E N D
GRAĐA ZEMLJE Autor: Sanja Kranjčec Bužić, dipl. ing.
Po udaljenosti od Sunca ona je treći i najveći terestrički (terra - zemlja) planet u Sunčevu sustavu,Zemlja je udaljena od Sunca 150 milijuna kilometara,Ima jedan prirodni satelit, MjesecStarostsvemiraprocjenjuje se na 14 milijardigodina,StarostZemljeprocjenjuje se na 4,5 milijardegodina [4 600 000 000 g.].
1. rast do sadašnje mase, 2. taljenje i kemijska diferencijacija, 3. promjene u rotaciji, 4. stvaranje kore i površinskih struktura, te 5. nastanak oceana i atmosfere. 1. Postanak Zemlje Proučavanjem Zemlje bave se geolozi
Asteroidni pojas - izvor glavnine meteorita koji padaju na Zemlju Kameni meteoriti -podskupina– hondriti - 95 % od svih koji padnu na Zemlju - uglavnom su sastavljeni od O, Fe, Si, Mg • Željezni meteoriti - 5% koji padnu • - uglavnom od željeza i nikla • sastava sličnog kao i stijene u Zemljinoj kori
- geološke strukture (većinom) kružnih oblika - na površini planeta, njihovih mjeseca ili nekog drugog nebeskog tijela - udarom velikog meteoroida, asteroida ili kometa - ovisno o veličini meteorita: - meteoriti manjih dimenzija - udarne udubine - veći meteoriti - udarne kratere -divovskih dimenzija - astrobleme (grčki - "zvjezdane rane")
Zemlja izvor i potrošač energije Prolaskom sunčeve energije kroz atmosferu Reflektirane zrake + raspršene + apsorbirane (donji dio atm.) = 40% Zrake dopiru do površine (ako nema oblaka) = 60%
polarni krajevi - manje Sunčeve energije • ekvator – više Sunčeve energije • cirkulacija zraka – pravilniji raspored topline atmosfera sunčeve zrake Zemlja ekvator
Zemljina rotacija • ilivrtnja – okret Zemlje oko svoje osiod zapada prema istoku • - rotacija – uzrokuje oblik Zemlje kao spljoštenog elipsoida, ali zbog nepravilne (undulirane) površine nazivamo Zemlju geodiom • Njezine posljedice: • prividno dnevno gibanje neba • zvjezdani ili siderički dan–okret Zemlje u odnosu na nebeski svod • rotacija traje oko 23 sata i 56 min • sunčani ili sinodički dan - okret Zemlje u odnosu na Sunce • traje točno 24 sata • prividno godišnje gibanje neba • promatraču koji se giba zajedno s Zemljom izgleda kao da Sunce putuje kroz zviježđa zodijaka • - koliko je poznato, sva nebeska tijela u svemiru (zvijezde, planeti i prirodni sateliti) se okreću oko svoje osi
Zemljin magnetizam • - Zemlja – veliki magnet • magnetsko polje smanjuje utjecaj Sunčevog zračenja • -Paleomagnetizam- disciplinaodređivanje magnetskih polova u stijenama različite starosti širom svijeta pa se razvila zasebna nazvana - magnetski polovi zamjenjuju mjesta - normalne polarnosti (koja je prisutna u naše doba) magnetske silnice izlaze u blizini južnog geografskog pola i vraćaju se u Zemlju u blizini sjevernog geografskog pola - reversne polarnosti magnetske silnice izlaze u blizini sjevernog geografskog pola i vraćaju se u Zemlju u blizini južnog geografskog pola.
