1
Geologická minulost Země
1. datování historie Země
2. teorie kontinentálního
driftu
3. změny v poloze
kontinentů
4. změny v rozsahu a
poloze moří
1
Geologické datování
2
Sedimentační vrstvy
jezerní sedimenty
letokruhy
ledovcové profily
až 160 tis. let
3
Vůdčí fosilie [Index fossils]
• relativní datování: Foraminifera, graptoliti aj.
• fosilie charakteristické pro určité období
4
Radioizotopové datování
• absolutní datování
• poločas rozpadu (čas polorozpadu)
• uran a thorium -> olovo
• Draslík (potassium)
40K19 -> 40Ca20 a40Ar18 (1,3 mld let)
• uhlík 14
C6
-> 12
C6
(jen 5730 let)
Radon-222 3,8 dní
Uhlík-C14 5 730 let
Draslík-K40 1,248 miliard let
Uranium-238 4,468 miliard let
Rubidium-87 47 miliard let
5
ÉRA PERIODA EPOCHA TRVÁNÍ ZAČÁTEK
(Kenozoikum) Čtvrtohory Pleistocén 2,4 2,4
Třetihory Pliocén 2,6 5
Miocén 18 23
Oligocén 12 35
Eocén 21 56
Paleocén 9 65
Druhohory Křída 81 146
(Mesozoikum) Jura 62 208
Trias 37 245
Prvohory Perm 45 290
(Paleozoikum) Karbon 72 362
Devon 46 408
Silur 32 440
Ordovik 75 510
Kambrium 60 570
Starohory (Prekambrium, Proterozoikum) 4000
Paleogén
Neogén
mya
miliónů let(Cretaceous)
6
2
Základní teorie vysvětlující
rozšíření organismů
• nic se nemění (Agassiz)
• disperze na velké vzdálenosti (Darwin,
NY škola, Darlington)
• pevninské mosty (Hooker)
• pohyb kontinentů (Wegener)
7 8
Raná teorie pohybu kontinentů
Taylor 1910
9
• chemické složení kontinentálních hornin (SiAl) vs.
složení oceánských (SiMa)
• kontinenty plavou na viskózním podkladě
• Pangea, počátek dělení ve druhohorách
• riftové zlomy, středooceánské hřbety
• obrysy kontinentů do sebe zapadají
• 30 cm až 36 m ročně, postupně
• zdrojem energie zemského jádra
Wegenerova teorie
kontinentálního driftu
10
Wegenerova teorie
11
Konečné důkazy
• obrysy kontinentů včetně kontinentálního šelfu
• výzkum oceánského dna sonarem, potvrzení:
– chemického složení SiMa
– středooceánské hřbety jako místa rozpínání
oceánského dna
– hlubokomořské příkopy – zanořování zemské kůry do
zemského pláště
• paleomagnetismus – zvrat magnetického pólu
každých 10 tis. až 1 mil. let
12
3
13
Existují i jiná vysvětlení…
• např. Teorie rozpínající se Země
• jedna z několika kontroverzních (nepodložených)
teorií
• zvětšování objemu Země
14
Současná představa (= desková tektonika)
• horizontální pohyb zemských desek výsledkem komplexních
pochodů v zemské kůře, plášti i jádru
• desky až 100 km silné
• tužší litosféra se pohybuje na astenosféře
• zemské desky = pevninské a oceánské
• energie ze zemského jádra a konvekčních proudů
15
Tři zdroje pohybu
• rozpínání středooceánského hřbetu [ridge push]
• výstup zemského pláště [mantle upwelling]
• tažná síla litosférické desky při zanořování v subdukční
zóně [slab pull]
16
17 18
4
• 16 litosférických desek, nejmenší Gorda 750 km2, největší
Tichomořská 100 mil. m2
• rychlost pohybu max. 5 cm za rok
19
Hranice mezi deskami
1. divergentní rozhraní [spreading zones]:
středooceánské hřbety (oceánské ostrovy) a riftové
oblasti na kontinentech (náhlé posuny): Rudé moře,
vých. Afrika, Bajkal
2. konvergentní (kolizní) rozhraní [collision zones]:
vznik pohoří (mezi pevninskými deskami, Himaláj);
nebo oceánská pod pevninskou (hlubokomořský
příkop, záp. pobřeží Ameriky)
3. transformní rozhraní [transform zones] – stejně
„husté“ desky se navzájem třou a drtí, vysoká
seizmická aktivita (San Francisco, Turecko)
20
Divergentní rozhraní
• pevninská-pevninská
• riftové rozhraní kontinentů
• Africké riftové údolí
21
Divergentní rozhraní II.
• oceánská-oceánská
• vznik oceánských
ostrovů
• Atlantský hřbet
22
Konvergentní
rozhraní I.
• pevninská-
pevninská
• kolize
• Himaláje
• Alpy
23 24
5
Konvergentní rozhraní II-III.
