Země - naše planeta

VZNIK ZEMĚ

Země vznikla akrecí různorodých částic při gravitační kontrakci, rozpadu radioaktivních prvků a dopadech kosmických těles vznikalo množství "tepla" - energie

Během vývoje došlo díky tavení a gravitační diferenciaci ke stratifikaci na několik geosfér lišící se hustotou a složením (jádro, plášť, kůra), odplyňováním (degazace) chladnoucího pláště a kůry vznikala atmosféra a hydrosféra

    • primární atmosféra - H, CO2, ledové plyny (NH3, CH4)

  • sekundární atmosféra - odplynění (degazace) a diferenciace zemského tělesa (H2O - 75%; CO2 - 12 %; SO2, N, SO3, CH4; stopově CO, H, Ar, Cl

- fotodisociace (rozklad látky způsobený světelným zářením) plynů UV zářením (neexistence ozónové vrstvy)

    • kyslíkatá atmosféra - hromadění O2 až po vzniku života (stopově po fotodisociaci) a to hlavně fotosyntetickou aktivitou sinic a řas

- vzniká pozvolna, postupně až na začátku prvohor, bylo dost O2 na to aby živočichové stavěli schránky

- dnes je 21% O2

STAVBA A SLOŽENÍ ZEMĚ

  • tvar Země = geoid (= rotační elipsoid, který je na pólech zploštěn asi o 23 km)

  • poloměr Země na rovníku je 6378 km

JAK JE MOŽNÉ ZKOUMAT SLOŽENÍ ZEMĚ?

    1. PŘÍMO

    • na povrchu nebo v důlních dílech, vrtech (max. 12 km), z xenolitů plášťových hornin

  1. ZKOUMÁNÍM METEORITŮ A OKOLNÍCH PLANET

    1. meteority poskytují informaci o složení solární nebuly (= 3,98 miliardy let - nejstarší horniny; stáří planety

      1. NEDIFERENCIOVANÉ METEORITY

        1. PRAVÉ CHONDRITY - nejpočetnější, primitivní složení, obsahují více železa vázaného na oxidické minerály a silikáty (křemičitany) - olivín, pyroxen

        2. UHLÍKATÉ CHONDRITY - kamenné meteority; během geneze (vývoje) byly zahřáty na vysokou teplotu; stáří okolo 4,6 Ga. Skládají se z chondrul (kapičky silikátové (křemičité) taveniny), neprodělaly žádnou přeměnu = jsou blízké složení solární nebuly (= primární zastoupení prvků v počátečních fázích vývoje sluneční soustavy).

      2. DIFERENCOVANÉ METEORITY

        1. ACHONDRITY (kamenné meteority) - jsou vyvřelého původu, pochází z odpadů kosmických těles na povrchu Marsu a Měsíce; stáří 4,4 - 4,6 Ga

        2. ŽELEZNÉ METEORITY - složené z kovů (pouze akcesoricky silikáty)

  1. STUDIEM SEISMICKÝCH VLN - na jejich základě víme složení Země

SEISMICKÉ VLNY:

      1. PODÉLNÉ

        • primární

        • P - vlny, tlakové

        • částice tělesa kmitají ve směru vlnění, nejrychlejší, šíří se pevnou látkou i kapalinou

      2. PŘÍČNÉ

        • sekundární

        • S - vlny, střižné

        • částice tělesa kmitají kolmo ke směru šíření seismické vlny, nešíří se kapalinou

      3. DIAGONÁLNÍ

      • L - vlny, laterální

        • nejpomalejší, nejničivější

SEISMICKÝ MODEL ZEMĚ

je založen na zákonitosti šíření seismických vln; podle změny vlastností prostředí se mění rychlost a směr jejich šíření - místo, kde dochází ke změnám (chemické i fyzikální vlastnosti látek - např. stavba hornin) se nazývá plocha diskontinuity - např. Mohorovičičova plocha diskontunuity

    1. zemská kůra

    2. zemský plášť (svrchní, spodní)

    3. zemské jádro (svrchní, spodní)

Zdroj: Wikipedia.cz, licence PD

ZEMSKÁ KŮRA

    • rychlost šíření seismických vln jsou nízké a proměnlivé (anizotropie, tektonika) průměrná hustota 2,8 g/ccm

    • obohacená o litofilní prvky - Na, K, Ca, Si, Al, mezi minerály dominuj živce, křemen a slída

    • kůru od pláště odděluje Mohorovičičova plocha diskontinuity - cca 20 - 90 km; nárůst rychlosti šíření seismických vln

    • zemská kůra + nejsvrchnější část scrchního pláště = LITOSFÉRA

    • OCEÁNSKÁ KŮRA

    • KONTINENTÁLNÍ KŮRA

OCEÁNSKÁ KŮRA

      • průměrná mocnost cca 10 km, hustota 2,9 - 3 g/ccm (= je hustá)

      • monotónní složení - THOLEITICKÉ BAZALTY (nízkodraselné)

      • recykluje se na středooceánských hřbetech a zaniká v subdukčních zónách (= oblast, kde se litosférická deska oceánského dna ponořuje do pláště v blízkosti kontinentu)

OBLASTI:

        • středooceánské hřbety

        • abyssální plošiny (hlubokomořské)

        • hlubokomořské příkopy = subdukční zóny

        • kontinentální okraje

          • aktivní - podsouvání jedné desky pod druhou - dochází k tavení - tavenina vzlíná nahoru - vznik lineárních orogenů (vyjadřují subdukční zónu)

        • pasivní

            • kontinentální šelf (terigenní (pocházející z pevniny) materiál, biogenní produkce)

            • kontinentální svah (turbidní proudy)...

