Zdroje
Planetární průmyslové zdroje a pestrost materiálů
Geo-materiály a jejich geo-zdroje
Zdroje
 definice, pojem
 kategorie zdrojů
 struktura zdrojů (měnily se?) v etapách vývoje civilizace
 počátky uvědomělého využívání zdrojů
 význam geo-zdrojů napříč časem
Zdroj, zdroje - definice
Častá definice je ve smyslu průmyslový
zdroj,… zdroje obnovitelné/neobnovitelné,
zdroje pro energetický průmysl, stavebnictví,
strojírenství, elektrotechniku,….,
…zdroje materiální, …nemateriální…
…čas, zdraví, zkušenosti…
…, významným lidskosociálním
zdrojem
rozvoje lidských
společenství byly asi
babičky (grandparent
hypothesis/theory)…
Zdroje - upřesnění
Zdroj je něco, co lze použít k vytváření zisků nebo výhod. Zdroje jsou často přírodními zdroji bohatství
nebo faktory, okolnosti, rysy ke zlepšení kvality života.
V podnikání se zdroje přeměňují na použitelné produkty nebo služby. Zdroje země, jako je nerostné
bohatství, infrastruktura, pracovní síla a ozbrojené síly, jsou využívány pro blaho lidí a také pro
ekonomický a politický rozvoj. Koncept zdrojů byl aplikován v různých formách, jako je ekonomika,
obchod, životní prostředí a lidská společnost.
Pokud hledáme definici můžeme najít i tuto:
https://www.safeopedia.com/definition/2945/resource
Zdroje mají tři společné rysy:
- Užitečnost: Zdroje se používají k uspokojení spotřebitele.
- Omezená dostupnost: Zdroje jsou vzhledem k poptávce nedostatečně dostupné.
- Potenciál vyčerpání: Zdroje se postupně snižují, jak jsou využívány.
Zdroje – kategorie, geo-zdroje
Resource Components The Most Valuable Elements
1Near Space Celestial bodies (the Sun, planets, meteorites, comets etc.), their orbits
and energies (gravitational fields, solar radiation, radiation,
electromagnetic radiation)
Sunlight and thermal energy
2Earth's Atmosphere Troposphere, tropopause, stratosphere, stratopause, mesosphere,
mesopause, Karman Line, thermosphere, thermopause, and exosphere
Oxygen and ozone
3Solid and liquid substances
in the Earth's crust
Continents and islands, soils, geo-thermal energy, the world ocean,
internal bodies of water, and hydrothermal energy
Fertile soils and fresh water
4Climate as a combination
of the Earth's climate
zones
Air temperature, water temperature, humidity, atmospheric pressure, light
conditions
Climates suitable for the existence and
reproduction of complex forms of protein life
5Earth's Crust Continental crust, ocean crust, mineral resources, upper mantle, lower
mantle, outer core, core
Non-renewable exhaustible mineral
resources
6Biosphere as an Integral
System
biota, including humans and anthropogenic systems humans (due to their ability to shape the
environment and bear responsibility for it)
7Noosphere information, civilization-historical experience, languages and beliefs,
cultures, scientific knowledge, aesthetic and moral values, intellectual
potential of humanity - collective intelligence
Intellectual potential of humanity
Zdroje jsou kategorizovány mnoha způsoby v závislosti na původu, jako jsou biotické nebo abiotické,
nebo na dalších kritériích, obnovitelné nebo neobnovitelné a potenciální nebo skutečné zdroje.