Polarna svijetlost • - velikom eksplozijom na Suncu bivaju izbačeni elektroni • (tzv. “sunčev vjetar”) po cijelom Sunčevom sustavu • - većina elektrona se odbije od mag. polja • - manja kolčina dođe do atmosfere i sudara se s atomima u visokim slojevima Zemljine atmosfere, pobuđijući ih - zrače svjetlost • - različitih oblika i boja: crvena, bijela, žuta, plava ili ljubičasta • Aurora borealis većinom vidljiva samo iz krajnjih sjev. dijelova Europe, Kanade i Aljaske • Aurora borealis ili sjeverno svitanje - Galileo Galilei • - Aurora australis - južno polarno svjetlo
Sastav Zemlje Željezo 34,6% Kisik 29,5% Silicij 15,2% Magnezij 12,7% Nikal 2,4% Sumpor 1,9% Titanij 0,05%
Zemlja je u cjelini slojevito (lupinasto) građena razlika u gustoći raste prema dubini (od 2,7 kg/m3 do oko 11 kg/m3) prema dubini raste i temperatura (računa se da je u središtu i do 5 000 °C) prema dubini postoji više ploha diskontinuiteta, na kojima se mijenja brzina potresnih valova
Beno Gutenberg (SAD, 1914.) - na dubini od 2900 km -Weichert-Gutenbergov diskontinuitet dijeli plašt od jezgre Inge Lehman (Danska, 1936.) – između 5120 i 4980 km - Lehman diskontinuitet dijelivanjsku jezgru od unutrašnje jezgre • AndrijaMohorovičić -geofizičar, 1909. naosnovipotresa uPokupljuznanstvenodokazujediskontinuitetnagraniciZemljinekoreiplašta • Mohorovičićevdiskontinuitet ili Moho sloj • ispodkontinenatanadubiniod 30-50 km, a ispodoceanaod 10-12 km
Jezgra • Unutrašnju (krutu) jezgru • -uglavnom od Fe • - gornja granica dubina od 5080 km • - gustoće oko 11 kg/m3 • - temperatura je blizu 5000°C • Vanjsku (rastaljenu)jezgru • - smatra se metalnom tekućom masom Fe i Ni, te elemenata manje atomske mase npr. kisika, sumpora.... • granice su na dubini od 5080 km do 2900 km • Unutrašnja i vanjska jezgračesto s nazivaju i barisfera.
Plašt • srednji plašt tzv. Astenosfera • - smatra se prijelaznom zonom od 1000 km do dubine oko 400 km • leži neposredno ispod litosfere • relativno niske gustoće • - čvrsta litosfera pluta na sporo gibajućoj astenosferi • - konvekcijska strujanja u astenosferi uzrokuju pomicanje dijelova litosfere • gornji plašt • - između astenosfere i kore • - zajedno s korom čini stjenovitu cjelinu tzv.litosferu ilitektosferu donji plašt tzv. Mezosfera - od 2900 km do 1000 km - spojevi bogatih Fe i Mg - vrlovruć - temperature oko 2200° C do 1200° C
Zemljinakora Kontinentalnu koru - čini 34,5% površine - izgrađuje konsolidirane dijelove površine Zemlje relativno male debljine (u prosjeku dubine 5 do 35 km) - sastavljena je od silikatnih stijena - granitna kora- po glavnoj stijeni granitu ili sial- poglavnim elementima Sii Al Oceansku koru - čini 59,5% površine - izgrađuje čvrstu podlogu oceana - debljine od 10 do 12 km ispod oceana - srednje dubine 3800 m - bazaltna kora- sastoji se uglavnom od bazalta ili sima- po glavnim elementima Sii Mg
Zemlju okružuju atmosfera i hidrosfera
Zemljina atmosfera - omotač od smjese plinova oko kamene kore Zemlje - osigurava kisik, štiti nas od ultravioletnog zračenja sa Sunca i djeluje kao izolator pri čemu sprečava ekstremne razlike u temp. između dana i noći jedinstvena u sunčevom sustavu, ali dijeli mnoga svojstva atmosfera drugih planeta Sastav - više slojeva - sadrži oko 78% dušika, 21% kisika, 1% argona, nešto vodene pare, ugljikovog dioksida i drugih plinova - postotak dušika i kisika se mijenja s nadmorskom visinom
