Nerosty = Minerály -
jsou to stejnorodé neústrojné látky dají se vyjádřit chemickým vzorcem nebo značkou na Zemi je známo asi 3000 druhů nerostů (nejvíce SiO2 = křemen, C = diamant a tuha, S = síra)
Horniny -
jsou to nestejnorodé neústrojné látky složené z více nerostů jsou to směsi !! například žula je směs skládající se ze 100 druhů nerostů (nejvíce SiO2, živec, slída)
Tvary Nerostů -
nerosty vzniklé krystalizací z roztoků nebo z magmatu vznikají kyseliny
Krystal -
je těleso z pravidelnou vnitřní stavbou na ni závisí o tvar o velikost vlastnosti nerostů (například C) o diamant § nejtvrdší nerost § atomy čtyř vazné o grafit (tuha) § nejměkčí nerost § atomy trojvazné
Některé Nerosty -
krystaly nevytváří a jsou beztvaré (amorfní) o acháty o opály
Krystaly Se Třídí Do Soustav Krystalová soustava Trojklonná Jednoklonná Kosočtverečná Krychlová Čtverečná Šesterečná Klencová
Nerost Skalice modrá Slída, sádrovec Síra Diamant, sůl (NaCl), zlato (Au), galenit (PbS) chalkopyrit tuha Křemen (SiO2), kalcit (CaCO3)
Osy Krystalu
Vlastnosti Nerostu -
fyzikální o hustota o tvrdost o štěpnost o křehkost o kujnost o barva o lesk + propustnost světla + elektrická vodivost + magnetičnost
a)
mechanické vlastnosti
b)
optické vlastnosti
Mechanické Vlastnosti Nerostů Hustota - závisí na chemickém složení a krystalové struktuře - využití při oddělování nerostů plavením Tvrdost - závisí na pevnosti vnitřní stavby - Mohsova stupnice tvrdosti (sestavil ji v roce 1811 německý fyzik Fridrich Mohs) Tvrdost 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Nerost mastek sádrovec vápenec fluorit apatit živec křemen topas korund
Chemické Složení Křemičitan hořečnatý (Mg3(OH)2SI4O10) NaCl CaCO3 CaF2 fosforečnan vápenatý SiO2 Al2F2SiO4 Al2O3
10 diamant -
C
využití: o tvrdé nerosty hlavně diamant se používají na řezání, vrtání, broušení o tuha se používá na výrobu tužek o mastek na výrobu krejčovských kříd o korund a diamant ve šperkařském průmyslu
- rýpou: každý následující nerost rýpe do předcházejícího Štěpnost - Schopnost rozpadat se na části podle určených směrů (například slída se štěpí na lupínky, kalcit na klence, některé nerosty se rozlomí jsou lomné) - například křemen má lasturnatý lom (pazourek = křesací kámen a různé nástroje našich předků) Pevnost - Soustřednost částí o křehké – při nárazu se rozletí (křemen) o jemné – při nárazu nerozpadne (sádrovec) o kujné – rozštěpují se na kovy (Au, Ag)
Optické Vlastnosti Nerostů Barva - nejnápadnější znak nerostu o barevné nerosty § S (síra) = žlutá § argit = černý § tuha = šedočerná o zbarvené nerosty (zbarvení je způsobeno příměsí nějakého prvku) § SiO2 • růžový – růženín • žlutý – cintrid • hnědý – záhněda • černý – norit • ametyst – fialový § Al2O3 (korund) • červený – rubín • modrý – safír o bezbarvé nerosty (čiré) § NaCl § SiO2 – křišťál Co je to vryp? - důkaz barvy = otěr nerostu na porcelánové desce - u barevných nerostů je stejný jako barva nerostu - u zbarvených nerostů je světlejší Lesk (odraz světla od nerostu)
-
kovový (pyrit, zlato, stříbro) perleťový (slída, kalcit) mastný (mastek, kaolinit) skelný (křemen)
Propustnost světla - průhledné (slída) - průsvitné (křemen) - neprůsvitné (pyrit, síra) (některé nerosty jsou pestře zbarvené, pruhované: hlavně opály a acháty tygří oka)
Chemické Vlastnosti Nerostů -
na základě chemického složení se nerosty dělí na: o Nerosty prvky § Kovy – Au, Ag, Pt § Nekovy – S, C o Nerosty Sloučenin:
Sulfidy Halogeny Oxidy
