Vědy o Zemi

Obor studia: BC přírodovědná studia

Ročník, semestr: 1. ročník, zimní semestr 2010-2011

Rozsah výuky: 2 hod. přednášek

Způsob ukončení: zkouška

Přednášející: doc. RNDr. M. Mergl, CSc.

Místnost: HJ 100 (Husova třída)

1. Vznik a stáří Země (I/1 hodina)

Vznik sluneční soustavy, vznik Země, první etapy vývoje Země, základní etapy vývoje Země (prearchaikum, archaikum, proterozoikum, paleozoikum, mezozoikum, kenozoikum).

2. Fyzikální vlastnosti Země (I/1 hodina)

Velikost a tvar Země, rotační a referenční elipsoid, geoid. Hypsografická křivka. Zemské magnetické pole (vznik, intenzita a polarita, deklinace a inklinace, remanentní magnetismus a pohyb kontinentů). Zemské teplo (zdroje) a projevy (tepelný tok, horské skvrny, vulkanismus, konvekční proudění, pohyb litosférických desek).

3. Vznik minerálů a jejich výskyt (II + III/3 hodiny)

Chemické složení zemské kůry (clark).

Pojem nerostu, látky amorfní a krystalované, definice krystalu, růst krystalů (apozice). Krystalové soustavy. Polymorfie a izomorfie. Fyzikální vlastnosti nerostů (tvrdost, hustota, optické vlastnosti).

Mineralogický systém (principy mineralogické klasifikace).

prvky: stříbro, zlato, tuha, diamant, síra.

sulfidy: sfalerit, chalkopyrit, galenit, pyrit, markazit.

halovce: halit, fluorit.

oxidy: magnetit, korund (rubín, safír), hematit, uranin, limonit, křemen, chalcedon (achát, onyx, chryzopras, jaspis), opál (drahý opál, hyalit, obecný opál).

uhličitany: kalcit, siderit, dolomit, aragonit (vřídlovec), malachit, azurit.

sírany: baryt, sádrovec (selenit, alabastr).

fosforečnany: apatit.

silikáty: (strukturní uspořádání tetraedrů SiO₄ a jeho projevy na habitus nerostů: nesosilikáty, sorosilikáty, cyklosilikáty, inosilikáty, fylosilikáty a tektosilikáty): olivín (fayalit, forsterit), granáty (grosular, pyrop, almandin, andradit), beryl (smaragd, zlatý beryl, akvamarin), augit, amfibol, mastek, slídy (muskovit, biotit), jílové nerosty (illit, montmorillonit, kaolinit); živce (ortoklas, albit-anortit).

(U uvedených minerálů znát základní fyzikální a chemické vlastnosti (krystalovou soustavu, kryst. tvar, tvrdost, barvu, určovací znaky nerostu (např. význačná hustota, vryp, tvrdost aj.), typické paragenezi nerostu (např. typické horniny), praktické využití nerostu – zejména jako rudy, průmyslové suroviny a drahé kameny).

Vznik nerostů magmatogenními pochody: Segregace, likvace, akcesorické nerosty, hlavní krystalizace (Bowenovo schéma). Vznik nerostů ze zbytkové taveniny (pegmatity, greizeny) a z vodných roztoků (hydrotermální fáze).

Vznik nerostů hypergenními procesy (zvětrávání, rýžoviště, solná ložiska).

Vznik nerostů při metamorfóze (význačné metamorfní nerosty).

4. Vznik hornin a jejich výskyt (III + IV/3 hodiny)

Pojem horniny, základní klasifikace hornin (principy) a význam nerostů pro jejich klasifikaci, vznik a omezení minerálů v horninách (automorfní, hypautomorfní, xenomorfní), pojem struktury a textury, minerály podstatné, podružné, akcesorické.

Vyvřelé horniny: Vznik vyvřelých hornin. Horniny hlubinné, žilné a výlevné (vznik, znaky, charakteristické struktury a textury).

Klasifikace podle chemismu: horniny kyselé, intermediární, bazické, ultrabazické, alkalické a alkalicko-vápenaté. Streckaisenova klasifikace.

Klasifikace podle nerostného složení: podle světlých a tmavých nerostů (granitoidy, syenitoidy, dioritoidy, gabroidy, peridotity, hornblendity, pyroxenity), význam živců a foidů pro klasifikaci.

Přehled vyvřelých hornin - mineralogické složení, textury a struktury vyvřelých hornin (hlubinných, žilných, výlevných), jejich výskyt a použití u nás: horniny s křemenem (žuly (granity) – granodiority – tonality - křemenné diority – křemenná gabra; aplity, pegmatity, porfyry a porfyrity; ryolity – dacity; syenity – syenodiority - gabra - peridotity; trachyty – andezity – čediče (bazalty); fonolity, tefrity, bazanity, foidity (nefelinity, leucitity). Sopečná skla. Pyroklastické horniny (aglomeráty, tufy, tufity).

