1

Nové poznatky o stavb� Zem�, globální tektonika

•Stavba Zem�• Pohyby kontinent�

• Pohyby litosferických desek

Stavba zemského t�lesa - historie

• po�átek století: v rámci geofyziky- díl�í disciplína: seismologie- studuje rychlost ší�ení, chování a p�vod zem�t�esných vln

• 1906 - objev vn�jšího zemského jádra • („hluboko uvnit� Zem� existuje zóna, která se chová jako kapalina“)

• energie uvoln�ná p�i zem�t�esení se ší�í zemským t�lesem formou vln

- vlny P (podélné, primární) - �ástice kmitají ve sm�ru ší�ení vln

- vlny S (p�í�né, sekundární) - �ástice se pohybujíkolmo na sm�r ší�ení vln

• 1909 - chorvatský geolog Mohorivi�i�objevil v hloubce 35 - 40 km zónu zm�ny rychlosti ší�ení vln(studoval zem�t�esení ve Skopje)

• 1914 - Gutenberg- v hloubce 2900 km objevil hranici

pláš� x jádro• 1953 - australský geofyzik Bullen sestavil

seismický model Zem�

Nejhlubší vrty

• poloostrov Kola (u m�sta Zapolarnyj)- v roce 1992 dosaženo hloubky 12 262 m- byl vrtán 22 let

• Horní Falc (u m�sta Windischeschenbach)- vrtán v letech 1991-1994- dosažena hloubka 9 100 m

• Víde�ská pánev (S od Vídn�)- v 80. letech; pr�zkum ropy- dosažena hloubka 8 553 m

• �R - vrt Jabl�nka 1 (1982 - hloubka: 6 506 m)sv�tový rekord: d�l Vojt�ch

(1875 - dosaženo 1 km; jáma �. 16 : 1 838 m)

Zemská k�ra• odpovídá staršímu termínu SIAL• mocnost: prom�nlivá - kontinentální…30-40 km

- oceánská……… 6-15 km maximální:…………………. 80 km

• 2 základní typy• vrstvy: sedimentární

granitická (žulová)bazaltová (�edi�ová)

• mocnost v �R (rozdíl �eský masív x Karpaty)

Typy zemské k�ry

• kontinentální (pevninská) – tvo�ená sedimentární, granitickou a bazaltovou vrstvou

• oceánská – tvo�ená sedimentární a bazaltovou vrstvouoceánská vrstva:I. s mo�skými sedimentyII. bazaltová 3H a 4HIII. jurské až eocénní sedimenty + bazické a ultrabazické

horniny + metamorfity ve facii zelených b�idlic• p�echodná – geosynklinální – typická pro geosynsklinály a

p�echodné oblasti mezi kontinenty a oceány- riftogenní – vázaná na mobilní zóny v oceánech

2

Historie výzkumu oceánské k�ry• 1854 - první batymetrická mapa Atlantského oceánu; všechny

hloubky zm��eny lotováním; do roku 1900 ……18 400 m��ení

• 1873 - Challenger → mapa hlubokomo�ských sediment�, salinity a teploty

• 1885 - založen oceánografický ústav v Monaku → vydány batymetrické mapy všech oceán� ( 1:10 mil.)

• 1920 - využití echolotu• 1957 - 1958 Mezinárodní geofyzikální rok• 1959 - 1965 UNESCO - výzkum Indického oceánu• 1969 - Callenger II - za�ízení pro vrty• 1991 - nejhlubší vrt (504 B) ….. 2 km

Chemické složení zemského t�lesa (v %)Zemská k�ra Zemský Zemské

kontinentální oceánská pláš� jádroSiO2 69 48 43 -

Al2O3 14 15 - -

Fe2O3 + FeO 4 11 12 90

CaO - 11 3 -

MgO - 9 37 -

NiO - - - 8

ostatní 13 5 2

celkem 100 100 100 100

Zemský pláš�• odpovídá staršímu termínu SIMA• vrstvy: svrchní (B) → �ada nehomogenit

st�ední (C)spodní (D)

33 kmsvrchní

400 km

1 000 km

2 900 km

st�ední

spodní

astenosférahloubka:

100-150 (max 400) km

Zemské jádro• odpovídá staršímu termínu NiFe• polom�r: 3 478 km

(tj. více než 1/2 zemského polom�ru)• vrstvy: vn�jší (E) → tekuté (existence prokázána 1906)

p�echodná zóna (F) - objev 1939

vnit�ní (G) = jadérko - objev 1936

• existence kovového jádra → magnetické pole Zem�

Geotektonické hypotézy

• výzkum zam��en na: p�í�iny látkového složenízemského t�lesa + stavba Zem� + objasn�níproces� v ZK

• hypotézy - fixistické (neptunisté, plutonisté)- mobilistické

Wegenerova teorie kontinentálního driftuTeorie litosferických desek

Kontinentální drift

• st�hování kontinent�• hlavní podn�t: tvarová podobnost pob�eží• konec 19.století (Suess) - hypotéza:

existoval prakontinent Gondwana• 1910 - Wegener - hypotéza:

na po�átku 2H - prakontinent Pangead�kaz: geologickýhypotéza nep�ijatarenesance v 60.letech

