OBRONA PYTANIA.odt

1.                   Typy procesów geologicznych kształtujących powierzchnię Ziemi

Procesy egzogeniczne → zachodzące na powierzchni Ziemi, wywołane przez czynniki działające na skorupę Ziemską od zewnątrz; procesy te mogą być niszczące lub twórcze → prowadzą do zrównania powierzchni Ziemi.

→ wietrzenie:

–                      fizyczne → rozpad na drobniejsze ziarna (powstaje zwietrzelina)

- mrozowe (zamróz) → woda w szczelinach skały zamarza i rozsadza ją
- termiczne → przez dużą amplitudę dobowych temperatur powietrza (skała nagrzana zwiększa objętość, a przy chłodzeniu kurczy się)

–                      chemiczne → rozpuszczanie w wodzie niektórych minerałów budujących skałę; intensywność wzrasta wraz z kwasowością wody

- rozpuszczanie → całkowite (gipsy, wapienie) lub częściowe (piaskowce ze spoiwem węglanowym)
- uwodnianie (hydratacja) → przemiana minerałów bezwodnych w uwodnione (anhydryt w gips)
- utlenianie (oksydacja) → łączenie z tlenem (magnetyt → hematyt)

- uwęglanowienie (karbonatyzacja) → przekształcanie w węglany (głównie podlegają krzemiany i glinokrzemiany)
- hydroliza → rozkład na część zasadową i kwaśną (skalenie → kaolinizacja w klimacie gorącym wilgotnym lub lateryzacja w klimacie gorącym, okresowo suchym)
- biologiczne → rozpad lub rozkład pod wpływem bezpośredniego lub pośredniego oddziaływania organizmów żywych (np. korzenie drzew rozsadzające skały lub kwasy humusowe je rozpuszczające)

→ grawitacyjne ruchy masowe – przemieszczenia materiału skalnego po nachylonych powierzchniach pod wpływem sił ciężkości

–                      spełzywanie → bardzo powolne, na powierzchniach o małym nachyleniu, głównym czynnikiem jest nasycanie gruntów wodą

–                      osuwanie → stosunkowo szybki proces, polega na zsunięciu zwietrzeliny lub mas skalnych po stoku, głównie o nasączenie wodą po gwałtownych  i długotrwałych opadach

–                      odpadanie → odrywanie się od powierzchni skalnych różnej wielkości odłamków, któe przemieszczają się w dół stoku (np. przez wietrzenie mrozowe), odłamki żłobią podłużne rynny, tzw żleby → u wylotu stożki usypiskowe (w Tatrach tzw Piargi)

–                      obrywanie → w obrębie stromych stoków i ścian skalnych miejsce oderwania = obryw, polega na jednorazowym oderwaniu i runięciu w dół dużych mas skalnych; to tzw blokowisko

–                      spływanie → bardzo intensywne w klimacie gorącym i wilgotnym, warunkuje gruba, obficie nasiąknięta wodą warstwa zwietrzeliny (mogą podlegać fragmenty stoków i zboczy, bez względu na stopień i rodzaj pokrycia szatą roślinną)
- błotne
- kamieniste
- guzowo-błotne

–                      erozja:

- rzeczna → niszczenie przez transportowany materiał dna koryta (e.denna/wgłębna), podcinanie brzegów doliny przez nurt (e.boczna) → skutkiem są meandry i starorzecza.
- wiatrowa (eoliczna) → szczególnie widoczna na obszarach suchych bez zwartej szaty roślinnej; niesiona wiatrem zwietrzelina (piasek) uderza w występy skalne, niszcząc je, tzw korazja (powstają np. grzyby skalne)

–                      morska → fale morskie uderzają o wysoki brzeg morski, podcinają go i powstaje klif – to tzw abrazja

–                      lodowcowa → np. prekształcenei V kształtnej doliny rzecznej w U kształtną lodowcową

→ akumulacja – osadzanie i gromadzenie materiału skalnego transportowanego przez wodę, wiatr, lodowiec

–                      rzeczna – delta

–                      wiatrowa – wydmy: barchany, podłużne, paraboliczne

–                      morska → mierzeje

–                      lodowcowa → wzniesienia morenowe, głazy narzutowe, ozy, równiny sandrowe

Procesy endogeniczne – wywołane energią wnętrza Ziemi; powodują przemieszczanie materii w skorupie ziemskiej i górnym płaszczu

→ ruchy izostatyczne → pionowe ruchy bloków skorupy ziemskiej, dążące do uzyskania równowagi grawitacyjnej; np. przez tworzenie lub zanik lądolodu

|→ ruchy epejrogeniczne → powolne ruchy pionowe wielkich obszarów kontynentów; powodują transgresję (wkraczanie) i regresję (wycofanie) morza

