Povrch Země, tak jak jej známe dnes, se neustále dynamicky přeměňuje. Vzhledem k tomu, že v geologické historii je délka jednoho lidského života zcela nepatrným okamžikem, zdá se nám povrch Země téměř neměnný. Na změny a utváření povrchu Země působí jednak činitele vnitřní, vycházející zevnitř Země, tak i vnější, působící přímo na povrchu.

 

2.1 Vnitřní geologické činitele

Jak už bylo popsáno v kapitole 1.1, v zemském tělese jsou rozloženy různé chemické prvky nerovnoměrně (např. jádro tvoří především Fe a Ni, zatímco zemskou kůru oceánskou Si a Mg a kontinentální Si a Al). K tomuto nerovnoměrnému rozložení přispívá gravitační síla, rotace naší planety, ale také chemické reakce probíhající mezi těmito prvky za významného přispění tepelné energie zemského jádra. Důsledky těchto dynamických procesů v zemském tělese se na povrchu projevují jednak krátkodobě jako VULKANISMUS a ZEMĚTŘESENÍ, z dlouhodobého hlediska pak jde o MAGMATISMUS, PŘEMĚNU HORNIN, DEFORMACE ZEMSKÉ KŮRY jako vrásnění a zlomy, ale také POHYBY ZEMSKÉ KŮRY. (Ziegler 1999).

 

2.1.1 Magmatismus

Magma je tavenina ze svrchní části zemského pláště, která proniká směrem k povrchu zemské kůry, a kterou může také částečně natavit.

a)    Pronikání magmatu směrem k povrchu se může v určité fázi zastavit a následně může magma velmi pomalu tuhnout hluboko pod povrchem. Tím dochází k vytvoření HLUBINNÝCH MAGMATICKÝCH TĚLES (např. plutonů a batolitů).

b)   Magma může dále pronikat směrem k povrchu různými zlomy a poruchami v zemské kůře, čímž vznikají PODPOVRCHOVÁ MAGMATICKÁ TĚLESA (např. sopouchy a žíly).

c)    Pokud se magma dostane až k povrchu, hovoříme o něm jako o lávě a je příčinou sopečné činnosti.

S hlubinnými i podpovrchovými tělesy se můžeme setkat i na povrchu, pokud jsou horotvornou činností vyzdvižena a vrstvy nad nimi odstraněny erozí. Tato místa jsou typická výskytem vyvřelých hornin hlubinných – viz. kapitola 3.1.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Obr. č. 6   Magmatická tělesa

 

2.1.2 Přeměna (metamorfóza) hornin

Pokud jsou horniny vystaveny vysoké teplotě nebo tlaku, případně obojímu najednou, dochází v nich přeměnám vedoucím ke vzniku kvalitativně jiných hornin – hornin přeměněných (metamorfovaných) – viz. kapitola 3.1.3.

a)    V místech, kde již vytvořenými horninami proniká magma, působí především vysoká teplota, která pomáhá přeměnit horniny v nejbližším okolí. K přeměně hornin dochází na poměrně malém území a proto hovoříme o tzv. KONTAKTNÍ PŘEMĚNĚ (METAMORFÓZE) HORNIN.

b)   V místech střetávání litosférických desek působí jednak tlak a s rostoucí hloubkou také teplota na poměrně rozsáhlou oblast, ve které dochází k tzv. PLOŠNÉ (REGIONÁLNÍ) PŘEMĚNĚ (METAMORFÓZE) HORNIN. Intenzita přeměny v této oblasti se mění podle konkrétní teploty a tlaku.

Pokud teplota a tlak způsobí, že se hornina zcela roztaví a opět utuhne, nehovoříme o horninách přeměněných, ale vyvřelých.

 

2.1.3 Deformace zemské kůry

Tlaky a tahy, které působí na vrstvy hornin způsobují jejich deformace jako jsou VRÁSY a ZLOMY. K jejich vzniku dochází především při vzájemné kolizi zemských desek, ale také při dalších horotvorných pohybech – viz. kapitola 2.1.7. Vrásy jsou různě velké ohyby vrstev velikosti od několika milimetrů až stovky kilometrů. Vrásy mohou být symetrického, častěji však asymetrického tvaru, někdy dochází k jejich překocení, prasknutí a vzniku vrásových příkrovů. Někdy dochází k rozpraskání vrstev hornin různě hlubokými zlomy. V místech jednotlivých zlomů dochází k posunům vertikálním nebo horizontálním.