Počátky lidské evoluce
 Miocén? - pliocén
 Ochlazování - mizí lesy, začínají
savany – vzpřímení hominidé
 Australopithecus afarensis (4-3 mil.
let př. n. l.) - samice Lucy
 Před 200.000 let moderní člověk
(anatomicky), Afrika, migrace jinam
– proč?, zdroje?, klima? ... např.
vulkán na Sumatře.
miocén
v Keni byly objeveny kamenné sady
nástrojů z doby zhruba před 2,9
milionu let (Paranthropus)
Období lidských dějin
a jejich zdroje
 doba kamenná (2,5mil – 10-8-5tis.): Paleolit, mezolit (období pleistocénu),
neolit (zemědělství, keramika, industrie, oděvy, domy), eneolit,
 doba bronzová
 doba železná
 …
 …
 doba „plastová“ – antropocén,
také izotopický záznam 137Cs
prehistorická těžba
silicitů/pazourku
silicity, obsidiány
Cesium–137
activities in
sediment samples
from a WhiteRock
Lake core
Kámen/horniny – primární zdroje
Výchozy na povrchu, organizované lomy, ale uměli i hloubit jámové lomy
Deserves a place on the World
Heritage List: The Gebel el-Silsila
ancient sandstone quarries,
Southern Nile Valley, Egypt.
Photo: Tom Heldal
Si Khio Ancient Quarry is in the Phu Phan Formation, which was laid down
about 120 million years ago. The sandstone here is grey and rather course
but lacks conglomerate, making it good for carving. Thailand.
Craig Rhos-y-felin, Wales, ryolit na Stonehenge
dnešní stav těžebních jam a
mramorový náramek,
Bílý Kámen u Sázavy
"We have dates of around
3400 BC for Craig Rhos-y-felin
and 3200 BC for Carn
Goedog, which is intriguing
because the bluestones
didn't get put up at
Stonehenge until around
2900 BC" said Professor Parker
Pearson.
…až k moderní těžbě a
použití kamene,
Carrara Italy
Minerály - krystaly
materiály pro nástroje i duchovní život?….
křemen-křišťál, nástroje, Pleistocene,
Uruquay
proč právě křišťál?, připomíná led…,
viděli dovnitř, chtěli použít neobvyklý
materiál připomínající led?
Křemenná žíla v granitu
Nd YAG Nd Doped Yttrium Aluminium
Garnet Laser Crystal– MSE Supplies
LLCOptické krystaly
Syntetické diamanty
Křemenné žíly v Alpách
Fluidní inkluze v křišťálech –
dříve možná nepochopitelná
zajímavost
naleziště křišťálů
v Alpách
Neolit – přelomové období využívání
zdrojů (neolit až bronz)
Na Blízkém východě jsou to hlavně obydlí a města,
stavěná z hlíny a nepálených cihel
Mezi nejstarší sídliště patří Göbekli Tepe
Göbekli Tepe a Nevalı Çori z 10.–9. tisíciletí ve
východním Turecku
v Evropě se
zachovaly
hlavně megality
Brittany: Lann-Mané-Bras dolmen: a view of the central group
Pazourky v křídových
sedimentech – baltické pobřeží
Pre-Pottery Neolithic B
Footed bowl in
granite, Syria,
end of 8th
millennium BC.
Around 8000 BCE, before the invention of pottery, several early settlements became
experts in crafting beautiful and highly sophisticated containers from stone, using
materials such as alabaster or granite, and employing sand to shape and polish.
Artisans used the veins in the material to maximum visual effect. Such objects have
been found in abundance on the upper Euphrates river, in what is today eastern
Syria, especially at the site of Bouqras. These form the early stages of the
development of the Art of Mesopotamia.
Green aragonite
tripod vase MidEuphrates
6000 BC
Louvre Museum
AO 28386
Alabaster pot,
Mid-Euphrates
region, 6500 BC,
Louvre Museum
During this period, one of the main features of houses is a thick
layer of white clay plaster flooring, highly polished and made of
lime produced from limestone. It is believed that the use of clay
plaster for floor and wall coverings during PPNB led to the
discovery of pottery.
Pre-Pottery Neolithic B (PPNB) is part of the PrePottery
Neolithic, a Neolithic culture centered in
upper Mesopotamia and the Levant, dating to
c. 10,800 – c. 8,500 years ago, that is, 8800–6500
BC.
