1. Etapy rozwoju Ziemi w perspektywie geologicznej skali czasu.
Eon- najstarsza jednostka w historii Ziemi , wyróżniamy :
-Eon archaiczny – od powstania 4,6 mld do 2,5 mld
-Eon proterozoiczny – od 2,5 mld do 543 mln
-Eon fanerozoiczny – ,,okres jawnego życia” od 543 mln do dziś
Ery:
-Prekambr – od 4,6 mld do 543 mln
-Paleozoiczna - ,,okres starszego życia” (543-245 mln. )
-Mezozoiczna ,,okres średniego życia” – era dinozaurów 245 mln – 65 mln
-Kenozoiczna - ,,okres młodego życia” 65 mln – dziś
Neogen: holocen, plejstocen, pliocen, miocen,
Paleogen: oligocen, eocen, aleocen, paleogen
Akreacja – powiększanie masy Ziemi poprzez uderzanie licznych meteorytów
Grawitacja Ziemi – lżejsze pierwiastki magmy na zewnątrz, a cięższe pierwiastki wewnątrz, w środku bliżej jadra.
Najstarsze kontynenty :
-Fenoskandia – tarcza bałtycka i ukraińska (Platforma Wschodnioeuropejska)
-Sinia – tarcza chińsko-koreańska
-India
-Kilka w Afryce
-Laurentia – Ameryka Pół, Grenlandia
-Wschód Antarktydy
Powstanie życia: w skałach wieku archaicznego żyły, żyjące do dziś, bardzo proste bakterie tzw. archeologiczne i cyjanobakterie. Mogą one żyć w bardzo skrajnych warunkach np. przy gejzerach (Park Yellowstone) oraz sinice żyjące pojedynczo lub w koloniach (miasto kleiste) , które sedymentują tworzyły skały zwane stromatolitami.
Prakorjoty (organizmy żywe) nie posiadały jądra komórkowego. Są w stanie bytować w niekorzystnych warunkach – wytrzymuja w bardzo wysokich temp.
Sinice są do dnia dzisiejszego ( bakterie syntezymujace). W ciepłych wodach dochodzi do zakwitu sinic, a potem powstawały skały – stromatolity
I. Prekambr :4600-570 najdłuższy okres dziejów Ziemi. Tworzy się skorupa ziemska, masy lądowe i oceany. Potężna działalność wulkaniczna. Skały prekambryjskie występują na obszarze tzw. tarcz na wszystkich kontynentach. Ślady życia na ogół rzadkie.
II. Paleozoik : 570-280 mln lat temu kontynenty południowe, Antarktyda i Dekan tworzyły wówczas jeden kontynent Gondwanę i inne kontynenty to Chiny Południowe, południowa Syberia, Baltica, Ameryka Północna . W paleozoiku następowały przekształcenia form życia . Paleozoik kończy się wymieraniem gatunków , które szybko powstawały ale i szybko wymierały, dlatego mówimy o skamieniałościach przewodnich , dlatego jest tak dokładny podział paleozoiku na okresy.
Radiacja adaptyczna - szybkie przystosowanie się do nowych warunków życia
-Kambr – skamieniałości przewodnie to TRYLOBITY – zwierzęta bezkręgowe
-Ordowik – pojawiły się pewne ryby , które nie miały szczęk , wodę filtrowały , były opancerzone i wielkie. Morza pokrywają znaczna cześć powierzchni ziemi. Łagodny klimat. Rozwijają się glony, powstają rafy koralowe, występują gąbki i mięczaki. Gromadzenie osądów i ruchy górotwórcze.
-Sylur - gwałtowny zwrot w dziejach Ziemi spowodowany ewolucja ryb, pierwszych kręgowców, które już pojawiły się w Ordowiku. Pojawienie się pod koniec Syluru pierwszych roślin lądowych- roślin zarodnikowych, bez nasion. Ryby bezszczekowe.
-Dewon- pojawiają się normalne ryby , ale też pojawiają się ryby płucodyszne , które są elementem przejściowym od ryb do płazów , obecnie też występują np. w Ameryce PN, Afryce, Australii – w wodzie. Ale kiedy akwen wysycha, zaczynają oddychać tlenem atmosferycznym. Płazy zaczynają kolonizować obszary lądowe. Lasy są kolonizowane przez pierwsze rośliny nasienne. Procesy górotwórcze.