→ ruchy orogeniczne (górotwórcze) – wielkoskalowe ruchy skorupy ziemskiej, prowadzą do powstania górotwórcze

–                      fałdowe – sfałdowanie warstw skalnych w strefach subdukcji

–                      zrębowe – rozcięcie terenu licznymi uskokami biegnącymi w różnych kierunkach

–                      wulkaniczne – w strefach ryftowych i strefach subdukcji

→ plutonizm – ogół zjawisk związanych z przemieszczaniem się magm, tworzeniem skał głębinowych

–                      intruzje zgodne – ułożone zgodnie ze starszymi warstwami, np. lakolity, lopolity

–                      intruzje niezgodne - przecinają starsze warstwy, np. sille, dajki

              batolity – zwietrzałe ogniska magmowe

→ trzęsienia ziemi – krótkotrwały, gwałtowny wstrząs litosfery, rozchodzący się w postaci fal sejsmicznych (hipocentrum – ognisko trzęsienia ziemi, epicentrum - punkt na powierzchni ziemi, gdzie siła była największa)

–                      tektoniczne - bardzo groźne, wywołane ruchami płyt litosferycznych

–                      wulkaniczne – mniej groźne, wywołane erupcjami wulkanicznymi

–                      zapadliskowe – najmniej groźne, wywołane zapadaniem się pustych przestrzeni w skorupie

2.                   Budowa Ziemi

Skorupa

Skorupa ziemska jest zewnętrzną powłoką Ziemi. Zajmuje do 1% objętości globu oraz 0,7% jego masy, jest to jednak najbardziej zróżnicowana chemicznie i fizycznie geosfera i jedyna (poza atmosferą i hydrosferą) dostępna do bezpośrednich badań. Granicę pomiędzy płaszczem a skorupą wyznacza nieciągłość Mohorovičicia (zwana też powierzchnią Moho). Nieciągłość Moho, odkryta przez chorwackiego geofizyka Andriję Mohorovičicia w 1909, pod kontynentami znajduje się na głębokości około 35 km, a pod oceanami ok. 5–8 km poniżej dna oceanu. Dolna część skorupy ziemskiej (warstwa bazaltowa) jest oddzielona od części górnej (warstwa granitowa) przez nieciągłość Conrada.

Skorupa ziemska dzielona jest na skorupę kontynentalną i oceaniczną, które różnią się grubością, gęstością, budową geologiczną, wiekiem i składem chemicznym, a także sposobem powstania. Gęstość skorupy kontynentalnej wynosi średnio 2,7 g/cm³. W rejonach aktywnych tektonicznie ma ona grubość 35–45 km, a w regionach stabilnych – 55–70 km. Skorupa oceaniczna ma grubość 10–12 km i średnią gęstość 3,0 g/cm³[104][107].

Płaszcz

Płaszcz ziemski znajduje się na głębokości od 35 do 2890 km, co czyni go najgrubszą warstwą planety. Ciśnienie u jego podstawy ma wartość ok. 140 GPa (1,4 Matm). Rozróżnia się do czterech warstw płaszcza, które składają się głównie z substancji bogatych w żelazo i magnez: płaszcz górny, strefa przejściowa, płaszcz dolny i warstwa D. Ponadto w płaszczu górnym wyróżnia się dodatkowo astenosferę.

Płaszcz górny, zwany zewnętrznym, budują związki chromu, żelaza, krzemu i magnezu (tzw. crofesima). Średnia gęstość tej sfery wynosi 4,0 g/cm³. Górna część płaszcza ma od 35 do 400 km głębokości; jest to warstwa o cechach plastycznych i zapewnia skorupie ziemskiej ruchliwość – wywodzą się z niej procesy tektoniczne. Płaszcz dolny, zwany też wewnętrznym, zbudowany jest głównie z niklu, żelaza, krzemu i magnezu (tzw. nifesima). Średnia gęstość płaszcza wewnętrznego waha się w granicach 5,0-5,6 g/cm³. W płaszczu Ziemi zachodzą zjawiska związane z powolnym przemieszczaniem się w górę plastycznych mas materii pod wpływem ciepła (ruchy konwekcyjne).

Punkt topnienia substancji zależy m.in. od ciśnienia, jakiemu jest ona poddawana. Im głębiej, tym ciśnienie większe, zatem uważa się, że płaszcz dolny jest w stanie stałym, a górny – w stanie plastycznym (półpłynnym). Średnia globalna lepkość płaszcza górnego wynosi ok. 1020 – 1021 Pa·s[108], a płaszcza dolnego ok. 1022 Pa·s[109].