Fertile crescent Neolithic B
circa 7500 BC; black squares
indicate pre-agricultural sites
(sádrovec)
Çatal Hüyük, Turkey
Çatal Hüyük, ancient
settlement in Anatolia,
Turkey, from c. 6500 BC Terracotta mother goddess
statue, from Çatal Hüyük or
Çatalhöyük, 6th millenium BC
Bronze age
An overview of Chalcolithic and Bronze Age copper mines (∆) in Europe together with settlements, shipwreck, and
hoard sites mentioned in the text (o). 1, Ross Island; 2, Mount Gabriel; 3, Parys Mountain; 4, Great Orme; 5, Cwm
Ystwyth; 6, Alderley Edge; 7, Ecton; 8, Must Farm; 9, Salcombe; 10, Langdon Bay; 11, St Renan; 12, El Aramo; 13, La
Profunda; 14, El Milagro; 15, San Cristóbal de Logrosán; 16, Cuchillares; 17, Chinflón; 18, La Loba; 19, Berrocal; 20,
Causiat; 21, Loma de la Tejeria; 22, Cabrières; 23, St. Véran; 24, Sursee-Gammainseli; 25, Libiola; 26, Monte Loreto; 27,
Trentino; 28, Schwaz-Brixlegg; 29, Glemmtal; 30, St. Veit; 31, Mitterberg-Bischofshofen; 32, Nebra; 33, Tollense; 34, Pile; 35,
Egtved; 36, Grotta della Monaca; 37, Eisenerz; 38, Mannesdorf; 39, Hainburg; 40, Špania Dolina; 41, Hajdúsámson; 42,
Apa; 43, Jarmovac; 44, Ždrelo; 45, Majdanpek; 46, Rudna Glava; 47, Kastri; 48, Thermi; 49, Aibunar; 50, Poliochni; 51, Troy;
52, Lavrion; 53, Uluburun; 54, Cape Gelidonya; 55, Kanesh; 56, Nahal Mishmar
Initially the ore would be
recovered only from the
surface. However later
Bronze age man started to
recover the ore from
shallow open pits called
bell pits. At Mynydd Parys
the base of some of these
bell pits have been
discovered up to 50 feet
underground.
The Provenance, Use, and Circulation of Metals in the European Bronze Age: The State of Debate
Miljana Radivojević, Benjamin W. Roberts, Ernst Pernicka, Zofia Stos-Gale, Marcos Martinón-Torres, Thilo
Rehren, Peter Bray, Dirk Brandherm, Johan Ling, Jianjun Mei, Helle Vandkilde, Kristian Kristiansen,
Stephen J. Shennan & Cyprian Broodbank
Journal of Archaeological Research volume 27, pages131–185 (2019)
(Adapted from Bray et al., p. 206,
fig. 2; prepared by P. Bray and T. P.
Leppard)
Distribution of arsenical copper
Group 2 as defined by Bray et al.
(2015) (traces: As > 0.1%, Sb, Ni, and
Ag < 0.1%) in the European and
western Asian Early Bronze Age. The
inset map of Europe suggests an
Atlantic coast transport of such
metal into France and Britain and
possibly another source coming
into southeastern Europe via
Anatolia. The larger map of western
Asia is less complete but shows the
distribution of this metal in the Near
East with possible sources in
Anatolia and Afghanistan
Bronz - Cu+Sn
Zdroje kovů a metalurgie
The fist-sized slag from
Mušiston (a) and
exposed metal prills
(b) and charcoal
flakes (c) from its
interior (photos: D
Berger)
Metallurgy in the Balkans (c. 6200–3700 BC). Rudna Glava is the
earliest documented copper mine in the whole of Eurasia.
„jantarové“ cesty
Zdroje doby bronzové
The upper Ili Valley in northwest Xinjiang is a crucial place for
the study of early interactions between the Eurasian Steppe
and northern China. This paper presents scientific analytical
results and examines the use and production of copper
alloys in the region with regard to the transregional
exchange of materials and technology.
The Bronze Age in China began
around 2000 BCE, and the earliest
excavated ritual bronze vessels
date to around 1600 BCE.
Sklo mladší doby bronzové
 Man-made glass only becomes common in Syria-Mesopotamia and
Egypt in the Late Bronze Age (LBA), after the fifteenth century BCE
glass revolution (Peltenburg, 1987).