Všechny tyto struktury pomáhají geologům rozpoznat změny, kterými prošel povrch Země v minulosti. Místa, kde lze pozorovat vrásy či zlomy ve volné přírodě bývají často vyhlášeny jako přírodní památky nebo národní přírodní památky.   

 

 

 

 

 

 

 

Obr.č. 7 Vrásy                               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Obr. č.8 Zlom

       

 2.1.4 Posuny litosférických desek

Jednotlivé litosférické desky se mohou pohybovat VERTIKÁLNĚ - směrem dolů nebo nahoru vzhledem ke středu Země – viz. kapitola 1.2. Tyto pohyby probíhají velmi pomalu a lze je především pozorovat na pobřežní linii jednotlivých kontinentů.

Při zanořování zemské desky se mořská voda dostává dále do ústí řek a zaplavuje pobřeží (např. oblasti Nizozemí a jižní Anglie). Naopak při zdvihání území dochází k postupnému odkrývání pobřežní linie (např. Skandinávie).

Tyto pohyby jsou pravděpodobně způsobovány nestálým nastolováním rovnováhy mezi litosférickými deskami, které je neustále narušována vnitřními i vnějšími geologickými procesy.

Další možností je HORIZONTÁLNÍ posun jednotlivých desek podél sebe podél tzv. transverzálních zlomů. Více o důsledcích tohoto pohybu viz. kapitola 2.1.6. 

 

2.1.5 Sopečná činnost - vulkanismus

Láva je tavenina hornin obsahující také plyny jako dusík, oxid uhličitý, chlorovodík, sirovodík, vodní páry a další, které při erupcích unikají ven. Při kontaktu lávy s povrchem se tyto plyny uvolňují, v takto vzniklých horninách pak nacházíme dutinky různě velkých rozměrů. Tyto horniny nazýváme vyvřelé horniny výlevné – viz. kapitola 3.1.1.

 

Jen výjimečně dochází ke vzniku sopek a výlevu lávy mimo rozhraní tektonických desek, přičemž vznik sopek v takovýchto místech je podmíněn místním zahříváním způsobeným např. radioaktivitou nebo horkým místem v plášti.

a)        Nejvíce sopek se nachází v podmořských hřbetech, místech, kde se litosférické desky od sebe odsouvají. Zde dochází takřka k neustálému vylévání lávy a tvorbě nové oceánské zemské kůry. V tomto případě hovoříme o PUKLINOVÉM nebo také riftovém vulkanismu.

b)        V místech vzájemného přibližování a podsouvání zemských desek mohou být sopky různě aktivní, mnohdy až po desetiletí zdánlivě nečinné.

Také tvar těchto sopek a způsob úniku lávy se liší především v závislosti na složení samotné lávy.

Pokud je zdrojem lávy magma zásadité (s nízkým obsahem křemíku, které vzniká natavením oceánské zemské kůry), láva se ze sopky vylévá v proudech a vybuchuje jen velmi zřídka. V tomto případě jsou sopky nízké, s mírným klesáním. Jedná se o tvz. PŘÍKROVOVÉ (ŠTÍTOVÉ) SOPKY, které se nachází např. na Havaji.

Obr. č.9 Příkrovová sopka

Láva pocházející z kyselého magmatu (s vysokým obsahem křemíku, vznikající především oblastech podsouvání oceánské zemské desky pod desku kontinentální) vybuchuje prudce po delším časovém období klidu. Při výbuchu z kráteru sopky vyletují žhavý prach, popel a různě velké kusy lávy, někdy za současného výlevu žhavé lávy po

 

úbočí sopky. Velmi vysoké sopky – STRATOVULKÁNY – jsou tvořeny střídajícími se vrstvami lávy a úlomků hornin vyvržených ze sopky. Menší sopky – TUFOVÉ (SOPEČNÉ) KUŽELE – jsou pak tvořeny pouze úlomky hornin vyvržených ze sopek. Stratovulkánem je např. sopka Fudži, sopečným kuželem sopka Fudžisan v Japonsku. 

