UNIVERZA V LJUBLJANI Biotehniška fakulteta
ODDELEK ZA AGRONOMIJO
CENTER ZA PEDOLOGIJO
IN VARSTVO OKOLJA
OSNOVE GEOLOGIJE SKRIPTA ZA
UNIVERZITETNI ŠTUDIJ KMETIJSTVA – AGRONOMIJE
IN
UNIVERZITETNI ŠTUDIJ KRAJINSKE ARHITEKTURE
Nataša J. Vidic
2000
Vidic: Osnove geologije i
KAZALO
0. UVOD 1
1. NASTANEK VESOLJA IN NA�EGA OSONČJA 6
2. TEKTONIKA PLO�Č 10
3. MAGMATSKI IN VULKANSKI PROCESI 18
4. METAMORFNI PROCESI 23
5. POTRESI 26
6. NASTANEK GOROVIJ IN CELIN 35
7. NASTANEK SEDIMENTOV IN SEDIMENTNIH KAMNIN 47
8. DELOVANJE TEKOČIH VODA 51
9. PODTALNICA IN KRAS 57
10. POBOČNI PROCESI 63
11. LEDENIKI IN POLEDENITVE 66
12. PU�ČAVE IN DELOVANJE VETRA 73
13. OBALNI PROCESI 77
14. OCEANSKO DNO 81
15. GEOLO�KI ČAS 84
16. UPORABLJENA IN PRIPOROČENA LITERATURA 87
17. VZORČNI IZPIT 89
UVOD
0.1 PLANET ZEMLJA
ZEMLJO kot planet smo ugledali �ele v drugi polovici dvajsetega stoletja, ko je
človek napravil prvi korak v vesolje. Pogled iz vesolja, ki nam je danes tako domač, ka�e
Zemljo kot planet, ki ga v pokrivajo predvsem modri oceani (nad 70 % povr�ja), obkro�ajo pa
ga bele meglice plinastega ozračja. Oceani oblivajo celine, ki imajo pogosto obrise, ki bi se,
če bi jih zdru�ili, lepo ujemali, kar ka�e na to, da so bile sosednje celine nekoč zdru�ene.
Zaradi tekoče vode na njenem povr�ju se Zemlja �e na prvi pogled razlikuje od drugih
planetov na�ega osončja. Posebnost, ki jo �e bolj razlikuje od njenih sosedov, pa je obstoj
�ivih bitij. Dokaz so zelene povr�ine na celinah, ki jih lahko opazimo iz �e vesolja. Razvoj in
obstoj �ivljenja na Zemlji je omogočil edinstveni splet dejavnikov kot so ravno prav�nja
oddaljenost od Sonca, prisotnost tekoče vode in ozračja. �ivi svet tudi sam aktivno vpliva na
svoje okolje in s tem v precej�nji meri uravnava svoje �ivljenske pogoje. Kot bomo videli
kasneje, so se zaradi pojava in razvoja �ivljenja pogoji na Zemljinem povr�ju bistveno
spremenili.
Zemlja ni nespremenljiv planet, ampak zapleteno zgrajeno dinamično telo. Njeno
povr�je se namreč neprestano spreminja. Zemljo lahko primerjamo z velikim toplotnim
strojem, v katerem se stalno spro�ča toplota, ki poganja geolo�ke procese. Mnogi od teh
procesov močno vplivajo na človeka in tudi povzročajo naravne katastrofe. Sami smo �e kdaj
do�iveli potrese, poplave in plazove, tako da njihove posledice dokaj dobro poznamo.
Pogosto spremljamo poročila o �kodi in �rtvah vulkanskih izbruhov drugod v svetu.
Geolo�ki procesi pa ne povzročajo samo �rtev in �kode, ampak �ivljenje sploh
omogočajo. Kamnine in tla, ki iz njih nastajajo, so osnovne sestavine vsakega �ivljenskega
prostora (ekosistema). Tla omogočajo pridelovanje hrane. Pitna voda nastaja s stalnim
kro�enjem vode in oči�čevanjem ko pronica skozi kamnine. Brez hrane in vode ne bi dolgo
pre�iveli. Navadili smo se tudi na mnoga udobja na�e civilizacije, ki jih omogočajo prav
geolo�ke surovine. Brez bencina in plastike (nafta) in drugih surovin, ki jih potrebujemo za
izdelavo najrazličnej�ih predmetov, si �ivljenja ne moremo več predstavljati. Te surovine se
skrivajo v Zemljini notranjosti. Le poznavanje geolo�kih procesov in struktur nam omogoča,
da jih odkrijemo in pridobivamo.
2 Vidic: Osnove geologije
Ne nazadnje nam geologija omogoča tudi rekreacijo, sprostitev in notranji mir. K
naravnim lepotam, ki jih občudujemo in v katerih u�ivamo, so v veliki meri prispevali
geolo�ki procesi, ki določajo osnovne prvine vsake pokrajine. Na primer gore, ki nas
navdihujejo in krepijo duh in telo, ko jih osvajamo, dolgujejo svoj nastanek tektonskim
procesom, njihov relief pa so �e poudarili ledeni�ki procesi. Tudi morske obale in rečna
obre�ja so iz geolo�kih materialov in nastajajo ter se spreminjajo z geolo�kimi procesi.
Geolo�ki procesi so vse naokrog nas in neprestano delujejo. Potrebujemo le
poznavanje osnovnih geolo�kih procesov in odprte oči, ko hodimo po svetu, pa bomo
prebirali pokrajine kot tekst v knjigi in odprla se bo nova razse�nost, ki nas bo obogatila.
0.2 GEOLOGIJA KOT VEDA
Kaj je geologija in kaj geologi počno? Geologija je ime, ki izvira iz dveh gr�kih besed:
geo - Zemlja in logos - veda, torej veda o Zemlji. Geologija je multidisciplinarna veda, kar
pomeni, da je za razumevanje geolo�kih procesov pogosto potrebno poznati osnove drugih
ved kot so fizika, kemija in biologija.
Geologija je zelo �iroka veda, zato je razdeljena na dve glavni panogi, na FIZIKALNO
in HISTORIČNO geologijo. Fizikalna geologija preučuje snovi (kemične prvine, minerale in
kamnine) ter procese, ki delujejo v Zemljini notranjosti in na njenem povr�ju. Historična
geologija preučuje geolo�ko zgodovino, izvor in razvoj Zemlje, njenih celin, oceanov,
atmosfere in �ivljenja. V tej knjigi se bomo sicer posvetili predvsem osnovam fizikalne
geologije, vendar se zgodovini in razvoju Zemlje ne bomo mogli popolnoma izogniti, ker se
osnovni vedi geologije močno prepletata.
Poleg zgoraj navedene osnovne delitve, pa delimo geologijo �e na �tevilne o�je
discipline. MINERALOGIJA preučuje minerale, PETROLOGIJA kamnine,
STRATIGRAFIJA se ukvarja z zaporedjem dogodkov v geolo�ki zgodovini kot so zabele�eni
v kamninah, STRUKTURNA GEOLOGIJA je veda o deformacijah Zemljine skorje in
nastanku tektonskih struktur ter gorovij, REGIONALNA GEOLOGIJA pa preučuje geolo�ko
sestavo Zemljinega povr�ja. PALEONTOLOGIJA raziskuje fosile in z njimi razvoj �ivljenja
na Zemlji, HIDROGEOLOGIJA se ukvarja z vodnimi viri, KRASOSLOVJE preučuje kra�ke
pojave, PEDOLOGIJA tla, EKONOMSKA GEOLOGIJA se ukvarja z iskanjem in
pridobivanjem mineralnih surovin, in �e bi lahko na�tevali.
Osnovno poznavanje geologije je neobhodno potrebno mnogim strokovnjakom, ki
niso geologi. Pomembna je za AGRONOME in GOZDARJE, saj s preperevanjem kamnin
nastajajo tla, ki so osnova za pridelovanje hrane in lesa. Tudi KRAJINSKI ARHITEKTI
Vidic: Osnove geologije 3
morajo poznati lastnosti tal ter vrste in lastnosti okrasnih kamnin, poleg tega pa posegajo v
prostor in lahko z nepoznavanjem geolo�kih procesov povzročijo poplave, plazove in erozijo.
GRADBENIKI potrebujejo znanje geologije za gradnjo varnih stavb, cest, jezov in drugih
objektov, RUDARJI pa za iskanje in izkori�čanje mineralnih surovin. Nekateri GEOGRAFI
preučujejo naravno okolje, v katerem �ivimo. BIOLOGI potrebujejo znanje geologije za
poznavanje ne�ivih sestavin �ivljenskih prostorov (ekosistemov), razvoj �ivljenja (evolucijo)
pa preučujejo s preučevanjem fosilov v sedimentih in sedimentih kamninah.
Geolo�ke discipline torej prispevajo znanja, ki omogočajo pridelovanje hrane in lesa,
pridobivanje mineralnih surovin, izkori�čanje in varovanje vodnih virov, varovanje lastnine
pred naravnimi katastrofami in okolja pred onesna�enjem. GEOLOGIJA IGRA TOREJ V
NA�EM �IVLJENJU DOSTI BOLJ POMEMBNO VLOGO KOT SE TEGA ZAVEDAMO.
0.3 GEOLOGIJA V VSAKDANJEM �IVLJENJU
V časopisih ali na televizijo pogosto spremljamo vesti o katastrofalnih vulkanskih
pojavih, ru�ilnih potresih, plazovih, udarnih valovih, lakoti zaradi �irjenja pu�čav, �e
pogosteje pa o poplavah ali su�i. Tudi na�o neposredno okolico ali nas same lahko
prizadanejo potresi, poplave, plazovi in skalni podori. Večine naravnih katastrof ne moremo
preprečiti, lahko pa jih z dovolj znanja do neke mere napovemo in omejimo �kodo in člove�ke
�rtve. �e bolj pomembno je, da se zavedamo, da ljudje sami vedno pogosteje povzročamo ali
povečujemo nasilnost teh pojavov zaradi nepoznavanja ali neupo�tevanja osnovnih
zakonitosti geolo�kih procesov in okolja.
Geolo�ki procesi lahko prizadanejo nas vse, zato je razumevanje osnov geologije
geologije potrebno vsakemu. Poznavanje osnovnih načel geologije omogoča, da ne zgradimo
hi�e na območju, ki ga ogro�ajo plazovi ali poplave. Ali tik ob reki, ki spodkopava bregove
ali pogosto poplavlja. V pomoč nam bo tudi pri pravilnem temeljenju in iskanju vode
(kopanje vodnjakov). Čeprav vam prebiranje te knjige ne bo dalo dovolj znanja, da bi sami
znali re�evati gornje probleme, pa se boste zavedali, da se je tudi pri majhnih posegih v
prostor potrebno posvetovati s strokovnjakom. V primerjavi s �kodo, ki lahko nastane, je
stro�ek takega posveta zanemarljiv.
Razen tega postaja a�a dru�ba vedno bolj zapletena in vedno bolj moramo biti
izobra�eni, da si lahko ustvarimo mnenje o stvareh kot so gradnja ali zaprtje jedrskih
elektrarn, odlaganje nevarnih ali komunalnih odpadkov, varovanje pitne vode, in podobnih.
Če imamo dovolj znanja, lahko kritično ocenimo različna mnenja, ki pogosteje temeljijo na
4 Vidic: Osnove geologije
kratkoročnih koristih kot na strokovnih utemeljitvah, in se temu primerno odločamo na
referendumih ali pri podpisih peticij.
Geologija pa tudi neposredno vpliva na na�e �ivljenje. Brez elektrike si �ivljenja ne
znamo več zami�ljati. Elektriko pridobivamo v hidroelektrarnah, s se�igom fosilnih goriv v
termoelektrarnah, ali s cepitvijo urana v jedrskih elektrarnah. Geologi so tisti, razi�čejo
geolo�ko zgradbo ozemlja, kjer bo stal jez hidroelektrarne, in i�čejo nahajali�ča neobnovljivih
energetskih virov kot so premog, nafta in plin. Elektrika potuje po kovinskih �icah, surovine
zanje najdemo v rudi�čih. Stavbe, v katerih �ivimo, dolgujejo svoj obstoj surovinam. Temelji
so narejeni iz cementa, za katerega potrebujemo me�anico gline in kalcita ter peska ali proda.
Opeko pridobivamo z �ganjem gline. Glavna surovina za izdelavo stekla in računalni�kih
čipov je kremenov pesek, za izdelavo plastike pa potrebujemo nafto. Vozimo se z avtomobili,
avtobusi in vlaku, ki jih poganjajo goriva iz geolo�kih nahajali�č. Vozila sama so izdelana iz
geolo�kih surovin, prav tako �eleznice in ceste.
Iz navedenega je jasno, da sta kakovost na�ega �ivljenja in obstoj civilizacije
neposredno odvisna od porabe naravnih, pogosto neobnovljivih geolo�kih surovin. Vedno bolj
tudi spoznavamo, kako človek vpliva na okolje in kako močno njegove dejavnosti
spreminjajo pogoje v naravnih sistemih. Človekove aktivnosti povzročajo izumiranje �tevilnih
�ivalskih in rastlinskih vrst, krčenje tropskih pragozdov, globalne spremembe podnebja,
onesna�enje podtalnice in podobno. Čas je, da si prenehamo zatiskati oči in pričnemo bolj
sonaravno gospodariti z naravnimi viri. ZAVEDAJMO SE KOLIKO LAHKO VSAK
POSAMEZNIK VSAK DAN PRISPEVA K LAJ�ANJU BREMENA, KI GA ČLOVE�TVO
NALAGA NA�EMU PLANETU. Veliko lahko prispevamo �e z majhnimi vsakdanjimi
dejanji, kot so ločeno zbiranje in predelava odpadkov, varčevanje z vodo in viri energije,
izkori�čanje sončne energije in u�ivanje prete�no rastlinske hrane.
0.4 ZEMLJA JE DINAMIČEN PLANET
Zemlja je dinamičen planet, ki se je skozi svojo 4.6 miljarde let dolgo geolo�ko
zgodovino nenehno spreminjal. Njegova notranjost se je �e dokaj zgodaj razslojila. Velikost,
oblika in polo�aj celin in oceanskih kadunj so se neprestano spreminjali. Spreminjala se je
tudi sestava ozračja, da ne govorimo o eksponencialnem razvoju �ivljenja. Gorske verige so
se dvigale zaradi gorotvornih procesov in ni�ale zaradi erozije. Vulkanski izbruhi in potresi
dokazujejo, da je Zemlja geolo�ko �e vedno aktiven planet, in razkrivajo močne sile, ki
delujejo v Zemljini notranjosti.
Vidic: Osnove geologije 5
Zemljino povr�je preoblikujeta dve skupini sil, ki poganjata dve skupini procesov.
NOTRANJE, ENDOGENE SILE poganjajo NOTRANJE, ENDOGENE PROCESE. Glavni
vir energije za te procese je RADIOAKTIVNI RAZPAD PRVIN v Zemljini notranjosti, ki
povzroča, da deluje Zemlja kot velikanski toplotni stroj, ki poganja TEKTONIKO PLO�Č.
Notranji procesi povzročajo nastanek MAGMATSKIH IN METAMORFNIH KAMNIN,
VULKANIZEM, POTRESE IN NASTANEK GOROVIJ TER CELIN (poglavja 2-7).
ZUNANJE, EKSOGENE SILE pa poganjajo ZUNANJE, EKSOGENE PROCESE.
Vir energije za te procese sta SONČEVO SEVANJE in ZEMLJINA TE�NOST. Ti procesi
POVZROČAJO PREPEREVANJE, EROZIJO IN NASTANEK SEDIMENTOV IN
SEDIMENTNIH KAMNIN (od 8. poglavja naprej).
V SPLO�NEM POVZROČAJO NOTRANJI PROCESI DVIGANJE IN GUBANJE,
ZUNANJI PA NI�ANJE IN IZRAVNAVANJE ZEMLJINEGA POVR�JA.
6 Vidic: Osnove geologije
NASTANEK VESOLJA IN NA�EGA OSONČJA
1.1 NASTANEK VESOLJA: TEORIJA O VELIKEM POKU (BIG BANG) Po tej teoriji je vesolje nastalo:
• pred 11-20 miljardami let,
• iz točke manj�e kot atom, ničti čas in prostor, ker sta čas in prostor neločljivo povezana �
brez enega ni drugega (Einstein-ova relativnostna teorija),
• pred velikim pokom ni bilo ničesar � le čista energija, snov ni obstajala,
Veliki pok je povzročil ločitev �tirih osnovnih fizikalnih sil:
• te�nost,
• elektromagnetna valovanja,
• močne jedrske sile (v jedru),
• �ibke jedrske sile (radioaktivni razpad prvin),
• snov in antisnov, ki sta nastali me pokom, sta se kmalu izničili, vendar je bilo snovi več,
zato je nastalo vesolje.
Dokazi za veliki pok:
• vesolje se �iri,
• temperatura ozadja 2.7oK nad absolutno ničlo.
1.2 NASTANEK OSONČJA:TEORIJA O ZGO�ČEVANJU MEGLICE Prvi je to hipotezo postavil �e Kant (1724-1804), ki je menil, da je osončje nastalo iz
meglice, snovi v medzvezdnem prostoru. Teorija, ki smo jo od takrak izpopolnili, pravi, da je
na prostoru na�ega osončja je pri�lo do zgo�čevanja snovi v velik oblak � meglico:
• ta se je pričela vrteti okrog osi, kar je povzročilo zgo�čevanje meglice in splo�čenje v disk,
• koncentracija snovi v osi vrtenja � nastanek sonca,
• ostala snov se je pričela zgo�čevati v koncentrične pasove, znotraj katerih so nastali
planetezimali � zametki planetov,
• ti so privlačili vedno več snovi in se tudi sami vrteli okrog svoje osi,
• sonce je za�arelo, prva svetloba v osončju,
• intenzivno sončno sevanje je odpihnilo drobce snovi iz medplanetarnega prostora,
Vidic: Osnove geologije 7
• v raztaljenih planetih so zaradi vrtenja okrog lastne osi nastali sloji različne sestave in
gostote.
a) b)
c)
Slika 1.1: Nastanek osončja po teoriji o zgo�čevanju meglice. a) Kondenzacija sončne meglice. b) Krčenje, rotacija in spolo�čitev meglice v disk ter zgostitev v pasove iz katerih nastanejo sonce in planeti. c) Osončje kot ga poznamo danes. V sredi�ču se nahaja Sonce, okrog njega pa kro�i po ekliptični ravnini 9 planetov, po oddaljenosti od Sonca so to Merkur, Venera, Zemlja, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun in Pluton. Med Marsom in Jupitrom je pas asteroidov. (Slika Lenart Pretnar).
1.3. SESTAVA OSONČJA
Na�e osončje je v enem od krakov spiralne galaksije Rimska cesta. Sestoji iz Sonca,
devetih planetov, 61 lun in pasu asteroidov med Marsom in Jupitrom. Razen tega pa vsebuje
�e �tevilne komete, meteorite, medplanetarni prah in pline. Način razporeditve vseh teh
elementov osončja okrog Sonca pa ka�e, da so vsi nastali na isti način, z zgo�čevanjem
meglice: notranji planeti so sestavljeni iz te�jih prvin, zunanji iz la�jih.
Po oddaljenosti od sonca najdemo Merkur (najbli�ji soncu), Venera, Zemlja, Mars, pas
asteroidov, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun, Pluton in snovi v medplanetarnjem prostoru (slika
1.1).
8 Vidic: Osnove geologije
Planeti
Notranji planeti (majhni, gosti, s kovinskimi jedri, silikatnimi pla�či in skorjo):
Merkur, Venera, Zemlja, Mars.
Zunanji planeti (zelo veliki, manj gosti kot notranji, verjetno sestavljeni iz kamnitih
jeder obkro�enih z debelimi sloji zmrznjenih lahkohlapnih sestavin (voda, helij, amonijak,
metan�).
Meteoriti
Meteoriti, imenujemo jih tudi bolidi, so kosi materiala različnih velikosti, ki priletijo iz vesolja in zadanejo povr�je planetov. Poznamo tri vrste meteoritov:
• kamniti meteoriti (mafični silikati, sestava pla�čev notranjih planetov),
• �eleznati meteoriti (zlitine Fe in Ni, sestava jeder notranjih planetov),
• kamnito-�eleznati meteoriti (pribli�no enake količine �elezovo-nikljevih zlitin in mafičnih silikatov, sestava prehoda jeder notranjih planetov v pla�če).
1.4 PLANET ZEMLJA Zemlja je MODRI PLANET, kar 75 % njenega povr�ja pokrivajo morja in oceani.
Obkro�a jo OZRAČJE (atmosfera): 78% N, 20% O, 1% vseh ostalih plinov (0,93% Ar,
0.035% CO2, vodna para, prah...).
Njena oblika je GEOID (elipsoid, splo�čen na polih + relief), polmer na ekvatorju ca. 6370
km
Vrtenje zemlje okrog lastne osi in sonca:
• v 24 urah se zavrti okrog svoje osi, ki je za 23o27' nagnjena glede na Zemljino orbito okrog sonca.
• v 365,25 dneh enkrat okrog Sonca, ki je oddaljeno ca. 140 miljonov km
Zemlja ima tudi MOČNO MAGNETNO POLJE (za 11,5o oddaljeno od osi vrtenja)
Notranja zgradba Zemlje
Povprečna gostota Zemlje je 5,5 t/m3. Njena notranjost je razslojena v sloje z različno gostoto in sestavo. • JEDRO: Fe, Ni, gostota 10 do 13 t/m3:
- notranje jedro: trdno, polmer 1216 km, - zunanje jedro: tekoče, debelina 2270 km.
Vidic: Osnove geologije 9
• Med jedrom in pla�čem je GUTENBERGOVA NEZVEZNOST. • PLA�Č:
- predstavlja 85% Zemljinega volumna, - sestavljajo jo Fe, Mg silikati (peridotitska sestava), - povpr. gostota 4500 kg/m3, - skupna debelina 2885 km, - ločimo SPODNJI PLA�Čin ZGORNJI PLA�Č. Zgronji pla�č delimo �e v tri sloje:
spodnji del, srednji del ASTENOSFERO, in zgornji del, ki skupaj s skorjo tvori LITOSFERO).
• MOHOROVIČIĆEVA NEZVEZNOST (MOHO) med skorjo in pla�čem • SKORJA (celinska in oceanska prehajata bočno ena v drugo).
CELINSKA: - 10 do 70 km debela, - prevladujejo Si, Al minerali (SIAL), granitska sestava, - povpr. gostota 2,7 t/m3. OCEANSKA: - 5-6 km debela, - prevladujejo Fe, Mg silikati (SIMA), gabrska sestava, - povprečna gostota 3,0 t/m3.
Slika 1.2: Notranja zgradba Zemlje. Solid�trdno, liquid-tekoče, core�jedro, inner-notranje, outer-zunanje, mantle-pla�č, crust�skorja, litosphere-litosfera, astenosphere-astenosfera (http://wwwneic.cr.usgs.gov/neis/plate_tectonics/plate_tectonics.html).