 1400-1300 BC
 sklo (valouny křemene, křemenec (silicifikovaná sedimentární
hornina), natron (trona) – soda, popel (alkalie), Sb, Pb, Cu)
 Zdroj některých barvících kovů na Kavkazu (podle izotopů Sb,
Degryse et al. 2015)
 hlavní zdroje už nutně měly nějaké těžební zvyklosti a obchodní
vztahy
Between Egypt, Mesopotamia and Scandinavia: Late Bronze Age glass beads found in Denmark.
Journal of Archaeological Science, Volume 54, February 2015, Pages 168-181
Ölby, Denmark. Both made of Egyptian cobalt-blue
glass from the 14th century BC. Photo: A. Mikkelsen,
National Museum of Denmark.
Natron (trona), soda - NaHCO3
Wadi El Natrun, Egypt
(vznik ze solanek, solná jezera)
Glassmaking in Bronze-Age Egypt
Trade in glass. This map shows the location of sites discussed in the text in the
context of glass production and trade around the Mediterranean in the Late
Bronze Age. Evidence presented by Rehren and Pusch strengthens the case for
primary glass production in Egypt.CREDIT: PRESTON HUEY/SCIENCE
https://www.science.org/doi/10.1126/science.1112553Little is known about the production of glass in the ancient
world. One early source, Pliny the Elder (AD 23 – 89),
reported the tale of natron (soda) merchants who, when
they stopped to prepare a meal, supported their cooking
vessels on the beach with blocks from their cargo. The heat
of the fire fused natron and sand, and a new substance
was formed. This, Pliny says, was the origin of glass.
Glass-like materials were used in Egypt long before the
production of glass itself. Egyptian faience, a popular
material used in the production of amulets and small
vessels, was a mixture of quartz sand with an alkali binder.
It was molded, and then fired, causing a bright glaze to
migrate to the surface. Real glass is more difficult to
produce, because its ingredients must be heated to a high
enough temperature to melt and then fuse completely……
Struktura zdrojů pro zajištění základních
potřeb
potrava
(biozdroje) a
zajištění potravy
(bio/geozdroje)
energie
(bio/geo)
nástroje
(bio/geo)
obydlí
(bio/geo)
obrana
(bio/geo)
kultura
(bio/geo)
Potrava a zajištění potravy
Apatit, Ca5[(F, Cl, OH)|(PO4)3]
Sylvín, KCl
Amoniak a výroba hnojiv,
Haber-Bosch proces,
zdrojem dusíku je vzduch
N2 + 3H2 → 2NH3
Fosforit,
sedimentární
hornina obsahující
apatit, Maroko
(50% světových
zásob)
…a další K a Mg soli, = chemické
sedimenty – evapority, odpařování
mořské vody
zásoby draselných
a hořečnatých solí:
Kanada 50%
světových zásob,
Německo 17%
Energie
 Dřevo – významná surovina k výrobě energie až do začátku 20.století
 První stroje – pára – uhlí
 Ropa: deriváty – petrolej – oleje – benzín
 Elektřina – turbíny vodní – parní – plynové
 Uhelné elektrárny – uhlí
 Jaderné elektrárny – obohacený uran (gaseous diffusion, gas centrifuging)
 voda
 Ložiska uhlí
 Ložiska ropy a plynu, nekonvenční ložiska - hydráty metanu
 Ložiska uranu
 Nové typy zdrojů obnovitelné energie (solární, větrné)
 …Zdroje geotermální energie
 ?budoucí: termojaderná fůze (izotopy vodíku),….
Energetické zdroje
Zdroje pro energie - příklady
Usibelli Coal Mine, AK
(Tertiary sed.basin)
Uhlí – ropa – uran a rudy – geotermální energie
Nástroje a předměty
dnešní materiálová komplexnost: kovy,
uhlík, slitiny, plast, pryže-kaučuk
Set of 1,500-
year-old
farming
tools
discovered
in Turkey
Dnešní nástroje,
jejichž materiálem
jsou hlavně ocel a
slitiny s celou řadou
dalších prvků
Fe - dřívější
materiálová
„střídmost“ a
jednoduchost
Obydlí
keltská polozemnice
část města - středověk
Ancient rock houses intermingled with modern
houses in Cappadocia (Turecko), využití měkkých
hornin
Meteora has a view of the town below.
