Zemlja - “gigantska mašina s dva motora” – unutrašnji i vanjski (oba su vruća - pretvaraju toplinsku energiju u mehani

1. Zemlja - “gigantska mašina s dva motora” – unutrašnji i vanjski (oba su vruća - pretvaraju toplinsku energiju u mehaničku) preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): Physical Geology - kretanje voska uslijed različite gustoće uzrokovane zagrijavanjem i hlađenjem preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): Physical Geology A. Lava lamp; B. “Pretis” lonac - slični procesi prisutni su u Zemljinoj unutrašnjosti

2. preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): Physical Geology preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology • - unutrašnja dinamika Zemlje – ENDODINAMIKA – uvjetovana prijenosom topline iz unutrašnjosti Zemlje prema površini – konvekcijska strujanja (sporo!) • - uzlazni tok prenosi toplinu prema kori Zemlje – širenje kore • - silazni tok vraća magmu prema jezgri – sažimanje kore • - vrući plašt putuje prema gore, a hladna kora i plašt tonu - sile proizvedene u unutrašnjosti Zemlje – TEKTONSKE SILE – uzrokuju deformaciju stijena kao i vertikalne i horizontalne pomake dijelova Zemljine kore- utječe na raspored kontinenata i oceana – TEKTONIKA PLOČA

3. TEKTONIKA PLOČA • - svaka znanstvena disciplina ima teorije koje su od velike važnosti za nju – u geologiji je to teorija tektonike ploča – promijenila je način gledanja geologa na Zemlju od statične Zemlje na dinamičnu Zemlju • - prošlost Zemlje - povezani događaji uzrokovanih globalnim događajima • - po svojoj težini i važnosti ova teorija se može usporediti s Darwin-ovom teorijom evolucije u biologiji, teorijom relativnosti u fizici ili teorijom atoma u kemiji - teorija T.P. postavila je okvir za interpretaciju sastava, strukture i unutrašnjih procesa Zemlje u globalnom mjerilu

4. ALFRED WEGENER (1880 - 1930) – (meteorolog i astronom) začetnik teorije continental drift – plutanje kontinenata • - kontinenti nastali raspadom • superkontinenta Pangea • proces koji dovodi do otvaranja • oceana i kolizije kontinenata • (zatvaranja oceana) preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology

5. dokazi za kontinentalni drift - podudaranje obalnih linija kontinenata Pangea i njezin “raspad” preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology

6. - glacijacija preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology -rasprostranjenost glacijalnih područja u gornjem Paleozoiku; strelice pokazuju smjer kretanja leda

7. - nalazišta fosila preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology

9. - paleomagnetizam preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): Physical Geology -neke stijene (npr. bazalt) sačuvaju zapis Zemljinog magnetskog polja preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): Physical Geology - nagib magnetne igle (inklinacija) raste u smjeru sjevernog magnetskog pola i koristi se za određivanje udaljenosti od stijene do sjev. magnetskog pola

10. preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): Physical Geology - paleomagnetska istraživanja permskih lava u Sjev. Americi – sjeverni magnetski pol u istočnoj Aziji preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): Physical Geology - prividno putovanje sjevernog magnetskog pola određenog mjerenjima u stijenama Sjev. Amerike i Europe

11. - današnji dokazi za kontinentalni drift preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): Physical Geology - obojana su područja sa stijenama koje su korelirane s obzirom na tip i starost stijene; strelice ukazuju na smjer glacijalnih pokreta

12. Sea-flor spreading(širenje oceanskog dna)Harry Hess (1906 - 1969) – predlaže da se oceansko dno, oceanska kora također pomiče preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): Physical Geology - razmicanje oceanskog dna duž srednjooceanskog hrpta kao rezultat konvekcijskih strujanja u plaštu

13. srednjooceanski hrbat – širenje oceana, bazaltni izljevi - pomicanje oceanske kore u smjeru od srednjoocenskih hrptova (na suprotne strane) – postanak riftnih dolina uz koje su smješteni plitki potresi • podvlačenje oceanskog dna pod kontinentalnu ili oceansku koru (nastaje otočni luk) - subdukcija • - oceanski jarci – razmicanjem nastale stijene se hlade (povećava se gustoća) i tonu u dubinu duž zone subdukcije – Benioff zona potresa (zona dubokih potresa) preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): Physical Geology