10 Vidic: Osnove geologije
TEKTONIKA PLO�Č
2.1 ZNANSTVENE METODE
Znanstvena metoda so osnova raziskovanja. Zajemajo opazovanje pojavov, zbiranje
podatkov in dokazov. Nato postavimo HIPOTEZO. Hipotezo preizkusimo s poskusi in
zbiranjem dodatnih dokazov. Če dodatni dokazi hipoteze ne potrdijo, jo ovr�emo. Če jo
potrdijo, nastane nova TEORIJA, ki pa se lahko �e dopoljnjuje in spreminja, če pridobimo
nove podatke in dokaze.
2.2 TEKTONIKA PLO�Č
Je teorija, ki zadovoljivo pojasnjuje in povezuje večino geolo�kih procesov, ki jih
opazujemo na Zemljinem povr�ju in v njeni notranjosti. Razvila se je iz teorije o drsenju
celin, ki jo je postavil nem�ki meteorolog A. Wegener (1915),
RAZVOJ TEORIJE O DRSENJU CELIN
�e leta 1620 je Sir Francis Bacon opazil, da sta si obali Afrike in Ju�ne Amerike
podobni.
Leta 1585 Antonio Snider Pellegrini v knjigi "Kreacija in njene skrivnosti" sklepa glede
na podobnost fosilov v pozno-paleocijskih skladih, da so bile takrat vse celine povezane v
eno, ločitev praceline na posamezne kontinente pa je povzročil vesoljni potop.
Afred Wegener, 1915, je v knjigi �O izvoru celin in oceanov� predstavil teorijo o
drsenju celin � nekoč je obstajala pracelina, PANGEA, ki je razpadla na več celin, ki so nato
oddrsele ena od druge.
Dokazi za drsenje celin, ki jih je zbral Wegener:
• podobnosti robov celin, predvsem Afrike in Ju�ne Amerike (slika 2.2),
• podobnost sedimentov in fosilov (slika 2.1), na celinah, ki so danes daleč narazen,
• podobnost kamnin in gorovij na celinah,
• poznopaleocojska poledenitev ju�nih celin (slika 2.2) in porazdelitev paleoklimatskih
pasov.
Vidic: Osnove geologije 11
Slika 2.1: Najdbe fosilov v kamninah celin ju�ne poloble, ki so bile zdru�ene v pracelino,
imenovano Gondwana. Fosile praproti Glosopteris so na�li v kamninah permske starosti na vseh celinah, sladkovodnega reptila Mesosaura pa v kamninah permske starosti Ju�ne Amerike in Ju�ne Afrike. Ostanke kopenskih plazilcev Cynognathus (Ju�na Amerika, Afrika) in Lystrosaurus (Afrika, Indija, Antarktika) so na�li v spodnje triasnih kamninah. (http://xray.geol.uni_erlangen.de/html/teaching/plate/pla_tec.html)
Slika 2.2:Če celine ju�ne poloble zdru�imo v eno, ki se nahaja v bli�ini ju�nega pola, lahko
rekonstruiramo celinski ledenik, ki smiselno pojasni porazdelitev ledeni�kih pojavov tistega časa. Ledenik je rastel v osrčju praceline in se premikal navzven ter pustil za sabo ora�ene kamnine, ki ka�ejo na smer njegovega premikanja. Prevod: South America � ju�na Amerika, Antarctica � Antarktika, Australia � Avstralija, India � Indija, Africa � Afrika. (http://xray.geol.uni_erlangen.de/html/teaching/plate/pla_tec.html)
12 Vidic: Osnove geologije
Novi dokazi in razvoj teorije o tektoniki plo�č
V �tiridesetih in petdesetih letih tega stoletja so se pričele intenzivne raziskave oceanskega
dna (raziskovalne ladje, predstavnik Glomar Challenger) in paleomagnetnih zapisov v
kamninah. Mre�a potresnih opazovalnic pa je omogočila, da smo zbrali podatke o �ari�čih
potresov.
• Zemljo obkro�ajo silnice molčnega dipolnega magnetnega polja, ki izvirajo na ju�nem
polu in ponirajo na severnem. Od časa do časa to polje spremeni predznak (dana�nje
stanje normalno, obratno obratno). Kamnine zabele�ijo smer magnetnega polja, ko
nastanejo, rekonnstruiramo lahkon polo�aj magnetnega polja v tistem času. Krivulji
navideznega potovanja paleomagnetnega pola za N. Ameriko in Evropo sta premaknjeni.
Če celini zdru�imo, pa sovpadata.
• Vine-Matthews-ova hipoteza (1963) � sta odkrila pasove magnetnih nepravilnosti na
oceanskem dnu (slika 2.3). Te nastanejo zaradi stalnega nastajanja nove oceanske skorje
in občasnih obratov Zemljinega magnetnega polja.
• Debelina sedimentov, ki pokrivajo oceansko skorjo, se veča od srednje-ceanskih hrbtov
proti robovom bazenov. Starost najstarej�ih sedimentov v teh skladovnicah nara�ča v isti
smeri.
• Starost oceanske skorje ne prese�e 200 miljonov let (starost celinske do 4 miljarde let).
• �tudije lokacij vulkanske in potresne dejavnosti so pokazale, da je večina vulkanske in
potresne dejavnosti zgo�čena v ozkih pasovih vzdol� robov plo�č (slika 2.4).
Slika 2.3: Nastanek pasov magnetnih nepravilnosti na oceanskem dnu (Vine-Matthewsova hipoteza). V robu razmikanja (vzdol� srednje-oceanskega hrbta) ves čas prira�ča nova lava , ki ob ohlajanju in kristalizaciji zabele�i smer tedanjega magnetnega polja. Smer dana�njega magnetnega polja je normalna (obarvani pasovi). Pasovi nepravilnosti so tudi vedno starej�i, bolj ko so oddaljeni od srednje-oceanskega hrbta. (http://pubs.osgs.gov/publications//text/developing.html)
Vidic: Osnove geologije 13
Slika 2.4: Večina potresne in vulkanske aktivnosti je zgo�čena v ozkih pasovih, ki so
vzporedni z robovi plo�č. Tihi ocean obkro�ajo pasovi intenzivne vulkanske in potresne aktivnosti, ki ga imenujemo tudi ognjeni obroč. Na sliki so prikazana le nad�ari�ča potresov. (http://pubs.usgs.gov/publications//text/zones.html)
2.3 TEKTONIKA PLO�Č
Litosfera je razlomljena na toge plo�če, ki se med seboj stikajo in premikajo na različne
načine. Večje plo�če: evrazijska, afri�ka, severno-ameri�ka, ju�no-ameri�ka, avstralsko-
indijska, tiho-oceanska, antarktična, Naska, Kokos, filipinska, Juan de Fuca (slika 2.5).
Slika 2.5: Večje Zemljine tektonske plo�če. Prevod: Antarktica Plate � antarktična plo�ča, African � afri�ka, Australian-Indian � avstralsko-indijska, Pacific � tiho-oceanska, Cocos � Kokos, Nazca � Naska, Juan de Fuca � isto, South American � ju�no ameri�ka, Carribean � karibska, Eurasian � evrazijska, North American � severno-ameri�ka. (http://xray.geol.uni_erlangen.de/html/teaching/plate/pla_tec.html)
14 Vidic: Osnove geologije
ROBOVI PLO�Č IN GEOLO�KE AKTIVNOSTI VZDOL� NJIH
Dve plo�či se ob stiku lahko
• odmikata ena od druge (robovi prira�čanja) (slika 2.6a),
• primikata ena k drugi (robovi podrivanja ali trka) (slika 2.6b), ali
• drsita ena mimo (preusmeritveni robovi) druge (slika 2.6c),
Slika 2.6: Glavne vrste stikov med plo�čama. a) robovi prira�čanja (konstruktivni,divergentni); b) robovi primikanja (destruktivni, konvergentni); c) preusmeritveni robovi. (http://147.205.15.81/geology/work/VFT-so-far/orogeny/pl.tect.html) A. PLO�ČI SE ODMIKATA ENA OD DRUGE:
Območja prira�čanja, razmikanja, konstruktivni, divergentni robovi:
SREDNJE-OCEANSKI HRBTI (slika 2.7)
Procesi, ki potekajo ob takih robovih:
• nastajanja nove oceanske skorje, vulkanizem, ves čas nastaja nova oceanska skorja
bazaltne sestave, plitvi potresi.
Slika 2.7: Vzdol� robov razmikanja in prera�čanja nastane dolga vulkanska veriga, ki jo
imenujemo srednje-oceanski hrbet. (http://www.ucmp.berkeley.edu/geology/tectonics.html)
Vidic: Osnove geologije 15
B. PLO�ČI SE GIBLJETA ENA PROTI DRUGI:
Robovi primikanja ali konvergence, destruktivni robovi:
a) robovi podrivanja, subdukcije - GLOBOKOMORSKI JARKI (slika 2.8 a,b):
• oceanska skorja se podriva pod oceansko (nastajajo otočni loki vzporedni z jarkom;
primer Japonsko otočje) (slika 2.8a),
• oceanska skorja se podriva pod celinsko (nastanejo gorske verige z verigami
sestavljenih vulkanov vzporedne z jarki ; primer Andi) (slika 2.8b).
b) robovi kolizije, trk dveh celin (nastanejo obse�na pogorja; primer Himalaja, Andi) (slika
2.8c).
Procesi, ki potekajo ob takih robovih: • tonjenje oceanske skorje v Zemljino notranjost, recikla�a skorje,
• globokomorski jarki,
• potresi vzdol� Beniofovega območja (do 700 km
• globoko),
• vulkanizem (otočni loki, vulkanske gorske verige: sestavljeni vulkani andezitne sestave),
• tvorba gorskih verig in obse�nih pogorij.
a) b)
c)
Slika 2.8: a) Podrivanje oceanske skorje pod oceansko. b) Podrivanje oceanske skorje pod celinsko. c) Trk dveh. Prevod: trench � jarek, oceanis crust � oceanska skorja, island arc � otočni lok, volcalnic arc � veriga vulkanov, continental crust � celinska skorja, litosphere � litosfera, astenoshere � astenosfera, mountain range � gorska veriga, high plateau � visoka planota.(http://pubs.usgs.gov/publications/text/understanding.html)
16 Vidic: Osnove geologije
C.PLO�ČI SE GIBLJETA ENA MIMO DRUGE:
Podol�ni navpični preusmeritveni prelomi (premera: Anatolijski prelom, prelom Sv.
Andreja ,̧ prelom Mrtvega morja). Ob takih prelomih so pogosto premaknjeni tudi deli
srednje-oceanskih hrbtov (slika 2.9).
Slika 2.9: Dve plo�či drsita ena ob drugi vzdol� navpičnih preusmeritvenih robov. Ob teh so najpogosteje premaknjeni deli srednje-oceanskega hrbta. Tudi na celinah najdemo take prelome, ki so navadno dalj�i, več kot 1000 km dolgi (Anatolijski prelom, Sv. Andrej v Kaliforniji). Prevod: oceanic ridge � srednje-oceanski hrbet, transform fault - preusmeritveni prelom (sneto z Interneta).
MEHANIZMI, KI POVZROČAJO DRSENJE PLO�Č
Premikanje plo�č povzroča kro�enje kamninskih gmot v Zemljini notranjosti �
KONVEKCIJA (slika 2.10), ki pa �e ni natančno raziskana. Povzroča jo segrevanje
kamninskih gmot v Zemljini n notranjosti zaradi toplote,ki se spro�ča ob radioaktivnem
razpadu prvin.
O naravi konvekcije obstaja več hipotez:
• plitva konvekcija (zajame le plastični zgornji del pla�ča, astenosfero),
• globoka konvekcija (zajame celotni pla�č, do globine 2900 km) (slika 2.10),
• dvoslojna konvekcija (konvekcija v spodnjem in zgornjem pla�ču, konvekcija v spodnjem
delu vodi konvekcijo v zgornjem pla�ču, ki pa povzroča drsenje plo�č,
• ozki jeziki vročega dvigajočega materiala (vroče točke).
Nekateri menijo, da plo�če tudi same aktivno sodelujejo pri tem kro�enju (gibanje zaradi
razmikanja vzdol� srednji-oceanskih hrbtov, vlečenje podrivajoče se skorje) (slika 2.10).
Vidic: Osnove geologije 17
a) b)
Slika 2.10: a) Konvekcija vode, ki josegrevamo na gorilniku. Voda se nad plamenov ogreje,
dviga navzgor, kjer se nekoliko ohladi in spet potone.b) Prikaz hipoteze o konvekciji po vsej globini pla�ča. Prikazano je tudi vlečenje podrivajoče se skorje. Prevod: trench -jarek, ridge � greben lithosphere litosfera, astenosphere � astenosfera, mantle � pla�č, outer core � zunanje jedro, inner core � notranje jedro.
(http://pubs.usgs.gov/publications//text/unaswered.html) 2. 4 POVZETEK • Litosfera (skorja + zg. pla�č) je razlomljena na toge plo�če, ki se stikajo in premikajo na
različne načine. • Vzdol� srednje-oceanskih hrbtov nastaja nova oceanska skorja, starej�a oceanska skorja
pa izginja v notranjost zemlje vzdol� območij podrivanja. Dve plo�či lahko tudi drsita ena mimo druge.
• Gibalo tektonike plo�č je toplotno kro�enje (konvekcija) v Zemljinem pla�ču. • Srednje-oceanski hrbti so dolgi vulkanski grebeni, vzdol� katerih nastaja nova oceanska
skorja. Premikanje magme navzgor povzroča plitve in �ibke potrese. • V območjih podrivanja poteka recikla�a oceanske skorje in sedimentov na njej. Kjer se
plo�ča podriva, nastanejo do 11 km globoki jarki. Vzdol� podrivajoče se plo�če nastopajo močni potresi globoki do 700 km globoko (Benioffovo območje).
• Kjer se podriva oceanska skorja pod oceansko, nastanejo verige sestavljenih vulkanov, ki tvorijo otočne loke.
• Kjer se podriva oceanska skorja pod celinsko, nastane gorska veriga z mnogimi sestavljenimi vulkani, ki je vzporedna z globokomorskim jarkom.
• Ko zmanjka podrivajoče se oceanske skorje, lahko trčita dve celini. Nastanejo visoka in obse�na pogorja.
• Dve plo�či se premikata ena mimo druge vzdol� podol�nih navpičnih prelomov. Tu nastajajo tudi zelo močni potresi različnih globin, a večinoma plitvej�i kot tisti vzdol� Benioffovega območja.
• Teorija o tektoniki plo�č pojasnjuje lokacije in izvor večine vulkanov, potresov in rudi�č ter nastanek gorovij in glavne strukture na oceanskem dnu.
• Zadovoljivo pojasnjuje večino procesov, ki potekajo v na Zmljinem povr�ju ter v njeni notranjosti.
18 Vidic: Osnove geologije
MAGMATSKI IN VULKANSKI PROCESI
3.1. NASTANEK MAGME
Magma je silikatna talina, ki vsebuje tudi lahko hlapne snovi: vodna para, H2S, HCl, HF,
CO2, ...).Lava je magma, ki privre na povr�je.
Magma nastane s taljenjem kamnin v zemljini notranjosti, ko
• okolna temperatura prese�e tali�ča mineralov, ki jih kamnina vsebuje ali
• temperatura tali�ča mineralov pade pod okolno temperaturo zaradi
- razbremenitve (zmanj�anja pritiska) ali
- prisotnosti vode.
Okolna temperatura je odvisna od geotermičnega gradienta, ki zna�a v povprečju 35-30o na
km globine. Dejanski geotermični gradient pa je odvisen od tektonike plo�č (visok pod
srednje-oceanskimi hrbti, nizek vzdol� podrivajočih se plo�č).
Temperatura tali�č mineralov je odvisna od:
• mineralne sestave kamnine:
- različni minerali se talijo pri različnih temperaturah (Bowen-ova reakcijska serija, glej
Izbrana poglavja iz osnov geologije),
- kombinacija različnih mineralov lahko zni�a tali�ča vseh.
• okolnega pritiska:
- vi�ji pritisk zvi�uje tali�ča,
- ni�anje pritiska (razbremenitev) povzroči taljenje.
• prisotnosti vodne pare:
- prisotnost vodne pare zni�a tali�ča mineralov.
3.2. VRSTE MAGME
Mafična magma:
• malo SiO2 (42-45%) in Al, veliko Fe, Mg in Ca, malo Na in K,
• bolj vroča, z lahkoto teče,
• plini z lahkoto uhajajo iz nje.
• Iz nje nastajajo kamnine GABRSKE SKUPINE.
Vidic: Osnove geologije 19
• Mirni izbruhi lave na povr�je� RAZPOKLINSKI (slika 2.7) IN �ČITASTI VULKANI
(slika 3.2).
Kisla magma:
• veliko SiO2 (> 65%) in Al, malo Fe in Mg, veliko Na in K, malo Ca,
• hladna, �idka,
• plini te�ko izhajajo iz nje.
• Iz nje nastajajo kamnine GRANITSKE in SIENITSKE skupine.
• Vulkanski izbruhi so izredno eksplozivni izbruhi- nastanek velikih KALDER (slika 3.3).
Srednja magma:
• po sestavi na sredi med mafično in kislo,
• lahko vroča in tekoča, ali pa manj vroča in bolj �idka,
• eksplozivnost izbruhov je odvisna od kislosti oziroma mafičnosti srednje magme.
• Nastajajo kamnine DIORITSKE SKUPINE.
• Vulkanski izbruhi so lahko eksplozivni � nastajajo SESTAVLJENI VULKANI (slika 3.4).
NASTANEK MAGEM RAZLIČNE SESTAVE: • Mafična lava, imenovana tudi izvorna, nastaja z delnim taljenjem ultramafičnega pla�ča.
• Ostale magme nastajajo:
- z delnim taljenjem kamnin skorje,
- diferenciacijo mafične magme (usedanje �e nastalih kristalov),
- asimilacijo okolnih kamnin ali
- me�anjem dveh magem različne sestave.
3.3 INTRUZIVNA TELESA - PLUTONI
Globočnine in �ilnine nastajajo v intruzivnih telesih (intruzije ali vdori magme med okolne
kamnine) imenovanih tudi PLUTONI (Slika 3.1):
• BATOLITI so zelo velika (tudi 100 ali več km) globočninska telesa granita ali
granodiorita, ki nastajajo globoko v Zemljini skorji,
• ČOKI so manj�a globočninska telesa, pogosto deli batolita,
• LAKOLITI so gobaste vodoravne intruzije (izbočeni zgornji del), LOPOLITI so izbočeni
navzdol.
• �ILE so lahko vodoravnje (SILI) ali pod kotom (DAJKI),
• VULKANSKI DIMNIKI so navpične �ile skozi katere je lava vrela na povr�je (pogosto
bolj odporni proti preperevanju in eroziji kot ostali deli vulkana).
20 Vidic: Osnove geologije
Slika 3.1: Oblike intruzivnih teles � plutonov. (Risba Lenart Pretnar.)
3.4. VRSTE VULKANSKEGA DELOVANJA IN VULKANOV
Razpoklinski vulkani:
• srednje-oceanski hrbti (atlantski, tiho-oceanski, Islandija) (slika 2.7),
• bazaltni platoji (Dekanska planota v Indiji, plato reke Kolumbije v S. Ameriki).
Vulkani z osrednjim �relom (kraterjem):
• �čitasti vulkani (havajski, islandski tip) (slika 3.2):
- polo�na pobočja,
- mirno izlivanje mafične lave,
- nastaja BAZALT,
- redki bolj eksplozivni izbruhi in nastanek manj�ih sto�cev pepela.
Slika 3.2: �čitasti vulkan (mirno izlivanje lave v obliki lavnih pokrovov, polo�na pobočja,
majhni sto�ci pepela (Havaji, Islandija). (Slika Lenart Pretnar).
Vidic: Osnove geologije 21
• Sestavljeni, plastoviti, stratovulkani (vulkanski, pelejski) (slika 3.3):
- bolj strma pobočja, značilna sto�casta oblika,
- menjavanje eksplozivnih izbruhov bolj kisle lave in mirnih izlivov bolj mafične lave,
- zato menjavanje slojev pepela in lavnih pokrovov,
- nastaja ANDEZIT in njegovi TUFI,
- lahko katastrofalne posledice (Vezuv, St. Helens, Pinatubo, Montserrat).
Slika 3.3: Sestavljeni vulkani. N levi skica, na desni eksplozivni izbruh vulkana St. Helens
leta 1980. Prevod: magma chamber: magmatsko ognji�če, fumaroles- fumarole, side crater-stransko �relo, crater pipe � �relna �ila. (Risba Lenart Pretnar.) (http://www.wsu.edu:8080/~geology/geol101/SKuehn/volcanism/volcanoes-1.html)
• Kaldere (slika 3.4):
- ekstremno eksplozivni izbruhi kisle lave,
- nastaja RIOLIT,
- kaldere so vulkanska �rela, ki imajo lahko več 100 km premera (Yellowstone, gora
Mazama � Kratersko jezero).
Slika 3.4: Kisla magma bruha izredno eksplozivno, nastanejo velikanski kraterji, imenovani kaldere, ki imajo lahko premer tudi 100 km ali več (Yellowstone, gora Mazama). (Slika Lenart Pretnar).
22 Vidic: Osnove geologije Pojavi,ki spremljajo vulkanske procese:
• hidrotermalni procesi (vroči izviri, blatni vrelci, hidrotermalno spremenjene kamnine,
okameneli les),
• nastanek orudenj,
• fumarole,
• gejzirji.
Napovedovanje vulkanskih izbruhov:
Vulkane delimo na:
• aktivne (izbruhnili v človekovi zgodovini),
• speči (v čelovekovi zgodovini niso izbruhnili, a obstaja mo�nost, da �e bodo � nekateri
vulkani, npr. Yellowstone, bruhajo eksplozivno le na pribli�no vsakih 600.000 let),
• ugasli vulkani (ni sledov magmatske dejavnosti).
Znaki, ki napovedujejo izbruhe:
• potresi,
• izbočeno povr�je (dome),
• napetosti v kamninah,
• izhajanje plinov.
3.5. SESTAVA IN SISTEMATIKA MAGMATSKIH KAMNIN
Glej 4. poglavje v Kočevar in Vidic, 1998, Izbrana poglavja iz osnov geologije.
Vidic: Osnove geologije 23
METAMORFNI PROCESI
Metamorfoza je preobrazba prej obstoječih kamnin v spremenjenih pogojih
temperature ali pritiska. Zajema prekristaljenje mineralov v trdnem stanju, nastajajo nove
mineralne zdru�be.
4.1 DEJAVNIKI IN PROCESI METAMORFIZMA:
Povi�ane temperature:
• temperature nara�čajo z globino - GEOTERMIČNI GRADIENT (glej III. Poglavje),
• metamorfoza se prične se pri 100 - 200oC in nadajuje do taljenja mineralov;
• take temperature so dose�ene na globinah 5-10 km do 50-250 km.