FeS2 (pyrit), PbS (galenit) NaCl, KCl, CaF2 (fluorid vápenatý) SiO2, Al2O3 (korund) UO2·UO3 (smolinec), Fe2O3 (magnetovec) Uhličitany CaCO3 (kalcit), FeCO3 (ocelek) Křemičitany živec, slída, olivín Sírany CaSO4·2H2O (sádrovec)
Drahokamy – jsou to vzhledově pěkné a vzácně se vyskytující nerosty použití: – šperkařství, klenotnictví, mozaiky, obklady nejdražší a velmi vzácné jsou: – diamanty = C (světlé a jiné barvy) o safír – modrý o rubín – červený o smaragd – zelený beryl
Al2O3 - korund
Polodrahokamy – český granát, opál, achát, chalcedon Ozdobné Kameny – hlavně mramor a travertin na obklady karát = jednotka hmotnosti drahokamu (1karát = 0,2g) karát = jednotka ryzosti zlata 100% zlato = 24karátů (je příliš měkké a proto se slévá například d Ag, Pa, Cu, …)
Hlubinné Vyvřeliny Magma = roztavené horniny pod povrchem – chladnou pomalu a dlouho (i milion let) – pod povrchem země vytváří tělesa tvz. Plutony = Masivy: Batolit = největší, není zajištěna základna Lakolit = těleso vykuté do nadloží Žíla = prochází vrstvy napříč Žula = nejrozšířenější hlubinná vyvřelina - použití: o stavební materiál o obklady o parapety o schody o pomníky o (dříve sarkofágy) - známý je obelisk (= sloup) z mrákotínské žuly na Pražském hradě (je to monolit vyrobený k výročí vzniku ČSR) - složení: o křemen – SiO2 § tvrdost: 7 § barva: bílá, růžová, zelená… § křemenný písek: výroba skla § vybarvené odrůdy křemene se používají ve šperkařství o živec – tvrdost 6 § ortoklas = světlý § lagioglas = tmavý § použití na výrobu porcelánu o slída § muskovit = světlá § bivlit = tmavá § měkká ohebná § použití do omítek Gabro = tmavošedá hornina - složení: o augit o tmavý živec plagioglas - použití: o stavební materiál o obklady a pomníky o schody Další hlubinné vyvřeliny -
diorit grovnodiorid
-
syenit
Výlevné Vyvřeliny Láva = roztavené horniny na povrchu Země – chladne velmi rychle – strukturou je různá = od sklovité (sopečné sklo, obsidián) až po hrubě zrnitou strukturu (pemza) Vyvřelé Horniny vytvářejí na povrchu tělesa – kupy – štíty – kužele – příkovy, homole Čedič = Bazalit – – – –
nejrozšířenější výlevná hornina na Zemi = ztuhlá láva vykytuje se i na Měsíci v ČR: Říp (obsahuje 12% magnetovce), Trosky, Doupovské hory sloupcovitě se rozpadá (například: chráněný výtvor jsou čedičové varhany u Kamenického Šenova = Panská Skála) – barva: – šedočerná až černá – použití: – stavební materiál (dříve v Egyptě sarkofágy) – sošky, vázy Znelec = Fonolit – barva: – černá – šedočerná – použití: – stavební materiál – štěrk Další vyvřeliny: – – – –
obsidián (sopečné sklo) pemza ryolit diabas...
Rudné Nerosty – Magma – kromě základních prvků obsahuje i sloučeniny kovů ►vytváří se nerosty rudných žil – V Zemi se tvoří
– rudná ložiska – rudné žíly – ze kterých se může těžit – suroviny obsahují kov + hlušinu (hlušina se musí odstranit) Nerost Chemická Značka Barva
Význam
Zlato (Au) – vyskytuje se – v ryzí podobě (plíšky, dráty, valounky, rýžuje se v náplavech řek) – ve zlatých žílách (ložiska) – kovový lesk žlutá barva – chemicky odolné (rozleptává lučavka královská) – ryzí zlato má 24 karátů – je měkké a proto se nehodí do šperkařství – slévá se s: Ag, Cu, Ni, paladium (bílé zlato) – velké množství nalezišť je v – JAR – Rusku – Austrálii – USA – Kanadě – puncovní značka označuje ryzost zlata (pro šperkařské účely se používá 14ti nebo 9ti karátové zlato) – za 500 let se na světě vytěžilo asi 63 000 tun zlata (polovina z tohoto množství je uložena v trezorech státních bank) – využití: – šperkařství – stomatologie – elektronika – sklářství
– průmysl porcelánu – chemické laboratoře... V ČR se těžilo až do roku 1993!
