Obsah
WSZECHŚWIAT I GEOLOGIA ZIEMI
KRÓLOWA ZIEMIA POD WPŁYWEM OTACZAJĄCEGO JĄ WSZECHŚWIATA
Jest oczywiste że większość jednostek geomorfologicznych na tym obszarze wyewoluowała głównie poprzez procesy wewnętrzne, spowodowane przede wszystkim prądami cieplnymi wewnątrz Ziemi. Procesy toczące się pod wpływem otaczającego ją Wszechświata i mające następnie wpływ na budowę geologiczną i geomorfologiczny rozwój Ziemi, zwykle trwają krótko lub przeciwnie – bardzo długo, nawet przez wiele milionów lat lub są stałe, przy czym procesy te nie są dostrzegalne przez człowieka. Dla ludzi obserwacja tych procesów jest wręcz niemożliwa. Dla geologów kluczem do poznania tych procesów staje się obserwowanie skał. Przy pomocy szczegółowych badań można w wielu przypadkach stwierdzić jak wyglądała Ziemia setki milionów lat przed tym, nim geologowie zaczęli ją w ogóle obserwować. Współcześnie do badania Ziemi używane są na tyle dokładne metody pomiaru, że można zaobserwować nawet bardzo powolne ruchy skorupy ziemskiej.
Do przyczyn takich procesów należą:
- wpływ asteroid i meteorytów
- zmiany powodowane grawitacyjnym oddziaływaniem Słońca, Księżyca i planet Układu słonecznego
- zmiany krążenia Ziemi wokół Słońca, odchylenia osi ziemskiej, zmiana rotacji Ziemi
- wpływ promieniowania kosmicznego i słonecznego
UDERZENIA
Najbardziej znanym zderzeniem jest oczywiście uderzenie asteroidy, które zakończyło erę gigantycznych gadów i rozpoczęło nową epokę geologiczną – trzeciorzęd.
Luis W. Alvarez datował to wydarzenie na 65 milionów lat przed współczesnością. W roku 1991 Alan R. Hildebrand utożsamił to wydarzenie z powstaniem krateru Chicxulub w rejonie Zatoki Meksykańskiej. Uderzenie asteroidy nie tylko spowodowało wyginięcie wszystkich istot żywych na szerokim obszarze, ale także zmiany geomorfologiczne na powierzchni Ziemi w postaci uderzeniowego krateru o średnicy 177 km osuwiska i wytworzenia uskoków tektonicznych. Uwolniona energia wypaliła tysiące kilometrów lasów i zalała kontynent falą tsunami, która dotarła setki kilometrów dalej. Według naukowych obliczeń uderzenie asteroidy uwolniło w powietrze około 325 miliardów ton siarki i ochłodziło klimat na planecie Ziemi na okres więcej niż pięciu lat.
Bliższym z punktu widzenia czasu i miejsca przykładem jest uderzenie asteroidy niedaleko bawarskich miasteczek Steinheim a Nördlingen utożsamiane z uderzeniem dwóch ciał przed 14,6 milionami lat. Wydarzenie to pozostawiło krater o średnicy 3,8 km i jednocześnie przepiękną pamiątkę – klejnoty mołdawitowe. Mołdawity należą do grupy naturalnych szkieł zwanych tektytami, które powstały w wyniku wyrzucenia skał przetopionych przez falę czołową tuż przed uderzeniem asteroidy. Na podstawie analiz zamkniętych wewnątrz mołdawit pęcherzyków powietrza stwierdzono, że te wyjątkowe kamienie zastygały podczas podróży w wysokich warstwach atmosfery a następnie spadły na ziemię w okolicy Českých Budějovic, Třebíč, Chebu, Lipska i austriackiego Waldviertelu.
Współcześnie statystycznie Ziemia spotyka się z ciałem o wielkości 1 m raz na rok. Od spotkania z większymi ciałami mogą dzielić ją dziesiątki tysięcy lub miliony lat. Przejawy zderzeń z mniejszymi kosmicznymi śmieciami możemy obserwować często w trakcie roku jako sporadyczne meteory (meteory sporadyczne lub tzw. bolidy o jasności większej niż Wenus) czy też romantyczne „spadające gwiazdy”.
WYMIANA MATERIAŁÓW Z KOSMOSEM
Oprócz wielkich meteorytów spadają też na Ziemię około 2 tony mikrometeorytów dziennie. W wolno tworzących się osadach głębinowych materia kosmiczna stanowi aż 60%. Teoretycznie w ten sposób w czasie miliarda lat Ziemia przy pomocy materii kosmicznej mogła zwiększyć swoją masę aż o 8 miliardów ton. Równocześnie z ziemskiej atmosfery ucieka do przestrzeni kosmicznej duża ilość gazów. Ich ilość jest bardzo różnie szacowana, pewne jednak jest, że jest w zasadzie mniejsza niż to, co przybywa z przestrzeni kosmicznej.
