Kolize kontinentů v Čechách aneb "Jak desková tektonika zformovala Český masív“
J. Cimrman, někdy kolem roku 1903
Desková tektonika - historie 1596 – holandský mapér Abraham Ortelius ve své práci Thesaurus Geographicus popisuje že Amerika byla „odtržena“ od Afriky a Evropy zemětřesením a potopami a dodává: „Stopy po této trhlině se prozrazují samy, když srovnáme pobřežní linie těchto kontinentů“.
1858 - Antonio Snider-Pellegrini ve své práci „La Création et ses mystères dévoilés“ dokládá stejné rostlinné zkameněliny nalezené v Americe a v Evropě
1912 a 1915 – Alfred Wegener představil teorii „kontinentálního driftu“ Ledovcové sedimenty v afrických pouštích Uhelné sloje v Antarktidě Stejné fosílie od Austrálie přes Indii, Afriku až do Jižní Ameriky
Fyzikální problém Wegener nedokázal zdůvodnit mechaniku pohybu takové masy hornin fyzikálním modelem a proto jeho teorie nebyla přijata
• 1929 – Arthur Holmes – britský fyzik a geolog se zastává Wegenera a navrhuje konvektivní pohyb v Zemském plášti jako hlavní sílu řídící pohyb kontinentů • Chybí však důkazy pro vznik a zánik oceánské kůry, 2/3 povrchu planety zakryté vodami oceánů byly pořád neprozkoumané
Mapování oceánského dna • 1960 – Harry Hess – americký geolog, který na základě rozsáhlého mapování oceánského dna, představuje model vzniku oceánské kůry na středooceánském hřbetu na základě tří argumentů 1. Topografie oceánského dna 2. Věk vulkanických hornin oceánského dna 3. Změna magnetické orientace vulkanických hornin oceánského dna
…a potvrzuje fyzikální model Holmese a geologické argumenty Wegenera
Kompletní topografie planety jasně ukazuje podmořské horské masívy probíhající uprostřed oceánů
Věk oceánského dna
Vznik a struktura oceánského dna
Nejdůležitějším důkazem je symetrie záznamu přepólování magnetického pole Země na obou stranách středooceánského hřbetu
Současné rozložení desek
Teorie deskové tektoniky
Díky seismologii víme že se pohybuje celá litosferická deska, která je mocná přibližně 100km a tvoří ji litosferický pevný plášť a buďto oceánská (5-8km) nebo kontinentální kůra (30-40km)
Subdukce oceánské desky Nazca pod jihoamerický kontinent • V hloukách kolem 100km se svrchní část subdukující desky taví a magmata vystupují vzhůru k povrchu • Kontinent se může ztlušťovat a zvedat vysokohorské plató
Podsouvání indické pod eurasijskou desku • Vzniká pásemné pohoří a vysokohorské plató, které se zvedá nad ztluštělou kůrou
Jak je možné aplikovat teorii deskové tektoniky na Český masív?
Variská Evropa
Český masív je hluboce erodovaná část kolizní zóny, která se vytvářela před 400-320 milióny let (variský věk). Tudíž typické znaky současné deskové tektoniky jako, subdukční zóna, vulkanický oblouk nebo vysokohorské plató chybí, …ale mohou být odkryty studiem hornin.
Před 300 milióny lety (Blakey)
Superkontinent Pangea
Geologická mapa – nepostradatelný základ pro tektonické interpretace
… ale na první pohled je trochu komplikovaná ☺
Tektonická versus geologická mapa Geologická mapa rozlišuje horninové typy v terénu Tektonická mapa rozlišuje oblasti s více horninovými typy, které ale prodělaly stejnou deformaci a minerální přeměnu (metamorfózu) ve stejném období Tektonická mapa je proto nepostradatelná pro interpretaci geologického vývoje
Jak vytvořit vhodnou tektonickou mapu Nejdříve přestaneme brát v úvahu horniny mladší než variská kolize, která probíhala mezi 400 a 320 milióny let a zformovala Český masív Sedimentární horniny, například české křídové pánve a karpatského předpolí na východní Moravě a Slezsku
Mladé vulkanické horniny, například Českého středohoří
Detailní strukturní pozorování a mapování je základem pro tektonické interpretace
4c.
Hledáme analogie přírodních dějů experimentální prací
Experimentální deformace válečku horniny
Stanovujeme stupeň metamorfózy – minerální přeměny hornin v kolizních zónách
Subdukce •tlak narůstá mnohem rychleji než teplota • minerální složení hornin odpovídá vysokým tlakům a nízkým teplotám např. 2GPa při 600°C
V subdukční zóně se čediče mění až na tzv. eklogity, např. vrchol Meluzíny v Krušných Horách
Čediče oceánské kůry v podobě tzv. polštářové lávy
Kontinentální podsouvání •tlak narůstá rovnoměrně s teplotou • minerální složení hornin odpovídá středním tlakům a teplotám např. 1GPa při 600°C
Chlorit (Fe,Mg,Al)(Si,Al)O 6 4 10(OH)8
Biotit K(Fe,Mg)3 AlSi3 O10(F,OH)2
Granát (Fe,Mg)3 Al2(SiO4)3
Staurolit Fe2 Al9 Si4 O22(OH)2
Geochemický charakter a věk magmat a metamorfózy Datování absolutního stáří radiometrickou metodou nejčastěji na krystalech zirkonu
Datování relativního stáří pomocí zkamenělin
Tektonická mapa
Geologická mapa
Saxothuringikum
Pozůstatky oceánské kůry a minerální složení hornin odpovídá vzniku za vysokých tlaků a nízkých teplot
Tepelsko-Barrandienská jednotka
Hlavně málo přeměněné sedimentární horniny s pozůstatky fosílií
Středočeský plutonický komplex
Magmatické horniny typické pro vulkanický oblouk
Interpretace tektonického vývoje západního okraje Českého masívu
1. Subdukce tzv. saxothuringického oceánu následovaná podsunutím stenčeného kontinentálního okraje a vznikem Středočekého plutonického komplexu 2. Vysouvání plochých horninových těles – příkrovů, oddělených z podsouvané desky podél subdukční zóny zpět k povrchu
Brunia a Silezikum Litosférická deska kolidující od severovýchodu, kontinentální kůra deformovaná pouze na západním okraji. Minerální proměna za středních tlaků a teplot.
Moldanubikum
Minerální proměna za vysokých tlaků a teplot. Ztluštělá kontinentální kůra s tělesy litosferického svrchního pláště.
Tektonické profily východního okraje Českého masívu
Nasouvání příkrovů na Brunii a Silezikum a tvorba hornoslezské sedimentární pánve Himaláje
Rekonstrukce celkového vývoje
Autorství Tato rekonstrukce je popsaná v publikaci: Schulmann, K., Konopásek, J., Janoušek, V., Lexa, O., Lardeaux, J.-M., Edel, J.-B., Štípská, P., Ulrich, S., 2009. An Andean type Palaeozoic convergence in the Bohemian Massif, C. R. Geoscience, 341, 266286. Prezentovaný pohled na variský vývoj Českého masívu by nebyl možný bez detailního geologického mapování od dob Joachima Barranda v 19. století a dynamického pojetí geologického vývoje Franz Eduardem Suessem již v roce 1911 a 1913, které bylo později podpořeno teorií deskové tektoniky.
