geologia tematy.doc

BUDOWA KULI ZIEMSKIEJ:

Geologia – nauka zajmująca się badaniem Ziemi, w szczególności skorupy ziemskiej, badaniem struktur geologicznych budujących skorupę ziemską, a także badaniem powstania życia na Ziemi.

GEOLOGIA:

Geologia podstawowa:

Geologia historyczna (stratygraficzna)

- dzieje Ziemi

- proces powstawania życia na Ziemi

Geologia dynamiczna

- bada struktury geologiczne oraz procesy, które powodują ich powstawanie

Geologia regionalna

- zajmuje się badaniem jednolitych jednostek budujących skorupę ziemską

Geologia stosowana:

              - Geologia złóż (kopaliny użyteczne, odnajduje i bada złoże)

              - Geologia kopalniana (służy kopalniom, pomaga, rozstrzyga problemy na drodze               wydobycia

- Geologia inżynierska (zajmuje się gruntami pod obiekty budowlane)

- Hydrogeologia (wody podziemne, charakterystyka)

- geofizyka górnicza ( określa ibada skorupę ziemską metodami elektrycznymi –               sejsmometry)

Ziemia składa się ze sfer:

Litosfera – powierzchnia

Atmosfera – powłoka gazowa

Hydrosfera – wszystkie wody

Biosfera – fauna i flora (przenika wszystkie sfery)

Ziemią budują geosfery:

Ziemia to trzecia z kolei planeta układu słonecznego. Pełny obrót własnej osi trwa 23h 56min 4s. Obieg wokół słońca następuje po elipsie i trawa 365dni 5h 48min 46s. Przebywa drogę 936000000km z prędkością 29,5 km/s. Średnia odległość od słońca to ok. 150mln km. Średni promień Ziemi 6371km w tym promień ziemski równikowy wynosi 6378km, a południkowy (biegunowy) 6357km. Objętość 1083mld km3 Średnia gęstość Ziemi wynosi 5,52t m3. Powierzchnia to 510mln km2 ok. 71% to wody powierzchniowe. Kształt Ziemi: geoida – elipsoida obrotowa trójosiowa.

TRZĘSIENIA ZIEMI:
 

Trzęsienie Ziemi to drgania ośrodków budujących Ziemię.

Hipocentrum – miejsce w głębi Ziemie w skorupie ziemskiej lub w górnym płaszczu, w którym powstaje trzęsienie Ziemi.

Epicentrum – miejsce na powierzchni Ziemi do którego drgania dochodzą najszybciej.

Ze względu na skutki można wyróżnić 3 obszary:

              - obszar epicentralny – obszar blisko epicentrum, gdzie występują maksymalne               drgania i maksymalne zniszczenia.

              - obszar makrosejsmiczny – drgania są odczuwalne ale nie ma zniszczeń.

              - obszar mikrosejsmiczny – drgania są odnotowywane przez wyspecjalizowany               sprzęt (sejsmografy, sejsmometry).

Podczas trzęsienia Ziemi powstają trzy rodzaje fal sejsmicznych, oznacza się je jako:

P – fala podłużna (dylatacyjne)

S – fala poprzeczna (torsjonalne) powstają w hipocentrum

L – fale powierzchniowe – powstają w momencie dotarcia fal sejsmicznych P lub S do powierzchni Ziemi.

Do określania siły trzęsienia Ziemi stosuje się dwie skale:

- skale intensywności – skala Mercalle’go

- skala wielkości MAGNITUDY zwana popularnie skalą Richerta (9st)

Fala P ma ok. 2x większą prędkość rozchodzenia się niżeli fala poprzeczna (S) lub powierzchniowa (L)

Fala podłużna (P) powstaje jako wynik próby zmiany objętości ośrodka skalnego.

Fala poprzeczna (S) powstaje jako reakcja ośrodka skalnego na postęp zmiany jego kształtu.

Prędkość rozchodzenia się fal sejsmicznych zależy od rodzaju ośrodka, a głównie od jego gęstości i sprężystości. Stąd też na podstawie prędkości fali można określić gęstość skał. Wyjątkowa jest fala poprzeczna, ponieważ może się ona rozchodzić jedynie w ciałach sprężystych.

Na granicy dwóch ośrodków o różnej gęstości podczas propagacji fal sejsmicznych powstaje zjawisko fizyczne odbicia i załamania się fali.

Trzęsienia Ziemi są w stanie prześwietlić glob ziemski. Na granicy dwóch ośrodków skalnych następuje zjawisko załamania i odbicia się fali sejsmicznej oraz nagła zmiana prędkości. W ten sposób odkryto np. nieciągłość Mochorovicica.

