LITOGEOGRAFIE Přednášející: RNDr. M. Culek, Ph.D. Tento studijní materiál vznikl v rámci projektu OP VK Inovace výuky geografických studijních oborů (CZ.1.07/2.2.00/15.0222) Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Cíle předmětu – naučit se: Poznávat relevantní horniny ČR; vysvětlit základní rysy jejich fyzikálních a chemických vlastností.; Naučí se interpretovat tyto vlastnosti z~hlediska geomorfologické odolnosti hornin.; aplikovat tyto poznatky v~krajině.; jak se které horniny projevují v~krajině, charakteru georeliéfu, půdách a biotě.; interpretovat geologické a z~nich odvozené mapy.; Zná základní geologické členění ČR a bezprostředního okolí; Je schopen vysvětlit, které horniny dominují v~daných krajinných regionech a jaký mají dopad na jejich přírodu i využití člověkem. Obsah předmětu: • 1. Úvod, důvody vzniku předmětu Litogeografie. Projevy rozdílných hornin v~krajině. Rozdělení hornin relevantních z~hlediska geologů na rozdíl od geografů. Problematika nových názvů hornin. • 2. Rozdělení hornin dle jejich chemismu. • 3. Rozdělení hornin dle jejich geomorfologické odolnosti • 4. Rozdělení hornin dle charakteru jejich zvětralin a vlivu na (mikro-)klima • 5. Disponibilní geologické mapové podklady v~ČR – jak jim rozumět, co z~nich vyčíst lze, resp. nelze. Geologická odborná pracoviště v~ČR. • 6. Charakteristiky základních typů hornin, relevantní z~hlediska geografů • 7. Geologický vývoj území ČR a blízkého zahraničí • 8. Regionální geologické jednotky ČR – vliv jejich hornin na utváření krajiny (5 přednášek) • Cvičení budou věnována těmto tématům: • 1. Poznávání základních hornin ve sbírce na geografii (4 x) • 2. Návštěva Ústavu geologických věd Př. fak. MU – prohlídka jejich sbírek (1x) • 4. Terénní exkurse (5 hod.) do okolí Brna s~předvedením základních hornin brněnského prostoru a prezentace jejich vlivu na charakter krajiny. (1x) Svah na diabasech – starých horninách Čediče u Starého Hrozenkova Historie vesmíru • 13,7 mld. let BP: Velký třesk (??) – vznik Vesmíru: tj. „Existence“: hmoty (=forma energie), energie (=forma hmoty), prostoru, času. • Energie se explozivně mění na hmotu • Nemá smysl: Co bylo před tím? Co je mimo něj? • Nikoliv: Nic. Není to vakuum – to má svůj prostor a čas • Prostě to neexistuje a nebylo. • 0 - 380 000 let: Postupná tvorba hmotných částic (po jádra atomů). • Po 380 000 letech: Teplota 3000 K – už zachycování elektronů - vznik atomů (H, He) + usměrnění fotonů vesmír se stal průhledným. Historie vesmíru, počátky Země_1 • Po 700 mil. let (13 mld. l. BP): Zárodky galaxií shlukováním atomů H, He, Li, Be, nebyly ještě jiné prvky, natož molekuly. To už později neopakovatelné. • ± 11 – 10 mld. l. BP: Mléčná dráha • 10 mld. l. BP – ?…… : Cykly: zrození-výbuchůzániků hvězd – termonukl. syntéza prvků těžších než Fe v supernovách – rozptylovány po vesmíru, zachycovány nově vznik. hvězdami Historie vesmíru, počátky Země_2 • 4,56 mld. l. BP: Vesmír už velmi starý, a ½ dynam. existence má za sebou. • Tehdy: v jednom rameni spirální galaxie Ml. Dráhy zárodek Sl.s. – oblak plynu a prachu se začíná smršťovat-rotovat – disk. • V rozptýlené hmotě v okolí akrece – narůstání napřed těžších prvků – Fe, Ni, (silnější gravitace), pak lehčích = vznik zárodků planet. • pak gravit. stlačení H uvnitř – zahřátí na několik mil. K, zapálení termojaderné reakce, „rožnutí“ Sl. Historie Vesmíru, osud Země_3 • Co bude s Vesmírem dál …. (?): • Těsně před 19 mld. let se Slunce stane rudým obrem, rozšíří se až k Zemi a vypaří ji. • Po 19. mld. l. po VT: Vesmír příliš rozepnutý (=► chladný), hmota příliš řídká, přestávají vznikat nové hvězdy, stávající vychládají …… • Vesmír chladný, temný, mrtvý…… • Nebo ne (?). Záleží na množství a charakteru temné hmoty a energie – ještě neznáme. Může být Velký krach – za > biliony let. Geologické hodiny Historie Země - Hadean • 4,550 mld. let – 3,8 mld. let BP: Protozemě. Začíná Prekambrium (4,550 - 0,542 mld. l. BP), HADEAN (4,55 – 3,80 mld.l.): těžké bombardování (150 x silnější než dnes – viz Měsíc) • 4,527 mld.l. BP: Nárazem: Měsíc + rotace (už) Země • 4,4 -3,9 mld.l.BP: První minerály (zirkony) - Z. Austr. • 4,2 mld.l. BP: Voda v kapal. stavu: První oceány, prim. Atm., první organ. molekuly. • Pokusy o start života (podmořské sopouchy ?) – velmi rychle! • 4,04 mld. BP: Nejstarší hornina: Acasta gneiss, Kanada • Oceány, atmosféra (H, He) a život (?) zničeny (?) bombardováním. Nebo impluls pro rozvoj? Historie Země - Archaikum • 3,8 mld. l. BP: ± konec bombardování. Druhý pokus: Začíná ARCHAIKUM (prahory) (3,8 – 2,5 mld. l. BP.). • 2. Atm. jiná: úniky z magmatu – N2, CO2, H2O →štěpení UV → O2, O3, H2 → únik do kosmu. • Zpočátku téměř bez O2 => není chemické zvětrávání (nevznikají oxidy). Pak miniatur. produkce O2 - spotř. na oxidaci Fe v oceánech. • Opět oceány, ale kyselé ! → nevznikají vápence • Začínají se diferencovat sféry Země, vznikat oc. a kont. kůra, tektonické desky, jejich pohyb. • Rychle znovu(?) život- uhlovodíky v metamorfitech sedimentů v Grónsku (primitivní bakterie – prokaryonta, tj. bez jádra). Možná začal před 4 mld. l. a přežil bombardování. • 3,66 mld. l. BP: Grónská rula (určeno zirkonem), Barberton v JAR– 1. prokázaná kontinentální kůra. Vznik žulových batholitů, mezi nimi pásy „zelenokamenů“. V ČR ještě nic. • První páskované Fe rudy (záp. Austr. 