Stavba zemského t lesa - historie
Nové poznatky o stavb Zem , globální tektonika
• po átek století: v rámci geofyziky - díl í disciplína: seismologie - studuje rychlost ší ení, chování a p vod zem t esných vln • 1906 - objev vn jšího zemského jádra
• („hluboko uvnit Zem existuje zóna, která se chová jako kapalina“)
•Stavba Zem • Pohyby kontinent • Pohyby litosferických desek
• energie uvoln ná p i zem t esení se ší í zemským t lesem formou vln - vlny P (podélné, primární) - ástice kmitají ve sm ru ší ení vln
- vlny S (p í né, sekundární) -
ástice se pohybují kolmo na sm r ší ení vln
Nejhlubší vrty • 1909 - chorvatský geolog Mohorivi i objevil v hloubce 35 - 40 km zónu zm ny rychlosti ší ení vln (studoval zem t esení ve Skopje) • 1914 - Gutenberg - v hloubce 2900 km objevil hranici pláš x jádro • 1953 - australský geofyzik Bullen sestavil seismický model Zem
Zemská k ra • odpovídá staršímu termínu SIAL • mocnost: prom nlivá - kontinentální…30-40 km - oceánská……… 6-15 km maximální:…………………. 80 km • 2 základní typy • vrstvy: sedimentární granitická (žulová) bazaltová ( edi ová) • mocnost v R (rozdíl eský masív x Karpaty)
• poloostrov Kola (u m sta Zapolarnyj) - v roce 1992 dosaženo hloubky 12 262 m - byl vrtán 22 let • Horní Falc (u m sta Windischeschenbach) - vrtán v letech 1991-1994 - dosažena hloubka 9 100 m • Víde ská pánev (S od Vídn ) - v 80. letech; pr zkum ropy - dosažena hloubka 8 553 m • R - vrt Jabl nka 1 (1982 - hloubka: 6 506 m) sv tový rekord: d l Vojt ch (1875 - dosaženo 1 km; jáma . 16 : 1 838 m)
Typy zemské k ry • kontinentální (pevninská) – tvo ená sedimentární, granitickou a bazaltovou vrstvou • oceánská – tvo ená sedimentární a bazaltovou vrstvou oceánská vrstva: I. s mo skými sedimenty II. bazaltová 3H a 4H III. jurské až eocénní sedimenty + bazické a ultrabazické horniny + metamorfity ve facii zelených b idlic • p echodná – geosynklinální – typická pro geosynsklinály a p echodné oblasti mezi kontinenty a oceány - riftogenní – vázaná na mobilní zóny v oceánech
1
Historie výzkumu oceánské k ry • 1854 - první batymetrická mapa Atlantského oceánu; všechny hloubky zm eny lotováním; do roku 1900 ……18 400 m ení • 1873 - Challenger → mapa hlubokomo ských sediment , salinity a teploty • 1885 - založen oceánografický ústav v Monaku → vydány batymetrické mapy všech oceán ( 1:10 mil.) • 1920 - využití echolotu • 1957 - 1958 Mezinárodní geofyzikální rok • 1959 - 1965 UNESCO - výzkum Indického oceánu • 1969 - Callenger II - za ízení pro vrty • 1991 - nejhlubší vrt (504 B) ….. 2 km
Zemský pláš
hloubka: 100-150 (max 400) km
svrchní
st ední
Zemská k ra kontinentální oceánská
Zemský pláš
Zemské jádro
43
-
SiO2
69
48
Al2O3
14
15
-
-
Fe2O3 + FeO
4
11
12
90
CaO
-
11
3
-
MgO
-
9
37
-
NiO
-
-
-
8
5
2
100
100
100
ostatní
13
celkem
100
Zemské jádro
• odpovídá staršímu termínu SIMA • vrstvy: svrchní (B) → ada nehomogenit st ední (C) spodní (D) astenosféra
Chemické složení zemského t lesa (v %)
33 km 400 km
• odpovídá staršímu termínu NiFe • polom r: 3 478 km (tj. více než 1/2 zemského polom ru) • vrstvy: vn jší (E) → tekuté (existence prokázána 1906) p echodná zóna (F) - objev 1939 vnit ní (G) = jadérko - objev 1936 • existence kovového jádra → magnetické pole Zem
1 000 km
spodní 2 900 km
Geotektonické hypotézy • výzkum zam en na: p í iny látkového složení zemského t lesa + stavba Zem + objasn ní proces v ZK • hypotézy - fixistické (neptunisté, plutonisté) - mobilistické Wegenerova teorie kontinentálního driftu Teorie litosferických desek
Kontinentální drift • st hování kontinent • hlavní podn t: tvarová podobnost pob eží • konec 19.století (Suess) - hypotéza: existoval prakontinent Gondwana • 1910 - Wegener - hypotéza: na po átku 2H - prakontinent Pangea d kaz: geologický hypotéza nep ijata renesance v 60.letech
