12. VÝVOJ ZEMĚ A JEJÍCH GEOSFÉR
12.1 Základy datování
- zákon superpozice ­ ve vrstevním sledu, složeném z řady neporušených, na sobě spočívajících
vrstev, je každá vrstva spodnější (nižší) vždy starší než následující vrstva svrchnější (vyšší)
- zákon stejných zkamenělin ­ vrstvy, obsahující podobný soubor zkamenělin, lze považovat za stejně
staré (platí pro cca posledních 600 miliónů let)
- na obou zákonech může být založena jen relativní časová stupnice
- radiogenní izotopy jako výsledek rozpadu nestabilních prvků (zákon radioaktivního rozpadu) ­
absolutní časová stupnice
- absolutní geochronologie ­ z poměru obsahu izotopů příslušného dceřinného (hromadí se) a
mateřského prvku (obsah klesá) lze určit stáří systému: nejčastěji izotopy 238
U, 235
U, 232
Th, 87
Rb, 40
K -
jejich poločasy rozpadu (čas nutný k poklesu počtu atomů radionuklidu na jednu polovinu) řádově
shodné se stářím Země; 14
C (radiouhlík), 3
H (tritium) ­ sleduje se u nich pokles relativního obsahu
mateřského prvku
- období existence Země (kolem 4,65 miliardy let) se dělí na:
a) předgeologickou vývojovou etapu ­ astrální období (období počátečního zformování Země jako
planety) a raně geologické období (utváření prvotní atmosféry a hydrosféry)
b) geologické období
Tab. 11.1/211
12.2 Vývoj zemského jádra a pláště
- radioaktivní rozpad nestabilních prvků je nejvýznamnější primární zdroj vnitřní energie Země 
změny elastických vlastností, objemu a hustoty hmot
- gravitační diferenciace (pohyb lehčích hmot směrem k zemskému povrchu a pohyb těžších směrem
k těžišti Země) ­ důsledek částečného natavení, látkové diferenciace a chemických procesů
- růst poloměru jádra (gravitační diferenciace asi z 86 %), zmenšování poloměru Země a potenciální
energie, uvolňování značného množství energie
- konvekce hmot ­ mechanismus gravitační diferenciace a přenosu tepla
- ve vývoji pláště je nejdůležitějším procesem postupné obohacování oxidem křemičitým SiO2 (rozpad
fayalitu Fe2SiO4 na hranici jádra) a přechod železa do jádra
- v plášti původně Fe a FeO, uvolněný kyslík při přechodu železa do jádra oxidoval Fe na FeO a to na
Fe2O3
Obr. 11.14/230 ­ popis částí grafu
12.3 Vývoj zemské kůry
- zemská kůra ­ sedimentární, metamorfované a vyvřelé horniny
- základ tektonika litosférických desek
- vyvřelé horniny ­ vulkanická činnost a subdukční zóny (magma)
- metamorfované horniny (ze sedimentárních a vyvřelých hornin při vysoké teplotě a tlaku v zemské
kůře) ­ zóny subdukce
- vydělování prchavých a lehce tavitelných komponent oceánické kůry v zónách subdukce je
mechanismem vytváření kontinentální kůry
- cyklus zvětrávání ­ odnos ­ sedimentace ­ klesání (ponořování) ­ metamorfismus ­
magmatismus - zvětrávání
- Wilsnův cyklus vývoje oceánů:
a) počáteční období ­ vznik a vývoj kontinentálního riftového systému (období vysoké vulkanické
aktivity, hromadění materiálu v riftových depresích)
b) mladé období ­ uprostřed původně kontinentálního riftu se vytváří deprese s kůrou oceánického
typu, riftová deprese se rozšiřuje poklesy ker podél centrálního zlomu, marinní sedimentace
c) zralé období ­ rozšiřující se oceánská pánev, hřbet s centrálním riftem ­ seismická a vulkanická
aktivita, pasivní okraje kontinentů jsou součástí téže desky jako přilehlá část oceánu
d) úpadkové období ­ přeměna pasivních okrajů kontinentů v aktivní (rozdělení desek), zmenšování
oceánské pánve, na obvodu subdukce (zanikání oceánické kůry), při aktivních okrajích kontinentů
pohoří andského typu
e) období uzavírání ­ postupná zánik oceánské pánve, tektogeneze typu kontinent ­ kontinent,
vulkanismus vázaný na subdukci zaniká
f) vytvoření geosutury (megalineamentu) ­ definitivní zánik zbytku oceánů mezi sbližujícími se
kontinenty, znásobení mocnosti kontinentální kůry, pásemná pohoří himálajského typu
Obr. 11.15/232 ­ včetně popisu
12.4 Vývoj atmosféry a hydrosféry
- atmosféra a hydrosféra vznikly v důsledku odplyňování láv, uvolňovaných ze svrchního pláště, které
vytvořily zemskou kůru (množství produktů vulkanismu řádově odpovídá hmotnosti zemské kůry)
- chemické složení vulkanických plynů ­ 70-80 % vodní pára, ve větší míře CO2, dále SO2, Cl2, CH4,
NH3, H2S, H2 atd.