Obr. č. 10 Stratovulkán                                                  Obr.č.11 Tufový kužel

 

U nás se nachází sopky již nečinné, např. Doupovské hory či České středohoří. (Hora Říp pravděpodobně není vyhaslou sopkou, neboť nemá sopouch, nejspíše šlo o podpovrchový výlev lávy následně odkrytý erozí.) Doprovodným projevem vulkanismu, někdy i dlouho po skončení jeho aktivity, je výskyt teplých minerálních pramenů (Karlovarsko), někdy dokonce gejzírů, úniků horkých nebo chladných plynů či bahenních sopek (Soos u Františkových lázní). (Zeigler 1999).

 

2.1.6 Zemětřesení

Zemětřesení vzniká nejčastěji v místech, kde se posunují dvě litosférické desky podél sebe. Dalšími místy ohroženými zemětřesením jsou některé oblasti, kde se litosférické desky přibližují.

Posun litosférických desek podél sebe je stálý a velmi pomalý, avšak v určitých místech může dojít nahromadění energie, což vede k jejímu náhlému uvolnění a tím i pohybům povrchu země. Zdroj zemětřesení může být v různých hloubkách pod povrchem. Nejsilnějšími otřesy je vždy postižena oblast bezprostředně nad ohniskem zemětřesení, ve větších vzdálenostech od ohniska síla otřesů slábne.

Následky zemětřesení lze měřit jednak seismografy využívající Richterovu stupnici, které měří absolutní sílu zemětřesení. Druhou možností je Mercalliho stupnice, která je založena na pozorování důsledků zemětřesení v krajině jako jsou např. lámání větví, padání domů, mostů, praskání potrubí a pod. Tato stupnice není tak přesná, ale lze pomocí ní určit např. sílu zemětřesení v historii zaznamenaných v kronikách.

Někdy mohou být škody způsobeny nepřímo, např. vlnami Tsunami, které se na otevřeném oceánu pohybují rychlostí 500 až 1000 km v hodině prakticky nepozorovány, avšak u pobřeží se mohou zvednou do výšky až několika desítek metrů. (Coenraads, 2007)

 

2.1.7 Vznik kontinentů a pohoří

Předpokládá se, že při tuhnutí zemské kůry došlo k vytvoření jejich prvotních celků, které se označují jako štíty a platformy. Ty se postupně přesunovaly po zemském plášti a kolem nich vznikaly pevniny a moře, jak je známe dnes. O příčinách jejich vzniku a přesunů existuje několik hypotéz od beroucích v potaz fyzikální i chemické děje při postupném ochládání Země – více v odborné geologické literatuře.

Vlivem vnějších i vnitřních geologických sil dochází ke změnám v litosféře, pří kterých dochází k poruchám různým vrstev hornin nebo až k ke vzniku celých pohoří.

 

U pohoří rozlišujeme tři základní typy podle způsobu jejich vzniku.

a)    VRÁSOVÁ POHOŘÍ – vznikla vrásněním, tedy natlačením dvou litosférických desek na sebe, přičemž došlo k stlačení vrstev původních, které se zvrásnily a případně rozlámaly. Přitom také docházelo k průniku roztavených hornin podél prasklin a kontaktní přeměně hornin. Vrásová pohoří jsou typická dlouhými hřebeny, ve kterých jsou přítomny vrstvy stejných hornin. Patří mezi ně například Alpy, Himaláje či Karpaty.

b)   KERNÁ POHOŘÍ – pokud dojde v místě hlubokého zlomu k vyzdvižení jedné z ker vysoko nad povrch, hovoříme o pohořích kerných. Tato pohoří se náhle zvedají nad okolní krajinu. V jejich vnitřní struktuře lze vyhledat posun ve vrstvách, které jsou však ve stále stejném sledu. U nás jsou to např. Jeseníky, Krkonoše nebo Krušné hory.

c)    VULKANICKÁ POHOŘÍ – vděčí za svůj původ sopečné činnosti, a proto jsou tvořena vyvřelými horninami výlevnými. Jedná se spíše o seskupení jednotlivých hor. Uvnitř kontinentů jsou vzácná, častěji se s nimi setkáme na okrajích kontinentů nebo v oceánských příkopech. Příkladem vulkanických pohoří jsou Doupovské hory nebo České středohoří.