• oceánská-pevninská/oceánská
• zanořování, zánik starého
oceánského dna
• Andy
25
Transformní rozhraní
• vznik transformních
zlomů
• západní pobřeží USA
26
Tektonická minulost Země
• nejdůležitější proces pro biogeografii vyšších
taxonů
• vznik, šíření a radiace současných taxonů se
často odehrály v době, kdy byla geografie Země
odlišná
• postupně se rozpadající superkontinent Pangea,
velice komplexní proces
• Gondwana (jižní) a Laurasie (severní)
27
MacIntyre et al., 2017 PRS B
28
Marsupials
29
• vznik superkontinentu Gondwana (praGondwana)
30
6
• 650-475 mya Gondwana mezi rovníkem a jižním pólem
• Laurasie jen jako mozaika menších pevninských celků
31
• 435-410 mya (silur) vznik složitějších suchozemských
organizmů
• Euramerica: sev. Amerika a sev. Evropa
• nynější Asie: mozaika menších pevninských celků –
Sibiř, Kazachstán, sev. Čína, již. Čína, Tibet, Indočína
32
33
• vznik Pangey: 300-270 mya spojení Eurameriky,
Gondwany, západní Asie (Kazachstán, Tibet, Sibiř)
• východní Asie jako izolované ostrovy
34
• Pangea – 260 mya postupné připojení Indočíny,
severní a jižní Číny
35
• kontinent Pangea a oceán Panthalassa
• Druhohory = Mesozoic
36
7
37
• začátek rozpadu Pangey
38
• rozpad Pangey - Laurasie a Gondwana
• Laurasie rozdělována na menší kontinenty
epikontinentálními moři,
• Gondwana rozdělována pohybem zemských desek
• vznik zárodku Atlantského oceánu
39 40
41 42
8
• Laurasie – pokračuje rozdělování kontinentů
mělkými epikontinentálními moři, Severní
Amerika ze dvou částí
43
• rozhraní druhohor a třetihor (Terciary)
• Laurasie: Evropa oddělena od Asie mořem, západní
Amerika spojena s Asií (po většinu třetihor), východní
Amerika s Evropou
• Gondwana: oddělení Madagaskaru a Indie
44
• 50 mya Evropa oddělena od Grónska a spojena s Asií
(vyschnutí moře Obik)
45
• Afrika a Evropa ještě odděleny zbytkem moře Tethys
propojující Indický a Atlantický oceán
• Antarktida postupně pokrývána ledovcem, severní pól
bez zalednění
46
47
• spojení Severní a Jižní Ameriky 3 mya,
• komplexní historie Středozemního moře (pozůstatek
oceánu Tethys)
48
9
49 50
51
https://youtu.be/cW6rMzSOmvU
52
Souhrn
1. geografie proměnlivá
v geologickém čase
2. Gondwana starší než Laurasie; Pangea
3. dlouhodobé spojení Eurasie a Sev. Ameriky
4. recentní spojení Sev. a Již. Ameriky
5. Indie součást Gondwany
6. JV Asie recentního původu
7. spojení Austrálie-Antarktida-Afrika-J. Amerika
8. častá existence epikontinentálních moří (Eurasie, Sev.
Amerika)
53
Moře a oceány
1. oceány ovlivňují celosvětové klima (oceánské proudění
– distribuce tepla; hladina moře – rozsah kontinentů)
2. změny v poloze kontinentů vyvolají změny v
oceánském proudění => změny klimatu (a salinity
moří)
3. glaciální cykly, kolísání hladiny světového oceánu
4. bariéry pro terestrické, možnost šíření pro mořské
54
10
Epikontinentální
moře
• moře na kontinentální desce
• v současnosti velmi nízká
hladina světového oceánu
• epikontinentální moře
rozdělovala kontinenty na mnoho
menších celků – vliv na evoluční
diferenciaci bioty
• vliv na tok (směr) řek a jejich
propojení
55
Diverzita ammonitů vs rozsah
epikontinentálních moří
56
Vznik Středozemního moře
• uzavření cirkumtropické mořské cesty, 35 mya, Afrika se
spojila s Asií a uzavřela moře Tethys
• 24 mya: Gibraltar spojen s Afrikou => uzavření
Středozemního moře, vyschnutí západní části
57
Vznik Rudého moře
• vzniklo odriftováním Africké a Arabské desky (35-25 mya)
• asi 25 mya:
otevření
Rudého moře
do Indického
oceánu
(nespojeno se
Středozemním
mořem)
58
Baltské moře
59
Černé moře
60
11
Klimatické změny
1. geologické změny -> změny klimatu
2. cirkumtropický proud mezi Gondwanou a
Laurasií
3. po oddělení Austrálie od Antarktidy vznik
studeného proudění mezi kontinenty
4. uzavření teplého cirkumtropického proudu
5. počátek glaciálních cyklů
61 62
63
Vliv tektoniky na rozšíření fauny - souhrn
1. rozdělování a spojování pevniny: izolace, diverzifikace,
vymírání, výměna fauny
2. totéž moře a oceány
3. změny klimatu vlivem polohy kontinentů – oceánské
proudění
4. vyvrásněná pohoří, epikontinentální moře (bariéry pro
jedny, koridory šíření pro jiné)
5. souvislosti tektonických dějů s cykly vymírání (např.
Perm: vznik Pangey, pokles hladiny oceánů a vyschnutí
mělkých moří)
64