Jądro

Planety skaliste (od lewej): Merkury, Wenus, Ziemia i Mars

Gęstość Ziemi wynosi 5,515 g/cm³, czyniąc ją najgęstszą planetą w Układzie Słonecznym. Gęstość wzrasta wraz z głębokością – przy powierzchni ma wartość 2,2-2,9 g/cm³, jądro składa się z najgęstszych substancji – 12-13 g/cm³. Około 4,54 mld lat temu, podczas formowania się planety, Ziemia stanowiła półpłynną, stopioną masę. Cięższe substancje opadały w kierunku środka, podczas gdy lżejsze materiały odpływały ku powierzchni. W efekcie jądro składa się głównie z żelaza i niklu. Inne cięższe pierwiastki, jak ołów i uran, występują zbyt rzadko, żeby przewidzieć ich dokładne rozmieszczenie oraz mają tendencję do tworzenia wiązań z lżejszymi pierwiastkami, pozostają zatem w płaszczu.

Jądro podzielone jest na dwie części: stałe jądro wewnętrzne o promieniu ok. 1215 km i płynne jądro zewnętrzne wokół niego, o grubości 2270 km. Przyjmuje się, że jądra mają taki sam skład chemiczny, choć w innych stanach skupienia. Konwekcja jądra zewnętrznego połączona z ruchem rotacyjnym Ziemi (efekt Coriolisa) wytwarza ziemskie pole magnetyczne przez proces znany jako efekt dynama. Stałe jądro wewnętrzne jest zbyt gorące, aby utrzymać stałe pole magnetyczne (temperatura Curie), ale prawdopodobnie działa stabilizująco na pole magnetyczne wytwarzane przez ciekłe jądro zewnętrzne. Badania wskazują, że jądro wewnętrzne Ziemi obraca się szybciej niż reszta planety, o ok. 0,3-0,5° rocznie[110].

Temperatura w jądrze Ziemi wynosi 6230 ±500 K[111].

3.                   Pojęcia

–                      płyta tektoniczna – największa jednostka podziału litosfery; płyty graniczą ze sobą wzdłuż stref o wzmożonej aktywności sejsmicznej i wulkanicznej, ale same zachowują stosunkowo dużą spójność i sztywność.

–                      Kraton – najstarsza, utwardzona część skorupy ziemskiej, niepodlegająca już intensywnym ruchom fałdowym

–                      platforma – fragment skorupy ziemskiej, zbudowany ze starokrystalicznego podłoża i eluwialnej pokrywy osadowej

- płyta - gry jest gruba warstwa osadowa

- tarcza – bez pokrywy osadowej

–                      dno oceaniczne – część skorupy ziemskiej pokryta wodami oceanów; obehjmuje fragmenty bloków kontynentalnych oraz dno właściwych zbiorników oceanicznych

–                      ofiolit – kompleks skał magmowych obojętnych, zasadowych lub ultrazasadowych, częściowo zmetamorfizowanych (charakterystyczna obecność serpentynitów), uważany za relikt bazaltowego dna oceanicznego i warstwy perydotytowej

- pokrywa osadowa
- lawa poduszkowa
- intruzje magmowe (dajki)
- gabro
- perydotyt

4.                   Podstawowy podział skał magmowych ze względu na głębokość zastygania + reperkusje dla struktur, tekstur

–                      wylewne – powstają w czasie wybuchów wulkanów (ekstruzywne) lub/i wylewów lawy (efuzywne); tworzą potoki lawowe, lawy poduszkowe, pokrywy lawowe; struktury: afanitowe, rzadziej porfirowa, tekstury pęcherzykowate, niekiedy zauważalna równoległość

–                      subwulkaniczne – powstają przez zakrzepnięcie magmy płytko pod powierzchnią (do ok 1 km); tworzą formy: sille, dajki, lakkolity, kominy wulkaniczne; struktury: najczęściej afanitowe i porfirowe, czasami spotyka się struktury fanerokrystaliczne ale bardzo drobnokrystaliczne; tekstury raczej bezładne, czasem lekko pęcherzykowate

–                      hipsabysalne – powstają na głębokościach nieznacznie powyżej 1 km; spotykane formy to głównie lakkolity, drobne batolity, pnie; często przy granicy skał otoczenia i intruzji skał hipabysanych powstają cienkie strefy metamorfizmu kontaktowego; struktury zazwycaj porfirowe, fanerokrystaliczno-porfirowe, rzadziej średnioziarniste