Magneetovec – nejbohatší na Fe (obsahuje až 72% železa) – je v Řípu vychyluje střelku u kompasu – Fe2O3-FeO
Usazené Horniny Eroze = zvětrávání Mechanické = rozpad hornin na zvětraliny vlivem teplotních změn, kořenů rostlin, větru a deště... Chemické = rozpad hornin vlivem chemického působení vody (= dochází k rozkladu) I. Usazené Horniny Klastické = Úlomlovité – vznikají mechanickým zvětráváním a vlivem gravitace se přemisťují do nižších nadmořských výšek a postupně se usazují = sedimenty – vytváří vrstvy o různé mocnosti (tloušťce) mocnosti – lupenitá = velmi tenká – deskovitá = x cm – lavinová = silná souvrství = několik vrstev nad sebou vrstevní sled = postupně usazované vrstvy
Horniny nezpevněné zpevněné štěrk ► slepenec písek ► pískovec jíl, hlína, spraš ► jílovitá břidlice jíl ► opuka spraš, prach ► cihlářská hlína použití: – stavebnictví (štěrk, písek, opuka) – sklářství (křemenný písek) – kamenosochařství (pískovec) – střešní krytina (jílovitá břidlice) II. Organické Usazeniny –
vzniklé nahromaděním organických zbytků na dně moří, oceánů, jezer, lagun...
a) Nehořlavé Vápenec – hlavní složkou je Kaolit (CaCo3) – vzniklé z vápenatých schránek živočichů – barva: světlá až černá – obsahuje otisky skamenělin použití: – vápno, cement – vyleštěný jako opravdový mramor výskyt: – krasové oblasti Dolomit – vápenec s příměsí MgCO3 – vyskytuje se v dolomitech na Malé Fatře Křída = čistý jemný CaCO3 – vyskytuje se v Anglii – tvoří zde bíle skály devonské u la Manche – vyskytuje se v oblasti Champgne ve francii b) Hořlavé Rašelina – odumřelé části mechu a rašeliníku v močálech použití: – na úpravu kvality půdy – pro lázeňské účely – dříve na topení Fosilní paliva – uhlí • lignit (nejméně kvalitní uhlí) • hnědé (druhohory – třetihory; ze zbytků jehličnanů) • černé (prvohory; ze zbytků stromových kapradin) • antracit (nejkvalitnější uhlí; často obsahuje zbytky otisků zkymenělin) – uhlovodíky • vzniklé z drobných mořských živočichů na mořských zátok – zemní plyn • plynný • na topení – ropa • tekutý • na výrobu: léčiv, barviv, benzínu, nafty, umělých vláken, plastický a syntetických hmot – zemí vosk • pevné • na izolaci na silnicích – asfalt • pevné • na izolaci na silnicích
III.chemické usazeniny vznikly chemickým zvětráváním a za působení H2O (z roztoků se vysrážela ložiska surovin) například: – ložiska soli • halit (NaCl) • salvin (KCl) využití: – potravinářský a chemický průmysl –
Sádrovec (CaSO4 – 2H2O) – je měkký a dobře se štípe použití: – přísada do cementu Alabast = bílá forma sádrovce (na vzduchu žloutne) použití: – sošky a vázičky Travertin – pórovytý vápenec použití: – obklady budov Krevel = henalit (FeO2) Hnědel = limonit (FeO2 – nH2O) Bauxit = (Al2O3) směs oxidu hliníku, nejbohatší hliníková ruda) Aragonit = křídlovec „železný květ“ – vzniká usazováním z horkých pramenů (Karlovy Vary – Vřídlo)
Přeměněné horniny = metamorfované –
vznikají tak, že se vyvřelé i usazené horniny dostávají do hlubin Země, kde na ně působí vysoký tlak a vyšší teplota ► tím se mění vzhled i struktura
zástupci: – fylit – svor – rula
Vznikly přeměnou jílovitých a písčitých hornin
Fylit – deskovitě se štípe používá se: – na obklady Svor – šupinková struktura – obsahuje granáty
Mramor = krystalický vápenec – kvalitní kamenosochařský materiál používá se: – leštěný na obklady a schody Tuha = grafit – vznikla přeměnou usazenin s obsahem organických látek – žáruvzdorný použití: – ve slévárnách – do tužek Magnetovec (Fe2O3 – FeO) – nejbohatší železná ruda
Horninotvorný cyklus –
horniny se mění v průběhu milionů let v nepřetržitém horninovém cyklu
