Notatki z działu litosfera
O budowie wnętrza ziemi wiemy dzięki metodzie sejsmicznej.
Skorupa ziemska:
-warstwa granitowa(sial)-->zewnętrzna(tylko lądy);
-warstwa bazaltowa(sima; jest gęstsza)-->wewnętrzna(cała kula ziemska),;
Pomiędzy warstwą granitową a bazaltową jest strefa nieciągłości Conrada.
Pomiędzy skorupą ziemską a płaszczem jest strefa nieciągłości-Moho
Płaszcz:
a)górny(crofesima): warstwa skał perydotytowych; Astenosfera(pół plastyczna warstwa);
b)dolny(nifesima): magma;
Między płaszczem górnym a dolnym jest strefa nieciągłości Repettiego.
Między płaszczem a jądrem jest strefa nieciągłości Wiecherta-Gutenberga.
Jądro(Nife): zewnętrzne; wewnętrzne(ciało stałe).
Między jądrem zew. a wew. jest strefa nieciągłości Lehmana.
Litosfera jest to zewnętrzna sztywna powłoka ziemi zbudowana ze skał, tworzy ją skorupa ziemska, nieciągłość Moho i warstwa skał perydotytowych.
Stopień geotermiczny ziemi: temp. we wnętrzu ziemi w jądrze wewnętrznym wynosi 6000OC a w jądrze zewnętrznym 4500OC.
Im głębiej tym ciśnienie będzie wyższe.
Stopień Geotermiczny-to przyrost temp. o 1OC wraz z głębokością. Jest różny dla różnych obszarów.(Polska-średni stopień geotermiczny to 33,(3)m - 1OC; Nowa Zelandia-obszar wulkaniczny-1,5m-2m); średnią wartość stopnia geotermicznego w skali globalnej przyjmuje się wielkość 33 m/1 °C.
Teoria tektoniki płyt litosfery niemieckiego geofizyka Alfreda Wegenera: wszystkie lądy tworzyły kiedyś jeden wielki ląd-Pangea, otaczał go ocean Panthalassa.
Prądy konwekcyjne:
-Prąd wstępujący-strefa ryftowa, wyjątek to Islandia, i wschodnia część Afryki(wielkie rowy afrykańskie; w przyszłości płw. somalijski oderwie się od Afryki i utworzy nowy Madagaskar a morze czerwone zwiększy swój teren).
-Prąd zstępujący-strefa subdukcji(trzęsienia ziemi):
a)zderzenie płyty kontynentalnej z oceaniczną, tworzą się góry i wulkany(Geosynklina-obniżenie terenu, które powstało w wyniku wciągania jednej płyty pod drugą), np. Andy, Kordyliery;
b)zderzenie płyty oceanicznej z oceaniczną(gęstszą), tworzą się wulkany, wyspy wulkaniczne, góry, rowy; np. Filipiny-rów filipiński, Jawa-rów jawajski, Japonia-rów japoński.
c)kontynentalna z kontynentalną(zbyt lekkie), wypiętrzają się góry, np. indyjska i euroazjatycka-Himalaje, afrykańska i euroazjatycka-Alpy;
Rodzaje erupcji wulkanicznej:
a)szczelinowa(linearne): produkty wulkaniczne wydobywają się podłużnymi szczelinami. Lawa wypełniająca szczelinę przelewa się w jedną lub dwie strony; np. Islandia, Nowa Zelandia;
b)centralne - związane z jednym punktem (centrum wybuchu), czyli kanałem kształtu cylindrycznego, który powierzchnię Ziemi łączy z podziemnym ogniskiem magmowym. Kanałem tym wydobywają się materiały wulkaniczne. Zakończony jest on lejkowatym zagłębieniem, które powstało podczas rozrywania się skał w czasie wybuchu, czyli kraterem. np. na Hawajach.
Tuf ma mało pęcherzyków powietrza a pumeks dużo.
Materiał piroklastyczny-wszystko co wydostaje się z wulkanu(bloki wulkaniczne; bomby wulkaniczne; lapille(okruchy skalne); pumeks – tworzy się z bogatej w gazy, silnie pieniącej się lawy; jest bardzo porowaty; krzepnące w powietrzu(piaski wulkaniczne; popioły wulkaniczne; pyły wulkaniczne).