-Karbon- Zaczyna się tworzyć pokrywa glebowa w wyniku akumulacji rozkładu roślin, pojawiają się rośliny nasienne, pojawiają się pierwsze owady ( ważki, koniki polne, karaluchy). Płazy – bagienne zespoły, związane ze środowiskiem wodnym, wyjście z wody, kolonizacja pociągnęła za sobą szereg zmian anatomicznych. Gady – składanie jaj nie tylko w wodzie lecz również na ladzie. Rozwijają się owady.
-Perm – warunki pustynne przeważają na większości obszaru Pangei. Rozpowszechniają się gady i rozwijają owady. Pojawiają się nowe gatunki roślin, w tym iglaste. Wymierają niektóre gatunki zwierząt morskich. Zaczyna się rozwój pokrywy glebowej (dzięki materii pochodzącej z opadających liści).
Pod koniec paleozoiku tworzy się jeden superkontynent Pangea.
Między paleozoikiem a mezozoikiem granice stanowi wielkie wymieranie zwierząt , nie znamy dokładnych przyczyn, ale przypuszcza się , że nastąpiła jakaś kolizja np. 80-90 % gatunków z Permu nie odnajdziemy już w triasie.
W paleozoiku w wyniku przesuwania się lądów nastąpiły 2 orogenezy :
-Kaledońska- Kambr, Ordowik, dewon, Sylur, łańcuchy górskie w Szkocji i Norwegii, Appalachy i Kaledońskie , Sudety i Góry Świętokrzyskie.
-Hercyńska ( walyscyjska)- głównie między głównym dewonem dolnym permem – ukształtowanie Sudetów , Harz, Masyw Czeski, Ardeny, Irlandia, Walia.
Rozpad Pangei rozpoczął się oddzieleniem Europy od Afryki , Ameryka Pół. Oddzieliła się od Północnej z Środkową , potem Południowa od Afryki w wyniku pojawiły się …………… .
Na zachodzie Ameryki Północnej zaszły wielkie procesy subdukcji. Procesy te są bardzo aktywne także dziś np. wybuch wulkanu św. Heleny w 1980 r., który oddał 4,1 km3 lawy.
-Trias – pojawiły się gady ssakokształtne i gady latające ( pterozaury) i w USA ( Colorado, Utah, Wyoming) jest dużo szczątków dinozaurów. Zjawiska wulkaniczne i sejsmiczne. Ruchy przemieszczania się kontynentu.
-Jura – Otwieraniu się basenu Oceanu Atlantyckiego towarzyszy intensywny wulkanizm. Dinozaury opanowuja lad. Pojawiają się ptaki , np. archeopteryks, szczątki w kamieniołomie w Niemczech. Rosliny okryto – zalazkowe doskonale przystosowane do suszy.
-Kreda – flora przypominała dzisiejszy las,(klon , kakaowiec, dąb, topola, brzoza, śliwa, grusza, wierzba, buk) silny rozwój organizmów planktonicznych – dzis dzieki sendymenatacji tych planktonow mamy krede. Rosliny okrytozalazkowe (klon, magnolia, topola, kasztanowiec, grusza, lipa). Dinozaury dominuja az do wymarcia.
Mezozoik kończy się kolizją z meteorytem (krater ok. 20 km ) średnicy na Płw. Jukatan – 65 mln lat temu. Spowodowało to ograniczoną fotosyntezę i wydajność oceanów oraz kwaśne deszcze ( freony i tlenki siarki) Wymarcie dinozaurów. Już w kredzie był pewien regres i gady powoli zaczęły wymierać. Skamieniałości przewodnie – AMONIT . Tuż przed kenozoikiem nastąpił gwałtowny zanik kopalnego planktonu ,a na lądzie zmiany na pozycji między roślinami nasiennymi( z mezozoiku) a zarodnikowymi , które pojawiły się szybciej( głównie w niskich szerokościach geograficznych). Na Płw. Jukatan widoczny zarys krateru , po uderzeniu rozpuszczone skały ( węglany, wapienie i gipsy ) , dużo tlenków i aerozoli (SO2), spadek nasłonecznienia o 10-20 % . W tym okresie również na tarczy Dekanu jest intensywny wulkanizm ( 300 tys. km2) utworów wulkanicznych.