Desková tektonika Litosféra = kamenný obal Země – není celistvá ► je rozdělená na 8 hlavních a 10 vedlejších litosférických desek, které se pohybují po plastickém podkladu = Astenosféře – příčinou pohybu je vnitřní energie Země – v místech oceánských hřbetů se zemská kůra tvoří – v místech oceánských příkopů zemská kůra zaniká – oceánské hřbety: Severo atlantský, Středo atlantský – oceánské příkopy: Mariánský, Jávský, Petrický Názvy litosférických desek například: – Africká, Indická, Severoamerická, Nazca, Euroasijská, Tichomořská, Somálská V místech dotyku litosférických desek dochází k zemětřesení a sopečné činnosti (velmi aktivní je oblast tichomoří – oceánský ohniskový prsten) Teorie kontinentálního driftu = pohyb kontinentů autor: Alfréd Wegener – německý meteorolog – zhynul v Grónsku – při výzkumné expedici vyslovil teorii pohybu kontinentů (1915) – původně byl jeden prakontinetn = Pangea – před 200 000 000 lety se začal dělit na • S – Lauraásii • J – Gondvanu – pohyb pokračoval dál až do dnešní podoby
Důkazy wegenerovy teorie – – – – –
obrysy kontinentů zapadají do sebe stejné druhy rostlin a živočichů, zkamenělin se vyskytují na obou stranách míst odtržení stejné druhy hornin sloje uhlí v Antarktidě magnetičnost hornin
Poruchy zemské kůry –
se na povrchu Země projevují jako • horninotvorná činnost • sopečná a zemětřesná činnost
Horninotvorná činnost = tektonika – vytváří se pohoří – zdrojem energie je vnitřní energie Země – nejvíce poruch je na okrajích litosférických desek Vrásová pohoří Vznik kerných pohoří je-li tlak příliš velký horniny praskají a lámou se ► vznikají kry z kůry ► tvoří se zlomy a pukliny – vznikají kerná pohoří (Alpy, Himálaje, Karpaty, …) – v údolích jsou příkopové propadliny, kde se usazují usazeniny ► například ložiska uhlí (v ČR jsou Podkrušnohorské pánve s ložisky uhlí) –
Doprovodné sopečné jevy – Solfary – výrony horkých plynů, často obsahují S, SH, SO2 (200-800°C) – Fumaroly – výrony horkých plynů, často obsahují S, SH, SO2 (200-800°C) – Mofety – únik CO2, až 30°C – Horké vody • teplice • vřídla vrstvy horké vody • thermy Často obohacené o minerály ► léčivé prameny ► vznik lázeňských středisk – Gejzíry – výrony vody v určitých časových intervalech (nejvíce na Novém Zélandu, Islandu a v USA Typy sopek – Havajský • je tvořen lávovými proudy • vznikají štítové sopky (Mavna Loa na Havai) – Kaldera • vznikají propadnutím vrcholu sopky (Vesuv) – Maary • vznikají jednou velkou explozí sopky (České středohoří)
Sopečná činnost = vulkanismus Sopka = vulkán – na Zemi je známo asi 800 sopek – asi 400 z nich bylo aktivních v posledních 2000 letech Sopky – činné (= aktivní) – Etna – spící – Fuji, Vesuv – vyhaslé – Kilimandžáro, Komorní hůrka Sopky se dělí – na pevnině – v oceánu Sopečné vyvřeliny – balvany (velké) – pumy (jako hruška) – lapili (jako ořech) – písek, prach – plyny (páry, SH, SO2) Sopky ve světě Evropa: – Etna – Vesuv – Stromboli – Thira – Hekla – Ajska Afrika: – Mount Meru – Mount Kamerun – Niryragongo
Asie: Amerika: – Ključevskaja (Kamčatka) – Popocatépetl (Mexiko) – Kronockaja (Kamčatka) – Citlaltépetl (Mexiko) – Fuji – Mount St. Helen – Apo – Mount Pébe – Krakatoa – Lan Pedro – Cotopaki Antarktida: – Mount Erebus Oceánie: – Mauna Loa (Havaj) – Kalava (Havaj) – Ruapehu (Nový Zéland)
Zemětřesení Seismologie = věda studující zemětřesení Seismograf = přístroj na zaznamenávání zemětřesení Seismogram = zaznamenává zemětřesení – výrazný projev vnitřní síly Země – vázáno na okraj litosférických desek – za 1 rok zaznamenají přístroje asi 1 000 000 zemětřesení, ale asi 20 pociťují lidé – nejaktivnější oblasti jsou Asie a Jižní Amerika – nejklidnější oblasti jsou Austrálie ČR je v klidné oblasti, zemětřesení bývají slabá 2-3° Richterovy škály, v oblasti západních Čech Stupnice zemětřesení – Richterova 1-9 – Mercaliho 1-12