Intruzja- ciało skalne powstałe z zastygłej w głębi skorupy ziemskiej magmy, która wdarła się pomiędzy starsze utwory skalne.
Podział wulkanów ze względu na strukturę wyrzucanych produktów:
a)efuzywne(lawowe): tylko lawa, mało gwałtowna eksplozja, lawa ma małą lepkość, niskie ciśnienie, prawie brak produktów stałych.
b)eksplozywne: tworzą się przy lawie gęstej, pod dużym ciśnieniem, mają charakter bardzo gwałtowny, wyrzucane są gazy i produkty stałe.
c)Stratowulkany(mieszane): raz lawa gęsta a raz rzadka.
Podział wulkanów ze względu na kształt wulkanu:
a)wulkany stożkowe-są to najczęściej wulkany eksplozywne i stratowulkany. Tworzą strome wzniesienia zbudowane z zastygłych law kwaśnych i materiału piroklastycznego;
b)wulkany tarczowe-zbudowane z law zasadowych - tworzą rozległe i płaskie wzniesienia o kącie nachylenia nie większym niż 8°., a krater może mieć znaczą średnicę;
c)wulkany linearne (szczelinowe)-produkty wulkaniczne wydobywają się podłużnymi szczelinami, którymi najczęściej są ryfty znajdujące się na dnie oceanu.
Kaldera-zagłębienie powstałe w miejscu dawnego stożka wulkanicznego(uległ zniszczeniu po wybuchu i się zapadł, jest wygasły);
Nek wulkaniczny-wzniesienie o bardzo stromych stokach zbudowane z lawy, która zakrzepła w kominie wulkanicznym.
Ognisty pierścień Pacyfiku-strefa w której znajduje się najwięcej czynnych wulkanów o charakterze eksplozywnym(na obrzeżach Pacyfiku, strefa subdukcji);
Ekshalacje wulkaniczne-gazy wydobywające się z wulkanów. Stanowią najczęściej mieszaninę pary wodnej, dwutlenku i tlenku węgla, dwutlenku siarki, chlorowodoru.
-fumarole(od 300OC do 1000OC);
-solfatary(od 100OC do 300OC; siarkowodór!!!);
-mofety(poniżej 100OC);
Trzęsienia ziemi:
a)tektoniczne(90%): jena płyta wchodzi pod drugą tworząc naprężenia, które puszczając tworzą trzęsienia ziemi; epicentrum(na powierzchni ziemi, bezpośrednio nad hipocentrum), hipocentrum(pod ziemią, ognisko trzęsień ziemi);
b)wulkaniczne(7%);
c)zapadliskowe(3%): spowodowane zapadaniem się stropów jaskiń bądź wirowisk górniczych(tąpnięcia).
Obszary asejsmiczne-obszary wolne od trzęsień ziemi. np. Polska.
Obszary pensejsmiczne-obszary na których występują rzadkie i słabe trzęsienia ziemi. Do takich obszarów zalicza się północno-wschodnia część terytorium Polski.
Skala Richtera-skala określająca wielkość trzęsienia ziemi na podstawie amplitudy drgań wstrząsów sejsmicznych, jest nieskończona(ale najczęściej nie przekracza 9).
Skala Mercallego-12-stopniowa skala stosowana przy opisie skutków trzęsienia na powierzchni Ziemi.
Rodzaje orogenez:
a)Kaledońska(sylur, początek dewonu), powstały góry świętokrzyskie, zaczęły fałdować się Sudety(góry Kaczawskie), góry kaledońskie, sajany, Ałtaj, Jabłonowe, północna część Appalachów, Góry Skandynawskie;
b)Hercyńska(karbon): Sudety i odmłodziły się góry świętokrzyskie; Wielkie Góry Wododziałowe, południowa część Appalachów, Ural, Szwarzwald, Wogezy, Harz, Ardeny;
c)Alpejska(kreda i trzeciorzęd): Karpaty, Tatry, odmłodziły się Sudety, Alpy, Himalaje, Apeniny, Bałkany, Dynarskie; Andy, Kaukaz, Kordyliery.
Ruchy izostatyczne-dotyczą pionowego ruchu płyt litosfery. Powstają w wyniku zaburzenia równowagi izostatycznej spowodowanej przez nacisk, bądź odciążenie dużych mas (np. lądolód). Skorupa, dążąc do równowagi, wykonuje pionowe ruchy względem leżących obok siebie mas.