Procesi, ki jih povzroča povi�ana temperatura:
• prekristaljenje nizko-temperaturnih mineralov v visokotemperaturne;
• dehidratacija.
(Mg, Fe)7Si8022(OH)2(s) 7(Mg, Fe)SiO3(s) + SiO2(s) + H20(g)
amfibol piroksen kremen vodna para
Povi�ani pritiski:
• ločimo GEOSTATIČNI (LISTOSTATIČNI) PRITISK in USMERJENIN PRITISK.
• Geostatični pritisk raste z globino, na kamnino deluje iz vseh smeri enako močno (kot
hidrostatični pritisk v vodi).
• Usmerjeni pritisk deluje na kamnino v eni smeri bolj močno kot v drugi (tektonika plo�č,
robovi primikanja).
Procesi, ki jih povzročajo povi�ani pritiski:
• Povi�ani geostatični pritisk povzroča PREKRISTALJENJE MANJ GOSTIH
MINERALOV V BOLJ GOSTE (amfiboli → granati).
• Povi�ani usmerjeni pritisk pozvroča RAZTEGNJENOST sestavnih delov kamnine ali
RAST LISTASTIH IN PODOLGOVATIH MINERALIH V DOLOČENI SMERI
(pravokotno na smer bočnega stiskanja ali vzporedno s stri�nimi pritiski). Nastaja
SKRILAVA TEKSTURA in (ločevanje temnih in svetlih mineralov v vzporedne pasove).
24 Vidic: Osnove geologije
Vpliv lahkohlapnih komponent
• Voda nastopa pri temperaturah značilnih za metamorfne spremembe v obliki vodne pare.
• Vodna para, ki nastaja pri dehidrataciji in iz porne vode, pospe�uje metamorfne
spremembe, takon da potečejo pri ni�jih temperaturah in pritiskih kot sicer.
Izmenjava snovi ali metasomatoza
• Izmenjava snovi poteka predvsem med magmo in okolno kamnino, pri tem sodelujejo
vroče tekočine (voda iz magme, vroča padavinska voda).
Čas
Za potek metamorfnih sprememb je potrebnih več miljonov let.
4.2. STOPNJA METAMORFOZE
Iz mnogih izvornih kamnin lahko nastane glede na stopnjo metamorfoze cela vrsta
metamorfnih kamnin (glej 5. poglavje v Kočevar in Vidic, 1998, Izbrana poglavja iz osnov
geologije):
Glinavec (meljevec, kisle predornine�) → metamorfni skrilavec → filit → blestnik → gnajs
→ migmatit
Bazalt (mafične kamnine) → kloritov skrilavec → serpentinit → amfibolit → eklogit.
4.3. VRSTE METAMORFOZE
Regionalna:
• zajame obse�ne predele,
• povi�ane temperature, pritiski,
• pogosto tudi usmerjeni pritiski.
Poteka predvsem ob robovih primikanja dveh plo�č, lahko tudi kadar se hitro odlo�ijo debeli
sloji sedimentov (nad 5 km debeline).
Kontaktna:
• vrivanje magme med okolne kamnine,
• povi�ane temperature,
• izmenjava snovi.
Vidic: Osnove geologije 25
Dinamometamorfoza:
• tektonske sile povzročajo usmerjene pritiske,
• poteka vzdol� prelomov in prelomnih con,
• raztegnjene kamnine, zdrobljene kamnine.
Ostale vrste metamorfoze
Glej 5. poglavje v Kočevar in Vidic, 1998, Izbrana poglavja iz osnov geologije.
4.4. SESTAVA IN SISTEMATIKA METAMORFNIH KAMNIN
Glej 5. poglavje v Kočevar in Vidic, 1998, Izbrana poglavja iz osnov geologije.
26 Vidic: Osnove geologije
POTRESI
5.1. KAJ POVZROČA POTRESE? Potrese povzročajo vibracije kamninskih gmot, ki se sprostijo ob nenadnem silovitem
premiku v zemljini skorji - elastična sprostitev energije.
To pojasnjuje teorija o elastični povratni zvezi: a) napetost, ki jo povzročajo tektonske
sile, v kamninskih gmotah raste (pogosto vzdol� preloma), b) povi�ana napetost povzroči
deformacije kamninskih gmot, c) napetost prese�e trdnost kamnin ali trenje vzdol� preloma,
pride do premika in sprostitve energije v obliki potresnih valov, d) po premiku se kamninske
gmote povrnejo v začetno obliko (elastični povrat) (slika 5.1).
a) b) c) d) Slika 5.1: Ponazoritev teorije elastične povratne zveze in nastanka potresa zaradi premika
vzdol� preloma. a) Začetno stanje. b) Vzdol� preloma se nabira potencialna energija. Napetosti povzročijo deformacijo obeh kamninskih blokov vzdol� preloma. c) Ko napetosti prese�ejo trenje vzdol� preloma, pride do premika obeh kamninskih gmot. Potencialna energija se spremeni v kinetično, ki se sprosti v obliki potresnih valov. d) Stanje po potresu: kamninska bloka sta premaknjena a nedeformirana. (Risba Lenart Pretnar).
Vidic: Osnove geologije 27
Potrese povzročajo:
• prelomi in premiki kamninskih gmot vzdol� preloma (tektonski potresi, 90% vseh
potresov),
• premiki magme (magmatski in vulkanski potresi, 7% vseh potresov),
• udorni potresi ob udorih in podorih (3% vseh potresov),
• potresi,ki jih povzroči človek (jedrski poskusi, rudarska dejavnost, črpanje vode, vtiskanje
plina ali tekočin v Zemljino notranjost). Ločimo nadzorovanje (načrtno spro�ene) in
nenadzorovane (spro�ene nenačrtovano).
5.2 �ARI�ČE IN NAD�ARI�ČE POTRESA
�aru�če ali hipocenter potresa je točka, kjer se valovanje spro�i. Najbli�ja točka nad
�ai�čem na Zemljinem povr�ju je nad�ari�če ali epicenter. Od hipocentra se v vseh smerih
�irijo prostorski potresni valovi (primarni P, sekundarni S), od epicentra �e po povr�ini pa �e
povr�inski valovi.
Slika 5.2: �ari�če (hipocenter, angl. focus) in nad�ari�če (epicenter) potresa. Čeprav je �ari�če
na prelomni ploskvi, pa nad�ari�če ne sovpada s presekom preloma s povr�ino (surface trace of fault). Iz Chernicoff, 1997, str. 183.
5.3 POTRESNI ALI SEIZMIČNI VALOVI Prostorski valovi
Primarni (P) so hitrej�i (4-7 km/s) in so prvi, ki jih zabele�ijo opazovalnice. �irijo se s
stiskanjem in raztezanjem kamnin . �irijo se lahko skozi trdne, tekoče in plinaste snovi.
Hitrost sekundarnih (S) valov navadno zna�a 60% primarnih, gibljejo se hitrostjo 2-5
km/s. Valovanje kamnin gor in dol.Potujejo lahko samo skozi trdne.
Način gibanja potresnih valov skozi Zemljino notranjost je omogočil določitev
notranjih slojev Zemlje in njihovega agregatnega stanja. Tako imamo v pasu od 105-143o od
28 Vidic: Osnove geologije
�ari�ča potresa območje, kjer ne zaznamo valov P, kar imenujemo tudi senca valov P (ker se
valovi P na meji med pla�čem in jedrom uklonijo). Senca valov S (slika 8.9b) pa je se dosti
bolj obse�na, saj ti po 105o �ari�ča potresa povr�ja sploh ne dose�ejo več (ker se valovi S ne
morejo gibati skozi tekoče zunanje jedro).
Povr�inski valovi
Povr�inski valovi potujejo po povr�ini ali tik pod njo in so počasnej�i kot prostorski
valovi. Prostorski valovi povzročajo sunke in tresenje, povr�inski pa valujoče ali zibajoče
gibanje, podobno gibanju morskih valov, ki ga ob močnih potresih tudi zaznamo. Povr�inski
valovi navadno povzročijo največ �kode.
Ločimo več vrst povr�inskih valov. Najbolj pomembni so valovi Rayleigh (R) in
Lowe (L) imenovani po lordu Rayleigh-u in A. Lowe-u, ki sta jih odkrila. Prvi so počasnej�i
in se obna�ajo podobno kot vodni valovi, ter s tem povzročajo valovanje povr�ja, ki ga lahko
ob močnih potresih tudi vidimo. Drugi so stri�ne narave in povzročajo sunke levo-desno
pravokotno na smer potovanja valov. Ti po�kodujejo predvsem temelje stavb.
5.4 DOLOČANJE LOKACIJ �ARI�Č POTRESOV
Lokacije �ari�č potresov določamo s pomočjo seizmičnih opazovalnic in podatkov o
času prihoda različnih seizmičnih valov, ki jih zabele�ijo naprave imenovane seizmometri in
seizmografi.
Prvo napravo, ki je zaznavala potrese, je �e leta 132 A.D. izumil kitajski astronom
Čang Heng. Sestavljena je bila iz osrednjega kovinskega cilindra, ki je imel na vseh straneh
nad določeni vi�ini odprtine v obliki zmajevih glav. Vsaka zmajeva glava je imela v ustih
kroglico, pod njo pa je sedela �aba z odprtimi usti. Mehanizem v notranjosti osrednjega
cilindra je zanihal v smeri potresa in izbil kroglice iz zmajeve glave v usta �abe pod njim. Ce
so torej popadale kroglice v smeri vzhod-zahod, so lahko sklepali, da so potresni valovi pri�li
iz tiste smeri, niso pa mogli ugotoviti kako daleč ali kako močan je bil potres.
Dana�nje naprave merijo tako čas prihoda kot tudi amplitudo in periodo potresnih
valov. Ločimo seizmometre, ki bele�ijo vodoravne vibracije, in tiste, ki bele�ijo navpične
vibracije. Vsi seizmometri pa so v osnovi sestavljeni iz dveh delov. En del je pritrjen na
masivno nepremično podlago vgrajeno v trdno kamninsko podlago, drugi pa prosto niha.
Seizmometri merijo torej razliko med nihanjem pritrjenega in prostega dela. Kadar je prosto
nihajoči del povezan s peresom, ki bele�i nihanje na posebnem papirju ovitem okrog
enakomerno hitro vrtečega se vodoravnega cilindra, govorimo o seizmografu, zapis sam pa
imenujemo seizmogram. Ta zvezno bele�i vse vibracije, povezan pa je tudi z natančno uro,
Vidic: Osnove geologije 29
saj je točen čas prihoda potresnih valov na seizmolo�ko opazovalnico nadvse pomemben
podatek. En seizmograf je lahko povezan z več kot enim seizmometrom.
Potresni valovi potujejo skozi kamnine z različnimi hitrostmi in torej različno hitro
dose�ejo seizmične opazovalnice, ki zabele�ijo čas prihoda na zapisih imenovanih
seizmogrami. Na seizmogramu vidimo najprej prihod prvotnih valov P, nato drugotnih valov
S in �ele čez nekaj časa prihod različnih povr�inskih valov. Dlje kot je seizmična
opazovalnica od zari�ča potresa, večje so časovne razlike med prihodi različnih valov. Tako
lahko iz razlike v času prihoda P in S valov, ki jo razberemo iz seizmograma, določimo
razdaljo do nad�ari�ča. To se lahko nahaja kjerkoli na kro�nici s to razdaljo, ki jo zari�emo
okrog seizmične opazovalnice. Zato potrebujemo za določitev nad�ari�ča podatke vsaj treh
seizmičnih opazovalnic. Nad�ari�če se nahaja v točki, kjer se sekajo krogi razdalj določenih
za vsako opazovalnico. Tudi globino �ari�ča lahko določimo na ta način.
5.5 DOLOČANJE MOČI POTRESA Določanje magnitude ali jakosti potresa Merjenje količine spro�čene energije:
• Magnituda po RICHTER-ju: ne prese�e 9 stopnje (najmočnej�i potresi 8,6).
• Ml � lokalna magnituda (0-10)
• Mb � magnituda prostorskih valov (0-10)
• Ms - magnituda povr�inskih valov (0-10)
• Mw � magnituda seizmičnega momenta (upo�teva tudi geometrijo preloma) (0-10): najmočnej�i potres 9,6 leta 1960 v Čilu.
• Meritve pospe�ka � mnogokratnik Zemljinega pospe�ka
Določanje intenzitete potresa Meri učinek potresa, določena na podlagi povzročene �kode:
Mercalli- jeva lestvica, Mercalli-Cancani-Sieberg-ova (MCS).
Pri nas se uporablja evropska lestvica EMS opisana v tabeli 5.1.
Vse lestvice, ki temeljijo na Mercallijevi, imajo XII stopenj.
30 Vidic: Osnove geologije
Tabela 5.1: Kratek opis lestvice EMS. STOPNJA EMS
OZNAKA POTRESA, POVZROČENI UČINKI IN PO�KODBE
I NEZAZNAVEN. Zabele�ijo ga le seizmografi. Potresa ne čutimo, po�kodb ni.
II KOMAJ ZAZNAVEN. Čutijo ga le redki posamezniki, ki počivajo, predvsem v zgornjih nadstropjih visokih stavb. Po�kodb ni.
III �IBAK. Mnogi ljudje v poslopjih ga čutijo, a se pogosto ne zavedajo, da gre za potres. Po�kodb ni.
IV ZAZNAVEN. Podnevi ga čuti mnogo ljudi v poslopjih, redki tudi na prostem. Posameznike potres zbudi. Porcelan, steklenina in okna �venketajo. Viseči predmeti zanihajo. Po�kodbe so zanemarljive.
V MOČAN Z MANJ�IMI PO�KODBAMI. V poslopjih začuti potres večina ljudi, na prostem posamezni. Posamezniki be�ijo na prosto. Večina ljudi se zbudi. Viseči predmeti znatno zanihajo. Porcelan in steklovina �venketa. Manj�i predmeti popadajo na tla. Omet odpada, �ipe lahko popokajo. Tekočine v posodah zavalovijo in se lahko prelijejo. �ivali se lahko vznemirijo. Drevesa, telefonski drogovi in drugi visoke zgradbe so lahko po�kodovane.
VI MOČAN Z ZMERNIMI PO�KODBAMI. Čutijo ga vsi ljudje, mnogi prestra�eni be�ijo na prosto. Posamezniki lahko izgubijo ravnote�je. Ponoči se vsi zbudijo. Manj�i predmeti padajo, pohi�tvo se lahko premakne. Omet odpada, dimniki se lomijo, visoki objekti so lahko po�kodovani.
VII MOČAN S SREDNJE TE�KIMI PO�KODBAMI. Ljudje be�ijo na prosto. Mnogi se s te�avo obdr�ijo na nogah. Pohi�tvo se premika, redkeje tudi prevrne, predmeti padajo. Tekočine pluskajo iz posod. Skoda na potresno varnih zgradbah je zanemarljiva, na slab�e grajenih zmerna do znatna. Začutijo ga tudi nekateri vozniki avtomobilov.
VIII MOČAN Z TE�KIMI PO�KODBAMI. Ljudje se te�ko obdr�ijo na nogah, tudi na prostem. Pohi�tvo se prevrača, te�ji premeti popadajo na tla. �koda na potresno varnih zgradbah je neznatna, slab�e grajene so delno poru�ene. Padajo polomljeni dimniki, spomeniki in stene slab�e grajenih zgradb. Zelo mehka tla lahko vidno valovijo, namočena se lahko utekočijo. Mo�ni manj�i izbruhi peska ali blata iz tal.
IX RU�ILEN. Splo�na panika. Ljudi lahko pomeče na tla. Znatno po�kodovane so tudi potresno varne zgradbe. Stavbe se lahko premaknejo ali prevrnejo s svojih temeljev. Podzemna napeljava se trga. Povr�je lahko valovi in razpoka. Pro�enje manj�ih plazov.
X ZELO RU�ILEN. Večina stavb je močno po�kodovanih in poru�enih. Povr�je je močno razpokano. �ele�ni�ki tiri se ukrivijo. Udori strmih rečnih bregov in obalnih previsov, plazenje strmih pobočij.
XI UNIČUJOČ. Le redke stavbe so �e delno ohranjene. Mostovi so poru�eni. Podzemne napeljave so popolnoma uničene. Zevaljoče razpoke, mo�ni premiki povr�ja.
XII KATASTROFALEN. Popolno uničenje vseh zgradb in podzemnih napeljav. Vidno valovanje povr�ja. Predmete ali celo ljudi meče v zrak. Premiki in dvigovanje povr�ja, zevajoče razpoke. Udori in plazenje pobočij.
Vidic: Osnove geologije 31
Potres z večjo magnitudo povzroči tudi večjo �kodo. Vendar pa vplivajo na intenziteto �e
mnogi drugi dejavniki kot so oddaljenost od nad�ari�ča, globina �ari�ča, gostota naseljenosti,
kvaliteta gradnje in lokalna geolo�ka zgradba. Na primer, na nenaseljenih območjih
intenzitete potresa ne moremo določiti, če ni povr�inskih sprememb (razpoke, vidni premiki).
Na območjih s protipotresno gradnjo je �koda dosti manj�a kot na področjih, kjer �ivijo ljudje
v hi�ah iz posu�enega blata. Stavbe enake kvalitete so bolj po�kodovane, če so zgrajene na
potresno nevarnih kamninah kot so stisljivi nevezani sedimentih (npr., meljasti in glinasti
sedimenti), kot če so zgrajene na trdnej�ih sedimentih ali kamninah (npr., prodni nanosi,
apnenec, dolomit, granit, pe�cenjak). Tako lahko potresi z enako magnitudo povzročijo
različne stopnje intenzitete. Potresi z magnitudo 1,0-3,0 povzročijo maksimalno intenziteto I,
potresi z jakostjo 3,0-3,9 intenzitete II-III, potresi z jakostjo 4,0-4,9 intenzitete IV-V, potresi z
jakostjo 5,0-5,9 intenzitete VI-VIII, potresi z jakostjo 6,0-6,9 intenzitete VII-IX in potresi z
jakostjo nad 7,0 intenzitete nad VIII.
5.6 NEKATERI MOČNEJ�I POTRESI Leto Kraj Ocenjena
lokalna magnituda
Ocenjeno �tevilo �rtev
1348 Koro�ka, Avstrija 6,6 20.000
1511 Idrijsko območje, Slovenija 6,9-7,2 12.000
1556 Provinca �ensi, Kitajska 8+ 830.000
1668 Provinca �andong, Kitajska 8,5 50.000
1755 Lizbona, Portugalska 8,6 70.000
1811-12 Novi Madrid, ZDA 7,5-8 20
1868 Čile in Peru 8,5 25.000
1872 JV Kalifornija, ZDA 8,5 27
1895 Vodice, Slovenija (Ljubljana) 6,1 7
1905 Punjab, Indija 8,6 19.000
1906 San Francisco, ZDA 8,3 700
1908 Me�ina, Italija 7,5 83.000
1920 Provinca Gansu, Kitajska 8,6 100.000
1950 Indija in Tibet 8,6 1.530
1963 Skopje, Makedonija 6,9 1066
32 Vidic: Osnove geologije
1960 Osrednji ju�ni Čile 8,6 2000
1964 Aljaska, ZDA 8,6 131
1976 Furlanija, Italija (Posočje) 6,5 965
1985 Michoacan, Mehika (Meksiko City) 8,1 9.500 1989 Loma Prieta, ZDA (San Francisco) 7,1 63
1995 Kobe, Japonska 7,2 5.500
1997 Osrednja Italija (A�isi, dva sunka) 5,9 in 6,4 11
1998 Posočje, Slovenija 5,8
1999 Izmit in Duzce, Turčija 7,4 in 7,2 >40.000
1999 Tajvan 7,6 >2000
5.7 POSLEDICE POTRESOV Močni potresi imajo ru�ilne učinke, ki povzročajo mnoge pojave na�tete �e v stopnjah
EMS. Med njimi so člove�ke in �ivalske �rtve, ru�enje objektov (potresno varna
gradnja!), po�ari, plazovi, poplave, prelom in premik povr�ja, kamninskih gmot (zmiki,
dvigi), zevajoče razpoke in udarni valovi (cunami).
5.8 VAROVANJE PRED POTRESI IN RAVNANJE MED NJIMI Najbolj učinkovito varovanje pred potresi je kvalitetna protipotresna gradnja.
Seznanimo se z nevarnostmi, ki jih predstavlja potres na območju, kjer �ivimo. Ugotovimo,
ali je stavba, v kateri �ivimo, potresno varno grajena. Če ni, lahko s pomočjo strokovnjakov
poskrbimo za ojačitve. Pritrdimo vse te�ke predmete in pohi�tvo.Hranimo rezerve
ustekleničene vode in konzervirane hrane, ki zadostujejo za več dni. Rezerve občasno
obnavljamo, da je voda sve�a in da hrani ne poteče rok trajanja. Pri roki imamo tudi gasilni
aparat, �katlo s prvo pomočjo, baterijo in rezervne baterije za baterijo in radio. Pripravimo si
lahko manj�o torbo s pomembnimi dokumenti, prvo pomočjo, baterijo in baterijami,
toaletnimi pripomočki in perilom, in jo hranimo na lahko dosegljivem mestu. Dobro je, če
obvladamo vsaj osnove prve pomoči. Seznanimo se s tem, kako ugasnemo različne naprave
in napeljave v na�em domu.
Med potresom samim je pomembno, da obdr�imo trezno glavo in se ne predamo
paniki. Znotraj stavb se postavimo med vratne okvire, ki so strukturno najmočnej�i, ali
zlezemo pod mizo, da se obvarujemo pred padajočimi predmeti. Izogibajmo se oknom, ki
lahko popokajo, in odprtim policam, s katerih lahko popadajo stvari. Med potresom ali takoj
po njem ne uporabljamo dvigal, v visokih stavbah pa tudi ne stopni�č. Iz nizkih in slabo
Vidic: Osnove geologije 33
grajenih stavb be�imo na prosto. Pri tem pazimo na prekinjeno električno napeljavo in
padajoče predmete. Ko smo zunaj, se čim bolj oddaljimo od vseh zgradb, �e posebej visokih.
Če smo v avtomobilu, zapeljemo stran od visokih stavb, mostov in nadvozov, če je le
mogoče, nato se ustavimo na varnem mestu in ostanemo v avtu.
Tudi po potresu moramo ostati mirni, da lahko ocenimo stanje in mo�ne re�itve. Če
smo pri močeh, pomagamo tistim, ki so ranjeni. Z gasilnim aparatom pogasimo manj�a
�ari�ča. Izklopimo električno, vodno in plinsko napeljavo za stanovanje ali celo stavbo. Če
telefon deluje, ga uporabimo le za nujne klice. Nato se umaknemo na varno mesto na prostem,
saj je mo�no, da smo do�iveli �ele predpotresni sunek, ali pa, da bodo sledili �e močni
popotresni sunki. Ostanimo na istem mestu in se ne podajajmo naokrog, če ni nujno potrebno.
Izogibajmo se vzno�jem pobočij, ki se lahko splazijo, obalnim območjem in robovom
previsov.