3

• Pohyby kontinent�1H (prvohory) - pouze hypotézy

(pokus o rekonstrukce)

od 2H (druhohor) - d�kazy

kambriumB-BaltikaG-GondwanaCh-�ínaL-LaurentiaS-SiberiaX-jádro�eského masívu

ordovikA-Avalonia

silurA-AvaloniaB-BaltikaG-GondwanaCh-�ínaK-KazachstaniaL-LaurentiaS-SiberiaX-jádro�eského masívu

devonLR-Laurussia(Severoatlantický kontinent)

• Gondwana - rota�ní pohyb + SZ. �ást - b�hem karbonu srážka s Laurasií (SA kontinentem)

kolize � vrásn�ní (hercynské horstvo v Evrop�)• pozice �M v rovníkové oblasti

karbon

• trend: sbližování kontinent� - kolize• ���� vznik poho�í• vznik jediného kontinentu Pangea• odd�lena z�stává: JV Asie (spojuje se po�átkem 2H)

perm

• existence Pangey• na V - vymezena oceánská oblast Tethydy• 1. náznaky budoucího rozpadu Pangey• Panthalassa

2H - trias

4

• rozpad Pangey• Tethyda se rozši�uje na Z

� rozd�lení Pangey (S +J �ást)• Indie - za�íná pohyb k S• odd�lení: Evropa x Afrika

Evropa x Severní Amerika

jura

• rychlý rozpad Gondwany: Afrika x Jižní AmerikaAfrika x MadagaskarIndie x Antarktida

koncem k�ídy - kolize s J.okrajem �ínské desky(k�ída - oligocén: rychlost pohybu 100 - 180 mm/rok)

k�ída

• 3H - rozši�uje se Atlantský oceán• eocén - S. �ást Atlantiku - poklesy• odd�lení Austrálie x Antarktida

eocén

konec 3H

sou�asnost

Teorie litosferických desek

= nová globální tektonika- opírá se o:• sv�tový riftový systém• hlubokooceánské p�íkopy• Wadatiovy-Beniofovy zóny• charakter oceánského dna s pásovými

magnetickými anomáliemi• existenci astenosféry

- litosféra je rozd�lena v �adu desek- rozdíly: složení, stavba, velikost

• vymezení desekLe Pichon (1973) - 6 hlavních desekGaluškin, Ušakov (1978) - 13-ti deskový modelv sou�asnosti 14 - 16 deskový

• typy desek• rychlost pohybu desek• typy rozhraní: konvergentní

divergentnítransformní (st�ižn�-zlomové)

5

Pohyb desek

• pohyb celých desek (drift - pouze kontinent�)• SA deska (západní �ást Atlantiku + pevninská k�ra SA

- je i kontinentální drift)• rychlost pohybu (oboustranné):- rychlost rozpínání St�edoatlantského h�betu: 40 mm/rok- Pacifická deska: 80 mm/rok- Indická subdeska (svrchní k�ída - spodní oligocén):

100 - 180 mm/rok- Euroasijská - Africká - za posledních 9 milion� let se

desky p�iblížily o 100 km (10 mm/rok)cm/rok (dlouhodobý pr�m�r)

Rychlost pohybu litosferických desek

transformní

= horizontální posundivergentní

konvergentní

• d�lení litosféry:- na místem konvek�ního proud�ní: riftové struktury� roz�len�ní litosféry na desky → subdesky1. rift2. st�edooceánský h�bet- vznik nové zemské k�ry - st�edooceánské h�bety

- vytvá�í globální systém - navzájem propojenýp�. St�edoatlantský h�bet

Východopacifický h�bet

6

St�edooceánské h�betySt�edooceánské h�bety - existence potvrzena v 60. letech- celková délka > 60 000 km- 15,3 % dna sv�tového oceánu- výška 1 - 4 km- ší�ka 300 - 2 000 km3 základní �ásti:

1. svahy2 . vrcholové valy s okrajovými valy riftovýchúdolí3. riftová údolí (hloubka 1,5 - 2 km, š = 25 - 40 km

konvergentní rozhraní

• pohyb desek • základní fáze:

- p�ibližování desek -existence geosynklinály

- vrásn�ní geosynklinály(sediment�, které ji tvo�í)

- subdukce= podsunutí 1 desky

typy konvergentního rozhraní

Podle charakteru p�ibližujících se desek:

• oceánská oceánská

• oceánská pevninská

• pevninská pevninská

štíty a platformy

Platformy a štíty

Štíty- jádra kontinent� (9 základních)

kanadský (laurentinský) indickýguayanský australskýbrazilský baltskýafrický aldanskýantarktický

- oblasti dlouhodobého pomalého zdvihuPlatformy- fundament + sedimentární pokryv- staré (kratony) mladé (fundament od svrch. proterozoika)

- tabule- anteklízy a syneklízy

Významné sopky