- prvotní atmosféra ­ tenká vrstva, ve stavu zářivé rovnováhy (množství pohlceného slunečního záření
povrchem odpovídalo jeho výdeji dlouhovlnným zářením)  kondenzace značné části vodní páry do
prvotní hydrosféry
- kyselé deště ­ rozpouštění HCl, HF, HBr, NH3, S a její sloučeniny, CO2 ve vodě  reakce se
zásaditými horninami na povrchu  v prvotní atmosféře hlavně vodní pára a část špatně rozpustných
plynů
- nejintenzivnější uvolňování vodní páry z pláště v proterozoiku ­ část vázána v kontinentální a
oceánské kůře (tzv. serpentinizace ­ olivín + voda + oxid uhličitý  serpentin + magnetit, siderit)
Obr. 11.16/234 s popisem čar ­ viz opravný lístek
- změny obsahu kyslíku v atmosféře:
a) prvotní atmosféra bez volného kyslíku, uvolňován při fotodisociaci vodní páry ­ část na oxidaci,
část ho unikala do vyšších vrstev atmosféry; celkově asi 0,001 současného stavu ­ vznik
organických sloučenin z neorganických molekul (mikroorganismy stáří 3,1-3,4 miliardy let, řasy -
fotosyntéza); oxidace plynů (např. oxidací NH3 se uvolňoval N2) ­ vliv na složení oceánských
vod
b) 0,001 současného stavu kyslíku dosaženo asi před 1,2 miliardami let, při 0,01 dosažení
Pasteurova bodu ­ přechod od fermentace k dýchání volného kyslíku ­ ochranné působení
atmosféry pro UV záření (cca do 1 m v oceánech ­ rozšíření možností vývoje života) ­ pronikání
rostlin na pevninu
c) 0,1 současné hodnoty ­ vznik ozonové vrstvy ­ rozšíření života na souši
d) současná koncentrace kyslíku dosažena díky fotosyntéze (překročena při velkém rozvoji
rostlinstva)
- změny obsahu CO2:
a) odplyňování láv: katalytické reakce grafitu, rozklad karbidů, tepelná disociace prvotních
karbonátů, oxidace CH4 a CO
b) z atmosféry a hydrosféry uvolňován při vzniku karbonátů, spotřebováván při fotosyntéze
c) jeho růst vázán na růst koncentrací kyslíku ­ v minulosti větší obsah než dnes
13. GEOGRAFICKÝ PROSTOR A JEHO ZÁKONITOSTI
- vesmírné faktory ­ působí na všechna tělesa ve sluneční soustavě a jejich intenzita je určována
polohou tělesa uvnitř soustavy (vzhledem ke Slunci)
- planetární faktory ­ mají specifický ráz a jsou určovány individuálními zvláštnostmi dané planety
- spolupůsobení vesmírných a planetárních faktorů vytváří určitý systém přírodního prostředí ­
fyzickogeografickou sféru
13.1 Geografický prostor a jeho struktura
- geografický prostor ­ část vesmíru, v němž Země vytváří speciální pole (např. tíhové, magnetické),
podmíněná její přítomností a individuálními vlastnostmi jako konkrétní planety
- procesy v horní části geografického prostoru podmiňují samotnou možnost výskytu jednotlivých
složek FGS, charakteristických právě pro Zemi, zatímco procesy v jeho dolní části řídí rozložení
těchto složek na Zemi a jejich vývoj
Obr. 15.1/325 a vysvětlení čísel v obrázku
- vertikální struktura geografického prostoru:
a) blízký vesmír - oddělen mezopauzou od meziplanetárního prostoru, cca 1500-2000 km nad
zemským povrchem, prolínání působení vesmírných faktorů s gravitačním a magnetickým polem
Země
b) vysoká atmosféra ­ po ozonosféru, pohlcování velkých kvant energie
c) fyzickogeografická sféra ­ od ozonosféry po spodní hranici zóny hypergeneze v litosféře (oblast
zvětrávání hornin) ­ základní energetický zdroj je sluneční záření, vznik a rozvoj života, cyklus
oběhu hmoty a energie
d) spodní kůra ­ část zemské kůry od zóny hypergeneze po Mohorovičićovu diskontinuitu ­ oblast
působení endogenních faktorů (prvotní reliéf planety)
13.2 Vybrané důsledky působení vesmírných a zemských faktorů v geografickém prostoru
- působení slunečního záření Slunce v biosféře:
a) vidění ­ purpurový pigment sítnice, který při excitaci zářením mění svoji strukturu (např.