5. 9 NAPOVEDOVANJE POTRESOV
Kljub velikim količinam podatkov, ki jih zbirajo in obdelujejo seizmologi, pa ostajajo
uspe�ne napovedi �e vedno zelo redke. Uspe�na napoved potresa mora namreč zajemati čas,
lokacijo in jakost potresa. Vsekakor la�e napovemo mo�ne lokacije in moč potresa kot točen
čas nastopa. Zanesljive napovedi bi močno zmanj�ale �tevilo člove�kih �rtev, deloma pa tudi
�kodo. Neuspe�ne napovedi pa močno zmanj�ajo zaupanje ljudi in ote�ijo evakuacije ob
mo�nih bolj uspe�nih napovedih.
V Sloveniji in v večini drugih dr�av se opiramo predvsem na ocenjevanje potresne
nevarnosti, ki je podlaga za potresno varno gradnjo stavb. Potresno nevarnost ocenimo s
pomočjo podatkov o potresih v preteklosti. Tako pripravimo karte potresne nevarnosti. S karte
potresne nevarnosti, ki jo je za Slovenijo pripravil Urad za geofiziko (slika 5.3), vidimo, da
so, kljub temu, da je vsa Slovenija na potresno nevarnem območju, nekateri deli vseeno bolj
potresno nevarni kot drugi. Tako je Posočje, ki ga je v zadnjih 30 letih �e dvakrat močno
po�kodoval potres, v najbolj potresno nevarnem območju. Tudi najbolj naseljeno ljubljansko
območje je med potresno najbolj nevarnimi. Zarisana območja temeljijo na največji �kodi
povzročeni med potresi zadnjih 500 let. Povedo nam torej, kako močne potrese lahko na
nekem območju pričakujemo, ne pa tega, kdaj bo do tako močnega potresa pri�lo. S primerno
gradnjo pa lahko preprečimo veliko �kodo in člove�ke �rtve.
34 Vidic: Osnove geologije
Slika 5.3: Karta potresne nevarnosti v Sloveniji. �tevilke predstavljajo maksimalno
intenziteto, ki jo lahko na nekem območju pričakujemo (http://www.sigov.si/ugf/ang/hazard/intenz.gif).
Tudi druge metode temeljijo na raziskovanju preteklih potresov. Bele�enje potresnih
in popotresnih sunkov vzdol� aktivnih prelomov ali podrivajočih se litosferskih plo�č nam
pove, kjer se pojavljajo območja seizmičnega zati�ja. To so namreč območja kjer �e dolgo ni
bilo potresa, kar pomeni, da se na tem mestu verjetno kopiči potencialna energija. To so torej
območja, kjer lahko pričakujemo bodoče potrese. Potres, ki je leta 1985 prizadel Meksiko
City, se je spro�il na območju zati�ja vzdol� plo�če, ki se z zahoda podriva pod Mehiko.
Obstajajo pa tudi pojavi, ki napovedujejo potrese. To so spremembe v vi�ini ali nagibu
povr�ja. Pred potresom 1964 v bli�ini kraja Niigata na Japonskem, se je povr�je najprej
dvignilo, takoj po potresu pa spustilo za 20 cm. Meritve vi�ine in nagiba povr�ja nam torej
lahko pomagajo pri napovedovanju potresov. Problem pa je v tem, da na tak način sicer lahko
stalno spremljamo nekatere večje prelome, kot je Sv. Andrej, najbolj opazovan in preiskovan
prelom na svetu, te�ko pa spremljamo vse mo�ne prelome, ki se nahajajo na nekem
obomočju. Do potresov pa prihaja tudi vzdol� prelomov, ki ne segajo do povr�ja in takih, za
katere niti ne vemo, da obstajajo. Če pa zaznamo �e kak drug pojav, ki napoveduje potrese, pa
lahko določeno območje opremimo s senzorji in pričnemo z meritvami.
Drugi pojavi, ki napovedujejo potrese, so lahko �e spremembe v gladini podtalnice,
magnetnem polju in električni prevodnosti tal. Te spremembe povzročajo spremembe v
poroznosti kamnin in sedimentov zaradi nara�čajoče napetosti v njih. Pogosto omenjamo tudi
obna�anje �ivali, ki se vznemirijo pred potresi. �ivali verjetno zaznavajo pojave, ki jih ljudje
ne moremo zaznati.
Vidic: Osnove geologije 35
NASTANEK GOROVIJ IN CELIN
6.1 NASTANEK GOROVIJ - OROGENEZA
Dvigovanje gorovij � orogeneza � je povezana predvsem nastanek z robovi primikanja.
Mlada gorovja, ki se �e vedno dvigajo:
• ALPSKO-HIMALAJSKI PAS,
• TIHO-OCEANSKI OGNJENI OBROČ.
Orogeneza zajema gubanje, prelamljanje in narivanje kamninskih gmot, ki jih povzročajo
tektonski premiki povezani z robovi podrivanja. Gorske verige nastajajo vzdol� vseh treh vrst
robov primikanja (oceanska pod oceansko, oceanska pod celinsko, trk dveh celinskih skorij),
najobse�nej�a pogorja pa nastajajo pri trku dveh celinskih robov (Alpe, Himalaja).
6.2. GEOLO�KE STRUKTURE
Ko kamnine nastajajo, niso nagubane in nagnjene, prelomljenem ali razpokane.
Tektonske sile povzročajo deformacije kamnin kot so
• sprememba oblike kamninskih gmot,
• gubanje,
• prelamljanje in premikanje kamninskih blokov,
• dviganje in spu�čanje ozemelj.
Z deformacijami kamnin, ki so povezane z usmerjenimi pritiskih ob gorotvornih procesih
(usmerjeni pritiski) nastajajo GEOLO�KE STRUKTURE.
Plastične in elastične deformacije
Kamnine, ki se zaradi usmerjenega pritiska prelomijo, so krhke. Obna�ajo se
elastično, ker ne spremenijo prostornine ali oblike, ampak se, ko pritiska ni več, povrnejo v
prej�njo obliko (glej teorijo elasticne povratne zveze, 8. poglavje). Tiste, ki spremenijo obliko
ali prostornino, pa se obna�ajo plastično. Prve se pod vplivom usmerjenega pritiska
prelomijo, druge pa se nagubajo ali spremenijo obliko in prostornino.
• PLASTIČNE deformacije - kamnine so plastične globlje od 100 km, v primernih pogojih
tudi med 20 in 200 km globine. Plastične deformacije so GUBANJE, TER SPREMEMBE
OBLIKE IN PROSTORNINE KAMNINE
36 Vidic: Osnove geologije
• ELASTIČNE DEFORMACIJE - kamnine so krhke, zaradi delovanja tektonskih sil se
prelomijo. Kamnine so elastične predvsem v zgornjih 20 km Zemljine skorje. Nastajajo
PRELOMI in RAZPOKE.
Gube
Gube predstavljajo plastične deformacije kamnin. Počasno in dolgotrajno stiskanje
ozemlja, ki ga povzroča primikanje dveh tektonski plosč, povzroči gubanje prej vodoravnih
sedimentih skladovnic.
Pogosto pa na terenu ne vidimo cele gube, ampak le plasti, ki so pod določenim
kotom. To nam vedno pove, da je bila kamnina nagubana, tudi če gube v celoti ne vidimo, saj
so nedeformirane sedimentne kamnine vedno vodoravne ali skoraj vodoravne. Večina gub je
namreč delno erodiranih, nekatere pa imajo tako velik razpon, da jih lahko razpoznamo le iz
geolo�kih kart ali aerofotoposnetkov. Lahko pa jih prepoznamo s pomočjo smeri in vpadov
plasti, ki jih vidimo na terenu ali razberemo iz geolo�kih kart. To sta zelo pomembna podatka,
ki ju izmerimo za vsako plast posebej, nato pa vri�emo v geolo�ko karto.
Oglejmo si smer (azimut) in vpad plasti na sliki 6.1. Smer plasti je smer, ki jo
predstavlja presek med plastjo in nami�ljeno vodoravno ravnino. Praktično je smer plasti tista,
v kateri lahko plast na povr�ju sledimo. Vpad plasti pa je vedno pravokoten na smer plasti in
predstavlja kot med nami�ljeno vodoravno ravnino in nagnjenostjo plasti. Poleg kota
nagnjenosti označimo tudi smer vpada plasti, saj lahko plast z določeno smerjo vpada v dve
smeri. Na primer, plast s smerjo sever-jug lahko vpada proti vzhodu ali zahodu.
Slika 6.1: Smer in vpad plasti določamo s pomočjo nami�ljene vodoravne ravnine, ki jo na sliki predstavlja gladina vode. Smer predstavlja presek med plastjo in nami�ljeno vodoravno ravnino, vpad pa kot med povrsino plasti in vodoravno ravnino. Označimo tudi smer vpada, ki je vedno pravokotna na smer plasti, saj lahko vsaka plast vpada na dve strani. (Fotografija z Interneta).
Vidic: Osnove geologije 37
Smer in vpad plasti merimo z geolo�kim kompasom. Geolo�ki kompas, imenovan tudi
Bruntonov kompas, se razlikuje od ostalih kompasov tako, da ima dodatno opremo s pomočjo
katere izmerimo smer in vpad plasti. Magnetna igla je se prosto vrti na navpični osi in je
vedno usmerjena proti severu. Krog, v katerem se giblje magnetna igla, je razdeljen na 360o z
ničlo proti severu, zato lahko smer plasti določimo v stopinjah od severa. Dodatna naprava
imenovana klinometer pa omogoča merjenje vpada plasti, ki se giblje od 0 (vodoravne plasti)
do 90 stopinj (navpične plasti).
Na terenu izmerimo izmerimo smer in kot ter smer vpada izdankov različnih plasti.
Dobljene podatke vri�emo v geolo�ko karto. Za označevanje smeri in vpada plasti
uporabljamo tri različne znake. Za plasti, ki vpadajo pod kotom večjim od 0 in manj�im od
90 stopinj, uporabljamo znak, ki je sestavljen iz dalj�e črtice v smeri plasti in kraj�e črtice v
smeri vpada. Smer vpada je vedno pravokotna na smer plasti, nastane znak podoben črki T z
vodoravno crtico, ki je dvakrat dalj�a od navpične. Kot vpada označimo s �tevilko, ki se
nahaja med obema črtama. Vodoravne plasti označimo s krizem v krogu, navpične pa s kri�u
podobnim znakom.
Ko razi�čemo nek teren, nari�emo geolo�ko karto, na kateri označimo
razprostranjenost posameznih plasti. Zabele�imo pa tudi smer in vpad plasti, vedno na tistem
mestu, kjer smo ga izmerili. Iz razporeditev teh znakov na geolo�ki karti lahko ugotovimo za
kak�ne gube gre. Iz teh podatkov lahko nari�emo tudi navpične prereze skozi raziskani teren,
ki jih imenujemo geolo�ki preseki.
Geometrija gub Gube ločimo na antiklinale in sinklinale. Antiklinala je izbočena guba, sinklinala pa
vbočena. Skozi vrh antiklinale, ki ga imenujemo tudi hrbet ali teme, in dno sinklinale, lahko
potegnemo nami�ljene osno ploskev. Presek med osno ploskvijo in povr�ino gube pa
imenujemo os gube (slika 6.2). Os deli gubo na dve krili. Osrednji del vsake gube imenujemo
jedro gube. V zaporedju večih gub se antiklinale in sinklinale izmenjujejo, po dve sosednji pa
si delita po eno krilo, ki ga imenujemo srednje krilo. Pri antiklinali vpadajo kamniski skladi
od osi navzven, pri sinklinali pa navznoter.
38 Vidic: Osnove geologije
Slika 6.2: Guba in njeni deli. Vbočeni del gube je sinklinala, izbočeni pa antiklinala. Skozi dno sinklinale in vrh antiklinale lahko potegnemo nami�ljeni ravnini, ki ju imenujemo osni ravnini, presek med ravnino in gubo pa os gube. Osi razdelijo vsak del gube v dve krili. Sinklinala in antiklinala si delita srednje krilo. Risba preirejena iz Monroe in Wicander, 1992, str. 383.
Na povr�ju so antiklinale navadno erodirane na sredini, sinklinale pa na krilih. Osne
doline sinklinal so lahku zasute z mlaj�imi sedimenti. Tako antiklinale niso vedno grebeni,
sinklinale pa ne vedno doline (slika 6.3). Le iz starosti in vpadov plasti lahko razberemo ali
gre za antiklinalo ali za sinklinalo. Če izdanjajo najstarej�e plasti vzdol� osi, plasti pa vpadajo
od osi navzven, je erodirana guba antiklinala. Pri erodirani sinklinali pa vpadajo plasti proti
osi, kjer izdanjajo najmlaj�e plasti. Na geolo�kih kartah označujemo osi gub s črto v smeri osi,
ki ima na obeh straneh po en enakostranični trikotnik. Pri sinklinali sta trikotnika obrnjena z
vrhom proti črti, pri antiklinali pa stran od nje. Znaka sta rdeče barve.
Slika 6.3: Erodirane sinklinale in antiklinale lahko identificiramo iz starosti in vpadov plasti. Risba preirejena iz Monroe in Wicander, 1992, str. 383.
Vidic: Osnove geologije 39
Gube pa niso vedno vodoravne, ampak so lahko tudi vpadajoče, kar pomeni, da
njihove osi niso vodoravne, ampak vpadajo pod določenim kotom. Če je taka vpadajoča guba
erodirana, plasti na povr�ju niso ravne in vzporedne z osjo kot v sliki 6.3, ampak izdanjajo
obliki črke V. Pri nagnjeni erodirani antiklinali so izdanki v obliki črke V obrnjeni z zaprtim
delom v smeri vpada antiklinale, pri sinklinali pa z odprtim. Ločimo pa jih tudi s pomočjo
starosti kamnin. Pri sinklinali so znotraj plasti v obliki črke V mlaj�e kamnine, pri antiklinali
pa starej�e. Osi nagnjenih gub označujemo s podobnimi znaki kot osi vodoravnih, le da ima
sredi�čna črta pu�čico v smeri vpada.
Poleg nagnjenih gub poznamo tudi strukture, ki nimajo osi, ampak le osno točko. To
so tako imenovane dome, izbočene kro�ne gube, in tektonske kadunje, vbočene kro�ne gube.
Pri erodirani domi vpadajo plasti od osrednje točke navzven, najstarej�i skladi pa so v jedru.
Pri erodirani sinklinali pa vpadajo plasti proti osni točki, kjer se nahajajo najmlaj�e plasti.
Dome in kadunje niso vedno kro�ne, ampak so lahko raztegnjenih eliptičnih oblik.
Gube pa so le redko tako simetrične kot na sliki 6.2. Lahko so asimetrične,
prevrnjene (slika 6.4) ali celo prelomljene. Lahko so enostavne ali sestavljene. Enostavne
gube imajo po eno sinklinalo in eno antiklinalo. Sestavljene pa obsegajo več enostavnih gub.
Sestavljene gube velikih dimenzij, ki so izbočene, imenujemo antiklinoriji, vbočene pa
sinklinoriji.
a) b)
c) d)
Slika 6.4: Različne oblike gub: a) simetrična, b) asimetrična, c) izoklinalna, d) prevrnjena. Risbe Lenart Pretnar.
40 Vidic: Osnove geologije
Razpoke in prelomi
Krhke deformacije kamnin so razpoke in prelomi. Nastajajo tako pri stiskanju kot tudi
pri raztezanju kamninskih skladov. Če se blok kamnine na katerikoli strani razpoke
premakne, nastane prelom. Večina kamnin, na katere je deloval usmerjeni pritisk, je vsaj
nekoliko razpokana.
Razpoke Razpoke v kamninah lahko nastajajo tudi iz vzrokov, ki niso povezani s tektoniko. Tak
primer so razpoke, ki nastanejo pri stebrastem krojenju bazalta. Vroč bazalt je popolnoma
trden pri temperaturah okrog 1200oC. Ko se ohlajanje nadaljuje, se kamnina krči, nastanejo
stebri, med njimi pa razpoke. Razpoke pa nastajajo tudi s fizikalnim preperevanjem kamnin.
Teh razpok seveda ne �tejemo med tektonske razpoke.
V mnogih kamninah pa najdemo sistem ali več sistemov vzporednih razpok nastalih
zaradi usmerjenega pritiska, ki je deloval na kamnino. Te lahko ka�ejo na naravo usmerjenega
pritiska, ki je deloval na kamnino. Dva pravokotna vzporedna sistema razpok ka�eta na
stiskanje. Noben od njiju ni vzporeden s smerjo stiskanja, ampak sta oba pod kotom pribli�no
45o na smer stiskanja. Pri gubanju pa lahko nastane v manj odpornih kamninah sistem razpok,
ki so vzporedne z osjo gube. Raztegovanje kamnine povzroči nastanek enega sistema razpok,
ki je pravokoten na smer raztega. Tudi bočni pritiski lahko povzročijo nastanek razpok zaradi
raztegovanja izbočenega dela gube (slika 6.5).
Slika 6.5: Razpoke, ki nastajajo zaradi bočnih pritiskov, na izbočeni del gube pa delujejo sile raztezanja, ki lahko povzročijo nastanek razpok. Risba preirejena iz Monroe in Wicander, 1992, str. 389.
Razpoke v kamninah zmanj�ajo njihovo trdnost, saj lahko kamninski bloki zdrsnejo
vzdol� razpok, če jih nepravilno obremenimo. Zato so natančne raziskave razpokanosti in
Vidic: Osnove geologije 41
trdnosti kamnin pomembne pri načrtovanju gradnje velikih objektov kot so visoke zgradbe,
useki ob avtocestah, jezovi in rezervoarji vode.
Razpoke nastale zaradi tektonskih sil lahko zapolnijo minerali iz raztopin, ki pronicajo
skoznje. Če pronicajo skoznje hidrotermalne raztopine, se lahko v njih odlo�ijo zlato in drugi
rudni minerali. Take razpoke lahko predstavljajo pomembna najdi�ča mineralnih surovin.
Prelomi Tudi prelomi predstavljajo krhke deformacije kamnin. Navadno so to razpoke večjega
obsega, vzdol� katerih se oba kamninska bloka premikata eden mimo drugega. Dolge so lahko
tudi več sto ali tisoč kilometrov (npr., prečni prelomi kot so prelom Sv. Andreja, severno
anatolijski prelom in prelom Tančeng-Luijang, 8. poglavje). Skupni zamik preloma lahko
znasa le nekaj cm, lahko pa sta bloka zamaknjena za več sto kilometrov. Bloka lahko zvezno
drsita eden mimo drugega, lahko pa se premikata občasno in sunkovito. V drugem primeru se
vzdol� preloma nabira potencialna energija, ki se, ko prese�e trenje vzdol� preloma, spremeni
v kinetično in povzroči potres. Ze v 8. poglavju smo omenili,da zamik med enim potresom le
redko prese�e 15 m.
Prelomi so sestavljeni iz večje razpoke imenovane prelomna ploskev in dveh kril,
kamninskih blokov na obeh straneh preloma (slika 6.6). Krili preloma se lahko zamakneta na
različne načine. Eno krilo lahko drsi mimo drugega v vodoravni smeri, ali pa se eno dvigne,
drugo pa spusti. Zamiki so torej vodoravni in navpični. Mozen pa je tudi zamik v obeh smereh
naenkrat.
Slika 6.6: Sestavni deli preloma. Risba prirejena z Interneta.
42 Vidic: Osnove geologije
Če je zamik vodoraven, drsita krili vzdol� preloma, ki je navpičen (slika 6.7). To so
znični prelomi. Dolgi zmični prelomi predstavljajo preusmeritvne robove tektonskih plo�č
(5. poglavje).
Slika 6.7: Shema zmičnega preloma. Premiki vzdolz preloma so navadno vodoravni. Risba z Interneta.
Navpični premiki povzročijo, da se eno krilo spusti, drugo pa dvigne. Prelom je
po�even, krili pa ločimo na krovno in talno krilo (slika 6.8a). Krovno krilo se nahaja nad
prelomom, talno pa pod njim. Izraza izvirata iz rudarskega besednjaka. Če bi namreč skozi
prelom izkopali rudarski rov, bi izkopali tla rova v talno krilo, strop pa v krovno krilo (slika
6.8a).
Glede na to, katero krilo se spusti, katero pa dvigne, ločimo dve vrsti prelomov,
normalne in reverzne (slika 6.8b,c). Normalni prelom nastane, če se spusti krovno krilo,
reverzni pa takrat, ko se krovno krilo dvigne. Smer premika lahko ugotovimo iz zamika plasti
na obeh straneh preloma. Normalni prelomi nastanejo pri raztegovanju ozemlja, reverzni pa
pri bočnih pritiskih.
Raztegovanje ozemlja lahko povzroči nastanek �tevilnih normalnih prelomov vzdol�
katerih se spustijo talna krila. Nastane zaporedje tektonskih dolin in grud. Uporabljata se
tudi nem�ki besedi graben in horst. Graben je tektonska dolina, horst pa gruda. Na ta način
nastanejo premočrtne gorske verige, ki se izmenjujejo z dolinami, tako nastala pogorja pa
imenujemo grudasta pogorja. Primer najdemo na območju Basin and Range v zahodnem delu
S. Amerike.
Močni pritiski pri nastajanju gorovij povzročajo nastanek zelo polo�nih reverznih
prelomov imenovanih narivi (slika 6.8d). Njihov nastanek je povezan s pritiski pri nastajanju
gorovij. Veliki bloki kamnin so lahko narinjeni tudi več sto kilometrov daleč. Navadno so
starej�e kamnine narinjene na mlaj�e. Do narivov pride tudi pri trku dveh celinskih plo�č, ko
se zgornja (krovno krilo) navadno podrine vsaj nekaj sto kilometrov nad spodnjo (talno krilo).
Tudi slovensko ozemlje je sestavljeno iz �tevilnih narivov, od katerih omenimo le zelo opazni
nariv Trnovske planote na Vipavsko dolino.
Vidic: Osnove geologije 43
Če je narinjeno krilo deloma erodirano, lahko nastane tektonsko okno, skozi katerega
je razgaljeno talno krilo. Kadar pa je krovno krilo erodirano do take mere, da ostanejo le �e
osamljeni deli, govorimo o tektonskih krpah.
a) b)
c) d)
Slika 6.8 a) Sestavni deli po�evnih prelomov. Če izkopljemo skozi prelom rudarski rov, so tla v talnem krilu, strop pa v krovnem. b) Če se krovno krilo spusti glede na talno, je prelom normalni. Nastane kadar delujejo na kamninske gmote sile raztezanja. c) Če se krovno krilo dvigne, je prelom reverzni. Nastanek teh prelomov je povezan z bočnimi pritiski. d) Zelo polo�en reverzni prelom je nariv. Risba pod a) Lenart Pretnar, ostale z Interneta.