14. dokazi za sea-floor spreading • starost oceanskog dna • magnetske anomalije – sačuvane u stijenama oceanskog dna • većina raspoređena u trake ili linije koje leže paralelno s riftnom dolinom srednjooceanskih hrptova – izmjena normalnog i inverznog magnetizma u odnosu na današnji magnetizam Zemlje preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): Physical Geology

15. ploče su dio relativno čvrstog Zemljinog vanjskog “sloja” – litosfere (najgornji omotač/plašt+Zemljina kora) • litosferi ispod oceana raste starost i debljina kako se udaljavamo od srednjooceanskog hrpta - u blizini hrpta je debela samo 10 km, dok je starija litosfera bliža subdukcijskim zonama debljine do 100 km • prosječna debljina litosfere je 70 km • kontinentalna litosfera je deblja od 125 - 200(250) km preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): Physical Geology

16. teorija tektonike ploča – kombinacija je dvije starije ideje - continental drift (plutanje kontinenata; kontinenti se pomiču slobodno po Zemljinoj površini)- sea-floor spreading (širenje oceanskog dna; hipoteza da oceansko dno oblikuje „krestu“ srednjooceanskog hrpta/”grebena”, te da se pomiče, udaljava horizontalno od njega prema oceanskim brazdama/jarcima)

17. razlike u tumačenju kontinentalni drifttektonika ploča - razmicanje samo kontinenata - razmicanje kontinenata kretanjem oceanske kore - starost oceanskog dna je svuda ista - zonarna raspodjela oceanskog dna (u središtu oceana najmlađestijene) ploče: samo kontinenti ploče: kontinenti + dijelovi oceanske kore

18. preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): Physical Geology - prema teoriji T.P. – litosfera je podijeljena u ploče koje se pomiču po astenosferi - zone vulkanske aktivnosti, potresa ili oboje markiraju većinu granica ploča- najveća geološka aktivnost – razmiču se jedna od druge ili se podvlače jedna pod drugu litosfera -8 velikih ploča i nekoliko „malih“

19. TEKTONIKA PLOČA - danas jedinstvena teorija u geologiji koja objašnjava mnoge različite događaje na Zemlji – rasprostranjenost potresa, postanak ulančanog gorja, porijeklo topografije oceanskog dna, rasprostranjenost i raspored vulkana i dr. preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): Physical Geology

20. Vrste rubova ploča – međuodnos ploča granice ploča • divergentni– akrecijski • (širenje oceanskog dna) • konvergentni – konzumacijski • (nestajanje ploča) • - transformni (lateralno, horizontalno smicanje dviju ploča) preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): Physical Geology

21. divergentni– akrecijski– ploče se razdvajaju, šire iznad vruće točke, oblikuje se rift i nastaje nova oceanska kora • mjesta gdje se kora napreže, stanjuje i nastaju vertikalne pukotine za prolaz magme koja se izljeva po oceanskom dnu – hlađenjem nastaje oceanska kora preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology

22. divergentne granice su najčešće duž srednjooceanskih hrptova (npr. Srednjoatlantski hrbat ) preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology

23. prisutne su i ispod kontinenata tijekom ranog stadija razdvajanja kontinenta - nastaju pukotine i riftne doline (npr. Velika riftna dolina u istočnoj Africi) - pogled na Veliku riftnu dolinu istočne Afrike; Mali Magadi – u pozadini jedno od brojnih mineralnih jezera nastalih u dolini preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology - Istočnoafrička riftna dolina – odvajanje istočne Afrike od ostatka kontinenta; Crveno more i Adenski zaljev - uznapredovao stadij riftovanja u kojem su dva kontinetalna bloka odvojena manjim morem