55% Fe) – v oc., spotřebovaly veškerý vznikající O2. • 3,45 mld. l. BP: nejstarší stromatolity (Warrawona Group, Austr.) – kupy – fotosyntetizující bakt. (první). • Cca 2,7 mld. l. BP: První eukaryonta (buňka se slož. stavbou s jádrem) – ale zkameněliny až 2,2 mld. l. BP, tj. v Proterozoiku. Historie Země – Proterozoikum 1 • 2,50 mld. l. BP – 0,542 mld. l. BP, tj. 2 mld. let – nejdelší období v hist. Země (43% !). • Paleo-proteroz. (2,5 – 1,7 mld.), mezo-p. (1,7 – 1,0 mld.), neo-p. (1,0 – 0,542 mld. l. BP) • Ochlazování, pak 2,3 mld.l. BP.: 1. zalednění Země (kontinenty v tropech – větší Alb. → ochlazení). Část. zalednění 0,86 a 0,84 mld.l. BP. Další dvě „sněhové koule“ 750 – 635 mil.l. BP. • 2,2 mld. – 1,9 mld. – ohřátí Klimatu, tepleji než dnes • Zpoč. Veškerý O2 spotřebován na oxidaci Fe – pásk. Fe rudy (střídání vrstviček křemene a oxidů Fe, později už nevznikaly (Hammersley Austrálie)). V 2,3 mld.l. BP.: první relev. O2 v Atm. (1% souč. stavu = 0,2%) → První chem. zvětrávání dneš. typu. • první prokazatelná vrásnění hor, při tom: • vznik dnešních štítů - nejstarší základy kontinentů (kanadský, baltský, západoaustr., jihoafr.).... Na ně se přivrásňovaly mladší jednotky • Klesá kyselost moří – začínají vznikat vápence a evapority. V neo-p. homogen. moř. prostředí Historie Země – Proterozoikum 2 • Vyznač. se vyspělými jednobuň. organismy – Eukaryonta (s jádrem). První jasné mikrofosilie (Transvaal). 2,2 mld.BP – fosilie 20 cm dlouhé stočené eukaryont. moř. řasy r. Grypania (stát Michigan). 2 mld. l. BP – nejstarší ropa a zem. Plyn – dokaz. Bohatství mikroorg. V mořích. • 1,7 mld. l. (mezo-proteroz.): O₂ již 10% souč. stavu (2%) - to umožňuje vznik ozonosféry → nepřizp. org. → pod povrch. Přizp. = rozvoj života. 1,5 mld.l.BP: první mnohobuněční (červ. řasy z dneš. arkt. Kanady) – patrná i specializace buněk. • 1 mld.l.BP (neo-proteroz): „Velký třesk“ moř. života – mnohobuněční rozmnožující se pohlavně. • 1,2-1,0 mld. l. BP: sjednocení kontinentů v Superkontinent Rodinia (Pangea I) a jeho opět. Rozpad, dokončen 0,76 mld.l. BP. • Dvě zalednění - impuls: 0,7 mld. let první živočichové: Ediacarská fauna - Nejdůl.: podst. zvětšení těla a specializace buněk: 0,58 mld.l.BP: mohut. ediakarni (2 m), příbuz. medúz,100 druhů! 0,55 mld.l.BP: Org. se schránkou: r. Claudina (Namibie). • V ČR nejst. horniny – 2 mld. let: nejst. ortoruly moldanubika a moravosilesika. 1,2 mld.: mezoproteroz. ortoruly moldanubika neoproteroz.: Od 725 mil.l. BP horniny v ČR ± souvisle (vznik metabazit. zóny Brněn. masívu – málo metamorf. oceánské lávy). První jasná orogeneze na území ČR – Kadomská (620 – 470 mil.l. BP), tj. do konce Kambria. Vrchol: přelom proteroz. – kambrium. Od 620 mld.l. BP v ČM: vulkanity. • Vznik nejstar. Masívu u nás: Brněnský m. (584 mil. l. BP). Metamorfity v ostat. částech ČM. Nejstarší část Barrandienu: Plzeň - Kralupy nad Vltavou: siliciklastické sedim. (tmavé břidlice, droby, flyš). Horniny později mírně metamorf. • Na přelomu neoprot.-paleozoikum vrásnění- eroze – hiát. Chronostratigrafické jednotky • Mají mezinárodní platnost • Hranice vyznačeny v terénu = stratotyp – např. celosvětový stratotyp pro hranici silur - devon je Klonk u Suchomast (u Prahy) • Názvy podle měst poblíž typových lokalit (Perm), či krajů (Devon). • Jednotky tvoří systém. Příklady: • eon (fanerozoikum) nejvyšší – era (paleozoikum = prvohory) • ÚTVAR (devon) – ODDĚLENÍ (spodní devon) » STUPEŇ (givet) nejnižší ▪ období (spodní givet) Historie určování stáří Země • Určování stáří hornin představuje jednu z hlavních podmínek pochopení vývoje Země. • Do 17. stol. podle Bible: 4000 let => důsledky pro nechápání vývoje Země – nemohlo se stihnout vyvinout, vše stvořeno hotové (je-li vše hotové, někdo musel tak moudře stvořit, je-li to tak velké a moudré – jedině Bůh – a ten může za 7 dní). Člověk jen mírně mění, jak mu dovolil Bůh. • Do konce 19. století se předpokládalo, že naše planeta je stará cca 20 mil. let => stále zkreslení