 

 

 

 

 

 

 

Obr. č.12 Vrásové a kerné pohoří

 

2.2 Vnější geologické činitele

Povrch Země ve velké míře utváří a mění vnější vlivy, které na něj působí. Jedná se především o SVĚTLO a TEPLO ze Slunce, díky nim vyvolané POHYBY VZDUCHU a OBĚH VODY na Zemi, účinky GRAVITAČNÍ SÍLY Slunce a Měsíc na Zemi a především GRAVITAČNÍ SÍLA Země. Svůj význam má také působení ŽIVÝCH ORGANISMŮ, mezi které můžeme řadit i vzrůstající význam zásahů člověka v krajině.

Tyto výše popsané vlivy způsobují jednak rozrušování hornin a tím i útvarů zemského povrchu – EROZI, ale také přemísťování – TRANSPORT jednotlivých částí a jejich následné usazování – SEDIMENTACI na jiném místě. (Zeigler, 1999, s.47)

 

2.2.1 Eroze – zvětrávání

Veškeré horniny, které se dostanou na zemský povrch jsou vystaveny postupnému rozrušování, neboli zvětrávání či erozi. Zvětrávání může být jednak fyzikální nebo chemické, nejčastěji však dochází ke kombinaci obojího.

 

a)     Pro FYZIKÁLNÍ (mechanické) ZVĚTRÁVÁNÍ je typický rozpad horniny na menší kusy, které jsou následně odnášeny jinam, avšak složení horniny jako takové se nemění.

Jedním z významných činitelů mechanického zvětrávání je střídání teploty jednak během dne, ale také v průběhu roku. Část horniny vystavená Slunci při zahřívání zvětšuje svůj objem, přičemž zvětšování různých minerálů v rámci horniny může být rozlišné. Díky tomu dochází k praskání a vzniku drobných trhlinek, které se nadále rozšiřují za působení vody, rostlin a živočichů. Voda díky své unikátní vlastnosti – zvětšování objemu při přechodu z kapalného skupenství do pevného – způsobuje další rozpraskání horniny, rostliny praskliny zvětšují a prohlubují svými kořeny a živočichové jej mohou narušovat hrabáním a rozrýváním.

b)    Při CHEMICKÉM ZVĚTRÁVÁNÍ dochází ke kvalitativní změně ve složení minerálů a tím vzniku hornin nových, s jiným složením a vlastnostmi.

Např. minerál živec se díky působení vody může přeměnit na jílovité minerály jako např. kaolinit. Na chemickém zvětrávání se významně podílí také rostliny, bakterie a živočichové, kteří mohou vypouštět ze svého těla chemické látky nebo nepřímo huminovými kyselinami, které vznikají při rozkladu jejich odumřelých těl.

 

K fyzikálnímu zvětrávání dochází především v oblastech, kde se teplota střídavě pohybuje okolo bodu mrazu, případně v pouštních oblastech, kde je významný rozdíl v teplotách během dne a noci. Chemické zvětrávání je pak rozlišné podle podmínek.

V chladných oblastech k němu téměř nedochází, v mírném pásu dochází tzv. sialitickému zvětrávání, při kterém se ve zvětralině hromadí především sloučeniny draslíku a sodíku, což způsobuje její šedé, černošedé nebo tmavohnědé zbarvení. V tropických a subtropických oblastech bohatých na vodní srážky dochází ke zvětrávání allitickému, kdy ve zvětralině zůstávají především sloučeniny železa a hliníku, díky čemuž má zvětralina rudohnědé zbarvení. Půdy takto vzniklé jsou chudé na minerální látky potřebné k růstu rostlin a jsou úrodné jen několik let. 

Jednotlivé horniny jsou rozdílně náchylné k fyzikálnímu i chemickému zvětrávání. Proto dochází k selektivnímu zvětrávání, kdy některé horniny zvětrávají rychleji než jiné a tím vznikají zajímavé útvary jako římsy, pokličky nebo zemní pyramidy.

