typy platňových okrajov: transformné, divergentné, konvergentné • Transformné okraje sa vyskytujú pri pohybe dvoch platní vedľa seba pozdĺž tzv. transformných zlomov . Napätie v oboch platniach sa hromadí až po určitú hranicu a keď ju prekročí, tak sa akumulovaná energia uvoľní a platne sa posunú. Toto zapríčiňuje zemetrasenia, bez vulkanizmu. Príklad – zlom San Andreas • Divergentné okraje- dochádza k posunu dvoch platní od seba a vzniku novejkôry z magmy tvoriacej sa v mieste rozchodu. Príklad: Stredoatlantický chrbát, Východoafrická priekopová prepadlina • Konvergentné okraje– sa vyznačujú približovaním platní a zánikuzemskej kôry. Tieto procesy sprevádza často proces označovaný ako subdukcia, kedy sa ťažšia platňa (väčšinou oceánska) ponára pod ľahšiu platňu (kontinentálna, alebo mladšia oceánska kôra). Môžu nastať tieto prípady:

11. stredoceánsky chrbát, vznik novej kôry zlom San Andreas, Kalifornia Island – na rozhraní dvoch litosf. dosiek

12. 1. Ak sa stretá platňa tvorená oceánskou kôrou s platňou tvorenou pevninskou kôrou, oceánska platňa sa zvyčajne ponára pod pevninskú, na oceánskom dne vzniká hlbokomorská priekopa a na pevnine vulkanické pohorie Príklad: oceánska doska Nazca a Juhoamerická platňa 1. oceánska kôra 2. litosféra 3. astenosféra 4. pevninská kôra 5. vulkanický oblúk 6. hlbokomorská priekopa

13. 2. Pri strete dvoch platní tvorenýchpevninskou kôrou dochádza k ich vzájomnej kompresii alebo k posunu jednej platne pod druhú, dochádza k vytvoreniuhorskej reťaze, čo je sprevádzané zemetraseniami Pri pokračujúcom vzájomnom tlaku platní dochádza ku kolízii a vrásneniu Príklad: stret Indickej a Euroázijskej platne 1. kontinentálna kôra 2. litosféra 3. astenosféra 4. zanikajúca oceánska kôra 5. vysokohorský chrbát 6. náhorná plošina

14. Kolízia Indickej a Euroázijskej litosférickej dosky

15. 3. Posledná možnosť je stret dvoch platní s oceánskou kôrou. Tam je mechanizmus podobný ako pri strete oceánskej a pevninskej litosféry. Jedna platňa poklesáva pod druhú, ale namiesto pásmových vulkanických pohorí na kontinente vznikajú v miestach výstupu magmy na povrch ostrovné vulkanické oblúky Príklad: Japonské ostrovy, Aleuty,... 1. oceánska kôra 2. litosféra 3. astenosféra 4. kontinentálna kôra 5. hlbokomorská priekopa 6. ostrovný vulkanický oblúk

16. V histórii Zeme sa striedali obdobia, keď sa kontinenty spájali, s obdobiami, keď sa rozdeľovali. Prvý známy superkontinent Vaalbara vznikol asi pred 3 mld. rokov • Keďže objem Zeme sa nemení, množstvo novej kôry vzniknutej na chrbtoch zodpovedá množstvu kôry zaniknutej v priekopách. Podsúvané časti sa tavia, v podobe lávy sa dostávajú na povrch • Oblasti kde vzniká a zaniká zemská litosféra sa vyznačujú intenzívnou sopečnou a zemetrasnou činnosťou. Na styku litosférických dosiek sa prejavujú veľmi výrazne vnútorné (endogénne) procesy - najmä tektonické poruchy, sopečná činnosť a zemetrasenie 3. Pohyb kontinentov