24. Nedavne su analize pokazale da se, kao dio čitavog fenomena, Crveno more razdvaja, ali ovaj put Mojsije tu nema svoje prste. "Većina aktivnosti između kontinentalnih ploča događa se duboko ispod površine mora na rasjedima usred oceana", rekao je Tim Wright, geofizičar sa Sveučilišta u Leedsu. "Etiopija je jedino mjesto na planetu gdje možemo vidjeti razdvajanje kontinenata na suhome", dodao je. Wright i njegova ekipa planiraju pratiti kretanje tih ploča, jedan od fundamentalnih procesa koji se događaju na Zemlji, te odrediti svojstva stijena i magme ispod površine. Ti će im podaci omogućiti da stvore računalni model koji će simulirati kretanje magme kroz Zemljinu koru, što tvori i razdvaja kontinente. "Afar je jedino mjesto na planetu gdje možemo svjedočiti finalnim fazama loma kontinenata i početku širenja morskog dna", rekao je Wright. "Ovaj će nam projekt po prvi put omogućiti razumijevanje toga što se događa. To će biti po prvi put da je netko skupio integralna, multidisciplinarna promatranja potrebna za razumijevanje razdvajanja kontinenata." Afrička i Arapska ploča susreću se u zabačenom dijelu pustinje Afar na sjeveru Etiopije i već dugo prolaze kroz proces razdvajanja: brzina razdvajanja manja je od 2,5 centimetara u posljednjih 30 milijuna godina, ali... To rasjedanje stvorilo je 345 kilometara depresije Afar i Crveno more. Povremeno, nakupljanje pritiska može voditi do kataklizmičke aktivnosti. U rujnu 2005. niz potresa stvorio je stotine dubinskih i površinskih napuklina. Na nekim se mjestima tlo pomaknulo za gotovo osam metara, a magma, dovoljna za ispunjavanje nekoliko tisuća nogometnih stadiona, ispunila je pukotine između dviju ploča.

26. konvergentni – konzumacijski • kao protuteža divergentnim granicama ploča • dvije ploče kolidiraju (sudaraju se) - kolizija - jedna od njih se podvlači ispod druge – subdukcija - postoji mogućnost da se rastali, “konzumira” • popratne pojave – deformacije, vulkanizam, postanak planina, metamorfizam, aktivni potresi, važna mineralna ležišta • tri tipa konvergentnih granica: • oceanska kora - oceanska kora • oceanska kora - kontinentska kora • kontinentska kora - kontinentska kora

27. ocean - ocean preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology • 2 oceanske ploče konvergiraju – jedna će subducirati (starija!) • subducirana ploča tone u plašt, zagrijava se i tali – magma zbog manje gustoće od okolnih stijena se uzdiže prema površini nesubducirane ploče – vulkanski otočni luk (gotovo paralelan s oceanskim jarkom, udaljen nekoliko stotina km – ovisi o kutu nagiba subducirane ploče) • back-arc basin (zalučni bazen; Japansko more između Azijskog kontinenta i Japana tj. japanskog otočja) • danas najaktivniji vulkanski otočni luk - Pacifički ocean (otočje Aleuti, Kermadec-Tonga, Japan, Filipini)

28. ocean - kontinent preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology • oceanska (gušća) kora subducira se ispod kontinenta • magma nastala subdukcijom uzdiže se ispod kontinenta – kristalizira prije nego dođe na površinu ili eruptira na površini stvarajući vulkanski luk • primjer: pacifička obala južne Amerike (Nazca ploča podvlači se ispod južne Amerike) – jarak Čile – mjesto subdukcije; Ande vulkanski luk na nesubduciranoj ploči)

29. kontinent -kontinent preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology • često kao posljedica ocean – kontinent konvergencije – ako se oceansko dno (ploča) kontinuirano subducira, dva kontinenta se primiču bliže dok ne kolidiraju • kontinentalna kora – velike debljine i manje, ravnomjerne gustoće za razliku od oceanske kore – iako jedan kontinent može djelomično kliznuti ispod drugoga (plitka ili kontinentska subdukcija) ne mogu biti subducirani u astenosferu • planinski lanac – deformirane sedimentne stijene, magmatske intruzive, metamorfne stijene i fragmente oceanske kore – brojni potresi • - na taj način su nastali: Pirineji, Alpe, Ural, Dinaridi • primjer: Himalaja (centralna Azija – kolizija kontinent-kontinent, između Indije i Azije – prije oko 30 mil. god.)