Slojevi atmosfere: Troposfera - najdonji i najgušći dio atmosfere u kojem se događaju sve vremenske pojave temperatura opada s visinom sadrži velike količine vodene pare Stratosfera- sadrži ozon - štiti od štetnog zračenja iz svemira temp. je u nižim slojevima stratosfere stalna, a u višim slojevima raste Mezosfera - na visini od 400-650 km nagli pad temperature Ionosfera(termosfera) - sadrži ione (električki nabijene čestice) pod utjecajem sunčevog vjetra stvara se polarna svjetlost Egzosfera - prijelazno područje prema vakuumu sloj s vrlo razrijeđenim plinom
Hidrosfera - vodeni omotač Zemlje - sva voda bez obzira na agregatno stanje - jedini planet u Sunčevom sustavu na čijoj površini ima tekuće vode - voda pokriva 71% Zemljine površine - najveći dio - mora i oceani (97,5 %), - slatka voda (2,5 %) - od ukupne količine vode 78 % je u obliku leda
Biosfera - sav život na Zemlji - ljudi, životinje i biljke na zemlji, u moru i u zraku - mikroorganizmi - najjednostavniji oblik života
3.Stijenski ciklus - pokazuje međusobnu vezu Zemljine unutrašnjosti i površinskih procesa i međusobnu povezanost tri skupine stijena
4.Tektogeneza Zemljine litosfere Svaka znanstvena disciplina ima teorije koje su od velike važnosti za nju – u geologiji je toteorija tektonike ploča – kombinacija je dvije starije ideje: AContinental drift - plutanje kontinenataBSea-floor spreading - širenje oceanskog dna geološki dokazi: 1. Podudaranje obalnih linija kontinenata2. Glacijacija 3. Paleomagnetizam4. Nalazišta fosila
1. Podudaranje obalnih linija kontinenata Alfred Wegener (1880 - 1930) - meteorolog i astronom - začetnik teorije plutanja kontinenata pod utjecajem centrifugalne sile i privlačne sile Sunca i Mjeseca
2. Glacijacija- rasprostranjenost glacijalnih područja u gornjem Paleozoiku;- strelice pokazuju smjer kretanja leda 3. Paleomagnetizam - M. Matuyama je 1929. ustanovio u bazaltima različit raspored magnetizma
Harry Hess (1906 - 1969) – oceanske hrptove smatra mjestom prirasta oceanske kore • Širenje oceanskog dna • dokaz = starost oceanskog dna i • magnetske anomalije • - sačuvane u stijenama oceanskog dna • - većina raspoređena u trake ili linije - leže paralelno s riftnom dolinom srednjooceanskih hrptova • - izmjena normalnog i inverznog magnetizma u odnosu na današnji magnetizam Zemlje
Litosfera = 8 većih + nekoliko “manjih”ploča- neke litosferne ploče obuhvaćaju kontinent i pridruženi dio oceana (npr. Afrička ploča)- neke samo ocean (npr. Pacifička ploča)
1.Divergentna granica (akrecijska ili zona prirasta) • A) oceanski hrptovi - granica gdje se ploče razdvajaju (divergiraju) • nastaje nova oceanska kora (širenje oceanskog dna) • pr. - Srednjoatlantski hrbat
B) pukotine i riftne doline – • - rani stadij - razdvajanje kontinenta - pr. Velika riftna dolina u istočnoj Africi • odvajanje istočne Afrike od ostatka kontinenta; • uznapredovao stadij – stvaranje mora – pr. • Crveno more i Adenski zaljev
2. Konvergentna granica (konzumacijska ili zona razgradnje) • kolizija - dvije ploče se sudaraju - jedna od njih se podvlači ispod druge tzv. subdukcija • popratne pojave – deformacije, vulkanizam, postanak planina, metamorfizam, aktivni potresi, važna mineralna ležišta • 3 tipa konvergentnih granica: • 2a) oceanska kora - oceanska kora • vulkanski otočni luk - Pacifički ocean (otočje Aleuti, Japan, Filipini) • 2b) oceanska kora - kontinentalna kora • - oceanska (gušća) kora subducira pod kontinentalnu • npr. Nazca ploča podvlači se pod južnu Ameriku = Ande - vulkanski luk • jarak Čile – mjesto subdukcije
2c) kontinentalna kora - kontinentalna kora • - dva kontinenta se primiču bliže do sudara - planinski lanac • npr. Himalaja = kolizija Indije i Azije, • prije oko 30 mil.god.