2
kambrium
• Pohyby kontinent 1H (prvohory) - pouze hypotézy (pokus o rekonstrukce)
od 2H (druhohor) - d kazy
B-Baltika G-Gondwana Ch- ína L-Laurentia S-Siberia X-jádro eského masívu
ordovik A-Avalonia
silur
A-Avalonia B-Baltika G-Gondwana Ch- ína K-Kazachstania L-Laurentia S-Siberia X-jádro eského masívu
devon
LR-Laurussia
karbon
• Gondwana - rota ní pohyb + SZ. ást - b hem karbonu srážka s Laurasií (SA kontinentem) kolize vrásn ní (hercynské horstvo v Evrop ) • pozice M v rovníkové oblasti
(Severoatlantický kontinent)
perm
• trend: sbližování kontinent - kolize • vznik poho í • vznik jediného kontinentu Pangea • odd lena z stává: JV Asie (spojuje se po átkem 2H)
2H - trias
• • • •
existence Pangey na V - vymezena oceánská oblast Tethydy 1. náznaky budoucího rozpadu Pangey Panthalassa
3
jura
k ída
• rozpad Pangey • Tethyda se rozši uje na Z rozd lení Pangey (S +J ást) • Indie - za íná pohyb k S • odd lení: Evropa x Afrika Evropa x Severní Amerika
• rychlý rozpad Gondwany: Afrika x Jižní Amerika Afrika x Madagaskar Indie x Antarktida koncem k ídy - kolize s J.okrajem ínské desky (k ída - oligocén: rychlost pohybu 100 - 180 mm/rok)
eocén konec 3H
• 3H - rozši uje se Atlantský oceán • eocén - S. ást Atlantiku - poklesy • odd lení Austrálie x Antarktida
sou asnost
Teorie litosferických desek = nová globální tektonika - opírá se o: • sv tový riftový systém • hlubokooceánské p íkopy • Wadatiovy-Beniofovy zóny • charakter oceánského dna s pásovými magnetickými anomáliemi • existenci astenosféry - litosféra je rozd lena v adu desek - rozdíly: složení, stavba, velikost
• vymezení desek Le Pichon (1973) - 6 hlavních desek Galuškin, Ušakov (1978) - 13-ti deskový model v sou asnosti 14 - 16 deskový • typy desek • rychlost pohybu desek • typy rozhraní: konvergentní divergentní transformní (st ižn -zlomové)
4
Pohyb desek • pohyb celých desek (drift - pouze kontinent ) • SA deska (západní ást Atlantiku + pevninská k ra SA - je i kontinentální drift) • rychlost pohybu (oboustranné): - rychlost rozpínání St edoatlantského h betu: 40 mm/rok - Pacifická deska: 80 mm/rok - Indická subdeska (svrchní k ída - spodní oligocén): 100 - 180 mm/rok - Euroasijská - Africká - za posledních 9 milion let se desky p iblížily o 100 km (10 mm/rok)
transformní = horizontální posun
divergentní
Rychlost pohybu litosferických desek
cm/rok (dlouhodobý pr m r)
konvergentní
• d lení litosféry: - na místem konvek ního proud ní: riftové struktury roz len ní litosféry na desky → subdesky 1. rift 2. st edooceánský h bet - vznik nové zemské k ry - st edooceánské h bety - vytvá í globální systém - navzájem propojený p . St edoatlantský h bet Východopacifický h bet
5
St edooceánské h bety St edooceánské h bety - existence potvrzena v 60. letech - celková délka > 60 000 km - 15,3 % dna sv tového oceánu - výška 1 - 4 km - ší ka 300 - 2 000 km 3 základní ásti: 1. svahy 2 . vrcholové valy s okrajovými valy riftových údolí 3. riftová údolí (hloubka 1,5 - 2 km, š = 25 - 40 km
konvergentní rozhraní • pohyb desek • základní fáze: - p ibližování desek existence geosynklinály - vrásn ní geosynklinály (sediment , které ji tvo í) - subdukce = podsunutí 1 desky
typy konvergentního rozhraní Podle charakteru p ibližujících se desek: • oceánská oceánská
štíty a platformy
• oceánská pevninská • pevninská pevninská
Platformy a štíty
Významné sopky
Štíty - jádra kontinent (9 základních) kanadský (laurentinský) guayanský brazilský africký antarktický
indický australský baltský aldanský
- oblasti dlouhodobého pomalého zdvihu Platformy - fundament + sedimentární pokryv - staré (kratony) mladé (fundament od svrch. proterozoika) - tabule - anteklízy a syneklízy
6