Usazené horniny: Principy klasifikace, součástky sedimentů, alotigenní a autigenní minerály, horninotvorné fosilie, zvětrávání hornin, přenos produktů zvětrávání, diageneze, textury a struktury usazených hornin, přehled usazených hornin (klastické a jílové horniny, karbonátové horniny (vznik vápenců; horninotvorné organismy), ferolity, fosfority, evapority, silicity (horninotvorné organismy; radiolarity, diatomity), kaustobiolity (řada uhelná a živičná).

Přeměněné horniny: Pojem metamorfózy, typy metamorfózy, metamorfní stupně a facie, součástky metamorfovaných hornin hornin, struktury a textury mtm. hornin, přehled mtm hornin [(mtm. sedimenty (fylit, svor, pararula, krystalické vápence, metaferolity, metakonglomeráty, kvarcity)], mtm. vyvřelé horniny kyselé (granulity, ortoruly), mtm. vyvřelé horniny bazické a ultrabazické (amfibolity, zelené břidlice, hadce, mastkové břidlice) - mineralogické složení, změny mineralogického, texturního a strukturního charakteru hornin při metamorfóze, výsledné textury a struktury.

5. Vnitřní stavba Země (V/2 hodiny)

Zemská kůra, plášť, jádro. Stavba zemské kůry kontinentální a oceánické, Conradova a Mohorovičicova diskontinuita, litosféra a astenosféra, šíření seismických vln (primární a sekundární), jejich využití, stavba a složené zemského pláště, Gutenbergova diskontinuita. Důkazy o vnitřní stavbě Země, změny ve složené hornin s rostoucí hloubkou.

6. Vnější obaly Země (hydrosféra, atmosféra) (VI/2 hodiny)

Hydrosféra. Moře a sladké vody. Chemické složení mořské vody. Tidální jevy (příliv, odliv). Vlnění. Mořské proudy. Hydrologický cyklus.

Atmosféra: chemické složení. Stavba atmosféry(troposféra, stratosféra, ionosféra, exosféra (směny tlaku a teploty). Historický vývoj složení atmosféry. Počasí a klimatické pásy.

7. Vulkanismus a zemětřesení (VII/2 hodiny)

Rozdělení vulkanismu. Závislost na složení magmatu (magma bazické a kyselé, teplota magmatu, obsah plynů), centrální a puklinové výlevy. Typy a morfologie sopek (štítové, dómové, popelové kužely, stratovulkány, kaldera). Jevy doprovázející vulkanickou činnost (freatické erupce, maary, lahary, žhavá mračna, lávové proudy, typy láv). Postvulkanické projevy (fumaroly, solfatary, mofety, gejzíry, kráterová jezera). Historicky významné erupce (Théra, Vesuv, Krakatoa, St. Helen), vulkanické oblasti ve světě. Vulkanismus v ČR.

Vznik zemětřesení, šíření seismických vln (hypocentrum, epicentrum, primární a sekundární vlny).

Tsunami. Měření intenzity zemětřesení (seismometry, Richterova stupnice, magnitudo). Významná zemětřesení..

Rozšíření vulkanické a seismické aktivity na Zemi a jeho příčiny.

8. Pohyb litosférických desek (VIII+ IX/4 hodiny)

Litosféra, hlavní litosférické desky na Zemi a jejich omezení. Vzájemné pohyby litosférických desek (divergentní a konvergentní rozhraní, horizontální posuny, transformní zlomy) Aktivní a pasivní okraj kontinentu a příklady. Deformace korových hornin při pohybu desek (vrása a zlom, typy zlomů – tahové, tlakové, střižné, poklesy, přesmyky, horizontální posuny). Divergentní rozhraní. Středooceánské hřbety, rift, astenolit, horké skvrny, guyoty, transformní zlomy. Černé kuřáky. Důkazy (magnetometrie). Ráz vulkanismu. Hlavní riftové oblasti na Zemi. Konvergentní rozhraní: Subdukce a subdukční zóna, obdukce. Hlubokomořské příkopy a ostrovní oblouky, akreční klín, zemětřesení. Vulkanická a seismická činnost na ostrovních obloucích. Metamorfóza v subdukčních zónách. Aktivní okraj kontinentů (Andy) a ráz vulkanismu.. Vznik pásemných pohoří, příkrovová stavba. Paleogeografie světa a pohyb kontinentů v geologické minulosti.Epeirogenetické pohyby. Izostáze a eustáze.