30. transformni - lateralno, horizontalno smicanje ploča • duž pukotina na oceanskom dnu – transformni rasjedi – ploče klize jedna mimo druge, bočno, otprilike paralelno smjeru kretanja ploča • duž ovih granica litosfera se ne stvara, a ni ne uništava, pomicanje uzrokuje intenzivno trošenje stijena i brojne plitke potrese • transformni rasjed – tip rasjeda koji “transformira” jedan tip kretanja ploča u drugi • većina transformnih rasjeda povezuje dva segmenta oceanskog hrpta, ali može povezati: hrbat i jarak ; jarak i jarak preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology

31. -većina transformnih rasjeda je smještena na oceanskoj kori, ali ih ima i na kontinentu - San Andreas, Kalifornija, SAD – odvaja Pacifičku ploču od Sjevernoameričke i povezuje oceanske hrptove u Kalifornijskom zaljevu i Juan de Fuca i Pacifičku ploču library.thinkquest.org/.../eqphenomenon.htm preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology

32. POMICANJE PLOČA I NAČIN KRETANJA - kako se brzo kreću i u kojem smjeru? - određivanje brzine – mjerenje magnetskih anomalija na dnu oceana – svaka “traka” je vremenski interval - širina trake i određeno vrijeme kada je nastala daju BRZINU KRETANJA - drugi način - tehnikom satelitskih lasera vruće točke - mjesta gdje je stalno prisutna magma (izvor duboko u plaštu) - polagano se podiže prema površini - vulkani ili izljevi lave

33. EMPEROR SEAMOUNT- HAVAJSKI OTOCI – danas jedini aktivni vulkan Kilauea (Havaji) i Loihi Seamount; ostali otoci i otočne planine ovog vulkanskog otočnog niza su također vulkanskog porijekla i progresivno su stariji idući prema zapadu – sjeverozapadu duž Havajskog otočja – ZAŠTO? (jer se Pacifička ploča vjerojatno pomicala preko vruće točke koja je mirovala - u slučaju Havajskog otočja Pacifička ploča se prvo pomicala prema S-SZ, a zatim na Z-SZ preko jedne točke seamounts –na kori oceana na oceanskom dnu – strukture su im vulkanskog porijekla, izdižu se više od 1 km iznad morskog dna brojevi označavaju starost otoka u mil./god. preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology

34. - ploče, njihove granice, relativno pomicanje, veličina kretanja u cm/god i vruće točke preuzeto iz: Wicander, R. & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology

35. MEHANIZAM KOJI POKREĆE TEKTONIKU PLOČA konvekcijski vrući sustav – osnovni proces KAKO SE TOČNO KREĆU PLOČE? – pitanje koje još uvijek zaokuplja geologe - dva modela koji uključuju vruće konvekcijske ćelije • vruće konvekcijske ćelije ograničene su na astenosferu • cijeli omotač je uključen u pokretanje ploča • oba modela: širenje, riftovanje • - oceanski hrptovi označavaju uzdignuti “izbojak” konvekcijske ćelije, dok oceanski jarci spuštanje konvekcijskih ćelija u natrag u Zemljinu unutrašnjost • - svaka ploča prema tome odgovara jednoj konvekcijskoj ćeliji • PROBLEM! • a) – porijeklo, izvor topline konvekcijskih ćelija; zašto su samo ograničene na astenosferu?! • b) – izvor topline je vruća vanjska jezgra; kako se prenosi toplina iz vanjske jezgre u plašt?! preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology

36. neki geolozi - odgovor u tzv. „slab pull“ ili „ridge push“ mehanizmu - oba mehanizma su uvjetovana gravitacijom, ovise o toplinskim razlikama unutar Zemlje SLAB PULL - subducirana hladna kora litosfere, gušća od okolne, toplije astenosfere - vuče ostali dio ploče za sobom u astenosferu RIDGE PUSH - izdizanje tj. izlijevanje na mjestu oceanskih hrptova - izdizanjem u odnosu na okolnu oceansku koru gravitacijski ju guraju na obje strane prema oceanskim jarcima preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology NEKA PITANJA OSTAJU NERAZJAŠNJENA U POTUNOSTI – STALNO MORAMO UČITI O ZEMLJINOJ UNUTRAŠNJOSTI!