3. Transformna granica (horizontalno smicanje) • transformni rasjedi -duž pukotina na oceanskom dnu ploče klize jedna mimo druge • duž granica litosfera se ne stvara, pomicanje uzrokuje intenzivno trošenje stijena • brojne plitke potrese • pr. San Andreas (Kalifornija) - odvaja Pacifičku ploču od Sjevernoameričke
ENDODINAMIKA MAGMATIZAM POTRESI Magmatizam glavne magmatske površinske manifestacije: vulkani, izljevi, gejziri i topla vrela
- izvor je magma formirana u Zemljinoj unutrašnjosti - izlaskom na površinu – lava - koncentrirane erupcije koje izbijaju na površinu kroz –dimnjake - Krater– ljevkasto udubljenje na vrhu brežuljka - materijal može biti plinovit, tekuć ili čvrst - pojavljuju se u mnogim oblicima i veličini - nekoliko kategorija - za neke vulkane je karakteristična kaldera (strme strane; promjera i 100 km) - STRATOVULKAN – stožastog oblika nastaoerupcijomviskoznelave, pepelaifragmenatastijena koji se talože u oblikuslojeva -veliki – rast u visinu do nekoliko tisuća m npr. Mt. Kilimanjaro, Mt.St. Helens, Mt. Fuji Vulkani
Mt. Fuji, Japan Mt. Kilimanjaro, Afrika Mount St. Helens, SAD
- na tip vulkanske aktivnosti posebno utječu plinovi - 90% svih plinova čini vodena para - ako je u magmi ima u velikoj količini - vulkan je eksplozivnog tipa - ako je magma gusta, hladi se i nastaje čep u krateru, pritisak raste = eksplozija Mt. Pinatubo, Filipini, 1991.g.
ŠTITASTI VULKANI - uz lavu izbacuju i dim i pepeo - iznad vrućih točaka - npr. Vulkani Havajskog otočja – danas jedini aktivni vulkan Kilauea i Loihi Seamount - Pacifička ploča - kretala preko vruće točke koja je mirovala
CINDER (pepeo, šljaka) VULKANI • mali i niski • građen od piroklastita, vulkanske šljake i troske • (napola rastaljenih i nerastaljenih stijena)
Pozuolija, Italija • popratne pojave vulkanske djelatnosti su FUMAROLE- na kojima izbijaju samo plinovi i pare • Solfatara = fumarola koja izbacuje H2S, koji na zraku oksidira u S Mofete – izbija CO2 TERMALNI I MINERALNI IZVORI GEJZIRI
Rasprostranjenost vulkana u svijetu preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology
- brzo izmjenljive vibracije litosfere uzrokovane valovmakoji prenose energiju u svim smjerovima iz podzemnog žarišta (fokusa ili hipocentra) - snaga potresnog udara ovisit će o karakteristikama stijena, ... - epicentar- mjesto na površini neposredno iznad žarišta - žarišta dijelimo: plitkado dubine 70 km,srednje dubokaod 70 do 300 km,duboka od 300 do 700 km
Potrese dijelimo po postanku ili uzroku: Tektonski - tektonikom ploča - granice ploča! (najviše u SAD-u, Japanu, Indoneziji, južnoj Americi) Vulkanski - vulkanskom aktivnošću (npr. eksplozivna erupcija Mt.St. Helens izazvala potres M=5.1) Urušni (kolapsni)- urušavanje kaverni; lokalni, plitki, male energije Umjetni - izazvani klasičnim eksplozivom (vrlo slabi) ili nuklearnim eksplozijama (snažni) - Seizmologija- grana geofizike koja proučava potrese - Seizmograf - uređaj za bilježenje i mjerenje jačine potresa - MSC (Mercalli-Cancani-Sieberg) ljestvica– 12 stupnjeva intenziteta potresa