schopnost živočichů orientovat se podle Slunce)
b) fotoperiodismus ­ změna struktury příslušného chromoforu při ozáření (fytodron ­ tvoří se
v rostlinách za tmy a světlem se rozkládá) (rostliny: pohyb listů, zavírání a otevírání květů;
živočichové ­ tzv. cirkadiální cyklus)
c) fotosyntéza ­ skládání ústrojných sloučenin v zelených rostlinách pomocí chlorofylu:
CO2 + H2O + světlo  ústrojné sloučeniny + O2
energie vázaná fotosyntézou do ústrojných látek  životní pochody, ukládaní v nové tkáni
- uvolňování energie v živých organismech, hoření:
ústrojná sloučenina + O2  CO2 + H2O + energie
- sluneční energie zachycená rostlinami se tak mění na chemickou energii ústrojných sloučenin, v níž
může setrvávat různě dlouhou dobu
- druhotné sluneční vlivy se projevují prostřednictvím okolního prostředí (např. elektrická vodivost
živých tkání, srdeční a nervová činnost vyšších organismů)
- sluneční aktivita ­ řada různých jevů, vyskytujících se v některých obdobích a oblastech na Slunci
(sluneční skvrny, erupce, protuberance aj.)
- sluneční skvrny ­ chladnější místa ve sluneční fotosféře o teplotě kolem 4500 K, vznikající
v oblastech zesíleného magnetického pole (tmavé jádro ­ umbra, světlejší okolí ­ penumbra)
- ukazatel sluneční aktivity - Wolfovo relativní číslo R = k (10g + f),
g - počet skupin skvrn
f ­ počet skvrn na viditelné polokouli Slunce
k ­ konstanta závislá na použitém zvětšení dalekohledu
Obr. Wolfových relativních čísel
- vlivy sluneční erupcí na Zemi
Obr. 15.2/328
- projevy sluneční činnosti v atmosféře a hydrosféře (cirkulace, počasí, podnebí)
- slapová dynamika geografického prostoru (gravitace Měsíce a Slunce)
Obr. 15.7/334
13.3 Energie a hmota v geografickém prostoru
- působení jednotlivých složek geografického prostoru se uskutečňuje výměnou hmoty a energie
(zemský, sluneční a kosmický původ)
13.3.1 Oběh a transformace energie
- různé formy energie (zářivá, kinetická, chemická, aj.)  tepelná energie
- sluneční energie 99,98 % energie v geografickém prostoru, vnitřní energie Země 0,02 %:
Obr. 15.8/335
a) sluneční energie
(1) - celkový tok zářivé energie Slunce
(2) - globální záření pronikající k zemskému povrchu
(3) - pohlcená sluneční energie spotřebovaná na výpar (latentní teplo)
(9) - dlouhovlnné záření Země
b) vnitřní energie (radiogenní teplo, energie uvolněná při zkracování zemského poloměru a při
slapovém tření, potenciální energie)
(8) - tok tepelné energie z hlubin Země
- energie ve fyzickogeografické sféře
(4) - část sluneční energie akumulovaná v biomase zelených rostlin
(5) - chemická energie humusové vrstvy
(6) - chemická energie odumřelých organických látek (volná energie zóny zvětrávání)
(7) - pokles organických hmot (chemická energie  tepelná energie  součást vnitřního tepelného toku)
- dynamická rovnováha energie geografického prostoru
- antropogenní energie ­ energie uvolňovaná spalováním přirozených geotermických akumulátorů
(energie světové výroby)  ohřev atmosféry
13.3.2 Oběh hmoty
Obr. 15.10/338
- velký oběh hmoty v systému meziplanetární prostor ­ geografický prostor ­ hlubiny Země:
hmota z hlubin Země do geografického prostoru v podobě produktů vulkanismu (1) a s vyvřelými
horninami (2)
(3) - meteority a meteoritický prach
(4) - únik atomů lehkých plynů do meziplanetárního prostoru
(5) - pokles hmot ze zemské kůry do pláště
(6) - předchozí hmoty (5) se po přetavení stávají součástí toků (1) a (2)
- oběh hmoty mezi pevninou a oceánem, spjatý s oběhem vody:
(7) - výpar z oceánů
(8) - srážky na oceánech
(9) - část vody přenesené nad pevninu, vracející se jako povrchový a podzemní odtok zpátky do oceánů
(10) - odnos plavenin a splavenin říčním odtokem do oceánu
sedimentace mechanického materiálu, zatímco rozpuštěné látky se mísí s mořskou vodou (11), jsou
pohlcovány mořskými organismy (13) a jako výsledek chemických a biochemických procesů vypadávají
také na dno (12)
- oběh vyvolaný činností biomasy (biologický):
(13) - spotřeba vody a produktů minerální výživy rostlinami na souši
(14) - pohlcování CO2 z hydrosféry a atmosféry
(15) - uvolňování kyslíku při fotosyntéze
- modifikace oběhu hmoty antropogenní činností:
(16) - spotřeba kyslíku při spalovacích procesech
(17) - uvolňování CO2 a dalších příměsí do atmosféry
změna chemického složení atmosféry
skleníkový efekt atmosféry
13.4 Obecné geografické zákonitosti
- výsledek vzájemné interakce vesmírných a zemských faktorů: