STAVBA ZEME STAVBA ZEMSKÉHO TELESA, GEOTEKTONICKE HYPOTÉZY VĚDNÍ OBOR formoval se z empiricky zjišťovaných projevů exogenních procesů na litosféru a snahy vyjádřit výškopisné poměry na mapách samostatná věda zabývající se studiem tvarů, jejich geneze a stáří termín geomorfologie poprvé použil v roce 1 893 J. McGee (USA geolog) Objektem studia je georeliéf PŘEDMĚT STUDIA = svrchní plocha zemské kůry (místo) = plocha vzájemného kontaktu pochodů - endogenních a exogenních (interakce v čase) - protikladné působení nerovnosti georeliéfu ZÁKLADNÍ ČLENĚNÍ GEOMORFOLOGIE REGIONÁLNI - zkoumá všechny složky georeliéfu na určitém území OBECNÁ - vzrůstající abstrakce, abstrahuje od geografické polohy TEORETICKÁ - formulace obecných pravidel a zákonitostí OBECNÁ GEOMORFOLOGIE STRUKTURNÍ - řeší vztah: morfostruktura - povrchové tvary georeliéfu; morfostruktura — tvoří strukturně geologický základ KLIMATICKÁ - studuje rozdíly vývoje georeliéfu v klimatických oblastech, které se vyznačují příznačnými soubory exogenních geomorfologických pochodů závislých na klimatických podmínkách (tzv. klimatomorfogenetické oblasti) KLIMATOGENETICKÁ - studium klimaticky podmíněných generací tvarů na určitém území (odlišení současných tvarů od tvarů vzniklých v jiných klimatických podmínkách) GEOMORFOLOGIE • DYNAMICKÁ - studuje geomorfologické pochody • ANTROPOGENNI - studuje tvary vytvořené lidskou společností • PALEOGEOMORFOLOGIE - studium georeliéfu minulých geologických období (paleogén): reliéf - pohřbený exhumovaný • APLIKOVANÁ - vztah georeliéf - SE objekty STAVBA ZEMSKÉHO TĚLESA počátek 20. století: v rámci geofyziky - dílčí disciplína: seismologie - studuje rychlost šíření, chování a původ zemětřesných vln 1 906 - objev vnějšího zemského jádra („hluboko uvnitř Země existuje zóna, která se chová jako kapalina") STAVBA ZEMSKÉHO TĚLESA energie uvolněna pri zemětřesení se sin zemským tělesem tormou vln - vlny P (podélné, primární) - častíce kmitají ve směru siřeni vln - vlny o (pricne, sekundární) - částice se pohybují kolmo na směr šíření vln ô SEISMICKE VLNY m (( i m ľííSliíif —1 ■ i ..... :z::::+z:::r::::r::™ I— zředění —I _r~"— P vlna směr postupu vlny https://www.ig.cas.cz/wp-content/uploads/2020/l 1 /brozura_zemetreseni.pdf MODERNÍ METODY VÝZKUMU ZEMSKÉHO TĚLESA Seismická tomografie • obdoba lékařské počítačové tomografie • využívá digitální seismogramy k rekonstrukci stavby Země • využívá se principu tomografické rekonstrukce Princip: rozdílnost času průchodu seismických vln podle typ ů prostředí Výsledek: 3D model variací rychlostí v zemském nitru od svrchní kůry po zemský plášť STAVBA ZEMSKÉHO TĚLESA 1 909 - chorvatský geolog Mohorovičič objevil v hloubce 35 - 40 km zónu změny rychlosti šíření vln (studoval zemětřesení ve Skopje) 1 914 - Gutenberg - v hloubce 2900 km objevil hranici plášť x jádro 1 953 - australský geofyzik Bullen sestavil seismický model Země 1 965 - vrtné výzkumy