6.3 NASTANEK IN RAZVOJ CELIN
Najstarej�e kamnine celinske skorje dosegajo starosti, ki so bli�u 4 miljardam let. V
Kanadi so odkrili kamnine, ki so stare 3,96 miljarde let. Na večini celin najdemo kamnine
različnih starosti, od sedimentov, ki nastajajo danes, do več miljard starih kamnin. Geologi
menijo, da k nastanku, razvoju in rasti celin prispevajo prav gorotvorni procesi, ki pa so spet
tesno povezani s tektoniko plo�č.
Menimo, da je bila prva Zemljina skorja tanka in nestabilna. Po sestavi je ustrezala
dana�nji sestavi pla�ča, se pravi, da je bila sestavljena iz ultramafičnih kamnin. Konvekcija v
Zemljinem pla�ču je povzročila, da se je tanka skorja razlomila na plo�če, ki so se pričele
podrivati. Delno taljenje ultramafičnih kamnin je povzročilo nastanek mafične magme, ki je
vrela na povr�je vzol� robov razmikanja. Nastala je skorja bazaltne sestave. Podrivanje in
44 Vidic: Osnove geologije
delno pretaljevanje skorje bazaltne sestave pa je povzročilo nastanek vedno bolj kislih in
la�jih kamnin, ki se niso več mogle podrivati. Tako so pred pribli�no 3.8 miljardami let
nastali prvi granodioritni do granitni zametki celin. Z nadaljevanjem tektonike plo�č so se s
priključitvijo otočnih lokov in novih gorskih verig ti zametki povečevali. Preperevanje in
erozija dvignjenih celin sta omogočili nastanek sedimentov. Podrivanje le teh je omogočilo
nastanek �e bolj kisle magme. Celine so se večale, zdru�evale in razdru�evale. V geolo�ki
zgodovini so se večkrat zdru�ile v enotno celino, ob �ivih, kjer so celine trčilen pa so nastala
pogorja.
Sestavni deli celin Vsaka celina je sestavljena iz jedra zelo starih kamnin, ki ga imenujemo kraton.
kratoni so stabilna izravnana območja sestavljena iz predkambrijskih metamorfnih in
granitnih do granodioritnih masivov. Območja, kjer so te kamnine na povr�ju, imenujemo
�čiti. Kadar pa so pokrite z relativno tankimi sedimentnimi skladovnicami (nekaj km
debelimi), pa govorimo o plo�čah. Tako najdemo na primer v Evropi skandinavski in
ukrajinski �čit ter rusko plo�čo, v Severni Ameriki pa kanadski �čit in severno-ameri�ko
plo�čo. Tudi kratoni sami so zgrajeni iz pasov različnih starosti, saj so sestavljeni iz kamnin
starih od 0.56 do skoraj 4 miljarde let. Te kamnine so nastale v velikih globinah med večimi
predkambrijskimi orogenetskimi fazami, o katerih ne bomo posebej razpravljali. Z erozijo in
počasnih dvigom so dosegle povr�je ali njegovo bli�ino. Kratoni so najbolj stabilna območja
na Zemlji in so najbli�e izostatskemu ravnote�ju. To so tudi območja najni�jega
geotermičnega gradienta, kar pomeni, da so najhladnej�a.
Jedrom celin, ki jih predstavljajo kratoni, so se v geolo�ki zgodovini priključevala
mlaj�a območja nastala v večih orogenetskih fazah mlaj�ih od 560 miljonov let. V grobem
ločimo kaledonsko, hercinsko in alpidsko orogenetsko fazo. Kaledonska je najstarej�a,
alpidska najmlaj�a. Med Kaledonide �tejemo vsa gorovja, ki so nastala v prvi polovici
paeleocoika, med Hercinide vsa, ki so nastala drugi polovici plaleocoika, in med Alpide vsa,
ki so nastala konec mezocoika in v kenocoiku. Med Kaledonide �tejemo Apalače in Ural, ki
so med hercinsko fazo do�iveli obnovitev orogeneze, med Hercinide Centralni masiv in
Ardene, med Alpide pa vsa danes aktivna območja (sredozemsko himalajski pas in tiho-
oceanski obroč).
Omenili smo �e, da območja, ki so bila nekoč gorata, danes to niso nujno več. Večina
kaledonskih ozemelj je močno erodiranih in spremenjenih v gričevnato ali blago valovito
pokrajino. Hercinska gorovja so navadno ni�ja od alpidskih in bolj zaobljena. Le alpidska
gorovja, ki �e vedno nastajajo, se pnejo visoko pod nebo. Kot smo �e omenili, se lahko na
Vidic: Osnove geologije 45
območjih starej�ih gorovij kasneje orogeneza spet obnovi. Apalači, Ural in Skalno gorovje so
primeri gorstev, ki so nastalaz več kot eno orogenezo. Taka pogorja so navadno vi�ja, kot bi
pričakovali.
Sestava evropske polceline
Jedro evropske polceline predstavlja evropski kraton, ki sestoji iz ruske plo�če ter
skandinavskega in ukrajinskega �čita. Naslednji najstarej�i deli celine so Kaledonidi. Te
najdemo v severno-zahodni Skandinaviji, Angliji in na Irskem. So močno erodirani in nas ne
spominjajo več na gorovje, čeprav so tako nastali. Osrednji deli celine so hercinske starosti.
Hercinidi nastopajo v pasu, ki se vleče preko Če�kega masiva preko Schwarzwalda, Harza,
Vogezov in Centralnega masiva na Iberski polotok. V vzhodni Evropi najdemo iz tega
obdobja �e Dneprsko-Donsko pogorje. Alpide predstavljajo Karpati, Alpe, Dinaridi, Apenini,
Pireneji, Helenidi, Rodopi in Kavkaz. Najmlaj�a območja pa so mladi bazeni, v katerih se
odlagajo sedimenti nastali z erozijo mladih gorstev (molasa, kvartarni sedimenti). Večji taki
bazeni so Panonski, Pari�ki bazen, dolina reke Pad, Kaspijska dolina in severno-morsko
ni�avje.
Načelo izostazije
Orogeneza povzroči močno zadebelitev celinske skorje in s tem tudi zadebelitev
litosfere. Ta ne povzroči le dviga ozemlja in nastanek mogočnih pogorij, ampak tudi nastanek
globokih korenin pod pogorji. Omenili smo �e, da je skorja pod himalajskim pogorjem debela
kar 90 km, od tega vidimo na povr�ju le manj kot 9 km. Lahko torej rečemo, da se
zadebeljena litosfera obna�a kot ledene gore, ki plavajo v morju � vrh ledene gore, ki sega iz
vode, predstavlja le devet desetin ledene gore. Ta primerjava pa se�e �e dlje, saj toga litosfera
dejansko plava na plastični astenosferi. Tako, kot se ledena gora nekoliko dvigne iz morja, če
ji odbijemo vrh, ali potopi globlje, če jo dodatno obremenimo, tako se tudi Zemljina skorja
dviguje in tone v skladu s spremembami v debelini in gostoti skorje, le da so ti procesi s
človekovega pogleda dokaj počasni.
Dodatna obte�itev skorje povzroči, da se skorja počasi ugreza. Do tega pride na več
načinov. Eden od načinov je zadebeljenje skorje zaradi gorotvornih procesov, drugi pa
odlaganje debelih plasti sedimentov v morskih bazenih. Tudi dodatna obte�ba zaradi več
kilometrov debelih ledenih pokrovov, ki so med ledenimi dobami pokrivali večji del Evrazije
in Severne Amerike, je povzročila pogre�anje ozemlja.
Razbremenitev pa povzroči dviganje ozemlja. Tako je prva faza nastajanja gorovij
ugrezanje, saj se skorja debeli in obremenitev povečuje. Erozija gorovja, ki sledi, pa povzroči
46 Vidic: Osnove geologije
razbremenitev, zato je naslednja faza v nastanku gorovja dvigovanje ozemlja. Tudi
razbremenitev zaradi taljenja debelih pokrovov ledu povzroči dvig ozemlja. Čeprav so se
debeli ledeni pokrovi zadnje poledenitve raztalili �e pred 10.000 leti, pa se skorja na teh
območjih �e vedno počasi dviguje. V Evropi je to najbolj opazno v Skandinaviji, ki se dviga s
hitrostjo 10 m na 1000 let. Pristani�ki privezi, ki so bili �e pred nekaj stoletji v uporabi, so
danes visoko nad morsko gladino. V Kanadi se ozemlje �e hitreje dviguje, ugotovili so, da se
je v zadnjih 6000 letih dvignilo za najmanj 100 m.
Zemljina skorja se torej ugreza ali dviguje, dokler ne dose�e ravnote�ja. To
imenujemo princip izostazije, ravnote�no stanje pa izostatsko ravnote�je. Spet si lahko
pomagamo s primerom ledene gore. Ker je led nekoliko manj gost od vode, plava na vodi. V
skladu z Arhimedovim zakonom o vzgonu se ledena gora pogreza toliko časa, dokler ne izrine
količine vode, ki je enaka njeni te�i. Prav tako zadebeljena ali ote�ena skorja izriva material
plastične astenosfere, dokler ne izrine po te�i enake količine tega materiala, le da so to poteka
zelo počasi. Razbremenitev pa povzroči dotok pla�čevega materiala pod litosfero, kar
povzroči dvig ozemlja. Ravnote�je je le redko dose�eno, saj se Zemljino povr�je zaradi
delovanja notranjih in zunanjih sil ves čas spreminja. Procesi tektonike plo�č ves čas
ustvarjajo gorovja, istočasno pa erozija odna�a material z vi�jih delov in ga odlaga v ni�jih.
Osrčja celin imenovana kratoni so se najbli�e stanju izostatskega ravnote�ja.
Obremenitev in razbremenitev spodaj le�eče astenosfere sta odvisni tudi od gostote
litosfere. Tako ima stolpec debele skorje s tankim slojem zgornjega pla�ča enako te�o kot
stolpec tanke celinske skorje z debelej�im slojem zgornjega pla�ča ali stolpec z oceansko
vodo, tanko oceansko skorjo in debelim slojem togega zgornjega pla�ča. Ker so litosferske
plo�če z oceansko skorjo po vsej debelini gostej�e, so te�je in se ugrezajo globlje. Prav to je
vzrok, da so območja s tako skorjo vedno zalita z morji in oceani.
Litosfera pa ni sestavljena iz zaporedja različno debelih in gostih blokov, ki se
premikajo navzgor ali navzdol ob navpičnih prelomih, ampak se previja in upogiba ali nagiba.
Območja, ki se dvigajo, so povezana z območji, ki se ugrezajo. Tako erozija gorovja odna�a
material v bli�nji oceanski bazen. Gorovje se zaradi razbremenitve dviga, oceanski bazen pa
zaradi obremenitve ugreza, celotni kompleks pa se nagiba od najvi�jih vrhov pogorja do
najni�je točke morskega bazena.
Vidic: Osnove geologije 47
NASTANEK SEDIMENTOV IN SEDIMENTNIH KAMNIN
Sedimentne kamnine nastajajo s �tirimi procesi: PREPEREVANJEM,
TRANSPORTOM in ODLAGANJEM PRODUKTOV PREPEREVANJA ter VEZAVO
(DIAGENEZO, LITIFIKACIJO). S prvimi tremi procesi nastanejo nevezani sedimenti, četrti
pa povzroči njihovo vezavo v trdno kamnino.
7.1. PREPEREVANJE
Na Zemljinem povr�ju so kamnine in minerali v njih neobstojni in se spreminjajo pod
vplivom plinov v ozračju, temperaturnih sprememb in vode z raztopljenimi snovmi. Procesi
fizikalnega in kemičnega preperevanja so opisani v 6. poglavju Kočevar in Vidic, 1998, prav
tako pa tudi produkti preperevanja, med katerimi so za tla zelo pomembni glineni minerali.
Pri preperevanju pa posredno in neposredno sodelujejo tudi organizmi (biolo�ko
preperevanje). Ti spro�čajo ogljikov dioksid, ki se lahko raztopi v de�evnici in disociira v
ogljikovo kislino. Tudi pri razgradnji odmrlih organskih ostankov, ki poteka v tleh, nastajajo
različne organske kisline. Pionirski organizmi, na primer li�aji, kolonizirajo povr�ja golih
kamnin in jih kemično spremenijo. Korenine izločajo kelate, organske spojine, ki pospe�ujejo
hidrolizo mineralov. Tudi mnogi mikroorganizmi, kot so silikatne bakterije, sodelujejo pri
procesih preperevanja. Rastline pa lahko vplivajo tudi na fizikalno preperevanje. Tak primer
so drevesa, ki koreninijo v razpokah v kamninah. Ko se korenine zadebelijo, lahko tako
močno pritiskajo na stene razpok, da odpadejo tudi večji bloki kamnin.
V naravi so fizikalno, kemično in biolo�ko preperevanje tesno povezani.
7.2 ODNAŠANJE ALI TRANSPORT MATERIALA
Produkti preperevanja lahko ostanejo tam, kjer so nastali, v tem primeru pride navadno
do interakcije z �ivim svetom in nastanejo TLA. Če pa pride do odna�anja ali transporta
preperelega materiala, pa se prične drugi proces nastanka sedimentov in sedimentnih kamnin.
Transport materiala lahko povzročijo Zemljina te�nost, voda, ledeniki ali veter. Ko ti izgubijo
moč prena�anja materiala, se prične tretji proces nastanka sedimentov in sedimentnih kamnin,
to je odlaganje.
48 Vidic: Osnove geologije
7.3. OKOLJA ODLAGANJA
Odlaganja sedimentov poteka v mnogih okoljih (slika v Kočevar in Vidic, 1997).
Ločimo OKOLJA KLASTIČNEGA ODLAGANJA, v katerih se odlagajo predvsem klastični
sedimenti. To so MELI�ČA V GORAH, REČNE DOLINE, PU�ČAVE, LEDENIKI,
JEZERA, MORJA in OCEANI (CELINSKE POLICE, POBOČJA in ABISALNE
RAVNICE) ter DELTE.
OKOLJA BIOKEMIČNEGA ODLAGANJA so ČISTA PLITVA MORJA
(CELINSKE POLICE), kjer nastajajo predvsem apnenci. Taka okolja imenujemo tudi
karbonatne plo�če. Velik del mezocoika je bila Slovenija del take karbonatne plo�če, na kateri
so nastajaliapnenci, z dolomitizacijo teh pa dolomiti. V takih okoljih uspevajo tudi koralni
grebeni, iz katerih nastanejo grebenski apnenci. V GLOBOKIH MRZLIH MORSKIH
BAZENIH pa nastajajo s pomočjo radiolarij in diatomej RO�ENCI.
OKOLJA KEMIČNEGA ODLAGANJA so predvsem IZOLIRANI MORSKI
BAZENI. Z izhlapevanjem celih morij nastanejo debeli sloji evaporatov kot so sadra, anhidrit,
halit in silvin.
SEDIMENTNE TEKSTURE
V sedimentnih kamninah se ohranijo različne teksture, ki omogočajo določitev okolja
odlaganja in pogojev v njih. Kočevar in Vidic (1997) omenjata plastovitost, laminiranost in
skrilavost. V sedimentnih kamninah pa najdemo �e mnoge druge sedimentne teksture kot so:
• VELIKOST DELCEV, KI SE MANJ�A NAVZGOR (graduirano usedanje). Navadno
nastane, ko se pro�ijo podmorski plazovi. Iz suspenzije sedimenta se najprej usedejo
najbolj grobi delci (npr. pesek), nato vedno finej�i (melj, glina). Tako preide pe�čenjak v
meljevec in nato v glinavec.
• IZSU�ITVENE RAZPOKE ka�ejo na to, da se je sediment odlo�il v okolju, ki je bilo
najprej nasičeno z vodo, nato pa se je izsu�ilo.
• NAVZKRI�NA PLASTOVITOST nastane, kadar se sediment odlaga v obliki sipin
(prepletajoči se tok pri rekah, delte, obalne sipine, sipine, ki jih odlaga veter).
Najpogosteje jo najdemo v pe�čenjakih.
• VZVALOVANA POVR�INA je drobno nagubana povr�ina sedimenta, ki jo lahko vidimo
na dnu rek, obalah in na sipinah, ki jih je odlo�il veter.
• SLEDOVI ORGANIZMOV so odtisi lezenja ali stopinj organizmov. Mednje sodijo tudi
stopinje dinozavrov v obalnem blatu, stopinje ptičev in sledovi plazilcev na pe�čenih
Vidic: Osnove geologije 49
sipinah, stopinje človekovih prednikov, itd. Sledove organizmov �tejemo med SLEDNE
FOSILE.
• SLEDOVI VLEČENJA predmetov po rečnem ali morskem dnu tudi sodijo med SLEDNE
FOSILE.
• OOLITI so okrogli karbonatni delci, ki nastajajo na morskem dnu na območju valovanja,
ko se okrog finih delcev v koncentričnih slojih odlagajo plasti kalcita. Iz njih nastane
oolitni apnenece.
• FOSILI prinesejo �e največ informacij o okolju odlaganja in pogojih v njih. Nastanejo z
rekristalizacijo ali okamenitvijo, pogosto pa ostanejo le odlitki.
Sedimentne strukture lahko pomembno prispevajo k določanju PALEOTOKOV,
IZVORNIH OBMOČIJ SEDIMENOV IN PALEOOKOLJSKIH (PALEOKLIMATSKIH)
POGOJEV.
a) b)
c) d)
Slika 7.1: a) Vzvalovana povr�ina. Fotografija avtorices. b) Fosili (amonit). Fotografija avtorice. c) Navzkri�na plastovitost. Chernicoff s sodel., 1997, str. 106. d) Izsu�itvene razpoke. Fotografija z Interneta.
SEDIMENTNE FACIJE
Posamezna okolja usedanja imenujejo tudi sedimentne facije. Te lahko bočno
prehajajo ena v drugo (obalna klastična v območje plimovanja, to v karbonatno plo�čo, ta
preko celinskega pobočja v globoko morje).
50 Vidic: Osnove geologije
TRANSGRESIJA � morje zalije kopno
REGRESIVNA � morje se umakne
Transgresija in regresija morja povzročita tudi premik sedimentnih facij (okolij
usedanja). Dviganje in spu�čanje gladine morja povzroči nastanek posebnega zaporedja
sedimentov, ki je pogosto ugoden za nastanek nafte.
7.4 VEZAVA V TRDNO KAMNINO
Procesi vezanja (diageneze, litifikacije) povzročijo, da se nevezani sedimenti pove�ejo
v trdne sedimentne kamnine. Bolj podrobno so opisani v 4. poglavju Kočevar in Vidic (1997).
7.5 STRUKTURA IN SISTEMATIKA SEDIMENTNIH KAMNIN
Struktura in sistematika sedimentnih kamnin sta opisani v Kočevar in Vidic, 1997.
Vidic: Osnove geologije 51
DELOVANJE TEKOČIH VODA
8.1 KRO�ENJE VODE
Voda v naravi ves čas kro�i (slika 8.1). Z izhlapevanjem nastajajo padavine, ki padejo
na kopno. Del vode prestre�ejo rastline (predvsem gozdovi � intercepcija, transpiracija), del
vode pronica v tla in iz njih v podtalnico, del vode pa odteče po povr�ju. Ta del vode
predstavlja tekoče vode, ki so pomemben dejavnik erozije, denudacije in prena�anja
produktov preperevanja in njihovega odlaganja.
Slika 8.1: Kro�enje vode v naravi. Samo manj kot 1% vse vode je v ozračju, povr�inskih vodah in podtalnici. Večina vode (97%) je v oceanih, ostala 2% pa ujeta v ledenih pokrovih. Prirejena risba z Interneta.
8.2 EROZIJA
Voda, ki odteka po povr�ju, lahko teče PLOSKOVNO.Če pri tem odna�a material,
govorimo o DENUDACIJI ALI OGOLJEVANJU (ploskovna erozija).
Pogosteje pa se voda zbira v STRUGE � nastajajo VODOTOKI: HUDOURNIKI,
POTOKI IN REKE. Te povzročajo EROZIJO vzdol� svojih strug (linearna erozija).
EROZIJA lahko predstavlja velike probleme. Najbolj so eroziji izpostavljena
obdelane, predvsem sve�e zorane poljedelske povr�ine. Erozijo lahko v takih primerih
omilimo z oranjem vzdol� plastnic, vzgojo pasov različno visokih kultur, krovnimi kulturami
(vinogradi, sadovnjaki) in/ali terasiranjem,
52 Vidic: Osnove geologije
8.3 VODOTOKI
POREČJA IN RAZVODJA
Med vodotoke sodijo hudourniki, potoki in reke. Hudourniki so navadno občasni
vodotoki, zlivajo pa se v potoke, ti pa v reke. Manj�e reke se zlivajo v večje, te pa tečejo v
morje. Celotno območje, ki ga odvodnjava vodotok je ZLIVNO OBMOČJE ali POREČJE.
Prdstavlja celotno območje, ki ga odvodnjavajo vodotok in vsi njegovi pritoki (slika 8.5).
Dve porečji ločuje RAZVODJE (npr razvodje med Sočo in Savo je prav tako razvodje
med Jadranskim in Črnim morjem).
Gladina vode v vodotokih se lahko ob močnem in dolgotrajnem de�evju razlije čez
bregove � vodotok POPLAVLJA. POPLAVE so lahko nenadne, počasne, kratkotrajne ali
dolgotrajne, povzročajo pa veliko �kodo in tudi člove�ke �rtve. �kodi se lahko do neke mere
izognemo s tem, da ne gradimo v poplavnih območjih reke.
OBLIKE REČNIH MRE� so odvisne predvsem od geolo�ke zgradbe območja, ki ga
reke odvodnjavajo. Primeri: RAZVEJANO (podobne drevesnih kro�njam), PRAVOKOTNO,
RADIALNO (vulkanske gore), itd. porečje (slika 8.2). V Sloveniji prevladuje razvejana
oblika porečij.
Slika 8.2: Oblike porečij: a) razvejana, b) radialna, c) pravokotna, d) med dvema vzporednima gorskima grebenoma. Iz Chernicoff s sodel, 1997, str. 257.
Vidic: Osnove geologije 53
HITROST TOKA
Hitrost vode v strugi nekega vodotoka je odvisna od:
• PADCA, STRMCA ali GRADIENTA vodotoka � večji padec, hitrej�i tok. Povečanje
padca povzroči erozijo, poglabljanje struge, zmanj�anje padca pa odlaganje (npr., pri
prehodu iz gora v ravnino se zaradi zmanj�anja hitrosti vode odlo�i VR�AJ).
POVEČANJE PADCA, ki ga povzroči REGULACIJA (izravnavanje struge) vodotokov
lahko povzroči MOČNO POGLABLJANJE STRUGE, se pravi MOČNO EROZIJO. Zato
bodimo pri uravnavanju rek previdni in se posvetujmo tudi s strokovnjakom.
• KOLIČINE VODE, PRETOK � večja količina vode ali pretko, večja hitrost. Velik pretok
lahko povzroči erozijo, nizek odlaganje sedimentov.
• OBLIKE STRUGE � manj�a povr�ina stika med vodo in strugo � večja hitrost.
Nepravilne oblike struge hitrost vode zmanj�ujejo. Največjo hitrost omogočajo polkro�ne
struge.