Pod względem występowania trzęsień Ziemi wyróżnia się 3 rodzaje obszaru na powierzchni Ziemi:

- obszar asejsmiczny – brak wstrząsów lub bardzo rzadkie i stanowczo słabe,

- obszar pensejsmiczny  - obszary, gdzie wstrząsy są sporadyczne lub też są częste, ale słabe, (Ural),

- obszar sejsmiczny – trzęsienia są częste i silne (wokół oceanu spokojnego, basen morza karaibskiego, pas rejonu morza śródziemnego przez Turcję i dalej na wschód).

Typy i przyczyny trzęsień Ziemi:

1.       Trzęsienia zapadowe – powstają na skutek zapadania się pustek w skorupie ziemskiej np.
w jaskiniach, są to słabe trzęsienia stanowią ok. 3% naturalnych trzęsień Ziemi,

2.       Trzęsienia wulkaniczne – związane są z nagłą erupcją wulkanów lub z przemieszczeniem się magmy w skorupie ziemskiej, ok. 7%

3.       Trzęsienia tektoniczne – są najczęstszym i najgroźniejszym w skutkach, jest ich ok. 90%. Przyczynami są nagłe przemieszczenia mas skalnych w skorupie ziemskiej lub w górnym płaszczu. Wywołane są one rozładowaniem nagromadzonych naprężeń co się wiąże z uwalnianiem energii sejsmicznej w postaci wstrząsu.

Skutki trzęsień Ziemi:

Fale Tsunami

Powstawanie szczelin w gruncie

Przemieszczenie się gruntu Ziemi w poziomie i w pionie

Osuwanie się gruntu na lądzie jak i na stokach podwodnych

Znaczenie praktyczne trzęsień Ziemi poznajemy budowę Ziemi, trzęsieniami Ziemi zajmuje się sejsmologia, która zajmuje się zachowaniem fal sejsmicznych w trakcie rozchodzenia przez różne ośrodki. Badania sejsmiczne polegają również na analizie drgań ośrodków skalnych wywołanych sztucznie.

Obok trzęsień Ziemi zapadających, wulkanicznych i tektonicznych w obszarach uprzemysłowionych z silnie rozwiniętym górnictwem występują trzęsienia wywołane działalnością człowieka tzw. Wstrząsy górniczne.

WIEK ZIEMI (nie będzie napierwszym terminie)

STAN TERMICZNY ZIEMII
-żródła energi (słońce, energia wewnętrzna ziemii)
-parametry określające (stopień i gradient geotermiczny)

MAGMATYZM
Magmatyzm to procesy związane z powstawaniem magmy w skorupie ziemskiej
w górnym płaszczu, jej migracją oraz wydostawaniem się na powierzchnię Ziemi
w postaci lawy.

Ciekły stop krzemionowy (skalny) –MAGMA
Z magmatyzmem związane są również zjawiska pochodne takie jak wydobywanie się gazów (ekshalacja) oraz krążenie gorących wód (gejzery).

Produkty działalności wulkanicznej są  gazowe, stałe, ciekłe.
Gazowe – to głównie para wodna, dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, siarkowodór i inne. Produkty te pojawiają się już na początku erupcji wulkanu.
Stałe – takie jak popioły wulkaniczne, piaski wulkaniczne, lapilli, skoria, bomby wulkaniczne. Z produktów stałych mogą powstawać stały piroklastyczne w postaci TUFÓW i TUFITÓW.
Ciekłe – lawa (1000-1200°C)
Lawa :                            kwaśna – wysoka zawartość krzemionki
                            obojętna
                            zasadowa – zaniżona zawartość krzemionki
                            ultrazasadowa

Podział wulkanów ze względu na rodzaj produktów:
wulkany lawowe (efuzywne)

tarczowe: powstają kiedy lawa jest mało lepka lawa zasadowa
kopułowe -  powstają kiedy lawa ma wysoką lepkość lawa kwaśna

wulkany eksprozywne
wulkany mieszane (stratowulkany)
maar – pozostałości po wulkanie eksplozywnym


Podział wulkanów na typy:
typ islandzki (wybucha rzadko i w miarę spokojnie)

typ stromboli (wybucha często, rytmicznie lecz nie zbyt gwałtownie)

typ pliniusza (wybuch trwa krótko, lecz ma ogromną siłę, produktami są wyłącznie prawie popioły wulkaniczne)

typ hawajski ( wybucha często, lecz spokojnie, ma kształt tarczy, lawa zasadowa)

typ vulcano (wybuchy następują co kilka, kilkanaście lat, wyrzucane są chmury popiołów wulkanicznych i znaczne ilości średnio kwaśnej lawy)

typ Mt-Pelee (wybucha z niezwykłą gwałtownością, lawa zawiera dużą ilość gazów wulkanicznych)