na Zemi NEJHLUBSI VRT poloostrov Kola (u města Zapolarnyj) - v roce 1 989 dosaženo hloubky 1 2 262 m 1 965: rozhodnuto o lokalizaci původní cílová hloubka: 15 km • s vrtáním hlubokého vrtu se začalo v roce 1 970 v roce 1 983 dosaženo hloubky 1 2 km z technických důvodů muselo být vrtání zastaveno + od hloubky 7 800 m se začal vrtat nový stvol, který v roce 1 989 dosáhl hloubky 1 1 600 m v roce 1 989 vrt dosáhl hloubky 1 2 262 m a v roce 1 992 bylo další vrtání z důvodu složitých podmínek, zejména vysoké teploty, zastaveno HLUBOKÉ VRTY VE STŘEDNÍ EVROPĚ Horní Falc (u města Windischeschenbach) - vrtán v letech 1 991 -1 994 - dosažena hloubka 9 1 00 m • Vídeňská pánev (S od Vídně) - v 80. letech 20. století; ložiska ropy - dosažena hloubka 8 553 m • ČR - vrt Jablůnka 1 (1 982 - hloubka: 6 506 m) světový rekord: důl Vojtěch (1 875 -dosaženo 1 km; jáma č. 1 6 : 1 838 m) Další hluboké vrty: vrty Šaštín 1 2 (Slovensko), Hanušovice-1, vrt Np-1 (2 156 m) - v letech 1971 až 1972 odvrtán do podloží východočeské křídy u obce Nepasice (10 km od Hradce Králové) https://mapy.geology.cz/vrtna_prozkoumanost/ https://www.bbkult.net/cz/addresses/68403-geo-centrum-u-kontinentalniho-hlubinneho-vrtu-windischeschenbach-kulturni-poklad/ HISTORIE VÝZKUMU OCEÁNSKÉHO DNA A KŮRY 1 854 - první batymetrická mapa Atlantského oceánu; všechny hloubky změřeny lotováním; do roku 1 900 ......18 400 měření 1 873 - Challenger —> mapa hlubokomořských sedimentů, salinity a teploty 1 885 - založen oceánografický ústav v Monaku —> vydány batymetrické mapy všech oceánů (1:10 mil.) 1 957 - 1 958 Mezinárodní geofyzikální rok — 1. velký projekt hlubokých vrtů do oceánské zemské kůry: vědecký výzkumný program MOHOLE, cíl: dosažení nejsvrchnější části Mohorovičičovy hranice diskontinuity • 1959 - 1965 UNESCO výzkum Indického oceánu • 1 969 - Challenger II - zařízení pro vrty 1 991 - nejhlubší vrt (504 B) .....2 km (Kokosová deska ) Zemsl Svrch Střed Spod Vnějš Vnitřr STAVBA ZEMSKÉHO TELESA: ZEMSKÁ KŮRA Hustota zemské kůry se pohybuje mezi 2,7 až 2,9 g.cm"3 . Je tvořena kyslíkem (46%), křemíkem (28%) a hliníkem (8%). Hlavními nerosty jsou oxidy a kremičitany. Mocnost zemské kůry je velice proměnlivá v závislosti na reliéfu. Připadá na ni jen 1,5 % celkové hmotnosti naší planety. Nejhlubší vrty do zemské kůry (12 km) jsou na poloostrově Kola (Rusko). ZEMSKÁ KŮRA 1) pevninský- nejstarší a má největší mocnost (20 - 80 km), skládá se ze 3 vrstev sedimentární, granitové a čedičové 2) oceánský - je tvořen sedimentární vrstvou, čedičovou (bazaltovou vrstvou), její mocnost (tloušťka) se pohybuje od 6 km do 1 5 km, tvoří dna oceánu, pánve, příkopy 3) přechodný- je tvořen sedimentární vrstvou, a čedičovou (bazaltovou vrstvou), nejsilnější je na kontinentech pod pohořími (30-40 km, v Himalájích 80 km, nejtenčí 6-8 km) pod oceány, kde chybí žulová vrstva, v Českém masívu se mocnost kůry pohybuje kolem 35 km (Kašparovský, 