38. TEORIJA TEKTONIKE PLOČA - postavila je okvir za interpretaciju sastava, strukture i unutrašnjih procesa Zemlje u globalnom mjerilu -spoznaje da su kontinenti i oceanski bazeni dio litosfera-atmosfera-hidrosfera sustava koji se razvija zajedno sa Zemljinom unutrašnjosti

39. STIJENE I MINERALI • MINERALI – osnovni sastojci stijena • znanstvena disciplina mineralogija • STIJENE –mineralni agregat (od jednog ili više minerala), izgrađuju litosferu • magmatske • sedimentne • metamorfne

40. STIJENSKI CIKLUS preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology - pokazuje međusobnu vezu između Zemljine unutrašnjosti i površinskih procesa i međusobnu povezanost tri skupine stijena

41. tektonika ploča i stijenski ciklus preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology

42. ENDODINAMIKAMAGMATIZAM- VULKANIZAM • MAGMA – mineralna taljevina (u Zemljinoj kori) – intruzivne dubinske stijene – sporo hlađenje –zrnata struktura (granit) • LAVA – mineralna taljevina, nakon što se izlila na površinu Zemlje – efuzivne (izljevne) stijene - porfirna struktura (bazalt, andeziti)

43. SASTAV • stijene kore – taljenje – magma bogata silikatima, Al, Ca, Na, Fe, Mg i dr. • stijene plašta – Fe, Mg silikati, manje Si • magma • kisela >65 • neutralne 53-65 silikatna komponenta (%) • bazična 45-52 • TEMPERATURA– 900 0C, 1000 0C – 1200 0C (1300 0C, Havaji) • VISKOZNOST • otpor tečenju • vruća lava teče brže od hladne • viskoznost ovisi o silikatnoj komponenti • kisele magme teku sporije ( ponekad “pužu”); bazične teku brže (Island, 1783. god. 80 km/h, neke u prošlosti i do 500 km/h)

44. MAGMATSKE STIJENE STRUKTURA, GRAĐA-SASTAV, KLASIFIKACIJA VJEŽBE

45. Bowen-ov reakcijski niz • minerali u magmi ne kristaliziraju istovremeno – laboratorijski eksperiment – N.L. Bowen predložio mehanizam po kojem minerali kristaliziraju – BOWEN-ov REAKCIJSKI NIZ preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology

46. PRIMARNA MAGMATSKA TIJELA preuzeto iz: Herak, M. (1990): Geologija preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology

47. batolit – velika masa intruzivnih stijena, golemo intruzivno tijelo koje zaprema prostor veći od 100 km2, osnovica (dno) mu je nepoznato - gornja površina ispupčena u obliku doma - prema površini se šire pukotine - MIGMA – pretaljivane znatne količine sedimentnih stijena; granitnog sastava – kristalizacijom nastaju graniti (90% intruziva su granit) - batolit manjih razmjera (ispod 100 km2) – ŠTOK ili GREDA - većina batolita uz konvergentne granice ploča premještani • - batoliti su uzdizanjem i erozijom danas na površini – Sjev. Amerika – veliki batolit koji sadrži Idaho batolit i Sierra Nevada batolit u Kaliforniji – Yosemite nacionalni park – vertikalna litica El Capitan – 900 m. iznad doline – najveća! preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology

48. sill/sklad - intruzivno tijelo manje ili više pločasta oblika utisnuto među slojeve sedimenata (debljina nekoliko cm do jednog km; duljina može biti do nekoliko km) • lakolit - oblik leće, zvonasti ili gljivasti oblik intruziva manjih dimenzija (nekoliko km); pokrovni slojevi sedimenata u pravilu su usvođeni (elastični – magma ne prodire na površinu; magma viskozna, ne razlijeva se već zbog tlaka odozdo izdiže krovinu) • sliv - efuzivno tijelo velike duljine, a manje širine/debljine • žila/dike - utiskuje se u zone manjeg otpora, pukotina ispunjena ohlađenom magmom,nepravilno presijecaju slojeve sedimenta

49. dimnjak/stup/neck – kanal ispunjen iskristaliziranom magmom koja je otporna na trošenje i eroziju; često ostaje nakon erozije – “strši” u reljefu preuzeto iz: Wicander, R & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology

50. VRSTE MAGMATSKIH ERUPCIJA • MAGMA – gustoća manja od gustoće čvrstih stijena kamene kore – uzgon magme (pojačan prisutnošću plinova) –prolaz prema površini uz izdizanja, potrebni su joj tektonski poremećaji (popuštanje pritisaka), tali stijene – olakšava si put prema površini litosfere • prodiranjem prema površini – mijenja se, obogaćuje novim tvarima, gubi pojedine plinovite sastojke, snižava joj se temperatura – umanjuje sposobnost kretanja – oblikuju se različita intruzivna tijela (batolit, sklad, lakolit...) • glavne površinske pojave su: MAGMATSKE ERUPCIJE: izljevi, erupcije/efuzije, postvulkanske pojave