NEŽIVÁ PŘÍRODA 2 Cvičení 3 Desková tektonika Zemětřesení Desková tektonika – význam v geologii 2 Desková tektonika = princip vysvětlující: • vznik a zánik oceánů, • vznik a zánik oceánské a kontinentální kůry • vulkanickou činnost • zemětřesení • vznik rozsáhlých orogenních oblastí. Alfred Wegener 1912, dopracováno v 60. a 70. letech minulého století. Litosférická deska = nejsvrchnější část pevného povrchu planety. Složení: zemská kůra + nejsvrchnější část zemského pláště, mocnost zhruba 100-150 km. Hranice mezi jednotlivými litosférickými deskami tvoří desková rozhraní. Každá změna pohybu dvou desek vyvolá změny pohybu dalších desek. Nárůst hmoty je na jiném místě kompenzováno jejím úbytkem. LITOSFÉRICKÁ DESKA DESKOVÉ ROZHRANÍ Současný stav uspořádání litosférických desek 3 Litosférické desky se pohybují po částečně plastické vrstvě svrchního pláště označované jako astenosféra. Hloubkový dosah asi 260 km, vyvozuje se z rychlosti šíření seismických vln. Většina desek obsahuje oceánskou i kontinentální litosféru. K největším deskám patří: euroasijská, pacifická, africká, severoamerická, jihoamerická, antarktická, australská, indická, Nazca a Kokos. Základní desková rozhraní: ❑ divergentní – pohyb desek od sebe ❑ konvergentní – pohyb desek proti sobě ❑ transformní – boční horizontální posun desek ASTENOSFÉRA 4 Pohyb litosférických desek Pohyb litosférických desek se měří v centimetrech za rok. Každý deska provádí rotační pohyb podle určitého pólu rotace. Pohyb desek je způsoben tepelnou konvekcí plášťového materiálu: teplejší horniny stoupají vzhůru, chladnější klesají do hloubky. Jaká je rychlost pohybu litosférických desek? PLÁŠŤOVÁ KONVEKCE Oceánská litosféra I 5 Oceánskou litosféru skládá: ✓ oceánská zemská kůra (do 10 km) ✓ svrchní plášť nad astenosférou (do 100 km) Výskyt oceánské litosféry: ✓ hlubokomořské (abysální) plošiny ✓ středooceánské hřbety ✓ hlubokomořské příkopy Stavba a složení oceánské litosféry je výrazně jednodušší než u litosféry kontinentální. Oceánská litosféra má nezastupitelnou úlohu pro celoplanetární pohyb litosférických desek. Abysální plošiny tvoří rovné dno v hloubce 4-5 km. Pod vrstvou sedimentů jsou bazaltové horniny vznikající při vulkanické činnosti riftových zón. ABYSÁLNÍ PLOŠINY Oceánská litosféra II 6 Středooceánské hřbety jsou podmořská pohoří obklopená abysálními plošinami. Délka tisíce kilometrů, šířka stovky kilometrů a výška do 3 km. Jsou místem vytavování primitivních tholeitových bazaltových magmat z astenosféry. STŘEDOOCEÁNSKÝ HŘBET Oceánská litosféra II 7 Hlubokomořské příkopy dosahují hloubky až 11 km pod hladinou oceánu a jejich šířka nepřesahuje 200 km. Kopírují ohyb a pokles oceánské litosférické desky. SUBDUKCE Při subdukci dochází k podsouvání jedné litosférické desky pod druhou, nejčastěji oceánské pod ostrovní oblouk nebo aktivní kontinentální okraj. Oceánská litosféra – horké skvrny 8 Izolované vulkány nebo řetězce vulkanických těles v prostoru abysálních plošin se označují termínem vnitrodeskový vulkanismus (existuje i v kontinentální litosféře). Zdrojem magmatu jsou tzv. horké skvrny, které jsou založeny až ve spodním plášti. Magma se na oceánské dno dostává přes starší zlomové struktury litosférické desky. Kontinentální litosféra 9 Kontinentální litosféra je stabilní a velmi starou strukturou. Její podíl v litosférických deskách činí kolem 41 %, patří k ní i mělká šelfová moře a kontinentální svahy. Vznik kontinentální litosféry: • připojením ostrovního oblouku ke kontinentu, • magmatickou činností v kontinentální riftové zóně, • magmatickou činností na kontinentálních okrajích či uvnitř kontinentů. Typickou složkou kontinentální zemské kůry jsou plutonické horniny granitoidního charakteru (granity, granodiority, tonality). Jsou většinou spjaty s oblastmi vyznačujícími se mocnější kůrou. Divergentní desková rozhraní 10 Oceánské riftové zóny jsou morfologicky zvýrazněny středooceánskými hřbety. Představují vyklenutí astenosféry a ztenčení litosférické desky. Vtlačováním a krystalizací bazaltové magmatu dochází k rozpínání (spreadingu) oceánského dna. Kontinentální rift je lineární struktura o délce řádově stovek