WPŁYW SŁOŃCA
Największy wpływ na warunki na Ziemi ma bez wątpienia Słońce. Jest to źródło energii, które produkuje w przybliżeniu 4,1023 kW energii na sekundę i jest przez cały okres rozwoju Ziemi prawdopodobnie jedynym źródłem wszystkich energii wykorzystywanych na Ziemi, oprócz energii, która powstaje podczas reakcji nuklearnej przy przemianie wodoru w hel. Słońce produkuje także promieniowanie jonizujące, materiał słoneczny i pole magnetyczne, które porusza się w przestrzeni międzyplanetarnej w kierunku od Słońca. Wytwarza w ten sposób tzw. wiatr słoneczny, mający wpływ na ziemskie pole elektromagnetyczne. Pod jego wpływem powstają na Ziemi zorze polarne, burze protonowe i elektromagnetyczne. Wpływ działania Słońca jest widoczny przede wszystkim w pogodzie. W XVII i XVIII wieku okres minimalnej aktywności Słońca pokrywa się z okresem tzw. małej epoki lodowcowej w Europie.
WPŁYW KSIĘŻYCA
Księżyc ma bardzo silny wpływ na Ziemię, zwłaszcza przez przyciąganie, jako najbliższe ciało niebieskie oraz przez wpływ na jej pole elektromagnetyczne. Działanie grawitacyjne Księżyca tworzy tzw. zjawiska pływowe, które przejawiają się podnoszeniem i obniżaniem poziomu oceanów i mórz a także są widoczne w litosferze. Powoduje podobne ruchy w fazie ciekłej, gazowej, a nawet stałej, co ostatecznie dopełnia powierzchnię ziemi.
ZMIANY W RUCHU OBROTOWYM ZIEMI
W przeszłości geologicznej Ziemia obracała się wokół swojej osi szybciej, dzień był krótszy. Pomiary bezpośrednio wykazują odchylenia sekularne, zwłaszcza utratę energii kinetycznej (tj. spowolnienie obrotu), które wynosi 0,00164 sekundy w ciągu stulecia. Badanie stref wzrostu koralowców paleozoicznych pokazuje, że we wczesnym paleozoiku rok miał 400 dni.
ZMIANY ORBITY ZIEMI I PRECESJA OSI ZIEMSKIEJ
Wpływ cykli astronomicznych na Ziemię już w roku 1842 przewidywał Joseph Adhémar, łączył on bowiem epokę lodowcową z długimi astronomicznymi zimami. Natomiast James Croll argumentował, że chodzi raczej o odległość od Słońca, ale błędnie przypuszczał, że epoki lodowcowe nastają, gdy w zimie (na półkuli północnej) Ziemia znajduje się dalej od Słońca. W roku 1941 serbski matematyk i geofizyk Milutin Milanković w publikacji zatytułowanej „Zasada nasłonecznienia Ziemi i jej zastosowanie do problemu epok lodowcowych” przedstawił swoje odkrycie, w którym opisał teorię wpływu zjawisk astronomicznych (krążenia planet) na ogrzanie Ziemi, rozwój klimatu i epok lodowcowych.
EPOKA LODOWCOWA
Epoka lodowcowa jest okresem w historii Ziemi gdy na obu półkulach, na średnich szerokościach geograficznych i w rejonach polarnych znajdują się duże pokrywy lodowe. Zwykle okresowi temu towarzyszyła ekspansja morskich lodowców, wiecznej zmarzliny, lodowców górskich na wszystkich szerokościach geograficznych, a także spadek poziomu morza, okresy suche i pyłowe. Przyczyny zmian okresów chłodniejszych i cieplejszych (glacjałów i interglacjałów) nie są dokładnie wyjaśnione, być może chodzi o współdziałanie kilku oddziałujących na siebie czynników:
-czynniki związane z wodą: gazy cieplarniane (para wodna zapobiega zimnemu i suchemu klimatowi), zmiany prądów morskich, zmiany położenia kontynentów (wpływ na miejsca powstawania lodu), plankton (pył zawierający żelazo sprzyja wzrostowi planktonu, który wiąże dwutlenek węgla z atmosfery),
-czynniki cykliczne z Układu Słonecznego: zmiany ruchu Ziemi – cykle Milankoviča (prawdopodobnie główny mechanizm wyzwalający okresy glacjalne i interglacjalne), zmiany mocy Słońca (np. cykl słoneczny),
- czynniki kataklizmiczne: uderzenia asteroid (powodujące stan zwany zimą uderzeniową), erupcje wulkaniczne (powodujące stan zwany zimą wulkaniczną). Ostatnie trzy epoki lodowcowe (455-440 mln lat temu, 335-280 mln lat temu i 35 mln lat temu) mogły spowodować i zatrzymać aktywność tektoniczną, kiedy to nowo odsłonięte skały zaczęły pochłaniać dwutlenek węgla jako gaz cieplarniany, przyczyniając się w ten sposób do obniżenia temperatury atmosfery. Mogło to być również spowodowane zwiększoną reaktywnością powierzchni Ziemi.