V strugi sami je hitrost vode manj�a na na stiku strugo (ob robovih in dnu) (slika 8.3).
Če je struga ravna, je to območje v sredini vodotoka. V zavojih pa je območje maksimalne
hitrosti bli�e zunanjemu robu, kjer je struga tudi poglobljena. V zavojih reka erodira zunanji
del zavoja, na notranjem pa zaradi manj�e hitrosti odlaga.
Slika 8.3: V ravni strugi je najhitrej�i tok v osredju simetrične struge. V zavojih pa je najhitrej�i tok bli�e zunanjemu delu zavoja, kar povzroča poglabljanje in erozijo v zunanjem zavoju ter odlaganje v notranjem. Risbi prirejeni z Interneta.
54 Vidic: Osnove geologije
PRENA�ANJE SEDIMENTA
Vodotoki prena�ajo sediment na naslednje načine (slika 8.4):
• PROD se vleče in kotali po rečnem dnu
(pri tem se zaobli);
• PESEK odskakuje od dna;
• MELJ in GLINA potujeta v suspenziji;
• voda v vodotokih vsebuje tudi
RAZTOPLJENE SNOVI (topni produkti
kemičnega preperevanja).
Slika 8.4: Prena�anje sedimenta v tekočih vodah. Prod se vali in kotali po rečnem dnu, pesek odskakuje, melj in glina potujeta v suspenziji, voda pa prena�a tudi topne produkte preperevanja. Direction of flow � smer toka. Iz Chernicoff s sodel, 1997, str. 261.
ODLAGANJE VODOTOKOV
Vodotoki odlagajo:
• BOČNO � nastanejo pe�čene ali prodne sipine,
• NAVPIČNO (ob poplavah) � vodoravne plasti melja ali gline.
Isti vodotok lahko odlaga na eni strani bočno, na drugi navpično, �e posebej v spodnjem toku.
RAVNOTE�NI PROFIL VODOTOKA IN OBLIKE REČNIH DOLIN
Vodotoki izvirajo v gorah in se izlivajo v morja. V ravnote�nem stanju bi vodotok
ustvaril RAVNOTE�NI PROFIL, ki bi imel v zgornjem toku večji padec, nato pa vedno
manj�i (slika 8.5). Tako stanje je seveda zaradi raznolike geolo�ke zgradbe in stalnega
spreminjanja povr�ja (dvigovanje, spu�čanje) le redko dose�eno. Odstopanja od ravnote�nega
profila v obliki stopnic povzročajo nastanek BRZIC in SLAPOV. Počasno dvigovanje
povzroči nastanek SOTESK in KANJONOV. Spust gladine morja (osnovnega nivoja vode)
poru�i ravnote�je in povzroči erozijo in nastanek sotesk, dvig gladine morja pa odlaganje
sedimentov.
Tudi oblike rečnih dolin so odvisne od razdalje od izvira. V zgornjem toku so to doline
v obliki črke V, v spodnjem toku so vodotoki �iroki razliti in imajo tudi obse�ne poplavne
ravnice (slika 8.5).
Vidic: Osnove geologije 55
Večje reke, ki prena�ajo velike količne sedimenta, ustvarijo ob izlivu v morje obse�ne
podmorske vr�aje imenovane DELTE (delte rek Pad, Nil, Amaconke, Rumene reke, Misisipi,
itd.).
Slika 8.5: Porečje in podol�ni profil vodotoka. Prevod: tributaries � pritoki, trunk stream � glavna struga, distributaries � razdelitve na več prepletajočih se tokov, headwaters � izvorno območje, longitudinal profile � podol�ni profil, mouth � izliv. Iz Chernicoff s sodel., 1997, str. 255.
NAČIN TOKA VODOTOKOV
Ločimo:
• PREPLETAJOČI SE TOK: zgornji del tokov, kjer je velik padec in je na voljo veliko
grobega materiala. Zanj je značilno, da se vodni tok razdeli na več mnaj�ih strug, ki jih
ločujejo sipine, prevladuje bočno odlaganje (slika 8.6).
• MEANDRIRAJOČI TOK: spodnji deli tokov, kjer je padec majhen, sediment, ki ga reka
odlaga, pa je finej�i (slika 8.6). Erozija v zunanjem zavoju in odlaganje v notranjem
povzroča, da je zavoj vedno večji. S tem se padec lahko tako zmanj�a, da voda praktično
ne teče več. Nastanejo MRTVI ROKAVI.
Pri obeh načinih toka vodotok zaradi stalnega odlaganja in erozije ves čas spreminja
polo�aj struge (strug).
56 Vidic: Osnove geologije
Slika 8.6: Na levi prepletajoči se tok, na desni meandrirajoči. Leva fotografija z Interneta,
desna iz Chernicoff s sodel., 1997, str. 258.
REČNE TERASE
V mnogih, �e posebej �ir�ih rečnih dolinah, najdemo rečne terase. Te nastanejo s
kombinacijo odlaganja in bočne erozije. Najstarej�a terasa je navadno najvi�ja in najdlje od
reke. Nastanku teras kot so terase reke Save na Gorenjskem ali terase reke Soče so botrovale
tudi klimatske spremembe v Pleistocenu (menjavanje ledenih �odlaganje- in medledenih �
erozija - dob).
Vidic: Osnove geologije 57
PODTALNICA IN KRAS
Pomemben naravni vir ekonomske narave � PITNA VODA. Nahaja se v kamninah in
sedimentih v podtalju (slika 8.1).
9.1 VODONOSNIKI Podtalnica je v vodonosnikih. Ti predstavljajo porozne sedimente ali kamnine in
imajo spodaj opisane sestavne dele in lastnosti (slika 9.1).
Podtalnica je z vodo nasičeno območje pod gladino podtalnice, ki predstavlja njeno
mejo. Nad gladino podtalnice se voda dviga s pomočjo kapilarnega dviga � območje
KAPILARNEGA ROBA. Nad gladino podtalnice je nezasičeno območje. Vodonosniki so
POROZNI in PREPUSTNI. Napajajo se s padavinsko vodo, ki pronica skozi tla in
sedimente/kamnine do gladine podtalnice.
Slika 9.1: Podtalnica in lastnosti vodonosnikov. Spodaj je nasičeno območje podtalnice, vse pore so popolnoma zapolnjene z vodo. Mejo med nasičenim (zone of saturation) in nenasičenim (zone of aeration, unsaturated zone) območjem predstavlja gladina podtalnice (water table),katere vi�ina se lahko spreminja (su�na obdobja ni�ja, mokra vi�ja, preveliko črpanje � ni�anje gladine). Nad gladino podtalnice je območje kapilarnega dviga vode, ki ga imenujemo kapilarni rob (capillary fringe). Kapilarni rob je najvo�ji pri glinenih sedimentih (ki pa so praktično neprepustni), najniz�ji pa pri prodnatih). Vodonosniki so porozni, kar pomeni, da so med delci prazni prostori imenovani pore (pore spaces), ki so povezani med seboj, kar omogoča tudi prepustnost- gibanje vode skozi pore. Ground surface � povr�je, soil, mineral or rock material � tla, mineralni delci ali ko�čki kamnin, evaporation � evaporacija, infiltration � infiltracija, water � voda. Iz Chernicoff s sodel., 1997, str. 275.
58 Vidic: Osnove geologije
Tla in sedimenti ali kamnine nenasičenega območja delujejo kot filter in mehansko ter
kemični oči�čujejo vodo, ki pronica skoznje. Globlja ko je gladina podtalnice, večja je
sposobnost samooči�čevanja. Na kra�kih območjih, kjer voda teče po rovih, pa je sposobnost
samooči�čevanja podtalnice zelo majhna.
VRSTE VODONOSNIKOV
GLEDE NA OMEJENOST:
• OMEJENI (omejeni bočno),
• NEOMEJENI (bočno zelo razprostranjeni),
• ZAPRTI (zaprti navzgor, napajajo se bočno) (slika 9.2),
• ARTE�KI (zaprti, voda v njih pod pritiskom) (slika 9.2).
Slika 9.2: Zaprt arte�ki vodonosnik. Če je nivo vodnjaka pod najvi�jim nivojem podtalnice v vodonosniku (potentiometric surface), teče voda iz vodnjaka brez črpanja (arte�ki vodnjak). Tak vodonosnik je v porozni in prepustni plasti med dvema neprepustnima plastema, napaja pa se bočno tam, kjer vodonosna plast izdanja (recharge at outcrop of aquifer). Pu�čice prikazujejo gibanje podtalnice (groundwater flow). Impermeable rock � neprepustna kamnina, permeable rock � prepustna kamnina, confined aquifer � zaprt vodonosnik. Iz Chernicoff s sodel., 1997, str. 279.
GLEDE NA VRSTO KAMNINE:
• PE�ČENO PRODNI (pe�čeno prodni nanosi, navadno pleistocenske starosti),
• RAZPOKLINSKI (razpokane kamnine),
• KRA�KI (voda se na krasu pretaka v sistemih rovov in jam v podtalju, povr�inskega
odtoka ni).
Vidic: Osnove geologije 59
IZVIRI, VODNJAKI
Kjer gladina podtalnice seka povr�je, nastane izvir. Ti pogosto nastanejo na meji me
prepustnimi in neprepustnimi kamninami, ob prelomih ali kjer razpoke in kra�ki rovi sekajo
povr�je.
Ker je podtalnica glavni vir pitne vode, kopljemo za njeno črpanje VODNJAKE
(primeri na sliki 9.2). V su�nih in pol-su�nih območjih črpanje pogosto prese�e naravni
dotok, kar povzroči večje stro�ke pri črpanju in posedanje povr�ja (Mexico City, 6 m;
Kalifornija, 9 m).
GIBANJE PODTALNICE
Podtalnica se giblje od področij z vi�jim potencialom k področjem z ni�jim (slika 9.3).
Gladina podtalnice je v grobem vzporedna s povr�jem, zato je gibanje podtalnice odvisno od
topografije. Hitrost gibanja je navadno počasna, odvisna je nagiba in prepustnosti
vodonosnika.Črpanje podtalnice preusmeri gibanje proti vodnjaku, okrog njega se nastane
črpalna udolbina v gladini podtalnice.
Slika 9.3: Gibanje podtalnice v odprtem neomejenem vodonosniku.Gladina je vzporedna s topografijo (water table). Voda se giblje od mest z vi�jim potencialom k tistim z ni�jim. Groundwater flow � tok podtalnice, recharge � napajanje, discharge in valley, napajanje reke v dolini. Iz Chernicoff s sodel., 1997, str. 277.
60 Vidic: Osnove geologije
ONESNA�ENJE PODTALNICE
KMETIJSTVO:
• pesticidi, herbicidi,
• nitrati (mineralno gnojenje).
URBANA OBMOČJA:
• te�ke kovine,
• komunalne naprav (patogeni mikroorganizmi).
Slika 9.4: Nepravilno izvedene in divje deponije odpadkov (vrtače na kra�kih območjih!) lahko močno onesna�ijo podtalnico. Na sliki pravilno izvedene deponija komunalnih odpadkov z neprepustno oblogo in notranjim odvodnjavanjem in odplinjevanjem v bli�ini Berna v �vici. Fotografija avtorice.
INDUSTRIJA
• PCB-ji,
• te�ke kovine,
• strupene kemikalije.
PROMET:
• odtočne vode (tečke kovine, organske snovi),
• bencinske črpalke (iztekanje bencina ali nafte iz počenih rezervoarjev).
FILTERSKA SPOSOBNOST TAL IN SEDIMENTOV - NA KRASU NI
FILTRIRANJA IN SAMOOČI�ČEVANJA PODTALNE VODE!!!
Vidic: Osnove geologije 61
9.2 DELOVANJE PODTALNICE
• OKAMENELI LES (Vulkanski pepel zasuje gozdove. Voda, ki pronica skozi pepel,
raztaplja kremenico, ki nadomesti les.)
• GEODE (S kremenico bogata raztopina odlaga koncentrične plasti kalcedona ali opala na
stenah kroglastih votlin.),
• ZASLANJENA TLA (Zaradi evaporacije se voda dviga iz podtalja navzgor. Na določeni
globini izhlapi, oborijo se soli. Problematično je tudi namakanje tal v su�nih območjih �
če vode ni dovolj, lahko hitro pride do zaslanjanja tal.),
• VROČI VRELCI (Podtalnica se segreje nad magmatsko votlino.),
• GEJZIRJI,
• BLATNI VRELCI,
• HIDROTERMALNO SPREMENJENE KAMNINE,
• GEOTERMALNA ENERGIJA in
• KRAS.
KRAS
Nastanek krasa
Kra�ki pojavi predstavljajo sekundarno poroznost kamnin, ki preperevajo s hidrolizo
brez topnih produktov (apnenec, dolomit, sadra, anhidrit). Najbolj pogost in najbolj tipčen je
kras na apnencih. Padavinska voda z raztopljenimi kislinami pronica skozi razpoke v apnencu
(pogosto nastale zaradi tektonskih sil) in raztaplja kamnino vzdol� njih. Osnovna reakcija je:
CaCO3 + H2O + CO2 ↔↔↔↔ Ca2+ + 2 HCO-
Gornja reakcija je reverzibilna:
RAZTAPLJANJE: nastanek JAM, JA�KOV, VRTAČ, ROVOV, �KRAPELJ, �LEBIČEV,
itd (slika 9.5).
ODLAGANJA, OBARJANJE: SIGA, KAPNIKI, PONVICE, ZAVESE, itd.
Agresivnost vode (sposobnost za raztapljanje), ki pronica skozi kamnine, je odvisna od večih
dejavnikov:
• TEMPERATURNI EFEKT � mrzla voda raztopi več apnenca kot topla. Voda pri 10o
raztopi 2x več apnenca kot voda pri 30oC.
• VPLIV V VEGETACIJE - količina CO2 v vodi je odvisna predvsem od biolo�ke
aktivnosti. Pri dihanju se izloča CO2, pri razgradnji organskih snovi nastajajo kisline.
62 Vidic: Osnove geologije
• ME�ANJE DVEH VODA različne sestave poveča njuno korozivnost, tudi če sta obe �e
bili nasičeni s kalcitov. Pogosto pride do takega me�anja, ko se v podzemlju srečata dva
rova, po katerih teče voda.
Slika 9.5: Nastanek podzemnih sistemov rovov in jam zaradi delovanja podtalnice. a) Raztapljanje vzdol� razpok poteka predvsem v bli�ini gladine podtalnice. b) Če se nivo gladine podtalnice zni�a, ostane zgornja eta�a brez tekočih voda, v njih se p�rične odlaganje sige, kapnikov in drugih tvorb, nov jamski sistem pa nastaja na novem nivoju podtalnice. Ker je v pleistocenu gladina podtalnice zaradi ledenih dob močno nihala, je nastalo več eta� podzemnih jam. Bedded and fractured limestone � plastovit in razpokan apnenec, water filled passages at or just below the water table � z vodo napolnjeni rovi blizu gladine podtalnice, previously formed passages now dry � prej nastali rovi in jamski prostori so zdaj suhi. Iz Chernicoff s sodel., 1997, str.
Kra�ki pojavi
Kra�ke jame, �kraplje, �lebiči, vrtače, uvale, kra�ka polja, ponikalnice, presihajoča
jezera, povr�inska skalovitost, podori, kra�ki izviri, kapniki, siga, ponvice, zavese, jamski
biseri, itd.
Brez povr�inskih vodotokov (razen na dolomitu, kjer nastane rečni kras).
Vrste krasa
V Sloveniji
Prevladuje klasični DINARSKI kras (Kras, Primorska, Notranjska, Dolenjska).
VISOKI KRAS (Trnovski gozd, Sne�ni�ka planota).
REČNI KRAS (dolomit, predvsem osrednja Slovenija).
VISOKOGORSKI KRASN (Julijci, Karavanke, Savinsjke Alpe).
PLITVI ali IZOLIRANI KRAS (manj�e zaplate apnenca ali apnenega konglomerata).
Drugje po svetu
STOLPNI, REZIDUALNI KRAS (tropski predeli).
Vidic: Osnove geologije 63
POBOČNI PROCESI
Material na pobočjih ni v ravnote�ju s silo te�nosti � sile na klancu! Zato lahko pride
do plazenja, padanja ali drsenje navzdol. Plazovi in podori lahko povzročijo veliko �kodo in
člove�ke �rtve.
10.1 DEJAVNIKI NESTABILNOSTI POBOČIJ
• STRMINA POBOČIJ: bolj strmo ko je pobočje, manj stabilno je.
• VSEBNOST VODE:
- nasičenost z vodo povečuje nestabilnost, zato so plazovi �e posebej pogosti med ali po
močnih de�evjih;
- majhna (ravno prav�nja) količina lahko vode zmanj�uje nestabilnost.
- veliko vode - blatni tokovi.
• GEOLO�KA ZGRADBA: razpokane kamnine ali plasti, ki so vzporedne s pobočjem ,
zmanj�ujejo stabilnost pobočja. Masivna, nepreperela kamnina, tanka tla in preperina in
plasti, ki vpadajo v pobočje, omogočajo stabilnost pobočja.
• VEGETACIJA: prisotnost vegetacije, predvsem gozdne, pa tudi travnate, povečuje
stabilnost pobolčja zaradi prestrezanja in transpiracije vode. Korenine tudi fizično dr�ijo
pobočje skupja.
• DODATNE OBREMENITVE, �e posebej, če so nestrokovno izvedene, zmanj�ajo
stabilnost pobočja.
• DEBELINA PREPERINE: debela preperina lahko drsi po stiku med preperino in
nepreperelo kamnino.
• ZMRZOVANJE in TALJENJE zmanj�ujeta stabilnost pobočja.
• POTRESI lahko spro�ijo plaz na �e nestabilnem pobočju.
10.2 VRSTE PLAZOV
Hitrost plazenja, padanja ali drsenja:
• HITRI PREMIKI: blatni tokovi, plazovi, podori,
• POČASNI PREMIKI: lezenje, drsenje materiala po pobočjih.
64 Vidic: Osnove geologije
Material, ki se plazi, pada ali drsi:
• TLA, PREPERINA,
• GRU�Č, GROBOZRNAT MATERIAL,
• BLATNI TOKOVI (ME�AN MATERIAL).
DRSENJE, LEZENJE: počasno, upognjena drevesa, nagnjeni objekti (npr. zvonik cerkve na
Črnem Kalu).
PREPERINSKI (ZEMELJSKI) PLAZOVI: lahko tečejo kot zelo viskozna tekočina.
ZDRSI POBOČIJ, PLAZOVI (slika 10.1): z rotacijo (po polkr�ni ploskvi), brez rotacije (po
ravni ploskvi).
Slika10.1: Plaz (zdrs) z rotacijo. V zgornjem delu nastaja odlomna ploskev, usad ali več usadov, v spodnjem delu nastane grbinasta nepravilna povr�ina. Material zdrsi po drsni ploskvi. Ob koncu plazu je čelo plazu. Risba prirejena z Interneta.
SKALNI PODORI (slika 10.2).
PADANJE SKAL � meli�ča
SOLIFLUKCIJA (permafrost): tečenje odtaljenega zgornjega sloja preko zmrznjenega sloja
ali neprepustne podlage.
BLATNI TOKOVI � pu�čavska območja, vulkanska območja (laharji), golosek.
Vidic: Osnove geologije 65
Slika 10.2: Nekaj vrst plazov. Fall � padanje skal, podori, slide � zdrs, flow � tečenje materiala, slump � usad. Iz Chernicoff s sodel., 1997, str. 239.
10.3 SANACIJA PLAZOV
• POMEMBNO JE PRAILNO ODVODNJAVANJE � DRENA�A ogro�enih pobočij.
• PRAVILNO OBREMENJEVANJE IN IZPODKOPAVANJE POBOČIJ (OPORNI
ZIDOVI),
• SIDRANJE,
• POGOZDOVANJE, ZATRAVLJANJE.
66 Vidic: Osnove geologije
LEDENIKI IN POLEDENITVE
11.1. KAJ JE LEDENIK?
Ledenik je veliko telo ledu. Nastane ko količina sne�nih padavin prese�e količino
snega, ki se poleti raztali. Do tega pride lahko iz dveh vzrokov:
• veliko snega,
• nizke poletne temperature.
11.2 POLEDENITVE V GEOLOŠKI PRETEKLOSTI
• Večja poledenitev konec paleozoika, v permu, pribli�no pred 250 miljoni let (glej
poglavje o tektoniki plo�č, slika 2.2).
• Sledilo je dolgo toplo obdobje brez ledenih pokrovov.
• Pred pribli�no 65 miljoni let, v začetku kenozoika, se je pričelo počasno globalno
ohlajanje.
• Pred pribli�no 3 miljoni let se je pričelo menjavanje LEDENIH in MEDLEDENIH DOB,
ki so se sprva menjavale s periodo 40.000 let, od 1 miljona let naprej pa s periodo 100.000
let. Ni nam znano zakaj je pred pribli�no enim miljonom let pri�lo do spremembe periode.
Poledenitve so zapisane v 18O/16O razmerjih lupin fosilov v globokomorskih sedimentih.
Ker vodne molekule, ki vsebujejo la�ji kisikov izotop (16O), la�je izhlapevajo in se
kopičijo v obliki ledu, je oceanska voda izotopsko vedno te�ja. To so zabele�ile lupine
morskih organizmov, ki so takrat �iveli.
Prvo teorijo o poledenitvah je �ele leta 1837 postavil Luis Agassiz. Penck in Brückner
sta v začetku tega stoletja postavila teorijo o 4 alpskih poledenitvah, ki sta jih poimenovala po
4 nem�kih rekah Günz, Mindel, Riss in Würm. Kasneje so dodali �e poledenitvi Biber in
Donau. Danes s pomočjo kisikovih izotopov vemo, da je bilo poledenitev mnogo več, zato ta
imena opu�čamo, ker so lahko ledeni�ki sedimenti v različnih alpskih dolinah različne
starosti, čeprav imajo isto ime. Na kopnem, predvsem v alpskih dolinah, se namreč ne
ohranijo sedimenti vseh poledenitev (ker lahko bolj obse�na poledenitev povozi sedimente
vseh ostalih).
VZROKI ZA OBSEŽNIH POLEDENITVE V ZADNJIH 3 MILJONIH LET
1. VARIACIJE V KOLIČINI PREJETEGA SONČENGA OBSEVANJA ZARADI
ORBITALNIH SPREMEMB. Milutin Milanković, srbski matematik, je v prvi četrtini tega
Vidic: Osnove geologije 67
stoletja izračunal variacije v količini prejetega sončnega sevanja na Zemljinem povr�ju, ki
je povezani s tremi vrstami orbitalnih sprememb:
• Ekscentričnost Zemljine orbite: Zemljina orbita ni okrogla, ampak je elipsasta, kar pomeni,
da je Zemlja včasih bli�e, drugič spet dlje od Sonca. Perioda teh sprememb je pribli�no
100.000 let.
• Nagnjenost Zemljine osi se spreminja od 22 in pol do 24 in pol stopinj (zdaj 23o27').