–
MSK - …
Ochrana před zemětřesením – –
speciální stavební metody při zakládání staveb (odpružení) ochrana plynového a elektrického vedení
Tsunami – zemětřesné vlny se v oceánu šíří a velkou ničivou silou (a s velkou výškou vlny) – dosud se nepodařilo přesně předpovědět dobu zemětřesení (ale se sleduje na seismografech) Největší zemětřesení – Čína – Írán – Indonésie – Japonsko – Jižní Amerika ► poslední zemětřesení 7,6 Richterovy škály v říjnu 2005 v Pákistánu
Vývoj Země a života na Zemi stáří Země se odhaduje na 4,5 – 4,7 mld let vývoj se dělí na geologické éry Historická geologie – věda studující stavbu země v geologických érách Paleontologie – věda o životě v minulých geologických érách – studuje: • zkameněliny a fosilie které jsou zkamenělé (například: živočichy kteří mají jenom pevnou schránku ti se zachovali nejlépe) • fosilie = mumie různých živočichů ve věčně zmrzlé půdě Sibiře, Kanady nebo v rašeliništi) – –
Zjišťování stáří Proměnné – – •
podle polohy vrstvy (1669) • čím je zkamenělina hlouběji tím je starší podle vůdčích zkamenělin (1817) stejné zkameněliny na různých místech jsou stejně staré (například v Anglii a v Čechách)
Skutečné – –
podle poločasu rozpadu prvků například poločas rozpadu: • C14 = 5730 let • U = 4,5 mld let • K = 1,25 mil let
Vznik Země – –
před 4,5 – 4,7 mld let shlukováním mezihvězdné látky ►rozžhaveno ► zchlazeno (horniny – počátek geologického období) ► vytváření atmosféry (CO2, CO, NH3, CH4, SO2, H2s, H2O) ► snižování teploty ► vznik většího množství vody ►vznik života (elektrické výboje a ultrafialové záření) ► sinice a bakterie (3 mld, prvohory) ► buňka z jádrem (konec prvohor) ► fotosyntéza ► kyslík ► mnohobuněčné organizmy (starohory)
Koacerváty – shluk organických sloučenin Geologické éry
Geologická období Prvohory a starohory = prekambrium – trvali 3,5mld let – nejstarší a nejdelší období ve vývoji Země – tvořila se jádra kontinentů = štíty (například: Kanada, Brazílie, Skandinávie) – vznikal život, nedochovali se žádné zbytky – nejstarší jsou kulaté útvary v Africe (staré 1,1mld let) – prakontinent Pangea – v atmosféře se hromadil O2 a tím se vytvářely podmínky pro vývoj organismů na souši Prvohory „éra trilobitů“ – trvali 340mil let – Pangea se rozdělila na Laurasii a Gondwanu – život ve vodě – rozvoj ryb a paryb ► pozůstatkem dnes jsou takzvané živé fosilie (Latimérie podivná, bahníci) – trilobity jsou symbolem paleontologie (korýši s pevnou schránkou, na konci prvohor, studoval je J. Barrandier) – živé fosilie = organismy, které přežily svou dobu
Latimérie podivná, bahníci = ryby Haterie Novozélandská Tapír Ptakopysk Ježura araukárie „pokojová jedlička“, jinan dvoulaločný = ginko biloba • • • • •
Druhohory „éra ptáků“ – – – – – – – – –
trias, jura, křída fauna: veleještěři, brontosauři, ptakoještěři, praptáci, archeo-savci flóra: přesličky, plavuně, kapradiny nahosemenné rostliny rozvoj velkých plazů (dinosaurů = veleještěři) na konci druhohor vymírají objevují se praptáci = archeopteryx (znaky ptáků a plazů) měkkýši (amoniti a blemoniti) haterie novozélandská (ještěrka s třetím okem)
Na území ČR bylo křídové moře ► dnes je tato oblast českou křídovou tabulí Na konci druhohor začíná Alpinsko-himalájské vrásnění Třetihory „éra savců“ – – – – – –
dělí se na paleocén a neogén alpinsko-himalájské vrásnění (Alpy, Karpaty, Himaláje, Pyreneje) doprovodná sopečná činnost – české středohoří tvořila se ložiska hnědého uhlí, ropy a zemního plynu fauna: rozvoj krytosemenných a nahosemenných rostlin flóra: vůdčí postavení zaujímají savci • poloopice • opice • sudokopytníci a lichokopytníci • šelmy