9. Exogenní činnost (X+ XI/4 hodiny)

Zvětrávání (mechanické a chemické), klimatická podmíněnost zvětrávacích procesů. Vznik půd.

Geologická činnost gravitace: Skalní řícení, sesuvy (plošné, proudové), sutě, kamenná moře, soliflukce, slézavý pohyb sutí aj.

Geologická činnost slunce: Mechanismus působení, exfoliace, deskvamace.

Geologická činnost větru: Podmínky eolické činnosti, vznik pouští, typy pouští (ergy, hamady, . Eolická činnost (deflace, přenos materiálu a suspenzi a saltací), tvary skalních těles, duny a přesypy aj.

Geologická činnost ledu: Vznik a typy ledovců, stavba ledovcového splazu, ledovcové řeky, morény, ablace, deterze, detrakce, ledovcová údolí, eskery, varvy aj.. Permafrost a mrazové zvětrávání (mrazové sruby, klíny, soliflukce aj.). Vznik říčních teras. Spraše. Ledové doby.

(günz, mindel, riss, würm; glaciály a interglaciály).

Geologická činnost podzemní vody: Podzemní vody, složení a chemismus. Krasové jevy, vznik škrapů, závrtů, jeskyní, propastí, krasová výzdoba jeskyní (stalaktit, stalagmit, sintr aj.). Podzemní toky (závrty, ponory, vyvěračky). Stadia vývoje krasu, tropické krasy. Vznik krasových oblastí v ČR. Prameny, artéské vody.

Geologická činnost proudící vody: Horní, střední a dolní tok, charakteristické rysy, spádová křivka. Typy eroze (hloubková, zpětná, boční) a jejich příčiny. Tvar říčních údolí, meandr volný a zakleslý. Epigenetické říční sítě. Říční trasy. Morfologie říčního údolí (meandr, jesep, výsep, agradační valy, aluvium, slepé a mrtvé rameno aj.). Ústí toků (estuarie, delta).

Geologická činnost moře: Mořská abraze, vznik klifu, abrazní plošina, abrazní terasy, pláže, pobřežní drift, kosy a laguny. Třídící činnost proudů a vln.

10. Stratigrafie (XII /2 hodiny)

Základní stratigrafické zákony a pojmy: Zákon superpozice, zákon stejných zkamenělin, princip aktualismu a odchylky. Konkordantní a diskordantní uložení, hiát a diastéma. Korelace. Pojem facie. Cykličnost. Určování stáří (relativní a absolutní stáří, metody datování: U-Pb, K-Ar, Rb-Sr, C14, dendrochronologie, varvová stratigrafie aj.). Rozdělení historie Země (chronostratigrafie, geochronologie, litostratigrafie, biostratigrafie).

Doporučené učebnice:

Beazley, M. (1998): Anatomie Země. – Albatros. Praha.

Kraft, J., Mentlík, P. (2004): Úvod do geologie pro geografy: Endogenní a exogenní dynamika. - FPE ZČU. Plzeň.

Slavík F., Novák J., Kokta J. (1974): Mineralogie. – Academia. Praha.

Dudek, A., Malkovský, M., Suk, M. (1984): Atlas hornin. – Academia. Praha.

Hejtman, B. (1977): Petrografie. – SNTL. Praha.

Zamarský, V., Kudělásková, M., Slivka, V. (1990): Mineralogie a petrografie. – VŠB. Ostrava.

Kachlík, V., Chlupáč, I. (2000): Základy geologie. Historická geologie. – Karolinum. Praha.

Kumpera, O., Foldyna, J., Zorkovský, V. (1988): Všeobecná geologie. – SNTL. Praha.

Doporučená doplňující literatura:

Bauer, J., Tvrz, F. (1988): Minerály. – Artia. Praha.

Bernard, J. H. a kol. (2000): Minerály České republiky. – Academia. Praha.

Bernard, J. H., Rost R. a kol. (1992): Encyklopedický přehled minerálů. – Academia. Praha.

Habětín, V., Kočárek, E., Trdlička, Z. (1973): Geologické vědy. SPN. Praha.

Luhr, J. F. (2004): Země. Knižní klub. Praha.

Svoboda, J. a kol. (1983): Encyklopedický slovník geologických věd. - Academia. Praha.

Konzultace k tématům přednášky: dle konzultačních hodin

Podmínky splnění předmětu: Zápočet za aktivní účast při výuce. Zkouška formou písemného testu s možností pokusu při 1. termínu a dvou termínů opravných. První možný termín zkoušky již v zápočtovém týdnu.