kilometrů a šířce v desítkách kilometrů. Kontinentální rift je místem, kde dochází k postupnému poklesu a ztenčování litosféry a může dojít až ke vzniku nového oceánu. KONTINENTÁLNÍ RIFT Konvergentní desková rozhraní – subdukční zóny 11 Místo zániku oceánské kůry se označuje jako subdukční zóna. Nejstarší část oceánské kůry se podsouvá se pod jinou litosférickou desku. Nejčastější typy: ➢ oceánská deska se podsouvá pod jinou oceánskou desku – vzniká ostrovní oblouk ➢ oceánská deska se podsouvá pod kontinentální – aktivní kontinentální okraj Každá subdukční zóna je seismicky velmi aktivní, dotčený prostor se označuje jako Wadati-Benioffova zóna. Hloubka zemětřesných hypocenter může být až v hloubce kolem 600 km, kam se běžně noří oceánská deska při subdukci. Konvergentní desková rozhraní – orogenní pásma 12 Orogenní pásmo může vznikat kolizemi: ❑ oceánská kůra – ostrovní oblouk (Indonésie, Japonsko) ❑ oceánská kůra – aktivní kontinentální okraj (Andy) ❑ kontinentální litosféra – kontinentální litosféra (Himaláje) OROGENEZE Orogeneze (horotvorná činnost) probíhá ve fázích (kadomská, variská, alpinská). Doprovodné jevy: magmatická činnost, metamorfóza, zesílení kontinentální kůry, zemětřesení Desková tektonika a zemětřesení 13 Vznik a druhy zemětřesení 14 Pohyb dvou horninových bloků = hromaděním elastického napětí. Náhlý pohybu podél zlomu = uvolnění nahromaděného napětí. Uvolňování energie ve formě zemětřesení je periodickou událostí. Místo vzniku zemětřesení se označuje jako ohnisko – hypocentrum. Jako epicentrum se pak označuje místo na zemském povrchu, které má s ohniskem nejkratší spojnici. Podle způsobu vzniku : ✓ tektonická ✓ vulkanická ✓ řítivá ✓ umělá Jak vzniká zemětřesení? EPICENTRUMHYPOCENTRUM Typy seismických vln I 15 P-vlny (primární, podélné) Tento typ vln je stejný jako vlny zvukové, prochází jakýmkoliv prostředím. Nejrychlejší zemětřesné vlny (v plášti až 13,6 km.s-1). S-vlny (sekundární, příčné) Díky obsažené střihové složce se nešíří kapalným prostředím. Jsou pomalejší než P-vlny, na povrchu mají ničivější účinek. PŘÍČNÁ SEISMICKÁ VLNA PODÉLNÁ SEISMICKÁ VLNA Stanovení velikosti zemětřesení 16 Zemětřesení se zaznamenává na seismograf. Zaznamenává amplitudy (výchylky) způsobené procházejícími zemětřesnými vlnami v závislosti na čase. S pomocí hodnoty magnituda lze spočítat energii uvolněnou při zemětřesení. Vztah není lineární, např. energii uvolněné při magnitudu 8 odpovídá energie 32 zemětřesení s magnitudem 7. Zemětřesení se klasifikují podle Richterovy škály. Velikost zemětřesení udává veličina magnitudo, která se vypočítává jako dekadický logaritmus maximální změřené amplitudy (+/- korekce). VELIKOST ZEMĚTŘESENÍ Stanovení intenzity zemětřesení 17 Richterova stupnice je těžko představitelná. Proto se často používají makroseismické škály, které vyjadřují intenzitu zemětřesení na základě reálných pozorování škod. Příklady účinků různě intenzivních zemětřesení na budovy zděné (vpravo) a betonové (vlevo). Makroseismické stupnice MCS, MSK-64 nebo EMS-98 (platná pro Evropu) mají dvanáct stupňů a jsou hodnoceny na základě dopadů na člověka, stavby a přírodní objekty. INTENZITA ZEMĚTŘESENÍ Rizika při zemětřesení 18 Pojmenujte rizika spojená se zemětřesením. Co dělat při zemětřesení? • v otevřené krajině • na ulici • v přízemí budovy • ve vyšších patrech budov Shrnutí 19 ➢ Desková tektonika vysvětluje globální geologické děje a pracuje se základními pojmy litosférická deska a astenosféra. ➢ Oceánská a kontinentální litosféra se velmi liší a nekryjí se s rozdělením zemského povrchu na kontinent a oceán. ➢ Divergentní desková rozhraní jsou místa vzniku litosféry – mohou to být oceánské nebo kontinentální rifty. ➢ Konvergentní desková rozhraní jsou místa zániku oceánské litosféry v subdukčních zónách. ➢ Kolizí dvou kontinentálních litosférických bloků vzniká orogenetická (horotvorná) činnost – probíhá v cyklech. ➢ Doprovodným jeven deskové tektoniky je vulkanická činnost a zemětřesení. ➢ Zemětřesení je periodický jev vyvolaný náhlým uvolněním nashromážděné energie ve formě seismických vln. ➢ Pro lidskou populaci může zemětřesení představovat katastrofickou událost.