Po fazie aktywnej działalności wulkanicznej zwykle przez długi czas występuja zjawiska po wulkaniczne, a wśród nich:
- wydzielanie się gazów i par (utwory pneumatolityczne)
- gorące wody (gorące źródła, gejzery)
- wulkany błotne

Gorące gazy i pary:
              Fumarole – temp. 200-800°C

              Solfatary – temp. 100-200°C
              Mofety – temp. do 100°C

(Zjawisko hydrotermalne)
Rozmieszczenie wulkanów na świecie (ok. 600 jest aktywnych) 2/3 znajduje się na łukach wysp około pacyficznych lub po stronie kontynentalnej (Japonia. Filipiny)
¼ występuje w pasie od Włoch przez Grecję, Tunezję, Południową Azję, aż do Indonezji.
Inne wulkany – Islandia, Hawaje.

MAGNETYZM ZIEMSKI

Parametry charakteryzujące ziemskie pola magnetyczne:
- deklinacja magnetyczna – jest to kąt zawarty pomiędzy południkiem magnetycznym, a południkiem geograficznym (kąt poziomy)

- inklinacja magnetyczna – jest to kąt mierzony w płaszczyźnie pionowej zawarty pomiędzy płaszczyzną poziomą a styczną do linii sił ziemskiego pola magnetycznego.

- natężenie ziemskiego pola magnetycznego

Anomalia magnetyczne są to odchylenia parametrów ziemskiego pola magnetycznego występujące pomiędzy wartościami pomierzonymi w terenie, a wartościami teoretycznymi wynikającymi z obliczeń.

Anomalia magnetyczne wykonują z faktu, że skały skorupy ziemskiej SA nie jednorodne pod względem możliwości magnetycznych. Anomalie magnetyczne są wykorzystywane przy poszukiwaniu złóż metali.

PROCESY GEOLOGICZNE
Procesy geologiczne to procesy zachodzące w skorupie ziemskiej i na jej powierzchni kształtujące skorupę ziemską. Dzielimy je na:
ze względu na pochodzenie energii procesu:
procesy zewnętrzne (egzogeniczne) na powierzchni Ziemi lub płytko pod powierzchnią
procesy wewnętrzne (endogeniczne) źródła energii mają wewnątrz Ziemi : trzęsienia Ziemi, wulkanizm.
z punktu widzenia skutków
Niszczące: wietrzenie, erozja, powierzchniowe ruchy masowe, denudacja
Twórcze

Wietrzenie obejmuje procesy fizyczne i chemiczne powodujące niszczenie skał i ich składników, wyróżniamy :
              Wietrzenie fizyczne (mechaniczne) – polega na zmienia własności fizycznych               skał, co doprowadza zwykle do zmniejszenia zwięzłości i wytrzymałości skał
              Wietrzenie chemiczne – polega na zmianie własności chemicznych skał.
Procesy wietrzenia zachodzą w tzw. strefie wierzenia, która obejmuje powierzchnię Ziemi i utwory przypowierzchniowe, aż do zwierciadła wód gruntowych.
Produkty wietrzenia to tak zwana zwietrzelina, która może pozostawać na miejscu powstania lub może być przemieszczana.
Skutki wietrzenia:
              Powstanie zwietrzeliny
              Gleba jest po części skutkiem wietrzenia
              Morfologia terenu ( w wysokim stopniu jest skutkiem wietrzenia)

Wietrzenie fizyczne: czynniki: nasłonecznienie (insolacja – nagrzewanie skał powoduje tzw. eksfoliacje, czyli łuszczenie się skał) i zmiany temperatury (powodują powstawanie naprężeń w skale, a w konsekwencji mogą wywoływać rozpad ziarnowy i rozpad blokowy):
              Zamróz
              Krystalizacja minerałów             
              Działalność organizmów żywych

Skała zbudowana jest z różnych minerałów, a każdy z nich ma inny współczynnik rozszczelności termicznej, podczas nagrzewania i studzenia, co następuje cyklicznie na granicy ziaren pojawiają się naprężenia, które po pewnym czasie podwyją powstawanie drobnych zarysowań, spękań, po czym dochodzi do rozpadu ziarnowego skały. Monomineralne – rozpad blokowy.

Zamróz – działalność mrozu, u podstaw tego procesu jest zjawisko zamarzania wody (peryglacjalne)
Krystalizacja minerałów – charakterystyczny dla klimatu suchego i gorącego. Skały podciągają wodę, w której są rozpuszczone sole mineralne, a następnie przy nagrzewaniu skały woda odparowuje, a na miejscu krystalizują minerały. Krystalizacja tych minerałów powoduje powstawanie naprężeń wewnętrznych
w skale, a w konsekwencji jej niszczenie.
Działalność organizmów żywych – rozsadzanie skał systemem korzeniowym, drążenia kanałów, korytarzy w gruncie przez zwierzęta itp.