Perioda teh sprememb je pribli�no 40.000 let.
• Zemljina os se obrača kot os pri vrtavki, ki se počasi ustavlja. Tako je Zemlja v določenih
polo�ajih bolj nagnjena k Soncu kot v drugih. Perioda teh sprememb je okrog 20.000 let.
�al pa spremembe v količine prejete sončne energije zaradi orbitalnih sprememb ne
pojasnijo, zakaj se je po dolgem toplem obdobju pričelo obdobje menjavanja ledenih in
medledenih dob, saj se je količina prejete energije spreminjala tudi v bolj topli geolo�ki
preteklosti. Deloma pa pojasnijo periodičnost poledenitev.
2. VARIACIJE V KOLIČINI OGLJIKOVEGA DIOKSIDA V OZRAČJU. Raziskave
vključkov zraka v ledu Antarktike in Grenlandije so pokazale, da je bilo med ledenimi
dobami v ozračju dosti manj CO2 kot v medledenih dobah. Ogljikov dioksid je plin tople
grede, ki preprečuje vračanje dolgovalovnega sevanja v vesolje in povzroča ogrevanje.
Nekateri posku�ajo te spremembe pojasniti z vegetacijskimi cikli � bujna vegetacija
porabi veliko ogljikovega dioksida, katerega količina se potem zmanj�a. Vendar pa je
kro�enje ogljikovega dioksida v naravi dosti bolj zapleteno in vzroki za variacije �e niso
znani.
3. TEKTONIKA PLO�Č: spremembe v razporedu celin so gotovo prispevale k klimatskim
spremembam. Če so celine koncentrirane v ekvatorialnem pasu, je mo�nost nastanka
ledenih pokrovov manjka. Pogoj za poledenitve je torej, da so celin blizu polom (ko so
danes predvsem celine severne poloble). Poleg tega pa vpliva porazdelitev celin tudi na
oceanske tokove, ki so močno povezani z globalno klimo. Tako je v kenocoiku pri�lo do
specifične porazdelitve celine, ki je verjetno pripomogla k globalni ohladitvi.
4. �e pri prej�nji točki sem omenila SPREMEMBE V KRO�ENJUOCEANSKIH VODA, ki
so povezane razporeditvijo celin. Nekateri raziskovalni ugotavljajo, da se ko�enje
oceanski voda med ledenimi dobami spremeni:
• Ledene dobe � atlantska voda prosto kro�i z arktično oceansko vodo, ki zaradi tega ne
zmrzne. Poveča se evaporacija in količina sne�nih padavin, ki povzroči rast ledenih
pokrovov na polih.
68 Vidic: Osnove geologije
• Medledene dobe � ko se zaradi rasti ledenih pokrovov gladina vode toliko zni�a, da se
prekine zveza med atlantsko in arktično vodo, lahko zadnja zmrzne, kar prepreči
izhlapevanje in sne�ne padavine in povzroči krčenje ledenih pokrovov.
5. DVIG HIMALAJE. Dvig Himalaje je ravno tako povezan s tektoniko plo�č. Menijo, da je
himalajsko pogorje, ko je doseglo določeno vi�ino, tako močno vplivalo na kro�enje
zraka, da je povzročilo globalne klimatske spremembe.
Kljub intenzivnih raziskavam klimatskih sprememb v preteklosti, �e vedno ne vemo, kaj
jih je v resnici tudi povzročilo. Klimatske spremembe, ki jih je Zemlja do�ivljala v zadnjih 3
miljonih let, so verjetno posledica kombinacije mnogih zgoraj na�tetih vzrokov, predvsem
sprememb v razporeditvi celin in kro�enju oceanskih voda, dviga himalajskega pogorja in
orbitalnih sprememb. Dodatne raziskave bodo morda nekoč pokazale bolj natačne vzročne
zveze med posameznimi dejavniki in klimatskimi spremembami.
Če bi se klimatske razmere spreminjale v skladu s preteklimi spremembami, bi se
morala Zemlja počasi ohlajati in ledeniki bi po 10.000 toplih letih spet počasi pričeli rasti.
Vendar pa je človek s se�iganjem fosilnih goriv v 100 letih podvojil količino ogljikovega
dioksida v ozračju in s tem posegel v naravne variacije. Tako je te�ko napovedati, v kateri
smeri bodo potekale spremembe, vsekakor pa �e opa�amo trende globalnega ogrevanja in
krčenja dana�njih ledenikov (Grenlandija, Antarktika, visoke severne in ju�ne zemljepisne
đirine).
11.3 LEDENIKI
NASTANEK LEDENIŠKEGA LEDU
Sneg se prekristali zaradi delnega taljenja in te�e novih sne�nih padavin v zrnat sneg,
sre� in nato kristaljen led, ki ima podobno zrnato strukturo kot metamorfni kamnini marmor
ali kvarcit. Ledeni�ki led je navadno prosojno modre barve.
DELI LEDENIKA
OBMOČJE KOPIČENJA, akumulacije sne�nih padavin se nahaja nad SNE�NO
MEJO. Pri dolinskih ledenikih so navadno to večje ali manj�e KRNICE. Pri nas je sne�na
meja zdaj pribliu�no 2700 m visoko, pred 18.000 leti, ko je bila na vi�ku zadnja poledenitev,
pa je bila vsaj 1000 ni�je. Pod sne�no mejo je OBMOČJE TALJENJA. Konec ledenika
predstavlja ČELO ledenika.
Vidic: Osnove geologije 69
Če je količina nakopičenega snega večja od količne raztaljenega ledu, ledenik RASTE.
Če pa je pade manj snega kot se ga raztali, se ledenik UMIKA in KRČI. Večina dana�njih
ledenikov se krči.
Slika 11.1: Deli ledenika: območje kopičenja snega (accumulation zone) se nahaja nad sne�no mejo (equilibrium line). Nad to mejo je pade letno več snega kot se ga raztali (net snow/ice gain), Pod njo je območje taljenja (ablation zone), kjer je neto zaradi taljenja izguba snega in ledu (net snow ice loss). Če je čelo ledenika (terminus) v morju, prihaja tudi do lomljenja ledu (calving of glacier) in nastanka ledenih gor. Iz Chernicoff s sodel., 1997, str. 300.
VRSTE LEDENIKOV
Ločimo DOLINSKE in CELINSKE ledenike. Prve najdemo v gorskih dolinah, drugi
predstavljajo ledene pokrove, ki pokrivajo celine. Danes sta najdemo celinska ledenika na
Antarktiki in Grenlandiji, dolinske pa v gorskih dolinah na Aljaski in drugih gorstvih na
visokem severu ali jugu. Dolinske ledenike najdemo tudi ob robovih velikih celinskih
pokrovov. Tako so bili dolinski ledeniki na slovenskem ozemlju na robu velikega ledenega
pokrova, ki je med ledenimi dobami pokrival Alpe.
70 Vidic: Osnove geologije
GIBANJE LEDU
Ledeni�ki led počasi teče od vi�jih delov k ni�jim. Hitrost tečenja ledu je podobna kot
hitrost toka v rečni strugi � bli�e ko je led kamninski podlagi, počasneje teče. Tako osrednji
deli ledenika hitreje tečejo kot robni in deli ob dnu. Če je ledenik primrznjen na kamninski
podlago, teče spodnji del ledu plastično (palico, ki jo zabijemo, se deformira), zgornji pa togo
(se ne deformira). Povprečne hitrosti premikanja ledenikov zna�ajo od nekaj mm na dan do 15
m na dan. Če je v podlagi ledenika film vode, lahko ledenik občasno zdrsne, ti zdrsi pa so
lahko tudi hitrej�i od zgoraj navedenih.
LEDENIŠKA EROZIJA
Ledeniki kot buldo�erji poglabljajo svoje doline in odna�ajo material. Večji ledenik
močneje erodira in bolj poglobi dolino po kateri teče. Tako so doline manj�ih ledeni�kih
pritokov manj globoke in obvisijo nad glavno dolino � nastanejo VISEČE DOLINE. Tudi
celinski ledeniki meljejo in erodirajo podlago po kateri se premikajo, menijo, da so celinski
ledeniki v Kanadi in severni Evropi erodirali več kot 100 metrov kamnin(nekateri ocenjujejo
tudi 1000 m). Ledeniki prena�ajo tudi kamninski material, ki lahko razi kamninsko podlago.
Nastanejo ORA�ENE POVR�INE IN KAMNINE, ki so značilne za ledenike.
Ledeni�ka erozija je bolj intenzivna na območjih, kjer so kamnine manj odporne. Tako
nastanejo poglobljene doline, v katerih so po umiku ledenika navadno ledeni�ka jezera.
Razlikovalna ledeni�ka erozija pogosto pusti za sabo manj� ali večje kotanje (KOTLIČE),
zato so za prej poledenele pokrajine značilna �tevilna jezera (Skandinavija, Kanada, dolina
sedmerih jezer, itd.).
ODLAGANJE LEDENIKOV
Močno fizikalno preperevanje zaradi strogih klimatskih razmer in močna ledeni�ka
erozija povzročijo nastanek velikih količin ostrorobega materiala različni velikosti, ki ga
ledenik nosi s seboj. Nekateri dolinski ledeniki so lahko popolnoma prekriti s kamninskim
drobirjem, bolj pogosto pa je kamninski drobir koncentriran v pasovih. Led lahko prena�a
material vseh velikosti, zato so ledeni�ki sedimenti, predvsem ledeni�ke GROBLJE ali
MORENE, nesortirani.
• DOLINSKI LEDENIKI odlagajo ČELNE, BOČNE, TALNI in SREDINSKE MORENE.
Če se ledenik umika postopoma, lahko nastane celo zaporedje čelnih moren, ki jih
imenujemo tudi MORENE UMIKANJA. Tudi za čelnimi morenami lahko nastanejo po
umiku ledu jezera (dokler voda morenskega jezu ne predre).
Vidic: Osnove geologije 71
• CELINSKI LEDENIKI prav tako odlagajo ČELNE in TALNE MORENE. Nastajajo tudi
DRUMLINI (korenčkom podobne vzpetine). Vodni tokovi, ki tečejo skozi tunele v ledu,
pa odlagajo bolje sortiran material, sedimenti, nastajajo podolgovate pe�čene vzpetine
imenovane ESKERJI.
Slika 11.2: Cesta vrezana skozi morenski nanos. Na sliki vidimo, da je morenski material zelo slabo sortiran. Fotografija avtorice, Sierra Nevada, Kalifornija, ZDA.
VPLIV POLEDENITEV V EVROPI
V Alpah so ledeniki pustili za sabo doline v obliki črke U, viseče doline in slapove, ki
tečejo iz visečih dolin v glavne. Nastal je bolj oglat relief. Poglobljene doline in kotliče so
zapolnila ledeni�ke jezera, v katerih lahko najdemo VARVE (debelej�a zimska svetla meljasta
plast in tanj�a poletna temnej�a organska plast tvorita eno letnico). Pri nas so ledeni�ka jezera
bohinjsko, blejsko, jezerca v dolini sedmerih jezer, itd. Doline obrobljajo morene, na
Gorenjskem segajo do Radovljice, sledimo jih pa lahko vse do Bohinja.
POSREDNI VPLIVI POLEDENITEV
Med ledenimi dobami so se PREMAKNILI VSI KLIMATSKI PASOVI in z njimi tudi
VEGETACIJSKI PASOVI. Tako je bilo na območjih, ki so danes pu�čavska, veliko padavin.
Nastala so velika DE�EVNA JEZERA. Sledove teh jezer najdemo v Sahari drugih
pu�čavskih predelih (npr., slano jezero pri Salt Lake City-u v ZDA, ki je ostanek sistema
velikih jezer, ki so obstajala na tem območju).
72 Vidic: Osnove geologije
ZNI�ANJE MORSKE GLADINE je med zadnjo poledenitvijo zna�alo okrog 110 m.
Obala Jadranskega morja je bila med Zadrom in Ancono. Veter je na kopnem S. Jadranu
nana�al pesek in puhlico (otok Susak).
NANOSI PUHLICE IN PESKA. Intenzivna ledeni�ka erozija (mletje kamnin) je
povzročila tudi nastanek velikih količin materiala velikost peska in melja. Tega je veter
odnesel in odlo�il v obliki pe�čenih sipin in puhlice.
LEDENI KLINI in KAMNINSKI POLIGONI so značilni za območja permafrosta
(trajno zmrznjenih tal). Ledeni klini nastajajo zaradi zmrzovanja in odataljevanja zgornjega
sloja tal. Nastanejo trikotni �epi, ki jih kasneje lahko zapolni sedimenti. Kamninski poligoni
so poligoni, ki so sestavljenih iz pasov kamnin na povr�ju.
FJORDI so zalite ledeni�ke doline, ki so nastale, ko se je morska gladina spet dvignila.
Razbremenitev zaradi taljenja več km debelih ledenih pokrovov je povzročila, da se
Skandinavija in Kanada �e vedno IZOSTATSKO DVIGUJETA.
Vidic: Osnove geologije 73
PU�ČAVE IN DELOVANJE VETRA
12.1 KAJ SO PU�ČAVE?
Pu�čave so območja, kjer je malo padavin. SU�NA (ARIDNA) OBMOČJA so tista, ki
prejmejo manj kot 25 cm padavin na leto, POL-SU�NA (SEMI ARIDNA) pa manj kot 40 cm
na leto. Lahko pa se nahajajo v polarnih (Antarktika), subtropskih (večina pu�čav) ali tropskih
predelih.
Čeprav si pu�čave predstavljamo navadno kot območja pokrita s pe�čenimi sipinami,
pa je večina pu�čav kamnitih. V večini pu�čav uspeva tudi posebej prilagojeno rastlinstvo (ob
de�ju pu�čave zacvetijo), le na najbolj su�nih območjih z močno zaslanjenimi tlemi vegetacije
ni.
12.2 PORAZDELITEV PU�ČAV
Pu�čave nastajajo zaradi 4 vzrokov:
• GLOBALNO KRO�ENJE OZRAČJA. Ozračje kro�i ve velikih konvekcijskih celicah.
Ob ekvatorju se zrak segreva, dviga in �iri. Zaradi tega se zmanj�a njegova sposobnost za
zadr�evanje vlage. Ob ekvatorju je torej veliko padavin. Zrak se v vi�inah ohlaja in kro�i
stran od ekvatorja. Na �irini pribli�no 30o S in J se spet spu�ča. Pri tem se stiska in zaradi
tega lahko vsebuje več vlage. Zrak je �e sam suh, poleg tega pa povzroča na teh območjih
tudi močno evaporacijo. Zato so to su�na območja in mnoge pu�čave najdemo na teh
�irinah, ki jih imenujemo tudi KONJSKE �IRINE (Sahara, Arabski polotok, del
Avstralije).
• DE�EVNA SENCA. Zrak se dviga tudi ob gorskih pregradah. Ko se dviga in �iri, se
manj�a njegova sposobnost za zadr�evanje vlage, zato je na tej strani gorske pregrade
veliko padavin, na drugi strani pa so su�ne razmere (pu�čave v Argentini, za Sierro
Nevado v S.Ameriki).
• CELINSKOST. Osrčja celin, ki so daleč od oceanov, kjer z izhlapevanjem nastajajo
padavine, so navadno su�na (Gobi, osrčje Avstralije).
• MRZLI MORSKI TOKOVI OB OBALAH. Izhlapevanja iz mrzlih morskih tokov je
omejeno, zato so ob njih pu�čavska območja (Atakama, Kalahari).
74 Vidic: Osnove geologije
Slika 12.1: Globalno kro�enje ozračja (Hadley-eve konvekcijske celice). Kjer so pu�čice
obrnjene proti Zemlji, se suh zrak spu�ča in povzroča evaporacijo. Konjske �irine, kjer se nastajajo subtropske pu�čave, so 30o J in S od ekvatorja. (http://craton.geol.brocku.ca/faculty/rc/teaching/1F90/deserts/deserts.html).
Slika 12.2: De�na senca, ki nastane zaradi orografskega efekta. http://craton.geol.brocku.ca/faculty/rc/teaching/1F90/deserts/deserts.html
12.3 ZNAČILNOSTI PU�ČAV
• Malo padavin, ki so občasne, a takrat intezivne (tudi 12 cm v eni uri).
• Vodotoki so občasni, samo po de�evju. Izjema so le velike reke, ki imajo gorsko zaledje
(Nil, Kolorado).
• Odvodnjavanje je interno, kar pomeni, da se reke ne izlivajo v morja, ampak tečjo v
najbli�jo kotanjo, kjer voda izhlapi. Nastanejo slana ravnica (playa).
Vidic: Osnove geologije 75
• Močni nalivi povzročajo erozijo, nastajajo večji del leta suhe soteske (vadi, arroyo).
• Ob močnih nalivih se voda pome�a z obilico nevezanega materiala, ki nastaja s fizikalnim
preperevanjem � nastajajo blatni tokovi, ki se odlo�e v obliki vr�ajev.
• Navadno zaradi intenzivnega fizikalnega preperevanja in le malo kemičnega preperevanja
nastane oglata pokrajina.
• Vegetacije je prilagojena na su�ne razmere, prav tako �ivalstvo.
�IRJENJE PU�ČAV
• Obstajajo ocene, da se pu�čave ob robovih raz�irijo 70.000 km2 na leto (npr. lakota na
ju�nih robovih Sahare).
• Pu�čave se �irijo ali krčijo zaradi klimatskih sprememb.
• V zadnjem času pa povzročajo �irjenje pu�čav tudi različne človekove aktivnosti.
Nepravilna raba obrobja pu�čav povzroči erozijo ali zaslanjanje tal:
- Pridelava rastlin v obrobnih predelih. Odstranitev naravne vegetacije povzroči erozijo.
Nepravilno ali nezadostno namakanje povzroči zaslanjanje tal.
- Preveliko �tevilo �ivine, ki odstranjuje naravno vegetacijo (npr., koze).
- Odstranjevanje naravne vegetacije za kurjavo.
12.4 DELOVANJE VETRA
V pu�čavah je veter močan dejavnik EROZIJE in ODLAGANJA. V pu�čavah so
vetrovi zelo močni (100 km/h ali več). Veter lahko prena�a le delce MANJ�E od velikosti
peska. Pogosti so PE�ČENI VIHARJI. Veter lahko z delci udarja ob kamnine in povzroča
ABRAZIJO (�lebiče, trirobe kamnine, itd.). Pesek se namreč prena�a z ODSKAKOVANJEM
od tal. Veter navadno erodira in odnese vse fine delce, povr�je se zni�a, na njem nastane
PU�ČAVSKI TLAK in večjih delcev, ki jih veter ne more odnesti. Ko je vse povr�je
za�čiteno z večjimi delci, se ta proces neha.
ODLAGANJE VETRA
PE�ČENE SIPINE
BARHANI (malo peska, stalen veter, vbočeni v smeri vetra),
PODOL�NE (omejena količina peska, veter z dveh strani, pogoste v Avstraliji),
PREČNE (veliko peska, grebeni pravokotni na smer vetra),
PARABOLIČNE (pogosto ob obalah, veter spiha pesek z obale),
76 Vidic: Osnove geologije
ZVEZDASTE (veter z večih strani),
NEPRAVILNE (veter z večih strani), itd.
Slika 12.3: Premikanje sipin in nastanek navzkri�ne plastovitosti. http://craton.geol.brocku.ca/faculty/rc/teaching/1F90/deserts/deserts.html
Slika 12.4: Nastanek različnih vrste sipin: levo barhani, na sredini prečne sipine, na desni
podol�ne. (http://craton.geol.brocku.ca/faculty/rc/teaching/1F90/deserts/deserts.html) PUHLICA
Puhlica je meljasti sediment, ki ga veter odnese dlje od izvornega območja kot pesek.
Velika območja puhlice so bila nane�ena med ledenimi dobami, ko je bilo na voljo veliko
meljastega materiala, vegetacije je bilo malo, vetrovi pa so bili močni.Obse�na območja
puhlice najdemo v Rusiji, Panonski ni�ini, Kitajskem, S. Ameriki in Argentinskih pampah.
Mnoga od teh območij so danes �itnice (na puhlici nastanejo rodovitna tla černozem).
Vidic: Osnove geologije 77
OBALNI PROCESI
13.1 KAJ SO OBALE?
Območja, kjer se stikata morje in kopno.Preoblikuje jih delovanje valov in plimovanja.
13.2VALOVI
Valovi predstavljajo kro�no gibanje morskega povr�ja, ki ga povzroča predvsem veter.
Valovi imajo valovno dol�ino (4 - 400 m), vi�ino in hitrost (25-90 km/h) (slika 13.1). Ko je
dno na polovici valovne dol�ine valov, prične vplivati nanje. Valovi se upočasnijo in zvi�ajo.
Pride do kipenja morja.
Slika 13.1: Značilnosti morskih valov. L = valovna dol�ina, H = valovna vi�ina, C = hitrost gibanja vode na povr�ju. Still water level � gladina mirne vode. Slika na desni ka�e, da se povr�insko valovanje čuti do polovice valovne dol�ine.
(http://craton.geol.brocku.ca/faculty/rc/teaching/1F90/oceans/oceans.html)
13.3. PLIMOVANJE
Plimovanje so periodične spremembe v vi�ini morske gladine ob obali, ki jih povzroča:
• Zemljina te�nost (morska gladina je izbočena v ekvatorialnem območju),
• privlak Lune (Vodna gladina se izboči na mestu, kjer je Luna najbli�e Zemlji, na
nasprotni strani manj. Dve plimi in oseki na dan. Slika 13.2) in
• privlak Sonca (Vodna gladina se izboči, kjer je Sonce najbli�e).
78 Vidic: Osnove geologije
Od teh je najmočnej�i privlak Lune. Kombinacija teh dejavnikov določa intenzivnost
plimovanja. Kadar sta luna in Sonce poravnana, je plimovanje najmočnej�e, kadar pa sta v
pravokotnem polo�aju, je naj�ibkej�e.
Slika 13.2: Dnevno plimovanje zaradi vpliva lune. High tide � plima, low tide, oseka. (http://craton.geol.brocku.ca/faculty/rc/teaching/1F90/oceans/oceans.html)
13.3 GIBANJE MORSKE VODE OB OBALI
Valovi navadno zadevajo obalo pod določenim kotom, kar povzroči refrakcijo valov in
nastanek toka, ki je vzporeden z obalo (priobalni tok, slika 13.3). Tak tok prena�a sediment
vzporedno z obali, nastajajo sipine, ki lahko delno ali popolnoma zaprejo ustja zalivov (13.3).
Slika 13.3: Refrakcija valov ob obali povzroči nastanek priobalnih tokov in transport
sedimenta ob obali (levo). Tako nastanejo priobalne sipine, ki lahko delno zaprejo ustja zalivov (desno). http://craton.geol.brocku.ca/faculty/rc/teaching/1F90/oceans/oceans.html
Vidic: Osnove geologije 79
13.4. TIPI OBAL
SEDIMENTACIJSKE OBALE � nastajajo z odlaganjem peska ali drobnega proda.