představ o procesech, které se od jejího vzniku odehrály. • Později se předpokl., že více, ale nevědělo se kolik • Teprve 1956 Claire Patterson (am. fyzik, napřed atom. bomba, pak radioaktivita, pak stáří Země) – porovnal stáří minerálů v meteoritech a zemských: 4,55 mld. let. To dodnes Neoproterozoikum (1– 0,542 mld. l. BP) • 1 mld.l.BP (neo-proteroz): „Velký třesk“ moř. života – mnohobuněční rozmnožující se pohlavně. • 1,2-1,0 mld. l. BP: sjednocení kontinentů v Superkontinent Rodinia (Pangea I) a jeho opět. Rozpad, dokončen 0,76 mld.l. BP. • Dvě zalednění - impuls: 0,7 mld. let první živočichové: Ediacarská fauna Nejdůl.: podst. zvětšení těla a specializace buněk: 0,58 mld.l.BP: mohut. ediakarni (2 m), příbuz. medúz,100 druhů! 0,55 mld.l.BP: Org. se schránkou: r. Claudina (Namibie). • V ČR nejst. horniny – 2 mld. let: nejst. ortoruly moldanubika a moravosilesika. 1,2 mld.: mezo-proteroz. ortoruly moldanubika • neoproteroz.: Od 725 mil.l. BP horniny v ČR ± souvisle (vznik metabazit. zóny Brněn. masívu – málo metamorf. oceánské lávy). První jasná orogeneze na území ČR – Kadomská (620 – 470 mil.l. BP), tj. do konce Kambria. Vrchol: přelom proteroz. – kambrium. Od 620 mld.l. BP v ČM: vulkanity. • Vznik nejstar. masívu u nás: Brněnský m. (584 mil. l. BP). Metamorfity v ostat. částech ČM. Nejstarší část Barrandienu: Plzeň - Kralupy nad Vltavou: siliciklastické sedim. (tmavé břidlice, droby, flyš). Horniny později mírně metamorf. • Na přelomu neoprot.-paleozoikum vrásnění - eroze – hiát. Fanerozoikum 1. Paleozoikum = Prvohory • Fanerozoikum = doba hojného života • Éra trvající 542 - 251 mil. l.BP. Tj. 57% času od poč. Fanerozoika do souč. doby! – starší paleozoikum: 542-354 mil. l. BP • kambrium • ordovik • silur • devon – mladší paleozoikum: 354-251 mil.l. BP • karbon • perm Paleozoikum_2 • KLIMA: • O₂ prudce roste: ze 3,5 na 35% ! Atm. (290 mil.l. BP=konec karbonu), pak mírný pokles. • CO₂: 18x více než dnes, kolísání za celk. poklesu do 290 mil.l. (7x více než dnes), pak zdvih ! ← zalednění v permu – odumření org. hmoty). • Klima v jednotl. Útvarech různé: teplejší i chladnější, sušší i vlhčí než dnes – i podle pohybu kontinentů, jejich uspořádání • Často teplo a sucho → vápence, evapority, červeně zbarvené sedimenty (proč?) • Pangea (perm) - stmelením pevninských bloků až téměř k pólům bránila cirkulaci mořských a vzdušných proudění. Klima paleozoika – pokr. • 540 mil. L. BP.: O₂ - 18% souč. stavu (tj. 4% Atm.). Teplota 542 -520 mil. l. BP celk. stoupá, pak klesá. Při tom CO₂ 16x více než dnes! • kontinenty mimo Gondwanu ležely v teplé zóně • indikátory - vápence, evapority, červené horniny • Ve 2.pol. kambria – ordovik - poč. siluru ochlazení + Gondwana u již. pólu - zalednění • dropstone – kameny vypadlé z ledových ker (=eratické) • silur - devon - globální oteplení, max. 400 mil.l. BP (slabě teplejší než dnes), O₂ již 15% Atm., CO₂ 12x více než dnes, proto četné vápence! • vápence i v Českém masívu (ležel na Gondwaně) Paleozoikum_3 • TEKTON. PROCESY_1: • Zač. kambria (540 mil.l.BP): vznik Gondwany – od pólu k pólu, po té rozpad. • Konec kambria (490 mil.l.BP): konec kadomské orogeneze • ordovik – silur: kaledonská orogeneze: kolize Laurentie a Baltiky • vzniká Skandinávské pohoří + Skotská vysočina (ale pak erod.!) • vzniká kontinent Laurusie - Old Red kontinent (O.R.S.) • 425 mil.l. BP: nejvyšší hladina moří v hist. Země, rozs. zaplav. kontinentů – sedimenty. Většina kontinentů na J. polokouli, spojování kontinentů, pak rozpad a cesty na S. Kaledonidy Paleozoikum_4 • TEKTON. PROCESY_2: • 2. pol. devonu – zač. permu: hercynské (variské) vrásnění - rozsáhlé mezi Gondwanou a Laurusií. Poslední v ČM, končí cca 300 - 280 mil.l. BP., pak jen Sax. Orogeneze. – posl. epizoda 270-260 mil.l. BP – Siberia x Baltika – vznik Uralu Hercynské vrásnění (Hercynidy) Kaledonidy Hercynské vrásnění (Hercynidy) Paleozoikum_5 : ŽIVOT • Rostliny: • Do siluru jen mořské rostl., jednoduché, ale i velké • Od siluru první suchoz. rostl. (Rhynia), • Devon - dokonalejší výtrus. rostl., stř. d.: (360 mil. l. BP): první lesy. • V karbonu již hojné pralesy – stromovité plav., přesl., kapradiny. • První nahos. rostliny (pohl. rozmn.) – cykasy, jinany.??? Starší paleozoikum – Živočichové: • nástup živočichů se schránkami • nástup většiny dnes známých kmenů živočichů • Během paleozoika vývoj strunatců (co to je?): • ordovik – předchůdci ryb • silur – primitivní ryby (lalokoploutví, pancířnatí, dvojdyšní) • devon – rozvoj ryb, obojživelníci (Ichtyostega) • perm – plazi. • Vůdčí fosilie: trilobiti - členovci mnoha forem graptoliti - polostrunatci, silur amoniti - měkkýši, od devonu Počátek