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)

2. 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