17. Vznik pevnín a oceánov súvisí so zložitými procesmi vzniku pevninskej a oceánskej zemskej kôry • Pred asi 570 mil. rokmi – v prahorách – vznikol veľký pevninský celok – PANGEA, bol obklopený praoceánom – PANTHALASSA, s jediným morom – Tethys • Asi pred 250 mil. rokmi sa Pangea začala rozdeľovať na dve časti: LAURÁZIU a GONDWANU. Aj tie sa postupne rozpadali na menšie časti – zárodky dnešných kontinentov. Z pôvodnej Laurázie vznikla S. Amerika, Európa, Ázia a z Gondwany J. Amerika, Afrika, Austrália, Antarktída • Z praoceánu vznikli rozdelením a posunom dnešné oceány • Pohyb kontinentov (známy je aj pojem kontinentálny drift) bol prvýkrát navrhnutý Alfrédom Wegenerom . Všimol si, že tvary kontinentov na oboch stranách Atlantického oceánu do seba zapadajú, napr. Afrika a J.Amerika. Jeho teória bola neskôr potvrdená porovnávaním a podobnosťou niektorých rastlinných a živočíšnych skamenelín a platňovou tektonikou

19. Rozmiestnenie kontinentov za 50 mil. rokov

20. 4. Hlavné časti pevnín a oceánskeho dna • najstaršie oblasti zemskej kôry tvoria stabilné časti(platformy): a) pevninské platformy ( tabule a štíty)   b) oceánske platformy ( oceánske panvy) zaberajú väčšiu časť dna, hĺbka 3-6 km, Argentínska panva,... • štíty- budované z veľmi starých vyvretých a metamorfovaných hornín, príklady štítov: ukrajinský, kanadský, africký, indický, brazílsky, austrálsky,... • tabule- staré podložie je prekryté mladšími, vodorovne uloženými usadenými horninami, ktoré vznikli prevažne na okraji štítov, napr. Baltský štít a Východoeurópska tabuľa, • mobilné časti(orogénne zóny): a) pevninské: nachádzajú sa na okrajoch platforiem alebo medzi nimi, vznikli vyvrásnením sedimentov, vznik pásmových pohorí b) oceánske: predstavujú 1.oceánske chrbty – podmorské pohoria miestami vynorené ako ostrovy (Stredoatlantický, ...) 2. hlbokomorské priekopy ( Filipínska, Jávska, ...)

21. Základné stavebné jednotky pevnín a oceánov

22. 5. Vnútorné geologické procesy • Prejavujú sa na styku litosférických dosiek ( tektonické pohyby, magmatizmus, zemetrasenie) • Energetické zdroje, ktoré podmieňujú tieto procesy sú: gravitačná energia – spôsobuje, že ľahšie hmoty sa nachádzajú v povrchových častiach a ťažšie v strede Zeme, tepelná energia – vzniká pri rozpade rádioaktívnych prvkov,... • Tektonické pohyby– sú mechanické pohyby vrchnej časti litosféry, vyvolané tlakom, ťahom, gravitáciou • Delia sa na pevninotvorné a horotvorné • Pevninotvorné pohyby - prejavujú sa pomalými, dlhodobými zdvihmi a poklesmi veľkých častí zemskej kôry ( klesanie – pobrežie Holandska, Belgicka, Dalmácie, zdvíhanie – Škandinávia, Škótsko,...) • Horotvorné pohyby – sú relatívne rýchlejšie, vznikajú pri nich pohoria a deformácie zemskej kôry ( zlomy, vrásy, príkrovy,...)

23. obrázky znázorňujú vývoj vrásy, E - príkrov

24. Príklad: Východoafrická priekopová prepadlina, Turčianska kotlina,... Príklad: Malé Karpaty, Branisko,.. Príklad: Východoafrická priekopová prepadlina, Turčianska kotlina priekopová prepadlina hrasť

25. posun

26. Magmatizmus– je súbor procesov súvisiaci s magmou, jej výstupom do zemskej kôry a na zemský povrch v podobe lávy – vulkanizmus (sopečná činnosť) • Magma je kremičitanová tavenina vznikajúca vo vrchnom plášti a v spodných častiach zemskej kôry, má snahu vystupovať do vyšších častí zemského telesa. Hromadí sa v magmatických krboch. Výstup magmy z krbu na povrch môže byť pokojný – efuzívny (výlevné sopky), alebo môže mať explozívny charakter (výbušné sopky, keď je kanál upchatý, magma si prudko preráža cestu na povrch, produkuje hlavne plyny a pevný sopečný materiál, neskôr po uniknutí väčšiny plynov a pár sa magma mení na lávu a vylieva sa z puklín v zemskej kôre - efúzívna činnosť). Teplota sa pohybuje medzi 650 - 1200˚C • Produktami vulkanizmu sú: vulkanické plyny a pary, láva a pevný sopečný materiál