2008) STAVBA ZEMSKÉHO TĚLESA: ZEMSKÝ PLÁŠŤ Zemský plášť je složen ze tří Bullenových zón (svrchní, střední a spodní plášť), e tvoren prevažne kremičitany, oxidy železa a horčíku. Jeho hustota se zvyšuje s hloubkou a činí 3,3 až 9,4 g.cm3 . Na zemský plášť připadá 67,5 % celkové hmotnosti planety. PLAST Svrchní plášť (zóna B) se rozkládá od Mohorovičičovy plochy diskontinuity do hlouby 300 až 400 kilometrů. Je tvoření spodní částí litosféry a plastickou astenosférou (z řečtiny - asthenes=slabý). Je to tzv. žhavá tekutá část pláště. (Litosféra, 2015). Ve svrchním plášti prudce narůstá teplota. Hustota se pohybuje mezi 3,5 až 4 g.cm"3. Střední plášť (zóna C) je v hloubce asi jednoho 1 000 km. Spodní plášť (zóna D) se nachází v hloubce okolo 2900 km a zasahuje tak až na rozhraní zemského jádra. STAVBA ZEMSKÉHO TĚLESA: JÁDRO Jádro Země je neustále udržováno ohromným tlakem v polotekutém stavu při vysoké teplotě (obaleno magmatem). Jeho teplota je asi 5 800 C. Hustota se pohybuje v rozmezí 1 1,3 až 17,3 g.cm"3 a hmotnost tvoří asi 31 % celkové hmotnosti Země. JÁDRO 1) Vnější jádro (zóna E)- polotekuté, silně magmatické, zasahuje do hloubky 4980 km (litosféra). Teploty se zde pohybují mezi 3 700 až 4 300 °C, hustota je 1 0 až 1 2 g . cm"3 . Vnější jádro je generátorem magnetického pole Země. 2) Přechodná vrstva (zóna F)- odděluje vnější a vnitřní jádro 3) Vnitřní jádro (jadérko) (zóna G)- tvořeno velmi žhavou pevnou směsí železa a niklu (Litosféra, 2015). Má mocnost 1 200 km a je zřejmě v pevném stavu. Teplota je mezi 4 300 až 7 200 °C, hustota mezi 15 až 17 g.cnr3. Vnitřní jádro je zdrojem vnitřní energie Země, neboť zde dochází k rozpadu radioaktivních prvků. \ ô TEPLOTA ZEME • Zemské jádro - teploty odhadnuté jen o něco málo nižší než na povrchu Slunce teplota ve středu naší Země -asi 5 500°C -6 000°C (Nature, 30. 9. 1 999) TYPY ZEMSKÉ KŮRY kontinentální (pevninská) — tvořená sedimentární, granitickou a bazaltovou vrstvou oceánská — tvořená sedimentární a bazaltovou vrstvou oceánská vrstva: I. s mořskými sedimenty II. bazaltová 3H a 4H III. jurské až eocénní sedimenty + bazické a ultrabazické horniny + metamorfity ve facii zelených břidlic přechodná — geosynklinální — typická pro geosynklinály a přechodné oblasti mezi kontinenty a oceány - riftogenní — vázaná na mobilní zóny v oceánech CHEMICKÉ SLOŽENÍ ZEMSKÉHO TĚLESA (%) SLOŽENÍ VRSTEV Z KOVOVÝCH PRVKŮ Zemská kůra — astenosféra Zemský plášť — odpovídá staršímu termínu SIMA Zemské jádro — odpovídá staršímu termínu NiFe (poloměr: 3 478 km) existence kovového jádra —► magnetické pole Země C (UHLÍK)- VÝROBA 2000 °C, TLAK >60000 ATM (6GPA) MODRY DIAMANT diamant Oppenheimer, největší vivid blue diamant na světě, který se v rámci aukce prodal za 57,5 milionů dolarů a měl 14,62 karátů (1 karát=0,2 g) Karát - tato jednotka byla historicky odvozena z hmotnosti se ^^které bylo ve středověku používáno v Arábii a Persii pro určo