kambria Převzato z časopisu Geo z r. 2005 Paleozoikum: doba členovců • ŽIVOT: 530 mil.l. BP: „kambrická exploze“ – první dravci – „závody ve zbrojení“ – rozvoj končetin a očí. • Kambrium – první členovci • Šelfová moře: „hemžili“ se trilobiti, mechovky, ramenonožci, ostnokožci, liliice, medúzy, později graptoliti, vše často kuriózních tvarů. Převzato z pp prezentace Radima Piknera Starší paleozoikum - život Kambrium: Trilobit Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003 Starší paleozoikum - život Ordovik • Trilobiti • Ramenonožci Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003) Starší paleozoikum - život Svrchní Ordovik Trilobiti hlavní skupinou živočichů Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003) Starší paleozoikum - život Ordovik – silur Porosty řas na pobřeží moře Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003) Starší paleozoikum - život Spodní silur Trilobit – ukázka druhu specializovaného na život při hladině Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003): Silur – první suchozemská rostlina: Cooksonia caledonica Starší paleozoikum - život Silur První amoniti a graptoliti Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003): Starší paleozoikum - život Svrchní Silur plž Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003): Devon – porosty výtrus. rostl. Aglaophyton Ichtyostega – první známý obojživleník (devon) Spodní devon – první ryby Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003): Starší paleozoikum - život Devon Různí amoniti Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003): Devon: Archaeopteris – první stromy (kapradiny) Calamity a Drepanophycus Calamity = vymřelé stromovité přesličky Drepanophycus = vymřelá plavuňovitá rost. (malé, dole) Calamity a Asteroxylony (plavuňovitá rostl.) Bothropelpis - na břehu Ichtyostega a Rhacophyton – keř kapradiny vlevo Starší paleozoikum v ČR • Barrandien – nejdůležitější oblast na světě (?) – nepřetržitá sedimentace od kambria do devonu – stratotyp S-D - Klonk u Suchomast • K - Příbramsko - jinecká pánev (břidlice, pískovce) • O - Praha - tmavé břidlice s „dropstouny“ • S - graptolitové břidlice, SV od Plzně • D - vápence Českého krasu • Železné hory- Barrandien v malém • Morava a Slezsko • D - Moravský kras, Mladeč, Hranice, Jeseníky – metamorf. Mladší paleozoikum • Začíná málo výraznou změnou fauny • 360 – 251 mil.l. BP • 2 útvary: – Karbon – Perm • Málo výrazná hranice – permokarbon (jen jezer.!) Konec permu - Pangea Suché oblasti Upraveno podle http://www.scotese.co Mladší paleozoikum - procesy • Kolize Gondwany s Laurusií – variské vrásnění • mohutné hory rovnoběžkového směru • Iberská meseta, Vogézy, Schwarzwald, Harz, Český masív • kolize Gondwany se Siberií (vznik Uralu) • na konci vzniká Pangea - superkontinent Mladší paleozoikum - klima • Na území Evropy tropy • Postupné vysušování = superkontinent • Jih Gondwany zaledněný – Největší a nejdelší zalednění v historii – 90 mil let • Na konci katastrof. změny klimatu - vymírání Mladší paleozoikum - život V moři • pokračoval vývoj bez přerušení • úbytek trilobitů, rozvoj amonitů, Foraminifera Souš • Bouřlivý rozvoj hmyzu – švábi, vážky (Eutroplera, 75 cm) • Sladká voda – paprskoploutvé ryby • Svrchní karbon – maximum obojživelníků – KRYTOLEBCI – nástup plazů – PELICOSAURIA Konec paleozoika † • Konec permu (251 mil.l. BP) – nejv. katastrofa po vzniku Měsíce, vymř. 60% rodů, 90% druhů organ. Impakt? Pak Ø planetky cca 50 km – již. Ind. oceán (?). • Vznik sibiřských trappů – několik km mocné čedič. lávy – až do S. Číny a Z. Ameriky. Extr. vulk. činnost, zahalené nebe, CO2, CH4 – skleníkový efekt – prudké oteplení, pokles moří, sucho = trias. Karbonský les Cordaites Břehy řek v karbonu (vážka: Eutroplera) První nahosemenné rostl. - cykasy Cordaites (nahosemenná, vyhynulý rod) a Araucaria Cordaity a Araucarie Dimetrodon + semenné (ne)kapradiny (jen je připomínají!) Dimetrodonní jezero (+ Cordaites) Perm: Estemmenosuchus uralensis – předpředchůdce savců Mladší paleozoikum v ČR –Mořské sedimenty • Vápence – pokračují z devonu – Hranický a Moravský kras • Droby a břidlice – Kulmský flyš – Drahanská vrchovina –Kontinentální sedimenty (sladkovod. jezerní) • Prachovce+jílovce+uhlí – limnické (jezerní) pánve » Molasa – cyklické střídání vrstev » Dolno a hornoslezská pánev, Kladno, plzeňsko » hercynské předhlubně – Výplň brázd – BOBR – boskovická brázda Mesozoikum = Druhohory • „ Věk plazů“ – na souši, ve vodě i ve vzduchu • Období mezi 245 – 65 mil let zpět = 180 mil. l. • začíná výrazným vymíráním fauny • vymizení starších skupin (trilobiti) • nástup nových živočišných skupin • noví