27. Sopka je povrchová vulkanická štruktúra, rôznej veľkosti a tvaru • Skladá sa z: sopečnýkomín = sopúch – prívodný kanál kráter - približne kruhový útvar, v strede ktorého ústi sopečný komín vlastné sopečné teleso – rôzneho tvaru, veľkosti

28. Sopky (alebo sopečná činnosť) sa rozdeľujú podľa viacerých faktorov: podľa eruptovaného materiálu, priebehu erupcií, tvaru, aktivity • Podľa toho aký materiál buduje sopečné teleso rozlišujeme: lávové sopky – skladajú sa len z lávy, majú široký a plochý sopečný kužeľ – Mauna Loa nasypané sopky – tvorené úlomkovitým sopečným materiálom – Cerro Negro zmiešané = stratovulkány, najčastejšie – tvorená striedaním sa vrstiev lávy a sopečných úlomkov rôznej veľkosti (popol, piesok,...= pyroklastika), vysoké väčšinou cez 2500m – Vezuv, Etna, Sv. Helena, Kľučevská,... • Podľa aktivity delíme sopky na: aktívne - ak počas nedávnej histórie aspoň raz eruptovala, spiace - bola síce aktívna, ale momentálne žiadne známky aktivity nejaví, vyhasnuté - taká sopka, pri ktorej sa vedci zhodli, že už nikdy nebude eruptovať

29. Stromboli, Taliansko Cerro Negro, Nikaragua Mauna Loa, Havaj

30. Hole-in-the-Ground, maar v Oregone Maar je sopečná forma kráteru s nízkym reliéfom, má plytké a ploché dno, väčšinou zaliate vodou

31. Kaldera je sopečný útvar, vytvorený prepadnutím stien sopky Schéma vzniku kaldery

32. Sopečná činnosť sa prejavuje nielen sopečnými výbuchmi, ale aj výronmi plynov a pár, horúcimi minerálnymi prameňmi a gejzírmi v okolí sopiek. Plyny, pary a hlavne horúce pramene sprevádzajú aj vyhasnuté sopky ako dozvuky sopečnej činnosti • Fumaroly sú trhlinyv zemskom povrchu, cez ktoré unikajú do okolia plyny s teplotou 200 až 800 °C • Najviac gejzírov je v Yellowstonskom národnom parku, ale aj na Islande, Chile, N. Zélande, Kamčatke,... Sírne fumaroly sopky White Island, N. Zéland Gejzír Strokkur, Island

33. Zemetrasenia– krátkodobé otrasy zemskej kôry, ich príčinou sú napätia pod zemským povrchom, kt. sa pri dosiahnutí určitého stupňa náhle uvolnia • Priestor v zemskom telese, kde vzniká zemetrasenie sa nazýva ohnisko = hypocentrum zemetrasenia. Kolmo nad hypocentrom na zemskom povrchu leží epicentrum, v ňom sú účinky zemetrasenia najväčšie, so vzdialenosťou od epicentra sa zmenšujú • Zemetrasenie sa šíri zemetrasnými vlnami, všetkými smermi zemským telesom • Podľa vzniku rozlišujeme: tektonické zemetrasenia – 90% všetkých zemetrasení, súvisia s uvolnením napätia pri tektonických pohyboch, najničivejšie a najrozsiahlejšie sopečné zemetrasenia – 7%, vznikajú vyrovnávaním stavu napätia pri sopečných výbuchoch závalové zemetrasenia – 3%, majú lokálny význam, vznikajú pri zrútení stropu jaskyne, banskej šachty,...