IV. Kenozoik :Trwała od 65 mln lat temu do dziś. Możliwa była jeszcze wówczas cyrkulacja równoleżnikowa na Oceanie Tetydy, Australia, Ameryka Południowa zostały połączone z Antarktyda , Dekan nie połączył się z Azja , nie było jeszcze zlodowacenia Antarktydy. Ssaki w większości są stałocieplne , prawie wszystkie są żyworodne (prócz stekowców), i w większości łożyskowe (oprócz torbaczy) . Szkielety koni znalezione były wielkości psa. Roślinność drzewiasta została zamieniona na stepowe krzewy.
-Trzeciorzęd –początek ery kenozoicznej oznacza gwałtowny rozwój ssaków. Brak roślin nasiennych. Szybko rozwijają się rośliny okrytonasienne i trawy, podczas gdy klimat ochładza się.
-cyrkulacja wód oceanicznych (rzutuje na warunki klimatyczne)
-połączenie Australii i Ameryki Pd. z Antarktyda – nie mogą funkcjonować cyrkulacje i prądy wokół Antarktydy. Nie było lądolodów na Antarktydzie.
-są wszystkie pasma górskie oprócz Himalajów
-możliwość cyrkulacji równikowej (przez Ocean Tetydy) – pozostałością jest Morze Śródziemne.
-Oderwanie się Australii od Antarktydy – zmiana cyrkulacji, pojawia się zimny prąd – powstaje potężny lądolód na Antarktydzie
-Afryka przesuwa się ku północy
-Poszerzenie przesmyku miedzy Amerykami
-Pojawia się dryft wiatrów zachodnich
-Powstaje zamknięta cyrkulacja na północnym Atlantyku
-Dochodzi do zlodowaceń kontynentalnych na północy
-Kilka mln lat temu powstaje przesmyk Panamski ( pomiędzy Oceanem Atlantyckim a Oceanem Spokojnym) – powstaje prąd zatokowy ( Prąd Norweski).
-Dekan nasuwa się i tworzy najwyższe Himalaje
Paleotermometry- Wszystko co reaguje na zmiany temperatury:
- kształt liści roślin
- Izotopy tlenu w wapieniach ; O16 głównie w czapach lodowych; H216O, 18O – głównie w wodzie H218O.
Zmiana w klimacie od eocenu to początek procesu zlodowacenia i rozwoju lądolodu na Antarktydzie . Miało to związek z tektoniką płyt , która zmieniała cyrkulację oceaniczną.
Najważniejsze wydarzenia er:
Ery prekambryjskie - archaiczna i proterozoiczna:
-formuje się skorupa ziemska, atmosfera i hydrosfera
-tworzą się tarcze i platformy - fundamenty kontynentów
-powstaje w wodach życie - najpierw rośliny, później pojawiają się prymitywne zwierzęta
Era paleozoiczna:
-żyją zwierzęta, które utworzyły skamieniałości przewodnie tej ery - trylobity, graptolity
-stopniowy rozwój życia - pojawiają się kręgowce, wśród nich ryby, płazy, gady
-rozwijają się rośliny lądowe, w karbonie lasy tworzą olbrzymie skrzypy, widłaki, paprocie drzewiaste, które są podstawą do wytworzenia się węgla w tym okresie
-mają miejsce dwa potężne ruchy górotwórcze: starsze - kaledońskie i młodsze - hercyńskie
-zmienia się przestrzenny układ kier kontynentalnych
-klimat wykazuje duże wahania, zawsze jednak występują strefy klimatów równikowych, umiarkowanych i okołobiegunowych
-u schyłku ery następuje wielkie wymieranie - wyginęło około 90% gatunków zwierząt
Era mezozoiczna:
-zmienia się rozkład lądów i mórz, mają miejsce transgresje i regresje mórz, czyli zalewanie obszarów lądowych i ustępowanie mórz z lądów
-następuje silny rozwój gadów, pojawiają się pierwsze ptaki i pierwsze ssaki
-pojawiają się naczelne
-w morzach żyje bogata fauna - głowonogi: amonity i belemnity utworzą skamieniałości przewodnie
-rozpoczynają się pierwsze etapy orogenezy alpejskiej
-z końcem ery wymierają wielkie gady lądowe, głowonogi i wiele innych gatunków
Era kenozoiczna:
-jest najkrótszą erą, ale nadal trwającą
-kształtuje się współczesny układ i rzeźba lądów i mórz
-pojawia się człowiek, w świecie zwierzęcym dominują ssaki
-zachodzą ruchy górotwórcze orogenezy alpejskiej
-występują znaczące zmiany klimatu doprowadzające do rozwoju i zaniku lądolodów i lodowców
-ocieplenie klimatu powoduje zanik lądolodu na półkuli północnej, znaczącym czynnikiem rzeźbotwórczym stają się wody płynące i człowiek
Ewolucja ludzkości : W miocenie nastąpiło ochłodzenie klimatu , z związku z tym zaczęła się kurczyć szata roślinna m.in. las tropikalny w Afryce Wschodniej – kolebce ludzkości. Ardiphitecus ramidis – najstarszy znany homirid – 4,4 mln lat temu , szczątki znaleziono w Etiopii w popiołach wulkanicznych, prawdopodobnie poruszał się na dwóch nogach.