amoniti, šestičetní koráli, dírkovci • Rozlišujeme tři útvary • trias • jura • křída Mesozoikum – procesy: • Rozpad Pangey • Trias - v rovníkovém směru vzniklo moře Tethys • Jura – otevírání Atlantiku a Indického oceánu – Indie a Antarktida samostatné a blízko Afriky • Alpínské vrásnění • Začíná v křídě, znamená zánik Tethys • Pokračuje do třetihor • Vznik Alp, Karpat … • Časté změny hladiny moře • Z klimatických a tektonických důvodů • Transgrese (vzestup) a regrese (pokles) • Největší transgrese v křídě (moře i u nás) Mesozoikum - klima Žádné zalednění!! • Celé období bylo teplé (ØT 19°). CO₂ kolísavě klesal • Trias suchý, postupně rostla vlhkost až do křídy • Silný skleníkový efekt Mesozoikum – život_1 • Postupná obnova života, ale už jinými druhy či čeleděmi • Živočichové – v moři doba měkkýšová – přizpůsobivější – převládli nad brachiopody – Dominují noví mořští plazi, objevili se krokodýli, želvy suchozemské (trias) →mořské (křída), ichtyosauři atd. • Amoniti – hlavonožci se schránkami • Belemniti – hlavonožci doutníkového tvaru • spousta plžů a mlžů Obrázky http://www.ucmp.berkeley.edu http://home.tiscali.be/christian.moriame2/site_dudziak/debutants/belemnite/belemnite.htm Živočichové – Ostnokožci – lilijice • (vápence na Stránské skále u Brna) – Foraminifery (Dírkovci) • Jednobuněční s vápenatými schránkami • Vůdčí fosilie Obrázky http://www.ucmp.berkeley.edu Mesozoikum – život_2 • Obratlovci – Rozvoj kostnatých ryb – Nástup bezocasých obojživelníků (žáby) • Bouřlivý rozvoj plazů!!!! – Obsadili všechny živly – souš, voda, vzduch – Obří rozměry – Dinosauři – byli 150 mil l. od svrch. Triasu do konce křídy (zjišť. 90 rodů!) • Až 50 m až 50 t, teplokrevní?, živorodí?, býložraví i masožraví, čtyřnozí, dvounozí i klokanovití • Mořští – ichtyosauři, mosasauři, plesiosauři • Létající – pterosauři Stopa dinosaura Býložravý dinosaurus Obrázky http://www.ucmp.berkeley.edu Diplodocus a Pterodactyl Dilophosaurus v Gingkovém lese Mesozoikum – život_3 – Nástup ptáků • Poprvé v juře • Archeopteryx – První savci • Od svrch. triasu • Malí, nenápadní • Stromoví, hmyzožraví • Ve stínu plazů!!! Obrázky http://en.wikipedia.org/wiki/Archeopteryx www.ac-nancy-metz.fr/enseign/svt/format/qualif/agregint00/archeo.htm Křídoví savci - velikost rejsek až velká krysa (Megazostrodon). I mnoho savců a ptáků vymřelo koncem křídy, ale celkově přizpůsobivější – pak ovládli – hl. ptakořitní a vačnatci (ti přežili dodnes – kde?) Mesozoikum - Rostliny • Není tak zřetelné katastrofické vymírání • - od permu přes trias ubývání kapradin, mechů a přesliček • Nově rozvoj „jehličnanů“ , tj. nahosemenných – semena v šiškách – byly i na odledněných pólech. Rozšíření cykasů po celém světě. • Kvetoucí rostliny (tj. krytosemenné) až v křídě (magnóliovité) • Nástupem krytosemenných ► neofytikum Rostliny-Mesofytikum Cykas Jinan dvoulaločný Obrázky http://www.ucmp.berkeley.edu Lambeosaurus a kvetoucí magnolie TRIAS • 252-199,5 mil l. BP • Zač.: vylév. sibiřských trappů • 245 mil. – nejnižší hladina moře v historii • 235 mil. – CO2 5x vyšší, O2 15% atm., vysoká teplota 16º C, sucho!! Zač. rozpadu Pangey, vznik rozsáhlých prolomů, stoupání moře • 230 mil – první dinosauři, O2 19%, pak klesá • 225 mil – první mouchy • 223 mil – první kostnaté ryby • 220 mil – otevírá se oceán Tethys mezi Baltikou a Gondwanou • 210 mil – první primitivní savci a první žraloci dneš. typu • 200 mil – zánik části bioty Trias v ČR • V ČR – eroze, málo sedim. Nafialovělé: Náchodsko, Broumovsko – „Božanovský pískovec“ • (Valouny triasových vápenců ve flyši) JURA • 199,5 – 142 mil.l. BP • Teplo až horko, střídavě vlhko • CO2 kolísá, O2 roste 15 -24 % atm • Hojná sedimentace vápenců • 170 mil. l. první primit. savčí čelisti Začíná se rozevír. stř. Atlantik a Mex. záliv • 153 mil. l. zač. otevírání již. Atlantiku, Madagaskar od Afriky • 150 mil. l. – první ptáci - Archaeopteryx JURA v ČR • Hojné horniny? Kde? Jaké horniny? • Málo: Karpaty: 1) v předhlubni v hl. 2 – 3 km • 2) vyvlečené kry: Pálava, Štramberk, … • Česká vysočina: 1) Již. část. Mor. Krasu • 2) Útržky na lužické poruše - Šluknovsko KŘÍDA _1 • 142 – 65 mil. l. BP • Teplo, vlhko, ale T zvolna klesá z 19 na 16º C. • 138 mil.l. – Indie od společné Austrálie+Antarktidy • 135 – první pyl kv. rostlin • 133 – rozs. lávové příkrovy v povodí Paraná – souvisí – Oddělování J. Amer. od Afriky + zrychlené rozepínání Atlantiku • 128 mil. l. – první listy kvet. rostlin • 124 mil. l. – první kvetoucí rostliny (Archaeofructus), opeření dinosauři, první savci s placentou (Eomaia) KŘÍDA _2 • 111 mil. l. – nejrychlejší rozpínání Atlantiku • 105 - 98 – první hadi • 97 – Austr. zač. odděl. od