Sipine se nahajajo na erozijski polici, ki preko erozijskega roba prehaja v notranjost. Obre�na
sipina je poleti najvi�ja na obali sami, pozimi pa se premakne v morje. Veter lahko prenese
del pe�čenega materiala, tako da nastanejo parabočične sipine vzporedne z obalo. Med
priobalnimi sipinami in obalo lahko nastanejo lagune. Nastajajo tudi sedimentacijski mostovi
majhnih priobalnih otočkov, ki jih imenujemo tombolo. Sediment, predvsem pe�čeni material
je lahko različne sestave, ki je odvisna od sestave izvornega območje: najpogostej�i je proti
preperevanju odporni kremenov pesek, lahko pa je tudi iz koralnih ali vulkanskih drobcev,
lahko vsebuje veliko te�kih mineralov. Material pogosto prinesejo reke (delte). Če je energija
valov velika, so obale navadno prodnate (zalivi v Jadranu, italijanski del jadranskih obal).
EROZIJSKE OBALE � nastajajo z erozijo. Pogosto so kamnite, erozijske police
obdajajo strmi klifi (npr. Piran). Kamnine razpadajo zaradi delovanja valov, apnenec se tudi
raztaplja. Nastajajo čeri, pečine, otočki, mostovi in okna.
RAZČLENJENE OBALE � tokovi ob takih obalah te�ijo k izravnavanju. Na rte in
polotoke deluje erozija, v zalivih pa poteka odlaganje. Tako se sčcasoma taka obala izravna v
sedimentacijsko obalo z erozijsko polico in robom in pe�čeno ali prodno obalo.
POTOPLJENE OBALE - estuariji (�iroka ustja rek z nekoliko slano vodo), fjordi.
MANGROVE OBALE (slika 13.4)
KORALNI GREBENI, ATOLI
DVIGNJENE OBALE (tektonika, spremembe v nivoju morske gladine �
poledenitve!).
Slika 13.4: Mangrove obale. Fotografija avtorice, Florida, ZDA.
80 Vidic: Osnove geologije
13.4 TIPI OBALNIH PASOV
KAMNITI
GORATI
PREVISNI
POLO�NI
13.5 VPLIV ČLOVEKOVIH POSEGOV
Različne ovire, ki jih človek postavlja (valobrani, stene pristani�č) prekinejo transport
sedimenta vzporedno z obalo. Tako lahko pride na eni strani do erozije, na drugi do
sedimentacije (slika 13.5). Na primer, dno pristani�ča se zaradi valobrana, ki zmanj�a energijo
valovanja zvi�a, saj pride v pristani�ču do sedimentacije.
Slika 13.5: Vpliv človekovih objektov na prenos sedimenta vzol� obale. Zidovi zmanj�ujejo
transport sedimenta, za zidom (glede na smer priobalnega toka) prihaja do erozije sedimenta, pred zidom do odlaganja. http://craton.geol.brocku.ca/faculty/rc/teaching/1F90/oceans/oceans.html
Vidic: Osnove geologije 81
OCEANSKO DNO
14.1 NASTANEK OCEANOV • Kondenzacija vodne pare iz magme, ko se je zemlja dovolj ohladila (pred 4 miljardami
let). • Rast oceanov zaradi izhajanja vodne pare iz magme. • Slana voda zaradi klora iz magme ter natrija, kalcija in magnezija nastalih s
preperevanjem na kopnem 14. 2 METODE RAZISKOVANJA OCEANSKEGA DNA • Vzorčenje sedimentov z �lico, ki jo ladja vleče po oceanskem dnu. • Vrtanje (z vrtalnih plo�čadi, z ladij) - mednarodni globoko-oceanski vrtalni program. • Podmornice (Alvin) - opazovanje, vzorčenje. • Odbijanje zvočnih signalov od dna - določitev globine oceanskega dna (z ladij). • Seizmični profili - močnej�i valovi z ni�jo frekvenco (se�e v sedimente) - globina,
strukture na oceanskem dnu, sestava oceanske skorje. 14.3 GLAVNE STRUKTURE OCEANSKEGA DNA
STIKI MED OCEANSKO IN CELINSKO SKORJO
• PASIVNI STIK -celinska skorja prehaja v oceansko preko celinske police in
celinskega pobočja. celinska polica in pobočje sestojita iz sedimentov, nane�enih čez
celinsko in oceansko skorjo.
- CELINSKA POLICA, �ELF (do 200 m globine, 0.1O, do 500 km �iroka).
- CELINSKO POBOČJE, PREGIB (prehod med celinsko polico in abisalno
ravnico, 4-5o) prehaja v CELINSKO VZNO�JE.
- Večina robov atlantskega oceana, arktičnega in indijskega oceana, le redko v tihem
oceanu
• AKTIVNI STIK - podrivanje oceanske skorje pod celinsko (globoko-oceanski jarki):
- OCEANSKI JARKI - ozki, izredno globoki (več kot 11 km) jarki vzporedni s
celino,
- CELINSKO POBOČJE postaja strmej�e proti dnu pobočja (od 4-5o do 10-15o).
82 Vidic: Osnove geologije
ABISALNE RAVNICE so izredno ravna območja, v katera prehaja celinsko pobočje v
pasivnem robu. Pokrite so s sedimenti prine�enimi s kopnega s podmorskimi plazovi in finimi
rdečimi glinami. Po ravnici so posejani posamezne vulkanske gore, ki imajo lahko tudi
odrezane vrhove (gujoti).
SREDNJE-OCEANSKI HRBET je izredno dolga vulkanska veriga, ki se razteza po sredini
oceanov:
- Ima 1-2 km globok osrednji jarek, ki teče po grebenu verige.
- Nenehne bazaltne erupcije v osrednjem jarku in nastanek nove oceanske skorje.
- Je razkosan in premaknjen vzdol� navpičnih prečnih prelomov.
PODMORSKI KANJONI (vrezani v celinsko pobočje). ATOLI (koralni obroči okrog potopljenih vulkanskih gora).
Slika 14.1: Shematičen prikaz glavnih struktur oceanskega dna. Shoreline � obala, continental
shelf � celinska polica, continental slope � celinsko pobočje, pregib, abyssal plain � abisalna ravnica, oceanic ridge � srednje-oceanski hrbet, seamount � podmorska vulkanska gora, trench � jared, island arc � oto�ki lok, backarc basin � zaločni bazen. Na levi od srednje-oceanskega hrbta vidimo elemente pasivnega roba, na desni aktivnega stika med celinsko inoceansko skorje.
http://craton.geol.brocku.ca/faculty/rc/teaching/1F90/oceans/oceans.html
Vidic: Osnove geologije 83
14.4 SEDIMENTACIJA V MORJIH SEDIMENTI PRINE�ENI S KOPNEGA (terigeni) � klastični. Prinesejo jih reke. Navadno
vo obalnih pasovih, s podmorskimi plazovi se lahko pro�ijo preko celinskega pobočja na
celinskov vzno�je in abisalno ravnico.
PELAGIČNI SEDIMENTI � usedanje v globoki vodi. Finozrnati sedimenti: glineni delci +
planktonski organizmi (foraminifere, radiolarije).
MANGANOVI GOMOLJI (abisalne ravnice).
CELINSKE POLICE
Tu poteka intenzivna biolo�ka aktivnost, nastajajo biokemični sedimenti.
• APNENCI
• KORALNI GREBENI
14.5 SESTAVA OCEANSKE SKORJE OD ZGORAJ NAVZDOL:
• SEDIMENTI,
• BAZALT (BLAZINASTE LAVE),
• NAVPIČNE �ILE DIABAZA,
• GABRO,
• PLA�Č (ULTRAMAFIČNE KAMNINE).
OFIOLITI - ostanki starih oceanskih skorij na kopnem. Navadno so porinjeni na kopno na
stiku med dvema celinama, ki trčita.
84 Vidic: Osnove geologije
GEOLO�KI ČAS
15.1 DOLOČANJE STAROSTI KAMNIN
RELATIVNO DOLOČANJE STAROSTI (DATIRANJE)
Uvr�čanje dogodkov in kamnin v zaporedje � kaj se je zgodilo prej oziroma katera
kamnina je starej�a in katera mlaj�a.
Principi relativnega določanja starosti
1. KO SEDIMENTI NASTAJAJO, SO PLASTI VODORAVNE (ali skoraj vodoravne).
2. MLAJ�E PLASTI SO VEDNO NAD STAREJ�IMI.
3. STRUKTURA, KI SEKA, JE VEDNO MLAJ�A OD TISTE, KI JO SEKA.
4. BOČNA KONTINUIRANOST (plast lahko sledimo preko večjega območja ali jo
idenficiramo s pomočjo korelacije).
5. KORELACIJA. Plasti so zaradi erozije in drugih procesov pogosto prekinjene. Spomnimo
se le sedimentnih skladovnic, ki so nastajale na Pangei, danes pa so daleč narazen, na
različnih celinah, čeprav so del iste skladovnice. Koreliramo lahko na podlagi:
- PODOBNOSTI PLASTI (sestava, vključki).
- FOSILNIH ZDRU�B: zdru�be fosilov lahko ločimo eno od druge, razen tega pa
so zaradi evolucij relativne starosti fosilnih zdrug�b določljive.
NEZVEZNOSTI
Nezveznosti so povr�ja (ploskve), ki predstavljajo prekinitve v geolo�kem zapisu.
Kamninski skladi, ki le�ijo nad nezveznostjo, so dosti mlaj�i od tistih, ki le�ijo pod njo.
Večina nezveznosti predstavlja erozijska povr�ja, ki so nastala zaradi dvigovanja povr�ja v
geolo�ki preteklosti. Erozijska povr�ja ka�ejo na to, da je bilo ozemlje v času erozije kopno.
Vsaka nezveznost pa nam pove, da v geolo�ki skladovnici manjka zapis nekega obdobja.
Manjkajoči čas lahko prestavlja od več deset tisoč ali stotisoč let do več miljard let.
Sedimentacijska nezveznost nastane zaradi prekinitve odlaganja sedimentov. Do tega
pride, če je na nekem območju prekinjen dotok sedimentnega materiala. Tako nezveznost je
najte�e zaslediti, saj jo predstavlja le lezika pod nezveznostjo le�eče plasti.
Erozijske nezveznosti nastajajo zaradi dvigovanja in spu�čanja ozemlja. Dvig
ozemlja povzroči, da pridejo kamnine na povr�je, kjer so izpostavljene eroziji. Sčasoma pa se
ozemlje spet spusti, zalije ga morje. Obnovljena sedimentacija pokoplje nezveznost pod
Vidic: Osnove geologije 85
sedimenti, ki so precej mlaj�i od tistih pod nezveznostjo. Tudi erozijske skladne nezveznosti
te�ko zasledimo, a vseeno precej la�e kot sedimentacijske. Navadno so bolj nepravilnih oblik,
saj je erozija le redko tako enakomerna, da povr�je popolnoma izravna. Kamnina, ki le�i
neposredno pod nezveznostjo je lahko pokrita s preperino ali tlemi, ki so nastala, ko je bila
kamnina na povr�ju. Tako lahko v erodiranih apnencih najdemo �epe boksita, ki ka�ejo na
preperevanje na povr�ju.
Kotne nezveznosti nastanejo z zaporedjem sedimentacijskih in tektonskih dogodkov.
Najprej se odlo�i skladovnica sedimentnih kamnin. Tektonski premiki povzorčijo gubanje,
nagibanje in dvig te skladovnice. Temu sledi erozija in nastanek nezveznosti. Ozemlje se
navadno spet spusti in obnovljeno odlaganje prekrije nezveznost z novimi plastmi vodoravnih
sedimentov. S pomočjo natančnih preiskav starosti kamnin pod in nad nezveznostjo lahko
ugotovimo, kdaj je do posameznih dogodkov pri�lo.
Neskladne nezveznosti med delno erodiranimi magmatskimi ali metamorfnimi
kamninami in mlaj�imi sedimenti pa ka�ejo ka�ejo na intenzivno in dolgotrajno erozijo, saj
nastajajo magmatske in metamorfne kamnine globoko v Zemljini skorji. Ko pridejo na
povr�je, so dosti starej�e od sedimentov, ki tedaj nastajajo. Manjkajoči geolo�ki čas lahko
predstavlja tudi več kot miljardo let. Najprej nastanejo globoko v Zemljini skorji obse�na
telesa magmatskih ali metamorfnih kamnin. Dolgotrajno dvigovanje povr�ja povzroči erozijo
vec kilometrov ali vec deset kilometrov nad njimi le�ečih kamnin. Magmatske in
metamorfne kamnine pridejo na povr�je in so tudi same deloma erodirane. Sledi spust povr�ja
in nastanek plasti sedimentov, ki jih prekrijejo.
Slika 15.1: Erozijske nezveznosti: D � vodoravna, AU � kotna, NC � neskladna erozijska (med magmatskimi in metamorfnimi kamninami ter mlaj�imi sedimentnimi). Slike prirejene z Interneta.
86 Vidic: Osnove geologije
RADIOMETRIČNO DOLOČANJE STAROSTI
Temelji na spontanem radioaktivnem razpadu prvin, ki jih vsebujejo organske primesi
ali minerali kamnin. Vsaka taka kamnina ima razpolovni čas, v katerem se količina
star�evskega izotopa razpolovi. Z masnimi spektrofotometri merimo razmerje med
star�evskim in hčerinskim izotopom in tako izračunamo starost nastanka kamnine (kristaljenje
iz magme, metamorfizem ali sedimentacija).
Slika 15.2: Razpad star�evskega radioaktivnega izotopa (parent element) in nastanek hčerinskega (daughter product). V enem razpolovnem času se količina star�evskega izotopa razpolovi. (http://craton.geol.brocku.ca/faculty/rc/teaching/1F90/time/Figure174.html)
• 14C/12C, organske snovi, razpad se prične, ko organizem odmre. Razpolovni čas 5730 let,
se�e od 0-40.000 let, izjemoma do 70.000 let.
• 40K/40A ali 40Ar/39Ar, primerna za kamnine s K minerali (ortoklaz, muskovit). Razpolovni
čas 1,3 miljarde let, se�e od 100.000 do 4,6 miljarde let.
• 238U/206Pb, magmatske in metamorfne kamnine. Razpolovni čas 4,5 miljard let, razpon 10
miljonov do 4.6 miljard let.
Radiometrične metode določanje starosti so vedno bolj�e in bolj natančne, �e vedno pa
obstajajo problemi, da v mnogih kamninah ni mineralov, ki bi jih lahko datirali. Problem je
tudi, da mora biti sistem zaprt. Če bodisi star�evski ali hčerinski izotop uideta iz kamnine,
Vidic: Osnove geologije 87
dobimo napačen rezultat. Radiometrična starost ima vedno tudi interval zaupanja (npr., 5300
±100 let).
15.2RAZVOJ �IVLJENJA NA ZEMLJI IN GEOLO�KA ČASOVNA LESTVICA
Glej Kočevar in Vidic, 1998, 8.poglavje.
15.3. GEOLOGIJA SLOVENIJE
Glej Kočevar in Vidic, 1998, 8.poglavje.
UPORABLJENA IN PRIPOROČENA LITERATURA
Birkeland, P.W. in Larson, E.E., 1989, Putnam's Geology. Oxford University Press, New York.
Chernicoff, S., Fox, H.A. in Venlkatakrishnan, R., 1997, Essentials of Geology. Worth
Publishers, 411 strani.
Gregorič V, 1979, Geologija za agronome in gozdarje, Ljubljana.
Hamblin, W.K., Christiansen, E.H., 1998, Earth�s Dynamic Systems, Prentice Hall, 740 strani.
Herak M., 1984, Geologija.- �kolska knjiga, Zagreb, 433 strani. Monroe, J.S. in Wicander, R., 1992, Physical Geology. West Publishing Co., St. Paul, 639 strani.
Plummer, C.C. in McGeary, D., 1991, Physical Geology, Wm.C. C. Brown Publishers, 543
strani.
Kočevar, H. in Vidic, N.J., 1998, Izbrana poglavja iz osnov geologije, Univerza v Ljubljani,
156 strani.
Vidic: Osnove geologije 89
VZORČNI IZPIT
IZPIT IZ GEOLOGIJE (40 točk) Ime in priimek: Izbirna vpra�anja: če ni navedeno drugače, obkro�ite najbolj ustrezen odgovor. Za nepravilne odgovore pri izbirnih vpra�anjih se od�teje polovica navedenih točk. (1 tč) Na�tej vsaj �tiri od 8 elementov, ki sestavljajo 99% zemeljske skorje! (1 tč) Glede na veljavne teorije je na� sončni sistem je nastal s/z _______________________________________ pred okrog ________ miljardami let. (4 tč) Pove�i geolo�ke pojave z robovi plo�č, na katerih se pojavljajo: a) območja podrivanja, subdukcije, kolizije; b) območja razrivanja, srednjeoceanski hrbti; c) podol�ni, transformni prelomi d) nobena od navedenih ___ podmorski jarek ___ otočni loki ___ vulkanske verige na kontinentu ___ regionalna metamorfoza ___ nastanek gorovij ___ Pacifi�ki ognjeni obroč ___ vulkanski tip vulkanov ___ granitni batoliti ___ nastanek nove skorje ___ samo plitvi potresi ___ bazalt ___ Beniofovo območje, cona ___ plo�či drsita ena mimo druge ___ plo�či drsita ena proti drugi ___ plo�či se odmikata ena proč od druge ___ do 700 km globoki potresi (1 tč) Notranje, endogene sile povzročajo _________________________________ zemeljskega povr�ja, glavni vir energije pa je __________________________________. (1 tč) Bazična, mafična magma ima naslednje lastnosti (obkro�i vse, ki ustrezajo): a) je zelo viskozna, s te�avo teče; b) je zelo vroča; c) vsebuje veliko SiO2; d) vsebuje veliko Fe in Mg. (1 tč) Havajski tip vulkana ima naslednje lastnosti (obkro�i vse, ki ustrezajo): a) ima zelo polo�na pobočja; b) nastaja bazalt; c) izbruhi so katastrofalno eksplozivni; c) lava je hladna in zelo viskozna. (2 tč) Zemeljsko skorjo delimo na dva tipa (imenuj in na kratko opi�i oba tipa): a) b) (1 tč) V zemeljski skorji je od metamorfnih kamnin največ: a) regionalno metamorfnih b) kontaktno metamorfnih c) dinamometamorfnih f) kvazimetamorfnih kamnin. (1 tč) Iz določene prej-obstoječe kamnine nastane določena metamorfna kamnina. Kateri pari so pravilni? a) apnenec - dolomit, b) glinovec - blestnik; c) dolomit - marmor; d) kremenov pe�čenjak - kvarcit.
90 Vidic: Osnove geologije
(3 tč) Pove�i bistvene minerale s kamninami, v katerih se nahajajo: a) kisli glinenci in kremen ____ apnenec b) kalcit ____ granit c) olivin ____ eklogit d) granati in pirokseni ____ gnajs e) bazični plagioklazi ____ skrilavi glinovec f) glineni minerali ____ gabrska skupina ____ peridotit ____ marmor ____ blestnik ____ andezit ____ laporovec ____ riolit (1 tč) Skiciraj območje razmikanja (srednje-oceanski hrbet) in na kratko opi�i geolo�ke pojave, ki se nahajajo na takem robu plo�če. (1 tč) V zemeljski skorji je najpogostej�a globočnina granit, najpogostej�a predornina pa bazalt. Zakaj? (1 tč) Prelome delimo glede na to, katero krilo in kako se premika na (+kratek opis posameznih prelomov): a) b) c) (1 tč) Kaj je magnituda potresa, s katero lestvico jo opisujemo in kak�e je razpon te lestvice? (2 tč) Preperevanje kamnin. Identificiraj način preprevanja različnih kamnin: a) fizikalno in kemično b) predvsem kemično c) predvsem fizikalno ___ diorit _____ kalcit _____ glinovec ____ kremenov pe�čenjak (2 tč) Na kratko opi�i mineral illit: - v katero skupino spada: - kak�na je njegova struktura (lahko skicira�) - kak�en so njegove lastnosti in zakaj (1 tč) Na�tej vsaj 4 okolja usedanja:
Vidic: Osnove geologije 91
(1 tč) Podtalnica je a) voda, ki se nahaja v vodonosnikih b) voda, ki teče po povr�ini c) vsa voda v zemeljski skorji, na zemeljskem povr�ju in v oceanih d) voda v tekočih vodah in oceanih. (1 tč) Kra�ki pojavi se razvijejo na naslednjih kamninah (obkro�i vse, ki ustrezajo): a) dolomit b) granit c) gnajs d) apnenec e) tonalit (1 tč) Najstarej�a oceanska skorja je stara okrog 200 miljonov let, medtem ko so najstarej�e kamnine na kontinentih lahko stare tudi okrog 4 miljarde let. Zakaj? (kratek odgovor) (1 tč) Mehanizem, ki poganja tektoniko plo�č je: a) konvekcija v zemeljskem pla�ču b) konvekcija v zemeljskem jedru c) konvekcija v oceanih d) konvekcija v zemeljski skorji (1 tč) Plazovi se pro�ijo zaradi: a) sile gravitacije b) strmej�ega naklona pobočja c) odsotnosti vegetacijske odeje d) velike količine vode e) vseh zgoraj na�teti faktorjev (2 tč) Klimatske spremembe na Zemlji povzročajo naslednji dejavniki (obkro�i vse pravilne odgovore): a) spremembe v količini CO2 v atmosferi b) spremembe v kro�enju oceanskih voda c) padec meteoritov d) nastajanje gnajsov e) vulkanski izbruhi f) variacije zemeljske orbite in inklinacije Zemlje napram soncu (2 tč) Na�tej vsaj 4 mejnike v razvoju �ivljenja na Zemlji in povej, kdaj pribli�no so se pojavili v geolo�kji zgodovini: 1) 2) 3) 4) (1 tč) Za določanje starosti kamnin uporabljamo različne metode. Osnovni principi določanja relativne starosti so (na�tej vsaj tri) __________________________, ________________________________, ______________________________, absolutno starost pa deločamo s pomočjo __________________________________________ . (1 tč) Na�tej vsaj dve geolo�ki katastrofi, ki lahko ogrozita človekovo �ivljenje in lastnino. (1 tč) Iz primarnih mineralov nastajajo sekundarni. Pove�i sekundarne minerale s primarnimi minerali iz katerih nastajajo. a) biotit ____ vermikulit b) glinenci ____ �elezovi oksidi, Si in Al hidroksidni geli c) muskovit ____ illlit, montmorillonit d) amfiboli ____ glineni minerali Geologija Slovenije - dopolni (1 tč) Laporovci in skrilavi laporji se nahajajo v _________________ Sloveniji, fli�ni sedimenti pa v __________________ Sloveniji in so _____________________________ starosti. (1 tč) V Sloveniji prevladujejo magmatske - sedimentne - metamorfne kamnine. Obkro�i pravilno skupino kamnin! (1 tč) Na�tej vsaj 2 magmatski kamnini, ki se nahajata v Slovenij. Kje jih najdemo in kak�ne starosti so.