EPOKA LODOWCOWA W KRAINIE ŁUPKÓW
Wpływ klimatu lodowcowego (zimny i suchy klimat epok lodowcowych) przejawiał się na tym terenie intensywnym wietrzeniem mrozowym. Przecież czoło kontynentalnego lodowca, który dotarł do nas ze Skandynawii, znajdowało się nieopodal - na północnych peryferiach regionu opawskiego i na wschodnim krańcu, gdzie lodowiec dotarł aż do Bramy Morawskiej. Periglacjalne (w pobliżu lodowców) wietrzenie mrozowe jest odpowiedzialne za powstawanie różnych form skalnych, takich jak chaty z bali i skaliste morza w pobliżu Domašova nad Bystřycą. Formacje skalne bezpośrednio wymodelowane przez lodowce można jeszcze zobaczyć na cyplach Osoblažskim lub Javornickim. Podczas badań geomorfologicznych w 1978 r. w wykopach pod budowę JZD (Zjednoczona Spółdzielnia Rolnicza) w miejscowości Svobodné Heřmanice w zachodniej części Wyżyny Stěbořickiej znaleziono osady, które są bezpośrednim dowodem zlodowacenia plejstoceńskiego w szerszym otoczeniu wsi. Oprócz głazów lokalnych skał, łupków kulmskich i skał osadowych, w plejstoceńskich osadach polodowcowych znaleziono głazy skał nordyckich, z których największy, składający się z granitowego porfiru rapakivic z Wysp Alandzkich, miał wymiary 50 x 60 x 70 cm. Zgodnie z klasyfikacją są to głazy uformowane z granitu synkinematycznego, mocno przypominającego perniogranit z południowo-zachodniej Finlandii, porfir z granitu rapakivic, granit północny, kwarcyt północny itp. Charakter opisywanych glin ilasto-piaszczystych i piasków gliniastych wskazuje, że są to gliny (nagromadzenia materiału transportowanego przez lodowiec) moreny dennej zlodowacenia salickiego. Z występowania osadów polodowcowych w tej miejscowości, a także z osadów zlodowacenia kontynentalnego (starszego - Ester i młodszego - Salskiego) w pobliżu Wielkich Heraltic można stwierdzić, że cały obszar wzgórz Stěbořice w okresie zlodowacenia był pokryty lodowcem, którego czoło na zachód od Miasta Opawy dotarło na skraj wyższego terenu najbardziej wysuniętej na wschód części Wyżyny Bruntalskiej.
GDZIE MOŻNA OBSERWOWAĆ TAKIE SKAŁY?
W opuszczonej piaskowni pod Kujawem koło Fulneku odkryto osady wodnolodowcowe (powstałe w wyniku działania topniejących lodowców) pokryte glinami lessu marmurowego. W osadach żwirowych dominują skupiska kwarcu i piaskowców, rzadziej występują pyły i skały nordyckie, natomiast najobficiej występują krzemienie bałtyckie, czerwone piaskowce bałtyckie i skały dalarne, granitoidy alandzkie i porfir. Kolejnym miejscem jest piaskownia w Lichnovie w regionie Bruntál. W żwirze dominują tu lokalne skały kulmowe, transportowane na czele lodowca. W drobniejszych frakcjach proporcje kwarcu i skał nordyckich ze Skandynawii oraz z dna i wybrzeża Bałtyku były transportowane przez lodowiec na większą odległość.
NACHYLENIE OSI ZIEMI
RUCH OSI ZIEMSKIEJ
PROJEKCJA OSI ZIEMSKIEJ NA NIEBO PÓŁNOCNE NA PRZESTRZENI WIEKÓW
PÓŁNOCNOEUROPEJSKA TARCZA LODOWCOWA W ŚRODKOWYM PLEJSTOCENIE
ŚREDNIA CZĘSTOTLIWOŚĆ UDERZEŃ CIAŁ Z KOSMOSU W ZIEMIĘ