Shutterstock, Meteora monasteries in Greece
(využití tvrdých hornin)
The Katshki Pillar Monastery, Chiatura, Georgia,
The River House on Drina river, near the town of
Bajina Basta, Serbia,
Casa do Penedo or 'house of stone', in northern
Portugal's Fafe mountains,
The only house on Elidaey island in Iceland
‘house inside a rock,’ Amey Kandalgaonkar
Obrana první demokracie
Map of Southern Attica, showing
the locations of the mines at
Laurion. (Dictionnaire des antiquités
grecques et romaines, tome 3, volume 2,
Hachette, 1877-1914, p. 1850)
A mining shaft located in Thorikos
which is home to several mining
spots in the greater Laurion
mining region
Moderní rekonstrukce athénské trirémy
(a kloun – slitina s mědí)). 5.-6.st BC Atheny, v době druhé
perské invaze do Athen měli
3000 t stříbra – zdroj k
financování stavby lodí (trirémy),
bitva u Salamis 480 BC
Poté, co Peršané kolem roku 479 př. n. l. uprchli z Athén, bylo potřeba město
přestavět – olovo – potrubí, mramor – stavby (Panthenon-Acropolis,…., sochy,
opevnění.
Pentelic marble quarry
sulfidy Pb-Ag-Zn-Cu
Obrana – předměty a materiály
Zbraně Vikingů
USS Gerald Ford, the nuclear-powered carrier
USS Gerald R. Ford (CVN 78).
The Ford itself will cost US taxpayers $12.8 billion in
materials and labor. This doesn't take into
account the $4.7 billion spent in research and
development of the new carrier class. And,
seriously, we're talking about a lot of labor ...
An aircraft carrier weighs over 100,000 tons, …
60,000 tons of steel …
…spousta oceli a digitálních přístrojů
zdroje:
Fe… Cu… … W …
Během mezolitu (10 000-7000 BC) došlo k
technologické revoluci ve vývoji zbraní, která
měla stejný význam jako pozdější největší
objevy moderní doby (vynález střelného
prachu apod.) - vynález luků a šípů.
yi wo feng (China)
Střelný prach – významná pomoc při těžbě surovin a stavbách, … a ve
válečných konfliktech, vynalezen v Číně (7.-9.stol.), v Evropě ve 13.stol.,
(Typické složení černého střelného prachu je: 75 % KNO3 – ledek,
dusičnan draselný, 10 % síry a 15 % dřevěného uhlí (uhlík - C)
V roce 1887 si Alfred Nobel nechal patentovat bezdýmý střelný prach
pod názvem ballistit a jeho dalším zdokonalením vznikl dnes
nejpoužívanější kordit. Hlavní složkou je střelná bavlna kombinovaná s
nitroglycerinem a jinými nitroglykoly.
Laser glasses (or laser-active glasses) are optical glasses
(mostly silicate and phosphate glasses) which are doped
with some laser-active substance – in most cases, with
trivalent rare earth ions such as Nd3+, Yb3+, Er+3, Tm3+, Pr3+ or
Ho3+.
zdroje:
Fe…
Kultura a její materiálové potřeby
Kultura – ve smyslu tvůrčí aktivity, v užším smyslu slova, kulturou se rozumí jen
ta část specificky lidských činností, která je tvůrčí a neslouží bezprostředně k
uhájení života.
Kultura (lat. cultura, „to, co je třeba pěstovat“) je označení pro veškeré
jednání člověka, které je vnímáno v kontrastu s přírodou (dvojice "Kultura a
příroda"). V užším slova smyslu jde o soubor vybraných a tvůrčích lidských
činností, jako je například literatura, umění, divadlo, náboženství, případně i
vzdělávání.)