Ruchy epejrogeniczne(lądotwórcze, powolne)-długotrwałe, pionowe ruchy skorupy ziemskiej powodujące wydźwignięcie lądu lub obniżanie dna oceanicznego.
Typy gór:
-góry fałdowe: tworzą się wskutek sfałdowania i zazwyczaj również wypiętrzania mas skalnych (np.: Himalaje, Alpy, Karpaty, Pireneje, Andy, Atlas).
-góry zrębowe: powstałe na skutek naprężeń w skorupie ziemskiej, pionowych przemieszczeń wzdłuż uskoków skalnych (np.: Ural, Harz, Sudety, Góry Smocze).
-góry wulkaniczne: są wynikiem erupcji wulkanicznych, zbudowane ze skał wulkanicznych, piroklastycznych, lawy oraz popiołu(np.: góry Kamczatki, Islandii, Japonii).
Układy warstw skalnych-budowa płytowa:
-monoklina: w której zgodnie ułożone warstwy skalne są łagodnie nachylone w jednym kierunku. Monoklina powstaje, gdy podnoszenie obszaru z jednej strony było silniejsze.
-niecka: w której warstwy łagodnie zapadają się ku środkowi obszaru w wyniku nierównomiernego podnoszenia się terenu. Przy zniszczonej powierzchni na brzegach niecki odsłaniają się coraz starsze warstwy skalne.
- platforma: składa się ze starszego fundamentu, często sfałdowanego, i leżących na nim płytowo, młodszych osadów (tzw. pokrywy platformowej).
-tarcza-to platforma bez skał osadowych
Układy warstw sklanych-budowa fałdowa: tworzy się wówczas, gdy warstwy skalne ulegają nachyleniu i powyginaniu pod wpływem bocznego ciśnienia o kierunku poziomym, ale ich ciągłość nie zostaje przerwana. Powstające w ten sposób fałdy, czyli powyginane warstwy, składają się z części wypukłej nazwanej antykliną(siodło) i części wklęsłej, czyli synkliny(łęk).
Metody datowania wieku skał :
a)wiek względny(jedne starsze, a inne młodsze, bez podawania wieku w latach):
-metoda stratygraficzna :warstwa spoczywająca niżej musi być starsza od warstwy spoczywającej wyżej;
-metoda tektoniczna: fałdowanie miało miejsce po utworzeniu się skał sfałdowanych, a przed osadzeniem się utworów leżących poziomo.
-metoda paleontologiczna: polega na ustaleniu wieku skał na podstawie znajdujących się w nich skamieniałości przewodnich, czyli takich, które żyły dość krótko, ale za to były bardzo rozpowszechnione; znajdując szczątki tych organizmów w formacjach skalnych położonych w różnych miejscach na kontynencie, możemy wnioskować, że skały te powstały w tym samym czasie.
b)wiek bezwzględny(metody pozwalające na określenie wieku skały w latach):
-metoda radiometryczna: wykorzystuje właściwości pierwiastków promieniotwórczych; dzieli się na metodę uranową(bada się ilość uranu(U238) i ołowiu w skale(Uran zmienia się w ołów; rozpad uranu trwa 4,5 mld lat)) i metodę węglową inaczej radiowęglowa(polega na pomiarze stosunku ilości zawartych w nich izotopów węgla C12 i C14.( C14 rozpada się 5730 lat), stosuje się ją do młodych skał);
-metoda dendrochronologiczna-polega na badaniu słojów przyrostu rocznego w pniach drzew.
Płaszczowina-nasunięcie o charakterze regionalnym, powstałe w wyniku przemieszczania i przeważnie sfałdowania warstw skalnych oderwanych od podłoża, na którym się osadziły.