            • subdukční zóny (tektonické melanže, ofiolity, akreční prizma (ofiolitový komplex (při subdukci se kus utrhne a "vyleze" nahoru = zbytek oceánské kůry) = např. Kypr, u nás Hrubý Jeseník)

KONTINENTÁLNÍ KŮRA

      • průměrná mocnost 35 km, hustota 2,8 g/ccm

      • silnější v oblasti pásemných pohoří (hory mají "kořeny"), slabší v oblasti kontinentálních riftů

      • stáří cca 4 miliardy let

STAVBA:

      • svrchní vrstva - 10 - 15 km; tvořená převážně sedimenty a slabě metamorfovanými horninami, granitoidními vyvřelinami - Conradova plocha diskontinuity

      • spodní vrstva - tvořena bazickými granulity a bazalty (čedič)

Autor: M. Davídková, licence CC BY-SA

ROZDĚLENÍ KŮRY NA KONTINENTÁLNÍCH DESKÁCH (MORFOSTRUKTURNÍ CHARAKTERISTIKA):

      • štítové oblasti - jádra kontinentů (kratony) - v každém centru kontinentu, jsou tektonicky málo aktivní, obsahují metamorfované horniny

      • platformy - mají krystalické podloží, které je překryto nezvrásněnými mladšími sedimenty

      • pásemná pohoří - složitá stavba, silná tektonická aktivita, lineární orogeny (orogen = pohoří)

nejstarší kontinentální kůra, kterou můžeme vidět - kanadský štít - archaické horniny (4,0 - 2,5 miliard let)

PÁNVE

= sníženiny zemského povrchu, ve kterých se za současného dlouhodobého poklesu zemské kůry akumulují významné mocnosti sedimentů, vznikají pod LOKÁLNÍMI nebo REGIONÁLNÍMI EROZNÍMI BÁZEMI (mimo dosah eroze)

VZNIK:

        1. rozpínáním litosféry v důsledku tenzních napětí v zemské kůře

        2. prohýbáním litosféry v důsledku zatížení

        3. termální subdukce (dlouhodobé sesdávání či klesání částí zemské kůry, které může být plynulé či postupné)

ZEMSKÝ PLÁŠŤ

  • SVRCHNÍ PLÁŠŤ

- mineralogické složení - olivín, pyroxeny, granát a spinelidy

- horninové složení - peridotity, eklogity, harzburgity, dunity

- nejsvrchnější část pláště ve stavu solidu, se zemskou kůrou tvoří tzv. LITOSFÉRU, v hloubce 60 - 250 km dochází k tavení hornin a nárůstu plasticity = astenosféra - pokles rychlosti šíření seismických vln - zóna snížených rychlostí

- v astenoféře dochází ke konvekčnímu proudění, které je jednou z podmínek deskové tektoniky

  • SPODNÍ PLÁŠŤ

- je oddělen od svrchního pláště výraznou diskontinuitou v hloubce okolo 650 km

- mineralogické složení - dochází k fázovým přechodům minerálů; vysoká teplota a tlak (např. olivín má strukturu spinelu) a ke změnám v mineralogickém složení

    1. ochuzený plášť - produkuje bazalty (čediče) středooceánských hřbetů (MORB = Mild Ocean Ridge Basalt)

    2. obohacený plášť - o K a litofilní (Na, K, Ca, Si, Al) prvky, produkuje magmata ostrovních oblouků a kontinentální bazalty; obohacení buď primární nebo pochází ze subdukované oceánské kůry

ZEMSKÉ JÁDRO

odděleno od spodního pláště tzv. Guttenbergovou diskontinuitou (hloubka 2.900 km) - pokles šíření P - vln; S -vlny se nešíří; vysoká hustota - 12 - 13 g/ccm

  • vnější jádro - tvořeno taveninou Fe a Ni; důkazem o tom, že je tekuté jsou S - vlny, které neprochází kapalinami a zde mizí

  • vnitřní jádro - v pevném stavu (Fe, Ni), příměs Si, Mg, O a S

- předěl mezi vnějším a vnitřním jádrem je v hloubce okolo 5.100 km

- relativními pohyby obou jader vzniká magnetické pole Země, které se skládá ze 3 složek:

                  1. vnější - vyvolané elektrickými proudy v atmosféře (slabé)

                  2. vnitřní - vzniká při relativních pohybech mezi vnějšíma vnitřním jádrem

                  3. lokální - nahromadění feromagnetických minerálů v kůře

Zdroj: doc. RNDr. Vasilis Teodoridis, Ph.D. - Všeobecná geologie - Vznik a stavba Země - poznámky z přednášek