Antarkt., rozsáhlá sedimentace v oc. Tethys • 85 – otevření sever. Atlantiku • 82 – Indie rychle k S 14 cm/rok – nejrychleji kdy co • 75 – rozpad Laurasie • 67 – vymření vel. Moř. Plazů • 65 – událost K/T, kráter Chicxulub (Ø 240 km) • 67- 63 – Dekánské trappy • 65 – první primát (Purgotorius) - zač. Terciéru, třetihor. Křída_procesy (– světlejší zelené barvy) • Začíná alpinské vrásnění, doznívá dodnes • Zač. křídy: hodně souše, konec křídy – zdvih středooc. hřbetů – zdvih hl. o 40 m, rozsáhlá transgerese – vč. Čeké kříd. pánve. Též celé nížiny s. od hercynika. • Horniny na S. polokouli: pískovce, slínovce, křídy (slabě zpev. ekviv. vápence, drobivý), vápence. • Přibývá krytosemen. rostlin, první kvetoucí, ustupují cykasy a jinany. • Vymírají dinosauři a belemniti, nové skupiny savců (placentální) – hmyzožravci. • Konec – ostrý, impakt + sopky. Vymírání dinosaurů již před tím, impaktu dožilo jen 12 druhů. Příčiny – příliš velká potr. specializace, evoluč. slepá ulička – malý mozek, hodně potravy. Konec mezozoika † • 65 mil.l. BP – velké vymírání • Dlouho záhada. • 1980 – am. geol. Alvarezovi – velké koncentrace vzácného iridia na hranici K/T - nejlépe vysv. dopadem vel. tělesa. • Yucatán, Chicxulub – do měl. moře Ø 10 km – rozprášení karbonátů, tepelná vlna, požáry po celém světě, polámání zem. kůry – sopečná činnost (hl. lávová Dekánská plošina) – popel stín – prudké ochlazení • Teprve to vyhubilo dinosaury kromě ptáků, mořské a létající plazy a amonity. Křída v ČR 1 V Čes. vysočině: • 1) Česká křídová pánev + vnitrosudetská páne • Pokrývá asi 30 % Českého masívu v ČR, mezi Hřenskem a Blanskem, v podloží Mostec. pánve až pod Doupovské hory. • Hl. opuky a vápnité jílovce, v sev. Čechách i pískovce – oblast skalních měst. • Křídové vápence (!) – z. Kutné hory – příbojové facie i kras (Miskovice) • 2) Jihočeské pánve - jezerní sedimenty – kyselé písky až jíly. • 3) Vzácně-rozptýleně: spodnokřídové zvětraliny: u Rudic – až 140 m (písky, konkrece, Fe ruda), Plzeňsko, Karlovarsko, Únanov, Lažánky u Vev. Bitýšky (kaolíny) Souvrství sedimentů v České křídové pánvi – střední a svrchní křída Křída v ČR 2 • Karpatská soustava: • 1) čela příkrovů – útržky (váp. jílovce), někdy s jur. vápenci (Pálava) • 2) nejstarší sedimenty ve svrchních příkrovech (magurský flyš) – Beskydy (kysel. až slab. váp. flyš. pískovce až slepence) a Bělokarpatská jednotka (sil. váp. jíl.-pískovcový flyš). • 3) vulkanity – spodnokřídové – těšinity (přev. bazické, polámané – vrásněné). Na Slovensku sopečná pohoří – Štiavnické vrchy TŘETIHORY = TERCIÉR Zákl. údaje: • „Doba savců“ • Součást Kenozoika = „dnešní život“ to zahrnuje i … • Trvání 65 – 2,5 mil. let BP (konvenční hranice - člověk) • Začátek po katastrofě K/T (křída – terciér) • Život: • Rozvoj a dominance savců (ke konci vývoj předků člověka) • Rozvoj ptáků • Rozvoj krytosemenných rostlin + opylujícího hmyzu Terciér - procesy vytvořeny dnešní kontinenty • pomalý pohyb • výjimkou rychlý pohyb Indie –alpínské vrásnění v oblasti Tethydy • vznik mladých pásemných pohoří s příkrovovou stavbou –rozsáhlý vulkanismus • plateau bazalty - rozsáhlé plošné výlevy lávy • např. na plošině Dekan v Indii až 500 000km2 TERCIÉR • Geol. vývoj: • Mohutná horotvorná činnost po celé Zemi (Kordilery-Andy, Alpy, Karpaty, Himaláje atd., Oceánie, Nový Zéland) – víceméně zaráz! – pokračuje dodnes – vliv na klima kontinentů! • Rozevření S. Atlantiku (paleogén), v neogénu Rudého m. a VAfr. příkopu (v něm vývoj našich předků), RhónskoRýn. rift, Oharský „rift“→ rozsáhlé lávové příkrovy i na souši: Etiop. Vysočina, Jemen, ř. Columbia, Tichomořské ostrovy …. Evropa: (Island – oc.), Massif Central, Vogelsberg, Doup. hory, Čes. Středohoří, vulkanity sev. Moravy, vulk. pohoří Karpat (Poľana, Slán. vrchy, Vihorlat….) • Ke konci – Přiražení Austrálie k VAsij. ostrovům, spojení Amerik, uzavření + vysušení Tethys a znovunaplnění Mediter. moře, izolace Kaspiku. Terciér - klima • ochlazování –paleocén • na pólech ještě 6-8°C –oligocén • začíná zalednění Antarktidy –miocén • o 7°C tepleji než dnes • na konci regrese až o 40 m • voda uložena do kontinentálních ledovců TERCIÉR Klima: • Celkem vyrovnané, teplé – umožňuje přežívání přeživších mezozoických dr. • Ø Teplota klesá s oj. výkyvy ze 17° na dnešních 15°. Ke konci rychlé kolísání a výraznější ochlazování. • CO₂ zvolna klesá z 2x na dnešní hodnoty • O₂ z 27% na dnešních 21%. • Vrásnění hor =► změny klimatu kontinentů (monzun v Asii, vysušení Afriky, vyschnutí prérií, stř. Asie) • Ochlazování od stř. miocénu (16 mil.l.) + roste sucho, rozpad lesů, vznik savan, zač. zalednění Antarktidy, 3,2 mil.l. – poč. zalednění na sev. polokouli – pokles hladiny moří → otevření cest migrace. TERCIÉR_4 Členění terciéru: • Starší třetihory = paleogén: • Paleocén 65 – 56 mil.l. (BP) • Eocén 56 – 34 mil.l. • Oligocén 34 – 23 mil.l. • Mladší třetihory = neogén: • Miocén 23 – 5,4 mil.l. Pliocén 5,4 – 2,4 mil.l. Zač. kolize Indie s Asií, def. Odtržení Ant. x Austr. (53 mil.l.) průliv v. od Uralu Flyš – Bes- kydy Kenozoikum - život • společný název pro terciér (třetihory) a kvartér (čtvrtohory) • znamená, že fauna má dnešní charakter – Na souši dominují savci – Ve vzduchu ptáci První třetihorní netopýr Obrázky http://www.ucmp.berkeley.edu Terciér - rostliny • podobné dnešním teplým oblastem • u nás jako dnes v JV Asii platan Obrázky http://www.ucmp.berkeley.edu Terciér - živočichové • na konci křídy vymírají amoniti, belemniti a veleještěři • fauna se začíná podobat dnešní • explozivní rozvoj savců – na rozdíl od jiných jsou homoiotermní a mají vnitřní vývoj – savci ovládli všechny živly – významné řády • vačnatci • chobotnatci • lichokopytníci • hlodavci – velký stratigrafický význam noha mastodonta prakůň prabobrObrázky http://www.ucmp.berkeley.edu Terciér_živočichové_Primáti • objevují se od konce křídy • příbuzní lidoopů i ve střední Evropě (Dryopithecus u Devína) • předchůdci člověka – Australopithecus (3,8 mil.l., J a V Afrika) • rod Homo – Homo habilis; (2 – 3 mil.l., Afrika) Obrázky http://www.mnh.si.edu/anthro/humanorigins Terciér v ČR • Sedimenty: – paleogén : vrásněno • flyš vnějších Karpat (Chřiby, Bílé Karpaty, Javorníky) – neogén : (sub)horizontálně • sladkovodní sedimenty v podkrušnohorských pánvích – písky, jílovce, hnědé uhlí!! • jihočeské pánve – významný výskyt vltavínů • mořské sedimenty karpatské předhlubně + Vídeňské pán. – až několik tisíc metrů - lignit, ropa • sladkovodní výplně nesených pánví – závěr sedimentace – vídeňská pánev – hornomoravský úval Terciér v ČR • vulkanity = neovulkanity – bazaltové lávy s pyroklastiky • Doupovské hory – jeden obrovský stratovulkán • České středohoří – mnoho různých hornin • další osamocené sopky – Bezděz, Říp – Andezity až čediče v Bílých Karpatech • Komňa, St. Hrozenkov – ložní žíly • Bánov - sopka Vztyčení vrstev na lužické poruše Lužická porucha na sv. okraji Labských pískovců Vztyčení vrstev na lužické poruše – Suché skály (Český ráj) Kvartér - Q • Téměř ze všech hledisek součástí Terciéru (Kenozoika), někdy i Q neuznáván. Původně: Q = doba člověka. Jenže ten dnes 5,4 mil.l. BP • 2,5 (1,8) mil.l. BP – dodnes(?). Hranice konvenční • Otázka: Pětihory? Pentén? Antropocén? • Členění: • Pleistocén (diluvium) • Holocén (aluvium) • Hranice Würm – Holocén: konvenční: 10 300 l. BP. Kvartér_2 • Klima: Extr. kolísání teplot kolem 0ºC + relat. rychlé → střídání glaciálů a interglac. – v nich výkyvy II. a III. řádu. • V glac. rozsáhlé odumírání → prudký vzrůst CO2 → není jedinou příčinou oteplování • vznik kontinentálních ledovců – pokrývaly až 30% pevniny – rozsáhlé periglaciální oblasti • pokles hladiny oceánu až o 100m • Glaciálů – napřed 1, pak 4, pak 5, pak identif. > 30 výkyvů, > 100 výkyvů -odpov. metodě a podrobnosti měření. • My (Alpské): 5 Glac.: Donau, …..., .….., ….., …….. • Interglac.: Donau/Günz, Günz/Mindel, ……., ……..., ….? Kvartér - procesy • Není jen „doladěním“ reliéfu a vytvoření slab. pokryvu sedimentů - nezajímavých (protože běžných). Proč: • Zdvihy vrchovin - Zařezávání řek v interglac. • silné mrazové zvětrávání • ukládání nevytříděných ledovcových sedimentů – morény a mocné říční terasy • vznik spraší • meziledové doby byly jako dnešek – vznik rašelin, jezerní křídy a travertinů Kvartér: procesy • 1) Na Zemi int. vrásnění a sopeč. činnost – vznik hor, sopeč. pohoří a ostrovů • 2) Stř. Evropa (nejen): Int. tekt. zdvihy a poklesy (i s jezery, např. Balaton, Neziderské, Kobylské, Komořanské, …). • 3) Vznik velkých ledovc. podhor. jezer (Attersee, Bodamské, Ženevské, Garda …. Vänern, Ladožské … • 4) Vznik Baltu, Lamanche. • 5) Zvláštní sedimenty (glaciál.) – už 230 mil.l. nebyly vč. spraší. V tropech rozdíly nevýrazné. • 6) Tvorba rozsáhl. niv a delt. • 7) Vznik a rozvoj pouští • 8) Migrace rostl. i zvířat • 9) Grandiózní vliv člověka – jiné zákonitosti změn všeho Pleistocén – Holocén: Členění: • Svrchní pleistocén: • Interglac. Riss/Würm (EEM) 130 – 100 tis.l. BP • Doba rozvoje neandrtálce. Starší paleolit. • 40.000 l. BP: Příchod dneš. Člověka do stř. Evropy. Střední a ml. paleolit. • Dryas: Poslední a jeden z nejchladnějších výkyvů würmu. • Holocén: 10,3 tis. l. BP. Trangerese moří: + 150 m! Členění: • Preboreál (10,3 -9 tis.l.BP) – mírně teplo, sucho, šíření Lís, Bo, Bř. Epipaleolit. • Boreál – (9 -7,5 tis.l.BP) velmi teplo