Wietrzenie chemiczne:
czynniki:
              - woda
              - dwutlenek węgla
              - tlen
              - amoniak
              - dwutlenek siarki
              - dwutlenek azotu
              - chlor
              - kwasy nieorganiczne
              - kwasy organiczne
              - organizmy żywe : bakterie tlenowe i beztlenowe

Procesy chemiczne powodujące wietrzenie chemiczne:
              Rozpuszczenia
              Hydroliza (rozpad związków chemicznych na jony)
              Utlenianie
              Uwadnianie – hydratacja
              Uwęglanowienie – karbonatyzacja
              Illityzacja – zachodzi w klimacie umiarkowanym, który powoduje, że skalenie               minerały ilaste – gleby
              Kaollityzacja  -zachodzi w klimacie ciepłym i wilgotnym, powstają minerały               kaolitów
              Lateryzacja – zachodni w klimacie tropikalnym, powstaje lateryt

W klimacie umiarkowanym występuje wietrzenie fizyczne i chemiczne. W klimacie polarnym występuje wietrzenie fizyczne, głównie zamróz. W klimacie gorącym i suchym występuje wietrzenie fizyczne, a czynnik jego to głównie ikolacja. W klimacie gorącym i wilgotnym występuje wietrzenie chemiczne.

EROZJA to grupa procesów geologicznych, niszczących skorupę ziemską, które zachodzą pod wpływem mechanicznego oddziaływania określonego czynnika.
Wyróżniamy następujące rodzaje erozji:
              Rzeczna
              Lodowcowa
              Eoliczna
              Morska

Erozja rzeczna – niszcząca działalność rzek, które oddzialywują w sposób mechaniczny na skorupę ziemską.
Niszczenie skorupy ziemskiej przez rzekę jest związane z jej energią kinetyczną co oznacza, że skuteczność erozji silnie zależy od prędkości przepływu, a ponadto od masy wody. Narzędziem niszczenia w erozji rzecznej jest woda (jej masa) oraz materiał przez wodę niesiony,
Materiał transportowany przez rzekę może być:
              Rozpuszczony w wodzie
              W postaci zawiesiny
              Materiał wleczony po dnie

Zdolność transportowa rzeki zależy od prędkości przepływu i od debitu (ilość przepływu przez koryto w jednostce czasu) np. Missisipi.
Duże rzeki mają debit u ujścia i może wynosić 17 tys.m3/s             

Erozję rzeczną możemy podzielić na erozję:
denną (głębną) – niszczy dno koryta rzeki, pogłębia je, zachodzi w skutek ścierania podłoża materiałem wleczonym. Ta erozja wymaga dużej energii kinetycznej. Tam gdzie dominuje erozja denna, doliny rzeczne są „V-kształtne”.
Boczną – jest charakterystycznym dla środkowych i dolnych odcinków rzek i polega na niszczeniu brzegów rzek, nie jest tu potrzebna duża prędkość wody lecz duża masa wody. Erozja boczna najsilniej zaznacza się na krzywiznach koryta.

Erozja boczna atakuje zewnętrzne brzegi zakoli co powoduje powstawanie coraz większych krzywizn, rzeka meandruje. Kiedy meandry do siebie się zbliżają na nie dużą odległość w skutek prowadzonych może dojść do ich przerwania. Rzeka płynie nowym korytem, a meander zostaje odcięty, w ten sposób powstają starorzecza czyli jeziora, które szybko zarastają. W wyniku poszerzenia się meandrów, rzeka zajmuje coraz większy obszar i wycina rozległą dolinę rzeczną. Może ona być zalewana przy wysokich stanach wód.
Wsteczną

SEDYMENTACJA
Sedymentacja jest to zespół procesów geologicznych zewnętrznych, twórczych, które polegają na gromadzeniu się osadów w różnego typu środowiskach sedymentacyjnych.
Generalnie środowiska sedymentacyjne dzielimy na :
Środowiska lądowe
Środowiska morskie

Sedymentacja w środowiskach lądowych to akumulacja a osady powstałe na lądzie to są osady lądowe inaczej kontynentalne. Przypadku środowisk morskich powstają  osady morskie.

Wśród obrębów lądowych:
Sedymentacja rzeczna – akumulacja rzeczna, akumulacja lodowcowa, akumulacja eoliczna, akumulacja jeziorna i bagienna.

Akumulacja rzeczna: w obrębie środowisk rzecznych powstają tzw. aluwia. Charakterystycznymi aluwiami są MADY (drobnoziarniste osady –młode)

Stożek napływowy – osad rzeczny tworzący się w ujściach rzek, gdzie głównie rzeka ma mniejszą prędkość.
...