3,6 mln. lat temu hominidy, których odciski znaleziono w seriach wulkanicznych Tanzanii.
-Australopiteus africanus => 3,6 mld lat temu miał mózg 1/3 objętości współczesnego człowieka , żywił się roślinami i padliną zwierząt
-Homo- habilis => 2,4 mln lat temu. Pierwsza forma uważana za ludzką , miał mózg ½ współczesnego człowieka , wytwarzał narzędzia , które miały ostrza i służyły do polowania (były to kamienne narzędzia.
-Homo erectus => 1,9 mln lat temu. Miał mózg o 1/3 mniejszy od obecnego człowieka , żuchwa nie miała jeszcze wyniosłości podbródkowej i posługiwał się bambusem, ekspandował na inne tereny poza Afrykę tj. kolejno prawdopodobnie do Azji Poł. i Poł. Wsch. Europa Poł. i dzisiejsze Chiny. Szczątków nie znaleziono w Australii , obu Amerykach i Europie Pół. Potrafił przetrwać w klimacie umiarkowanym, ale nie umiał w arktyczny i subarktycznym. W Azji Poł. Wsch. Przystosował się do życia w lasach tropikalnych , ale preferował głównie tereny otwarte: sawanny.
-Homo sapiens archaiczny – 230-150 tys lat temu się pojawił się.
-Homo sapiens neandertalensis – ok. 150 tys. lat temu , miał podobnie jak nasz objętość mózgu , preferuje tereny chłodniejsze (zimne stepy, tundrę Eurazji) , ten , który tworzył prawdopodobnie społeczność pojawił się 135 tys. lat temu na terenie Afryki , a potem migrował na Bliski Wschód, Wschodnią Azję , Europę Środkową , Australię Północną , ok. 75 tys. lat temu, dotarł do Indii i Chin.
-Człowiek z Cro-Magnom pojawił się koło neandertalczyka 40-10 tys. lat temu , te dwie populacje żyły obok siebie , budował schronienia , szył ubrania, malował głównie w jaskiniach . 20 tys. lat temu rozpoczął migracje na Syberię Północną i przez Cieśninę Beringa dotarł do ameryki Północnej. Wykorzystując przejście między lądem Kordylierów a lodowcem lauretańskim (12 tys. lat temu ) rozpoczął ekspansję na południe. W ten sposób zasiedlona byłą całą Ziemia, prócz Antarktydy i niektórych wysp (Madagaskaru).
2. Współczesny układ kontynentów i oceanów jako wynik wędrówki płyt litosfery. Główne założenia teorii tektoniki płyt litosfery.
Wędrówki kontynentów:
-Afryka nadal przesuwała się na północ.
-Góry powstały na skutek wędrówki kontynentów na północ i południe
-Morze Śródziemne jest pozostałością Oceanu Tetydy, ale okresowo się przestawało istnieć , dowodem na to jest pozostałości wielkich kilkunasto metrowych pokłady soli trzeciorzędowej (ewaporaty) , zjawiska te badał statek Globar Chalenger. 1m długości słupa soli przypada na 80 m słupa wody morskiej , czyli woda musiała na przemian przypływać i wyparowywać.