Rodzaje skał:
a)magmowe:
-głębinowe: zastygła magma, granit, sjenit; skały magmowe głębinowe mają budowę jawnokrystaliczną(proces zastygania jest wolny-kryształy widać gołym okiem);
-wylewowe: głównie bazalt, pumeks, tuf; skały magmowe wylewne mają budowę skrytokrystaliczną(proces zastygania jest szybki bo jest niska temp., kryształów nie widać gołym okiem);
Skały, których proces zastygania rozpoczął się pod powierzchnią ziemi a zakończył na zewnątrz mają budowę porfirową(tzw. rodzynki w cieście), kryształy w czarnej masie.
b)osadowe:
-okruchowe: piaskowiec, muł, żwir, ił(powstał w zbiornikach wodnych na lądzie);
-pochodzenia organicznego: ze zwierząt(wapień, kreda); z roślin(węgiel kamienny(karbon), brunatny(trzeciorzęd),
-pochodzenia chemicznego(wytrącanie się związków z wody): sól kamienna, gips.
c)skały przeobrażone(metamorficzne):
-marmur z wapienia,
-gnejs z granitu,
-kwarcyt z piaskowca,
Skały jawnokrystaliczne-wszystkie składniki mineralne skały są kryształami, które są widoczne gołym okiem.
Skały skrytokrystaliczne-wielkość kryształów jest bardzo mała, a poszczególne składniki można wyróżnić tylko pod mikroskopem.
Minerały-są to naturalne składniki skorupy ziemskiej o ustalonym składzie chemicznym i określonych cechach fizycznych. Wyróżnia się dwa rodzaje minerałów:
-minerały rodzime, np. złoto, srebro, platyna, miedź, żelazo, siarka, węgiel, rtęć. Występują one zazwyczaj w postaci rud, np. rud miedzi, żelaza, cynku i ołowiu.
-minerały skałotwórcze - najpospolitszymi z nich są: kwarc, kalcyt, dolomit i skalenie.
Minerały charakteryzuje się m. in. za pomocą twardości, którą określa tzw. skala Mohsa. Ma ona 10 stopni, gdzie 1 określa minerał najbardziej miękki, a 10 najtwardszy.
Platforma prekambryjska wschodnio-europejska, jej skrajna zachodnia część obejmuje Polskę północno-wschodnią. W jej obrębie wyróżnia się wyniesienia i obniżenia. Wyniesienia są w miejscu, gdzie fundament krystaliczny znajduje się stosunkowo płytko (na głębokości kilkuset metrów). W miejscach obniżeń fundament krystaliczny zalega głęboko (kilka tysięcy metrów).
Wyniesienia: Łeby; Mazursko-Suwalskie; Sławatycz.
Obniżenia: podlaskie, nadbużańskie i nadbałtyckie.
Obszary, które powstały w paleozoiku:
a)góry(orogeneza kaledońska i hercyńska): Sudety, góry Świętokrzyskie;
b)zapadliska tektoniczne: zapadlisko północno-sudeckie; zapadlisko śród sudeckie; zapadlisko śląsko-krakowskie(w nich są kopalnie węgla, gromadziły się w nich szczątki roślinności, które zmieniły się w węgiel kamienny).
c)platforma paleozoiczna: wał kujawsko-pomorski (środkowopolski); niecki(szczecińska, mogileńska, łódzka, miechowska); monoklina przed sudecka; monoklina śląsko-krakowska.
Obszary powstałe w kenozoiku: Karpaty i zapadlisko przed karpackie.
Budowa Karpat: dzielą się na wewnętrzne(Tatry, Pieniny i Podhale) i za zewnętrzne(Beskidy i Pogórze Karpackie). Karpaty zewnętrzne zbudowane są z fliszu(łupki i piaskowce).
Budowa Pasm:
a)Tatry: zbudowane są z paleozoicznego trzonu krystalicznego i mezozoicznych skał osadowych; Tatry Wysokie(rzeźba wysokogórska)-trzon krystaliczny zbudowany gł. z granitów, a w Tatrach Zachodnich(rzeźba łagodna) z łupku metamorficznego i gnejsu.
b)Pieniny-Pieniński Pas Skałowy, budują go wapienie, margle i inne skały osadowe. Skały są intensywnie sfałdowane i pocięte uskokami.
c)Beskidy i Pogórze Karpackie-zbudowane jest głównie z gromadzącego się na dnie morza od Jury fliszu karpackiego. Skały to głównie przekładające się ze sobą piaskowce i łupki;
d)Zapadlisko przed karpackie: wypełnione jest osadami molasowymi, często ropo- i gazonośnymi, złożami soli (np. Wieliczka, Bochnia) i gipsów (np. w dolinie Nidy, Dzierżysław).