34. Viac ako 75 % tektonických zemetrasení sa odohrá v pásme, ohraničujúcom Pacifik, tzv. Ohnivom kruhu. Ďalších 15-20 % v zóne, tiahnúcej sa od Azor cez Severnú Afriku, Stredozemné more, Apeninský polostrov, Alpy, Dináre, Turecko, Irán a Himaláje, teda podstate v zóne Alpsko-himalájskeho vrásnenia. Ostatné tektonické zemetrasenia pripadajú na tektoniku stredooceánskych chrbtov a vnútroplatňové zemetrasenia. • Intenzita zemetrasenia – účinky zemetrasenia na ľudí a stavby merajú makroseizmické stupnice intenzity a na odhad veľkosti uvoľnenej energie sa používa magnitúdo • Najpoužívanejšie stupnice: EMS-98, MCS, MM (majú 12 stupňov, napr. stupeň tri v Mercalliho stupnici je charakterizovaný slabými otrasmi, ktoré môžu pocítiť ľudia na vyšších poschodiach budov, prípadne rozkývu visiace predmety (lustre a pod.), kým dvanásty, posledný stupeň tejto stupnice je charakterizovaný deštrukciou všetkých stavieb, zdvíhaním, príp. poklesmi povrchu Zeme, vznikom trhlín.)

35. Najvýznamnejšia koncentrácia zemetrasení je v tzv. Prstenci ohňa - Ring of Fire ,ktoré lemuje celý Pacifický oceán. V rámci tohto pásma sa odohráva 80 % zemetrasení s plytkými, 90 % so stredne hlbokými a takmer 100 % s veľmi hlbokými ohniskami a je tu vyše 50% svetových vulkánov.

36. Početné zemetrasenia s plytkými ohniskami sa vyskytujú pozdĺž centrálnych častí stredooceánskych chrbátov (stredooceánskych riftov). Ojedinelé zemetrasenia s plytkými ohniskami boli zaznamenané aj v spätosti v vulkanizmom viazaným na horúce škvrny (hot spots – červený krúžok) - napríklad na Havajských ostrovoch. • Horúca škvrna – lokalita na povrchu Zeme, kde dochádza počas dlhého obdobia k sopečnej činnosti, je mimo divergentných a konvergentných okrajov platní. Dochádza k výstupu magmových chocholov = taveniny priamo z plášťa cez zemskú kôru

37. V súčasnosti pracuje na celom svete sieť seizmických staníc, kt. na základe štatistických analýz seizmických meraní zhotovujú mapy seizmickej aktivity, robia sa geofyzikálne prieskumy, aby sa posúdilo seizmické riziko pre dané miesto a stavbu • Zemetrasenia pri pobreží alebo dne oceánov vyvolávajú vznik ničivých morských vĺn = tsunami. Výška vĺn na otvorenom mori je 2-3 m, pri pobreží aj 30-40 m, dĺžka vlny je 150-300 km, rýchlosť 400-500 km/h. Môže prenikať ďaleko do pevniny a spôsobuje obrovské škody

38. Zemetrasenia a sopečná činnosť na Slovensku– str. Európa a tým aj Slovensko sa nachádza v pásme menšej seizmickej aktivity, sú tektonickými dozvukmi treťohornej horotvornej činnosti • Od roku 1043 je na území Slovenska evidovaných viac ako 650 zemetrasení, ohniskové zóny sú v Malých Karpatoch, v okolí Trenčína, Žiliny, Komárna, na Spiši a v Slánskych vrchoch,... • Každoročne postihne Slovensko päť až desať zemetrasení, ktoré sa prejavia makroseizmickými účinkami, t. j. účinkami na ľuďoch, predmetoch, stavbách a prírode • Zemetrasenia v sile od 5,7 až 5,9 postihli Slovensko za posledných 600 rokov trikrát - prvý raz v roku 1443 na strednom Slovensku, druhý raz v roku 1763 v Komárne a tretí raz v roku 1906 pri Dobrej Vode. Zemetrasenia boli tektonického pôvodu, čo znamená, že vznikali na zlomoch • Vulkanizmus na území Slovenska prebiehal v období treťohôr. Na Slovensku ním boli vytvorené viaceré pohoria, ktoré sa podľa lokality rozdeľujú na tri väčšie celky: vulkány južného Slovenska ( Cerová vrchovina), Stredoslovenské vulkány ( Poľana, Kremnické vrchy,...), Východoslovenské vulkány ( Slánske vrchy, Vihorlatské vrchy)