a sucho, šíření Db, Lp. Stále stepi! Mezolit. • Atlantik (7,5 -3,2 tis.l.BP) - velmi teplo a vlhko. Šíření Sm. Neolit. Odlesnění teplých obl., prvá sídla, keramika. • Epiatlantik – teplo, vlhko, ale kolísání, Bk, Jd. Eneolit + poč. doby bronz. • Subboreál (3,2-2,6 t.l.BP) – krátký. Teplo, sucho. Zemědělství do podhůří – tvorba niv. Doba bronzová. • Subatlantik (2,6-1,4 t.l.BP) – vlhčí, chladnější. Hb. Doba železná (halštat a latén), Vpád a odchod Germánů, D. římská a d. stěhování národů. • Subrecent (1,4 t.l.BP= 600 l. n.l. - dodnes) – mírné vysušení, oscilace. Slované Pleistocén - život • typičtí živočichové – mamut – jeskynní medvěd, srstnatý nosorožec – lumíci, svišti... • stratigrafický význam mají plži a hlodavci • flóra – v dobách ledových mechy, lišejníky.. – v meziledových dobách jako dnes mamutí stolička Obrázky http://www.ucmp.berkeley.edu Vývoj člověka • Homo erectus – na počátku čtvrtohor vystřídal Homo habilis – rozšířil se po starém světě – nálezy • Přezletice u Prahy • Stránská skála u Brna Obrázky http://en.wikipedia.org/wiki/Homo_erectus Vývoj člověka • Homo sapiens – A) Homo sapiens neandrthalensis • před 300 000 lety • užíval pěstní klín • u nás jeskyně Šipka a Kůlna – B) Homo sapiens sapiens (člověk dnešního typu) • objevil se na konci würmu (120 000 l. BP – v. Afrika) • postupně osídlil všechny kontinenty • rychlý vývoj kultur a nástrojů = slouží k členění kvartéru místo zkamenělin – období kamenných nástrojů - doba kamenná – později obrábění kovů – doba bronzová a železná Kvartér v ČR • Tektonicky int. pohyby – vertikální → zdvih našich hor, zařezání řek – systém vltav. teras – 14. • Tekt. poklesy – Podunají, Mohel. brázda, Blanen. prolom • Zalednění hor a sev. nížin • Migrace bioty a její refugia • Horniny – ……. vč. nejml. sopek (600 000 l.) • Tvorba spraší, 6 m pov. hlín, pěnovce, travertiny… • Jezera, některá zánik až v histor. době: …… • Antropogen. sedimenty a „eroze“. Pleistocén v ČR • zaledněny pouze nejsevernější části – Šluknovsko, Frýdlantsko, Osoblažsko, Ostravsko – důkazy • bludné balvany (eratické) • Souvky • rapakivi žula.. • vznik spraší – v teplejší době odděleny půdou • vznik říčních teras – Svitava v Brně – Tuřanská, Černovická… • jeskynní sedimenty – velký význam – evidence života – jeskyně Kůlna, Pekárna, Šipka u Štramberka • významná sídliště lovců mamutů – Předmostí u Přerova, Dolní Věstonice • Vulkanity – Železná hůrka u Chebu (600 tis. let) poslední sopka u nás Holocén • Současné období – začalo oteplením před 10 300 lety a táním ledovců • Neolit (mladší doba kamenná) • větší teplo a vlhko než dnes • člověk přešel od lovu a sběru k zemědělství • silný vliv na krajinu, odlesňování • Dochází k menším výkyvům teploty – nyní roste – pravá příčina není zcela jasná Travertiny - Bubovice přerovsko Komorní hůrka (900 000 l. BP) Železná hůrka Uhlířský vrch Rozšíření spraší Geologická budoucnost Země Procesy Za 50 mil let –Zánik Středozemního moře –Zánik Indického oceánu Za 150 mil let –Zúžení Atlantiku –Spojení Austrálie a Antarktidy Za 250 mil let –Další superkontinent –Jediný velký oceán Geologická budoucnost Země Klima • Nejistota již v řádu několika let –Očekáváme vzestup teplot • Nejvíce v mírných šířkách –Větší klimatické extrémy • Sucha, povodně, hurikány –Tání ledovců a vzestup hladiny oceánu • Zánik řady ostrovů Geologická budoucnost Země Organismy • Člověk je nejpřizpůsobivější organismus v historii Země – Narozdíl od jiných zvířat se nemění sám, ale mění své prostředí – Tato změna je tak rychlá, že ostatní organismy se nestíhají adaptovat a mizí – Současná rychlost vymírání je až tisíckrát větší než je přirozený stav – Všechny organismy, které člověk nepotřebuje, a které ho nevyužívají jsou v ohrožení – Člověk je schopen zničit život na celé planetě Geologická budoucnost Země Úkoly 1. Vy lidé jste nyní silnější než většina přírodních procesů. Geologická budoucnost Země je ve vašich rukou. Přemýšlejte o tom! 2. Které kultury vznikly v oblasti Mezopotámie? Literatura a prameny • http://www.adam_system.webpark.pl/simple_layout.htm • http://www.scotese.com • http://home.tiscali.be/christian.moriame2/site_dudziak/debutants/belemnite/ belemnite.htm • http://www.ucmp.berkeley.edu • http://en.wikipedia.org/wiki/Archeopteryx • http://www.ac-nancy- metz.fr/enseign/svt/format/qualif/agregint00/archeo.htm • http://www.wiem.onet.pl • http://en.wikipedia.org/wiki/Homo_erectus • http://www.mnh.si.edu/anthro/humanorigins/ha/a_tree.html • Chlupáč I. (2001): Historická geologie, Univerzita Karlova v Praze, nakladatelství Karolinum, Praha • Turek V., Horný R., Prokop R. (2003): Ztracená moře uprostřed Evropy, Academia, Praha