Ery i okresy ziemi:
*Prekambr(Archaik, Proterozoik);
*Paleozoik:
-Kambr(Górny, Środ., Dolny);
-Ordowik(Górny, Środ., Dolny);
-Sylur(Górny, Dolny);
-Dewon(Górny, Środ., Dolny);
-Karbon(Górny, Dolny);
-Perm(Górny, Dolny);
*Mezozoik:
-Trias(Górny(kajper), Środ., Dolny(scytyk));
-Jura(Górny(malm), Środ.(dogger), Dolny(lias));
-Kreda(Górny(senon), Dolny(gal);
*Kenozoik:
-Trzeciorzęd(dzieli się na Paleogen(paleocen, eocen, oligocen), Neogen(miocen, pliocen));
-Czwartorzęd(plejstocen; holocen);
Najważniejsze wydarzenia w geologicznych dziejach ziemi:
*Prekambr(powstały fundamenty kontynentów): a)Archaik:
-zastygły skały magmowe, tworzyła się skorupa ziemska(granit, gnejs);
-ruchy górotwórcze;
-Wulkanizm;
-Pierwsze życie(bakterie cudzożywne);
-pierwotna atmosfera i pierwotna hydrosfera,
b)proterozoik:
-skorupa ziemska coraz grubsza,
-prymitywne zwierzęta tkankowe(jamochłony, pierścienice, gąbki);
*Paleozoik:
-skały osadowe powstają;
-2 razy ruchy górotwórcze;
-w ordowiku i sylurze powstały w zagłębieniach pokłady wapieni i soli;
-w karbonie gorąco na północy i wilgotno, bujna roślinność(z niej powstał węgiel kamienny);
-w permie na północy suchy i gorący klimat, sól kamienna, potasowa, gips, wapień;
-na początku ery bezkręgowce morskie(promienice, skorupiaki, korale), skamieniałość przewodnia-trylobity;
-z kręgowców ryby(sylur), z ryb płazy(dewon), a pod koniec ery gady(perm),
-w karbonie i permie rozwój roślin drzewiastych(paprocie, widłaki) i pierwsze drzewa szpilkowe;
*Era Mezozoiczna:
-spokój tektoniczny;
-na północy pustynie, w środkowym Triasie i Jurze zalewy morskie(transgresja morska, regresja(odstąpienie);
-rafy kolorowe na dnie zbiorników wodnych,(także wapień, gips, ropa naftowa, gaz ziemny);
-w kredzie kreda pisząca na dnie zbiorników wodnych;
-ta era to apogeum panowania płazów i gadów, w środkowuj Jurze były ptaki i prymitywne ssaki, skamieniałości przewodnie, amonity;
-rozwój roślin iglastych(brak traw);
*Era Kenozoiczna:
a)trzeciorzęd:
-orogeneza alpejska(góry zrębowe),
-ciepły klimat(złoża węgla brunatnego)
-złoża soli kamiennej, potasowej, siarki, wapieni, ropy naftowej, gaz ziemny,
b)czwartorzęd:
-zlodowacenie w plejstocenie,
-rozwój ssaków, pojawił się człowiek, rozwój zwierząt(zatrzymany zmianami klimatycznymi);
Polska:
-Prekambr - na płn.-wschodzie rudy żelaza,
-ordowik, sylur - ruch górotwórczy(orogeneza kaledońska),góry kaczawskie,
-dewon-koralowce w morzu,
-karbon-węgiel kamienny z roślin w zapadliskach,
-perm-opolska sól kamienna i potasowa ;sól na 2/3 polski(wydobycie tam gdzie diapiry- uskoki solne)na kujawach; złoża miedzi w Głogowie i rejonie lubińskim; ropa i gaz ziemny okolice wolin,
-trias, jura - rudy cynku i ołowiu na wyż. krakowsko-częstochowskiej I śląskiej; w jurze wapień i margle(wapień +ił),
-kreda- kreda i wapienie w górach stołowe na wyż. Lubelskiej i wyż. Kielecko-Sandomierskiej,
-trzeciorzęd – wyłoniły się Karpaty a Sudety zostały pocięte uskokami; sól kamienna na przed polu Karpat(Wieliczka, Bochnia); złoża siarki(Tarnobrzeg); ropa, gaz ziemny w obniżeniu przed karpackim(krosno, jasło); węgiel brunatny(Bełchatów, Bogatynia),
-czwartorzęd – łupki, piaski, żwir,