Geologické vědy studují pevné části zemské kůry - horniny, minerály, fosílie. Důležité jsou údaje, kdy vznikly a jak se měnily během dlouhých časových období - historie Země Historická geologie - časové zařazení částí zemské kůry, rekonstrukce vývoje povrchu v minulosti včetně vývoje biosféry v daných historických etapách Stratigrafíe - studuje vrstevní sledy. Zabývá se: určováním jejich stáří, členěním, srovnáváním (korelací), okolnostmi vzniku, vývojem. Určovaní stáří hornin -radiometrické určování stáří (dříve absolutní) - které využívá poločasu rozpadu radioaktivních izotopů nejen U, - ale i radioaktivních izotopů prvků za normálních okolností stabilních 16/180, 12/14C, tyto metody určují stáří v letech resp. milionech let. - relativní určování stáří - základem je metoda časových korelací. Podle těchto znaků se stanovuje, zda 2 horniny vznikly (např. usadily se) ve stejné době neboje jedna z nich starší. \ Determination of absolute age of one of the geologic periods. The sandstone contains Cambrian fossils. Dikes A and B have been dated by radiometric methods. The Cambrian Period is younger than dike A and older than dike B. Can the absolute age of the Cambrian be determined from a single occurrence such as this? Sandstone dated Cambrian by fossils Princip Superpozice (Nicolaus Steno 1669) - vrstva ležící níže vždy starší než vrstva ležící nad ní - (vrstva v podloží je vždy starší než vrstva v nadloží) - platí pouze pro vrstvy uložené v normálním vrstevním sledu i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i J, i J_.'__ I__'■ _L j_ '__ I Jj J_ i_ I j _[ j }_TJ -i — i — i — i — i — i — i — i — i — i — i — i — i — i — i — i — i onkordantní x diskordantní uložení vrstev i'i'iliV- i'ilĹ'- i'/'liV- ' L^S^ -i—i—i—i—i—i—i—i—i—i—i—i—i—i—i—i—1-- časový hiát ---------► diskordance - nesouhlasné uložení vrstev - přerušení sedimentace (hiát) d. skrytá - zjistí se až po časovém určení vrstev d. úhlová (angulární) Převrácení vrstevního sledu - tektonické deformace FIGURE fl,7 Faulling caused Ihe vertical displacement of these sedimentary.beds in southern Nevada. (Photo by I P _l Tarhjinlr* Vzmk iticitiíci a řasnatvck rdfrvbů na shoditi strmil vrásového tifikroint. Metody určování normální a převrácené pozice vrstev -, ■'■ -■-■■■...■■ . "..-.-■,■ ■.... "S \-ff'f ■'-. ■ -V '■■- ř=''iříř*f5 ■ '--4 Normálny vrs tevny sled Prpuróteny vrs t evny sled , j. Bioglyfy a mechano Zvěraliny a úlomky vtisky Růstové pozice Litostratigrafie, tefrostratigrafie, magnetostratigrafie, klimatostratigrafie... Biostratigrafie - využívá pro stanovení stáří vrstev paleontologická kritéria Princip nezvratnosti vývoje - ireverzibility (Louis Dollo r. 1893) - skupina organizmů, která vymřela se již nikdy znovu neobjeví Čím jsou horniny mladší, tím jsou společenstva organismů v nich evolučně pokročilejší, složitější a rozmanitější, a naopak. Pravidlo stejných zkamenělin - (wiliam Smith 1815) -vrstvy, které obsahují stejné zkameněliny jsou stejně staré Vyžívají se tzv. - vůdčí - indexové fosílie Princip aktualismu Vůdčí fosilie: - rychlý vývoj - velké geografické rozšíření - hojný výskyt - snadné určení nummuliti Stratigrafické jednotky Geologická minulost je rozdělena do časových (stratigrafických) jednotek, které umožňují zařadit události z geologické historie do daného tzv. chronostratigrafického systému. Chronostratigrafícké -zahrnují všechny horniny vzniklé během určitého časového intervalu. Jsou definovány - stratotypy - což jsou typické lokality pro dané období Geochronologické -jsou časovým vyjádřením chronostratigrafických jednotek Chronostratigrafícké jednotky a jim odpovídající jednotky geochronologické. Chrono stratigram' cké jednotky (tifine-rock units) GeochronologííJi