Geologia-podstawy.doc

I.                   WIADOMOŚCI WSTĘPNE

Geologia – zajmuje się budową i historią Ziemi, a zwłaszcza skorupą ziemską.

Jako nauka wyodrębniła się w połowie XVIII wieku.

Zasada aktualizmu (sformułowana przez Karola Lyell’a i Jamesa Huttora):

Wszystkie procesy geologiczne, prawa fizyczne i chemiczne w odległym czasie odbywały się tak jak teraz.

Ziemia powstała około 4 500 000 000 lat temu.

Twórca nauk geologicznych w Polsce – ksiądz Stanisław Staszic (1755-1826) - założył Szkołę Górniczą w Kielcach i wydał książkę „O ziemiorództwie Karpat”, w której zawarł m.in. mapę geologiczną Polski.

GEOLOGIA wykorzystuje wszystkie dary natury.

Dyscypliny naukowe związane z geologią:

1)     geologia dynamiczna – zajmuje się procesami zachodzącymi w skorupie ziemskiej. Celem geologii dynamicznej jest rozpoznanie i stwierdzenie skutków procesów geologicznych.

2)     geologia historyczna – zajmuje się badaniem historii skorupy ziemskiej. Odkrywa dawne położenie lądów, bada rozwój fauny i flory

3)     paleontologia – nauka o wymarłych zwierzętach i roślinach, których szczątki znajdują się w skałach

4)     petrografia – nauka o skałach

5)     mineralogia – nauka o skałach

Z geologii wyodrębniły się grupy dyscyplin stosowanych:

1)     geologia regionalna – nauka o budowie geologicznej poszczególnych regionów, krajów, kontynentów

2)     geologia surowcowa – zajmuje się poszukiwaniem i dokumentowaniem surowców skalnych i mineralnych

3)     hydrogeologia – nauka o wodach podziemnych

4)     geologia inżynierska – geologia, która zajmuje się badaniem skorupy ziemskiej w związku z budownictwem i planowaniem przestrzennym

5)     geologia środowiskowa – nauka o środowisku

PROCES GEOLOGICZNY – zjawisko lub zespół zjawisk, który wywołuje na powierzchni skorupy ziemskiej lub w jej wnętrzu zmiany fizyczne i chemiczne. Przyczyną procesów geologicznych jest działanie sił wynikających z istnienia czynników geologicznych.

Na skorupę ziemską oddziałowują:

v     atmosfera – powietrze, wilgoć, deszcze, wiatr, insolacja (nasłonecznienie), zmiany temperatury

v     czynniki związane z oddziaływaniem hydrosfery (wody powierzchniowe, morza, lodowce)

v     wpływ życia organicznego (organizmy mają ogromną rolę skałotwórczą)

Te czynniki mogą powodować przeobrażenia na powierzchni Ziemi (czynniki zewnętrzne lub egzogeniczne). Czynniki zewnętrzne mogą działać na Ziemię niszcząco lub twórczo.

              Procesy niszczące prowadzą do zmian fizycznych i chemicznych, w efekcie których skały ulegają rozproszeniu, rozdrobnieniu, żłobieniu, a następnie są usunięte i przeniesione na inne miejsce (poprzez wietrzenie, erozję i powierzchniowe ruchy masowe – grawitacja).

Czynniki egzogeniczne (degradujące) prowadzą do obniżenia powierzchni Ziemi denudacji.

Procesy twórcze (agradujące) – produkty procesów denudacyjnych (zniszczone skały) gromadzone są na lądach i wodach (za pomocą siły ciężkości)

Sedymentacja – proces gromadzenia się materiałów, który prowadzi do podnoszenia się powierzchni Ziemi. W czasie sedymentacji powstają skały osadowe.

denudacja

                                                                                              sedymentacja

Denudacja i sedymentacja łącznie dążą do wyrównania powierzchni Ziemi – gradacja.

Degradacja +Agradacja = Gradacja

Jednocześnie z czynnikami zewnętrznymi na Ziemię działają czynniki wewnętrzne (endogeniczne). Czynniki wewnętrzne związane są z:

v     Diastrofizmem – prowadzi do deformacji skorupy ziemskiej w wyniku ruchów podnoszących lub obniżających. Z procesami diastroficznymi łączą się wulkanizm i plutonizm.

v     Wulkanizm i plutonizm – tworzenie się wewnątrz skorupy ziemskiej stopów ognisto-płynnych (magmy). Magma może krzepnąć wewnątrz skorupy ziemskiej lub wydobywać się na jej powierzchnię. Jeśli magma zakrzepnie wewnątrz (plutonizm) to powstają skały magmowe głębinowe. Jeśli magma zakrzepnie na zewnątrz (wulkanizm) to powstają skały magmowe wylewne (wulkaniczne).

v     Metamorfizm – w wyniku tego procesu powstają skały przeobrażone (metamorficzne lub zmetamorfizowane).

W skorupie ziemskiej występują skały magmowe, osadowe i metamorficzne.

II.               BUDOWA GLOBU ZIEMSKIEGO

Grupy hipotez o powstaniu Ziemi:

1.      Układ planetarny powstał z rozkładu mgławic lub słońc

2.      Układ planetarny jest związany z inna gwiazdą lub powstał w wyniku zderzenia 2 słońc

3.      Układ planetarny powstał z koncentracji materii międzygwiezdnej (gazowej lub stałej)

Ziemia postała z różnego rodzaju gazów. Jednocześnie pierwiastki cięższe i lżejsze gromadziły się w części zewnętrznej. Ziemia była ciężką kulą otoczoną gazową powłoką (pneumosfera – pierwsza atmosfera Ziemi). Pneumosfera składała się z wodoru, helu, dwutlenku węgla, pary wodnej, azotu i chloru, a jej temperatura dochodziła do 1000ºC.

Po setkach milionów lat temperatura się ochłodziła (do ok. 500ºC), a większa część pary wodnej się skropliła i zaczęły padać gorące deszcze. Skorupa zaczęła krzepnąć i w ten sposób powstały pierwsze skały magmowe. Jednocześnie zaczęły działać czynniki zewnętrzne (erozja). Powstaje hydrosfera (rzeki zaczęły płynąć z góry na dół).

Promień Ziemi = 6370 km

Budowa skorupy ziemskiej jest badana za pomocą fal sejsmicznych.

Rodzaje fal sejsmicznych:

1)     fale podłużne – cząstki drgające zgodnie z kierunkiem rozchodzenia się fali

2)     fale poprzeczne – cząstki drgają prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali

Fale podłużne i poprzeczne mają różne prędkości.

Poprzez odnotowywanie czasu można rozszyfrować gęstość skorupy.

Skorupa ziemska jest najbardziej zewnętrzną warstwą Ziemi (i najcieńszą). Jest chłodna, zawiera twarde skały. Dzieli się na:

o       skorupę oceaniczną – miąższość od 5 do 10km, złożona jest głównie ze skał ciemnych (bazaltów)

o       skorupę kontynentalną – grubość od 20 do 40km, a pod wysokimi górami od 70 do 80km, zbudowana jest gównie ze skał jasnych i ciemniejszych (granitów).

PŁASZCZ ZIEMI rozciąga się do głębokości 2900km.

Wierzchnia warstwa skorupy ziemskiej to LITOSFERA (skorupa ziemska i górna część płaszcza Ziemi). To ta część, która zawiera skały w stanie stałym.

Pod litosferą występują skały o plastycznym lub półplastycznym stanie skupienia (rozgrzana smoła). Ta strefa rozciąga się pod litosferą do głębokości 350km. Jest to ASTENOSFERA.

Poniżej płaszcza na głębokości 2900km znajduje się JĄDRO ZIEMI (wewnętrzne i zewnętrzne).

Płaszcz Ziemi (mezosfera) ma gęstość ok. 5 – 9 g/cm3. Zbudowany jest z perydotytów, przeważa tam chrom, krzemiany, a niżej nikiel i żelazo. Są tam wysokie temperatury i ciśnienie. Skały są tam w stanie stałym. Im niżej, tym skały mają większą gęstość.

Jądro zewnętrzne rozciąga się od głębokości 2900 do 5100km. Jest w stanie płynnym. Zbudowane z żelaza i niklu.

Jądro wewnętrzne – poniżej 5100km aż do środka Ziemi. Zbudowane z żelaza i niklu ale w stanie stałym.

Zasada aktualizmu – wszystkie procesy przebywają teraz tak jak kiedyś.

GEOLOGICZNA SKALA CZASU – wszystkie procesy geologiczne przebywają bardzo wolno. Jeśliby przyjąć, że Ziemia ma jeden rok (1:4 500 000 000) [Ziemia powstała 1 stycznia] to:

Ø      10 lutego mamy najstarsze skały i mają one 3 800 000 000 lat

Ø      16 kwietnia (3 200 000 000 lat temu) znaleziono pierwsze ślady życia

Ø      1 października (1 000 000 000 lat temu) uformował się aktualny skład Ziemi

Ø      1 listopada ( 800 000 000 lat temu) pojawiają się tkankowce

Ø      12 listopada (600 000 000 lat temu) początek dobrze poznanych dziejów Ziemi (era paleozoiczna)

Ø      28 listopada (400 000 000 lat temu) dewon – karbon, pojawiają się pierwsze rośliny lądowe

Ø      10 grudnia (250 000 000 lat temu) rozpada się na części ogromny kontynent (Pangea)

Ø      26 grudnia (65 000 000 lat temu) wymierają dinozaury

Ø      31 grudnia o 1800 (4 000 000 lat temu) pojawił się człowiek

Ø      31 grudnia 80 sekund przed północą (15 000 lat temu) ostatnie zlodowacenie

Ø      31 grudnia 14 sekund przed północą – narodzenie się Chrystusa.

Powierzchnia Ziemi obniża się o:

§         0,1mm/rok

§         100mm/1000 lat

§         1m/10 000 lat

ERY – podstawa podziału dziejów Ziemi.