Zvětrávání je přímo závislé na klimatických poměrech dané oblasti, především na teplotě, srážkách, vlastnostech mateční horniny, tvaru georeliéfu, ale také rostlinném pokryvu. Zvětrávání přímo souvisí se vznikem půdy (Zapletal, 1995, s. 22 – 23). Více kapitola 3.3.

 

2.2.2 Transport

Na Zemi dochází k neustálému přesunu částí hornin a minerálů, na kterých se opět podílí kombinace několika činitelů. Veškeré části hornin uvolněné zvětráváním podléhají gravitační síle Země. S tím souvisí také transportní činnost vodních toků, způsobující odnos různě velkých úlomků hornin, během transportu jejich následné rozbíjení a zaoblování, ale také ukládání podél toku, v deltě nebo až v mořích a oceánech.

Dalším činitelem podílejícím se na transportu zvětralých hornin je vítr, který má schopnost odnášet malé části z obnažených ploch, ale také přispívá k následné k jejich následné sedimentaci. Nejvýrazněji se činnost větru projevuje v pouštních oblastech. (Zapletal, 1995, s. 26 – 27, 36 – 37)

 

2.2.3 Sedimentace

Zvětralé horniny jsou mnohdy transportovány stovky kilometrů od místa svého původního výskytu. Během této cesty jsou postupně rozrušovány a zaoblovány a následně ukládány. Nejdále se dostávají ty nejmenší části nejodolnějších minerálů jako je např. křemen.    

K usazování materiálu dochází vždy ve vrstvách, které mohou mít různou mocnost. Během ukládání může dojít ke změně podmínek a přerušení nebo dalším ukládáním materiálu jiných vlastností. Tím vzniká soubor vrstev zvaný souvrství. Obecně platí, že starší vrstvy jsou uloženy pod mladšími a vrstvy jsou ukládány víceméně vodorovně. Pokud dojde k nějakému porušení těchto pravidel (zvlnění vrstev, opakování starších a mladších vrstev a pod.), svědčí o geologické činnosti v této oblasti.

K datování jednotlivých vrstev významně přispívá výskyt určitých organismů, které se vyskytovaly na Zemi v určitém období její geologické historie.

Sedimentace zvětralých hornin a minerálů, ale také částí organismů dala vznik sedimentárním horninám – viz. kapitola 3.1.2.

 

Obr. č. 13 Příklady vzniku sedimentů

 

2.2.4 Další činitelé podílející se na erozi, transportu a sedimentaci

Mezi významné činitele ovlivňující povrch Země patří ČINNOST LEDOVCŮ. Ledovce v minulosti výrazně ovlivnily tvar našich pohoří, např. Krkonoš. Zaoblily ostré vrcholy, vytvarovaly hluboká údolí a vytvořily valy z odlomených kusů hornin. Díky ledovcům dnes nacházíme na našem území drobné úlomky hornin, ale také velké balvany původem ze Skandinávie, které se k nám dostaly v dobách ledových. Činnost ledovců pokračuje i dnes v některých horských oblastech a na pólech.

Také ČINNOST MOŘÍ a OCEÁNŮ formuje povrch Země, což je nejvíce patrné na pobřeží. Zde dochází k erozi v místech, kde příbojové vlny naráží na břeh, mořské proudy přesunují jemné části zvětralých hornin a minerálů a na jiných místech je zase ukládají. V mořské vodě je navíc rozpuštěno velké množství minerálních látek, které mohou za příhodných podmínek krystalizovat v minerály. Např. odpařováním mořské vody se získává minerál sůl neboli halit.

VODA, především ta DEŠŤOVÁ, může obsahovat rozpuštěný oxid uhličitý, čímž vznikne velmi slabá kyselina uhličitá. Tato kyselina rozpouští jinak ve vodě nerozpustný vápenec obsahující uhličitan vápenatý a tím přispívá ke vzniku jeskyní a dalších krasových útvarů jako jsou závrty a propasti. Pokud voda obsahuje velké množství rozpuštěného hydrogenuhličitanu vápenatého, může docházet k jeho opětovné krystalizaci a tím vzniku krápníků nejrůznějších tvarů.