The crystal skull at
the British Museum,
similar in dimensions
to the more
detailed MitchellHedges
skull.
Dokládá snadné
šíření legend?
Monstrance
1. polovina 15. století (před
1438 ?)
zlacené stříbro; výška 91 cm,
šířka koruny 32 cm, průměr
nohy 23–26.8 cm,
Římskokatolická farnost sv.
Michala v Olomouci
zapůjčeno do stálé expozice
Arcidiecézního muzea
Olomouc
Originálním optickým klamem pak upoutává
pozornost socha Dotyky a distance od Aleše
Veselého. Kampus MU, Brno-Bohunice.
Běžné i vzácné materiály/suroviny
A handprint found in Indonesia and
believed to be at least 39,900 years
old. Photo: Kinez Riza via Nature,
discovered on the island of Sulawesi
in Indonesia
Velmi běžné reakce v přírodě:
FeS2 + 15/4O2(g) + 7/2H2O(l) --- Fe(OH)3(s) + 2H2SO4(aq)
Pyrit ---------------------------------------- limonit
(goethite, lepidocrocite): goethite (αFeOOH): H2O + Fe2O3 --- 2FeOOH
Kalahari desert, South
Africa, tam také těžba
limonitové hlinky, 40.tis.let
– viz prezentace na jiném
místě
Himba woman (Namibia) wearing
the protective otjize paste (red ochre
mixed with butterfat) over her hair /
Photograph by Sean Tucker
malířství – složení barev, přírodní dnes i syntetické
Lapis lazuli
Ultramarín, lazurit
Na6Ca2Al6Si6O24[(SO4),S,Cl,(OH)]2
Azurit Cu3(CO3)2(OH)2
Afghanistan
3D umění
Wilendorfská venuše – příklad využití vhodného
kamenného a neobyčejného materiálu (jurský
oolitický vápenec), 22-20tis. let, 1908 Aggsbach
u Melku, u Dunaje
Mount Rushmore in South Dakota
David, Michelangelo 1475-1564
Moderní sochařství
– kámen, kov
Marble Quarries
in Carrara, Italy
Uluru - spiritual connection with the
continent
Hornina (arkose sandstone – arkozový pískovec, arkóza) a z něho přírodní útvar
byl(je) uctívanou duchovní entitou, UNESCO, Uluru (Ayers Rock-Mount Olga)
Biosphere Reserve, Australia
Located in the heart of the
continent, Uluru is one of
Australia's most recognisable
landmarks – a red sandstone
monolith that rises 348 metres
above the desert. It is a natural
wonder, a symbol of Aboriginal
land rights and a source of
spiritual connection with the
continent.
For many, Uluru and its neighbour Kata Tjuta aren’t just rocks, they
are living, breathing, cultural landscapes that are incredibly
sacred. Known as being the resting place for the past ancient
spirits of the region. A large portion of its surrounds is Indigenous
Protected Area, which protects the biodiversity, cultural, and
social features within. Cultural customs and traditions are handed
down and link the people with the land and animals.
https://ulurutoursaustralia.com.au/blog/the-significance-of-uluru-to-australian-indigenous-culture/
Shrnutí - zdroje
 Shrnutí o využívání geozdrojů:
 Z litosféry, z hydrosféry, z atmosféry
 Kámen, minerály, prvky, kovy, plyny, kapaliny
 Zdroje surovin pro 1) zajištění potravy, 2) zajištění energie, 3)
předměty - potřebné nástroje, 4) obydlí, 5) přežití – obrana, 6)
kulturu
 Prakticky žádný materiál-surovinu a typ zdroje/ložiska od
prvopočátků až dodnes jsme neopustili: dřevo (jen omezili),
kámen, minerály, kovy, uhlovodíky, atmosféra – získáváme
plyny, … (mořská) voda – soli, …
 …některé začínáme opouštět: uhlí jako energetickou surovinu,
uvažuje se o uranu, resp. jaderné energetice, …ale ještě je asi
brzy, svět zdrojů se mění…