jednotky (time units) é P říjil ad eonotem er?tpm eon éru fanerozoikum prvohory útvar perioda devon od dělení ŕpocha spodní devon Indiciemi časmi stupeň věk devon (epocha) íochkov chronťwóna ch r on chronozona Monograptus uniforma Celá historie Země je podle fosilií - podle velkých událostí ve vývoji života rozdělena na éry: prekambrium r fanerozoikum -< v archaikum (prahory) proterozoikum (starohory) paleozoikum (prvohory) mezozoikum (druhohory) r- terciér (třetihory) kenozoikum A , ** ,** i x kvartér (čtvrtohory) Stratigrafické korelace = vzájemné porovnávání vršte vních sledů, paralelizace dvou nebo více sledů. Ideál - izochronní úrovně. Přesnost korelací závisí na: vzdálenosti korelovaných oblastí (lokální x regionální, postupná korelace),ífe7ce existence zjištěných taxonů, hustotě vzorkování... atd. ------------r~~ ( l 1 ř-l, X^-Lr- ^'(ifv Correlation by sequence of beds. Note the changes in thickness in the two areas. ammonite coral snail Correlation by fossils mx = distinctive volcanic ash Correlation by lithologic similarity. Also shows use of a keybed (an easily recognized bed) Zeměpisné rozšíření organizmů v geologické minulosti Jeho rozsah, vývoj, příčiny a zákonitosti Paleobiogeografíe Paleogeografické změny - jedna z hlavních příčin výměny druhů v geologickém čase Biosféra se dělí podle dvou hlavních ekologických - geografických rozhraní na dva hlavní biocykly - mořský a kontinentální (zde někdy ještě suchozemský a limnický) Mořský recentní biocyklus i e rozlišen zejména podle živočichů - (rostliny jen ve foti cké zóně). Kontinentální biocyklus zoochoriony x fytochoriony podle endemických (rozšíření na malém území) Flóra vázaná na území - geoflóra, vázaná na klima druhů ptáků a savců vázaných na ekosystémy a hranice často migrují ve směru S - J - např. na potravu Areál - euareál (holoareál) x epiareál dochází zde k rozmnožování taxonu (např. hnízdiště) taxon se vyskytuje (např. zimoviště) - paleontologie- selektivní zachování + postmortální transport Vývoj areálů v čase: restrikce (vymírání) x expanze x migrace rozpad areálu —► vznik paleogeografických bariér - vznikající druhy reliktní areály (refugia) - znak vymírání nebo i migrace Fflišiianlsíns'fll Cynggn&hvs, i Tciassic land reptile appnwnflatsly 3 m long. Fossil remains o1 the freshwater reptile FúsííI evidence i?f the TnsE-sic land reptile Lvstmspurus ftissilsafttefern G/ůííůfíwrHJilrjund in all of the southern continents, show that theywere cnce joined, Paleogeografie fanerozoika - vývoj K« - Kíitťhjttnlt. Podle J.W. VWřňflni 1973, podrtaHf opraveno. PERMI A M 22f n-iiiidpri Yssrssgtf TftiÄ55iq JURASSIC 13& millíAA y*ait ítijú CfiETACEQUS $£ milión y *-iv^- J \f V V '' V A wobble Orbital Eccentricity Variation 10° N Northern Hemisphere Solar Radiation IN IDOO YEWS B.P. Vývoj průměrných teplot Zemského povrchu -^~\ G. R. Scotes PALEOMAP 12°C 17°C 22°C Eustatické změny hladiny světového oceánu v mezozoiku a kenozoiku (Pokorný a kol.) Období transgresí a regresí Vysoký vodní stav - moře se zalévá velké oblasti pevnin Nízký vodní stav - např. hodně vody vázané v ledu V extrémních případech neexistují šelfy - malá biodiversita organizmů v litorálním pásmu KWRT -200 -WO ( 1 1 ) 4-100 pl loden t^^ • «Ul o ac u Tiiocín svrchní r^..»* Ädnf burdigal akvitďn aiigocén chatt r u pel eocén príabon LUtPt ypres pol*oc4n thanst don < a HX svrchní maa stricht tampan son. to n Turon cenomon spodní atb apt barrem hauteriv valongin berrlas OL svrchní" tithon kimmsrldi oxford střední k allow ay bath bajok oaien spodní to ark pUentbach sinému r hettang to < t- svrchní' r hoot nor (torn střední Ladln anis spodní seyfh k;-% PERM svrchní' tata r ■3» .; t koian t**?.