39. Vihorlat Kamenný vodopád – Cerová vrchovina Poľana

40. Mapa pozorovaných zemetrasení na území Slovenska

41. 6.Horniny • Zemská kôra je budovaná horninami. Horniny sú neživé prírodniny zložené z viacerých minerálov, ich chemické zloženie nemožno vyjadriť vzorcom, väčšinou vytvárajú mechanickú zmes jedného alebo viacerých druhov minerálov • Podľa pôvodu a spôsobu vzniku ich rozdeľujeme na: • 1. vyvreté=magmatické: vznikli kryštalizáciou a ochladzovaním roztavenej magmy alebo lávy v rôznych častiach zemskej kôry ( žula, andezit, ryolit, čadič, gabro, diorit, peridotit,...), na stavbe zemskej kôry sa podieľajú asi 95% • 2. premenené=metamorfované: vznikli prekryštalizovaním (premenou) starších (vyvretých, usadených aj premenených) hornín vplyvom tlaku, alebo teploty v hĺbkach zemskej kôry, často sa všeobecne označujú pojmom kryštalické bridlice (mramor, fylity, svory, ruly, amfibolity,...) • 3. usadené=sedimentárne: vznikajú usadením a spevnením rozpadnutých a rozložených pôvodných starších hornín, typickým znakom väčšiny usadených hornín je vrstvovitosť, pokrývajú väčšiu časť povrchu Zeme - 75% (ílovce, pieskovce, zlepence, travertín, vápenec, spraš, dolomit, ...)

42. žula Význam hornín v krajine: • ovplyvňujú georeliéf – odolnosť voči zvetrávaniu • priepustnosť hornín vplýva na povrchové a podzemné vody, typ riečnej siete, zásoby podzemnej vody,... • ovplyvňujú pôdne pomery – minerálne zloženie, úrodnosť a tým aj vegetáciu • ovplyvňujú využitie územia človekom – ťažba a spracovanie surovín zlepenec

43. mramor čadič obsidián rula

44. 7. Záver • Litosféru študuje geológia – podáva obraz o vzniku, vývoji, stavbe a zložení Zeme, o procesoch, kt. ovplyvňujú vznik hornín, minerálov a tvarov zemského povrchu • Litogeografia sa zaoberá zemskou kôrou, jej rozložením, vzťahmi k ostatným zložkám krajiny • Údaje o litosfére sa získavajú pozorovaním minerálov, hornín, skamenelín, pohorí,... ale aj procesov – zemetrasenia, sopečná činnosť, činnosť vody, ľadu, ... • Poznatky o litosfére sa využívajú na: predpovedanie ničivých katastrof, štúdium negatívnych vplyvov ťažby a spracovania nerastných surovín, bezpečné zakladanie stavieb, skládok odpadov, vyhľadávanie zdrojov nerastných surovín, geotermálnej energie a zdrojov podzemnej vody, na obnovu historických pamiatok, v geoturistike, pri tvorbe geoparkov (geopark Banská Štiavnica),...

45. Európska sieť geoparkov (EGN): • bola založená v júni roku 2000 štyrmi partnermi (Francúzsko, Nemecko, Grécko, Španielsko); • hlavným cieľom je zaistiť trvalo udržateľný rozvoj území geoparkov využívaním geologického dedičstva, najmä prostredníctvom rozvoja geoturizmu; • kladie dôraz na vzdelávanie návštevníkov, obyvateľov území geoparkov ,vrátane programov pre školy a ponúk sprievodcovských služieb; • základnými činnosťami geoparkov pre trvalo udržateľný rozvoj svojich území sú ochrana geologického dedičstva, propagačná a marketingová činnosť, ako aj sociálno-hospodárske činnosti súvisiace s geologickým potenciálom; • členovia sú oprávnení využívať registrovanú značku „European Geopark" ako známku kvality; • vytvára možnosť aktívnych partnerstiev pre medzinárodnú spoluprácu, výmenu skúseností a pre hľadanie financovania z programov EÚ; • členstvo v EGN je vyhodnocované každé tri roky pre všetkých členov. • Sieť európskych geoparkov sa k septembru 2006 rozšírila na 30 geoparkov. Počet geoparkov vo svetovej sieti (WGN) tak vzrástol na 50.