-Wędrówka Dekanu na północ (10 cm/rok) i zderzanie z Azją , nastąpiło intensywna subdukcja , dlatego też w tym miejscu skorupa kontynentalna jest najgrubsza, bo 60-70 km. Dekan częściowo podsunął się pod Azję , to spowodowało rozciągnięcie Azji na północ ,a na skutek tej pensji powstało J. Bajkał, mikrokontynenty zetknęły się i utworzyły Tybet, powstanie gór zmieniło klimat, pojawiły się sezonowe zmiany i początki cyrkulacji monsunowej.
Kryzys mesyński – przelewanie się i wyparowywanie wody np:. w Morzu Czarnym są osady lądowe, czyli kiedyś musiały być tam ląd później zalany.
Wędrówki kontynentów.
Teorie:
Koncepcja I: Alfred Wegner próbuje wskazać na mechanizmy przemieszczania obszarów lądowych.
-podobieństwo stref szelfowych
-był to wspólny lad
-kontynenty rozsunęły się od siebie
Próba wyjaśnienia powstania łańcuchów górskich na obrzeżach kontynentów. Ruch wirowy Ziemi i przyciąganie Słońca i Księżyca – przesuwanie się kontynentów w kierunku zachodnim – do równika (siła odśrodkowa)
Koncepcja II: Artur Holmes – przyczyna rozsuwania się kontynentów – (pękanie płyt z podwarstwowej magmy) podskorupowe przemieszczanie magmy
Koncepcja III: Hess - twierdził, że w ryftach powstają oceany a skorupa oceaniczna rozciąga się na zewnątrz.
Argumenty (o przemieszczaniu się kontynentów):
1. analiza – magma zastyga (zawiera Fe), ustawia się osią dłuższą. Minerały ustawiają się jak igła magnetyczna. Zmiany magnetyczne w dziejach Ziemi (krótkie okresy odwrócenia siły magnetycznej).
2. ślady przemieszczeń względem siebie – obszar Szkocji o prawie 100 km w czasie 350mln lat.
-w zachodniej części Ameryki Pd. w San Andreas w Kalifornii – strefa aktywna, liczne trzęsienia Ziemi o 6m w 1996r. Od okresu Jurajskiego w okresie ok. 150 mln lat przesunęły się ok. 500 km.
-strefa wielkich rowów afrykańskich – tendencja zapadania się poprzez siły rozciągające.
-Obszar Morza Czerwonego (strefa ryftowa) obszary będą oddalać się od siebie
3. Wiek skał wywodzących się z Islandii:
-ponad 2 mln lat (plejstocen)
-poniżej 2 mln lat
-bazalty współczesne
4. Skorupa cięższa podsuwa się pod lżejszą – oceaniczna pod kontynentalna
Istnienie stref subdukcji potwierdzają procesy sejsmiczne (intensywne wulkanizmy i trzęsienia ziemi). Jeśli trzęsienie Ziemi ma miejsce blisko Ziemi (hipocentrum – ognisko trzęsienia Ziemi) to ma niewielkie głębokości, im dalej oddalamy się od strefy brzegowej to głębokość wzrasta.
Tektonika płyt litosfery:
Dzisiejszy obraz tektoniki i budowy geologicznej Ziemi związany jest z przemianami litosfery. Wyróżniono w niej płyty, czyli części, których granice stanowią grzbiety i rowy oceaniczne. Niektóre płyty złożone są tylko ze skorupy oceanicznej, inne obejmują zarówno oceany, jak i kontynenty. Płyty unoszą się na astenosferze, plastycznej warstwie płaszcza Ziemi.