** Souvisí zejména s postavením kontinentů a množstvím vody vázané v ledu velká zalednění: 3 - proterozoikum 2 paleozoikum - Kvartér (11 fází) Geologic Time (millions of years) GlaclaUons * Mean Global T Temperature editor warmer I Climate Mode Periods Supercydes (2nd order) 100— 200- 30 0 — 400- Icehpuse Greenhouse Icehouse Greenhouse icenouse Greenhouse Icehouse Greenhouse ? Relative changes of sea level -^— rising falling —^ i—Quaternary—■------------ Global Tectonic Cycles Tertiary Cretaceous Jurassic iTriassicI Permian Carboniferous Devonian Silurian Orclovician, Cambrian Precambrian" 100 — 200- ooo— 400- 500- Dispersal of continent ■Starter Rifting ■ Final Coalescence of Pangea Msíimu m d fcspe real □f continent» Breakup of late Proterozoc s uper-continents Modlfled after Pllrt et al., 1092 and Frakea et al., 1992. Změny teploty v dlouhodobých cyklech - „ICE HOUSE" „GREEN HOUSE" „ICE HOUSE" JEDEN NEBO OBA PÓLY NESOU TRVALÝ LED PRŮMĚRNÁ GLOBÁLNÍ TEPLOTA: 12-14° C „GREEN HOUSE" NEEXISTUJE ZALEDNĚNÍ PÓLŮ PRŮMĚRNÁ GLOBÁLNÍ TEPLOTA: 18-22° C TEPLOTA NA PÓLU: 14° C TEPLOTA NA ROVNÍKU: 30° C — nízký teplotní gradient, snížení intenzity vzdušných i mořských proudů, anoxie Velká vymírání - často spjatá se zaledněním, regresí a vytvoření velkých celků pevnin i oceánů dÚOO 3ÚM- 03 OJ OJ řflOO tu 1Ü0A- f i /I / A A" \ fVí ŕ t * A-"Late ftrtr>^Kiflnl Z E Jita Prvmi nn \ň^\ r' / .HtuCraíanotK nt Laie Tria stu Laie Penman ORD a DEV I CtfRB TR JUP CRŽT TERT F>GURE4-1fl ■^ Tlie Hupcr^ríinenl P^ipate shewing íiij pľflB ctJwf ud by pLsiml ice 3CH? ml-l'tor. ygprg apo B. The Danlincnle as ff*y ans íntiaŕ Tin srtgíln[) Oullfet airtt Wh?*? ev Morte e- cŕ tho tf 0 ice shŕala aitela. lAhm H F Flínt and B J Üurrei W^StóflJ Gcalatfj 3i[J sd p. 4 lfi, Sr^ Ynfh Yfllev 1J7T| 5« -130 JĎŮ 200 I« Geologic time in millions of years Diversity of marine animals through geologic time, as indicated by number of known fossil genera. Paleozoikum utvar'inin, Oddelení Stupeň Iték v milionech l&t ■■■u i perm ■ : m i karban Hllll devon ílHnil silur i ■ ordcvik CÖ 1'lLÍI kambrium svrchní spodní svrchní spodní tiiarimg autud í sfmfan we&tfaL lumnr visa tůurňii svrchní střední spodní fasren frasr. givBt •ifaL alicľ.c-v präg l*Chk(w svrchní spodní přijdoL ludlůw vailoek llaníůVéT « mii svrchní spoam asgjiil c&iadůc LLiňdeil 355 41» M. QC svrchní střední spodní 510 570|5jQ| trausgfese rvgrvsc i teplo Ľhliudno anoxiqltf pomČry i bez polámich. čepiček zylednční pĽvnin Late Cambrian 514 Ma IAPETUS OCEAN stfiCN^r i Jíttfťm úmornou £. 5uftdufllĎrt Ibňů (M*ňglftS(»lňTlŕir&6 ŮlríflUůrt tí tu Wuoiúrt) ^j ä Jť* Floor Spread m j Ridgs v ťfevtEng atidNova r SoutfiAineřica onrf WaJfí and Scoua Middle Ordovician 458 Ma Na základě shodných spodnopaleozoických faun Českého masívu (barrandien) Sicílie a s. Afriky - Součást gondwanských kontinentů lLASSIC ocean Late Carboniferous 306 Ma EO-TETHYS1 ÍDWfŇ/ 4jbduCÍipn2onB {trian£*ip*irtt.in (he J^ Lion irf Subduilipn) A LEGEND WARM COOL % Coal 9 Bauxite O Lalirit» ^ Coal * ii ni1: [ KBölinitH|Ec«il4cvjp^-|D| \ Palma £ MangrovaE-1 Aritt Euaporite A Calciata + TIlIKe ® DrdpalflffiE —► krápníky 9 GlendünHö-^ (pseudomorfozy) vzni jen v hlubokých "P^rr^vrí" = HigH Laliludô BäuXiL^rktických V°dách Upper Carboniferous (Bashkirian - Moscovian) I I I I ^--^ffmrmflT^^ Klimatické zóny na hranici karbonu a permu (před 270 milión] lety) 1, 2 - tropická zóna s flórou curamerického (l) a kathaysijskéhť (2) typu 3 - severní mimotropická zóna (oblast Angaridy) 4 - jižní mimotropická zóna {oblast Gondwany) ý Naleziště pozdnč pnlertzoickýcfi rostlin v Antarktidě Výprava kapitána Scotta - uhlí z Antarktidy Výška hladiny oceánu během kvartem £20 24D 260 glaciál Wurm - Wisla - poslední doba ledová Í££ÉÍ& JEHLIČNATÝ LES