–                      mezoabysalne – głębokość powstawania to kilka km (powyżej 3-4); głównie tworzą niewielkie batolity, a także inne intruzje wśród skał metamorficznych; struktury porfirowate, średnio-gruboziarniste, często spotyka się żyły pegmatytowe

–                      abysalne – powstają na dużych głębokościach poniżej 10-15 km; występują w postaci dużych batolitów w otoczeniu skał silnie zmetamorfizowanych; struktury średnio i gruboziarniste, bezładne, na obrzeżach czasami struktury gnejsowe (stopniowe przejście od skał magmowych do gnejsów)

              Uproszczona klasyfikacja:

1.                   Ultrazasadowe: G – perydotyt, dunit, piroksenit; brak W – oliwiny, pirokseny

2.                   Zasadowe (maficzne) – G – fojalit; W – fonalit → skaleń potasowy + plagioklazy, pirokseny, hornblenda

3.                   Obojętne:
 

4.                   Kwaśne (saliczne) G – granit, W – ryolit, dacyt → kwarc, skaleń potasowy, plagioklazy kwaśne + łyszczyki

głębinowe (plutoniczne) – struktury jawnokrystaliczne
wylewne (wulkaniczne) – struktura afanitowa lub porfirowa; możliwe struktury szkliste lub półkrystaliczne

5.                   Podstawowy podział skał osadowych (wg procesów)

→ skały okruchowe → luźne lub zwięzłe (luźny materiał zostaje scementowany w procesach diagenezy)

–                      bardzo drobnookruchowe (pelity): ił/iłowec

–                      drobnookruchwe (aleuryty): muł/mułowiec

–                      średniookruchowe (psamity): piasek/piaskowiec

–                      grubookruchowe (psefity): gruz/brekcja,  żwir/zlepieniec

–                      skały piroklastyczne – z materiału wyrzuconego w powietrze w czasie erupcji wulkanicznej: tuf, tufit

–                      skałuy rezydualne (regolit) – zwietrzelina „in situ” z wietrzenia przede wszystkim węglanowych: terra rossa, lateryt, boksyt

→ skały chemiczne i biochemiczne

–                      węglanowe: wapienie (mikorytowy detrytyczny), dolomity, margle, syderyty

–                      krzemionkowe: czerty, krzemienie, opoka

–                      ewaporaty: gips, anhydryt, sól kamienna

–                      fosforanowe: konkrecje fosforytowe

–                      żelaziste: glaukonity, żelaziaki brunatne

→ organiczne:

–                      węglanowe: kreda pisząca, wapienie (krynoidowe, nummulitowe)

–                      krzemionkowe: radiolaryty, opoki lekkie, spongiolity

–                      kaustobiolity: bituminy, liptobiolity, torf

6.                   Cechy skał metamorficznych

→ struktura – pełnokrystaliczne, które określane są jako blastyczne (podkreśla to podstawowy efekt metamorfozy, polegając na pojawieniu się krystalicznych minerałów nawet w skałach pierwotnie niekrystalicznych – krystaloblasteza); w zależności od wielkości blatów wyróżniamy struktury drobno, średnio i gruboblastyczne

→ tekstura – najczęściej dochodzi do powstania tekstur kierunkowych:

–                      łupkowej – jest wynikiem równoległego ułożenia minerałów blaszkowych (łyszczyków, chlorytów), które występują w skale w dużej ilości; powoduje to występowanie złupkowacenia, czyli rozdzielności na cienkie pakiety (płaskie i równoległe, cienkie) nie różniące się między sobą składem mineralogicznym

–                      gnejsowej – powstającej w wyniku zróżnicowania składu mineralogicznego na warstwy skaleniowo-kwarcowe oraz warstwy zasobne w łyszczyki, chloryty lub inne krzemiany warstwowe

–                      w niektórych skałach metamorficznych, zwłąszcza w powstających w strefie kata, rozwijają się struktury bezkierunkowe

              minerały wskaźnikowe:

–                      dysten

–                      syllimanit

–                      andaluzyt

–                      serpentyny (antygoryt, chryzokol, lizardyt)

–                      grafit

–                      granaty

–                      wollastonit

–                      kyant

–                      korund

7.                   Pojęcie facji metamorficznej + charakterystyka facji

facja metamorficzna – zakres ciśnień i temperatury, w którym trwałe są określone zespoły mineralne; zespół cech litologicznych charakterystycznych dla danych warunków tworzenia; a więc facja metamorficzna to szczególny zespół minerałów, zwany paragenezą, charakterystyczny tylko dla określonych warunków przemian w danym interwale ciśnienia i temperatury

...