Płyty przemieszczają się względem siebie dokonując zderzeń lub dryfują w przeciwnych kierunkach. Gdy dochodzi do zderzeń płyt oceanicznej z kontynentalną, płyta oceaniczna, cięższa, podsuwa się pod kontynentalną - ten rodzaj kolizji płyt nazywany jest subdukcją. Zderzenie płyt kontynentalnych doprowadza do fałdowania ich krawędzi i w efekcie do powstania gór - w ten sposób wyjaśnia się powstanie Himalajów jako skutku zderzenia Dekanu z płytą euroazjatycką. Subdukcja zachodzi też wzdłuż zachodnich wybrzeży obu Ameryk. Płyta pacyficzna podsuwając się pod kontynenty Ameryk kurczy się, natomiast płyty amerykańskie przyrastają. Wzdłuż krawędzi rozbieżnych powstaje ryft. Dochodzi tu do wciskania się magmy w rozsuwającą się skorupę dna oceanów. Powstają grzbiety oceaniczne rozcięte rozpadliną, przez którą wydobywa się magma. System ryftów występuje głównie w dnach oceanów. Odstępstwem od tego jest ryft na Islandii i w Afryce w strefie rowów tektonicznych. Przykładem grzbietu śródoceanicznego z doliną ryftową jest Grzbiet Środkowoatlantycki.
Ruch płyt litosfery jest wywołany prądami konwekcyjnymi w płaszczu Ziemi. Są to prądy tworzące zamknięte komory. Prądy te powodują przemieszczanie materii wnętrza Ziemi, które w efekcie doprowadza do podziału litosfery na płyty (kry) i do ich dryfu. Przypuszcza się, że źródłem energii dla konwekcji w płaszczu jest ciepło wydzielane wskutek rozpadu pierwiastków promieniotwórczych oraz ciepło pierwotne wnętrza Ziemi pochodzące z okresu tworzenia się planety.
Należy wziąć pod uwagę, że mówiąc o tektonice płyt litosfery mamy do czynienia z teorią naukową nie stanowiącą jeszcze prawa naukowego. Ta swoista rewolucja tektoniki płyt nastąpiła w latach 60-tych naszego stulecia. Jej prekursorem był geofizyk Alfred Wegener. Teoria tektoniki spójnie wyjaśnia powstawanie gór, istnienie rowów tektonicznych oraz towarzyszącą im aktywną sejsmikę i wulkanizm.
3. Radiacyjne uwarunkowania klimatu Ziemi. Rozpraszanie, pochłanianie, odbijanie, promieniowanie długofalowe Ziemi i atmosfery.
- promieniowanie słońca – podstawowe źródło kształtujące bilans cieplny na Ziemi
- do Ziemi oprócz prom słonecznych docierają też promieniowania z innych planet, ale mają one marginalne znaczenie
- procesy te związane są z odległością Ziemi od Słońca peryhelium- najmniejsza odległość Słońca od Ziemi, aphelium- największa (152mld km)
- podczas peryhelium 4% prom. słon. więcej dociera do Ziemi
- w górnej granicy atmosfery gęstość strumieni energii = 1380 W/m(stała słoneczna), strata przy przejściu przez atmosferę wynosi 310W ( odbijanie, rozpraszanie, zanieczyszczenia) i zależy od zawartości pary wodnej, pory roku, pory dnia, ekspozycji, barwy, szorstkości podłoża . Do Ziemi dociera 1070 W/m
- w ciągu doby/roku zmienia się ilość ciepła docierającego do pow. Ziemi
- 15% energii emitowanej przez Słońce pochłania atmosfera. Powoduje to wzrost temp (nad lądami), parowania (nad oceanami)
- Ziemia emituje prom długofalowe
Globalna wymiana ciepła między różnymi szerokościami geograficznymi
- z kulistości Ziemi wynika, że stała słoneczna nie jest wiarygodną miarą dla całej kuli ziemskiej, bo kąt padania prom. słonecznych jest różny dla różnych szer.geogr (odnosi się ona dla kąta 90, kiedy promienie padają pod mniejszym kątem to ciepło dociera na większą powierzchnię
- irradiacja – jest to rzeczywiste napromieniowanie, które jest równe In = I * sinh (kąta padania prom. słonecznych)
Sin się zmniejsza gdy h=1 – największa gęstość promieni (zmniejsza się ilość ciepła)
Na każde 3 przypada 5% spadek promieniowania
Natura promieniowania słonecznego:
-Przekazywanie bez pośrednika materialnego, przesyłanie prom elektromagnetycznego, które przechodząc przez atmosferę przekształca się
...
zuziazuziazuzia123123321