UKŁAD SŁONECZNY:

1. Kondensacyjno-akrecyjny model powstania Układu Słonecznego

Model ten zakłada, że planety i Słońce powstały równocześnie. Powstanie Protosłońca – w jednym ze spiralnych ramion galaktyki powstał obłok pyłowo-gazowy. Rósł, przyłączały się do niego różne cząstki i pyły. W pewnym momencie osiągnął masę krytyczną. W środku działa siła grawitacji – obłok się kurczy (obraca się). Tworzy się zagęszczenie centralne otoczone dyskiem protoplanetarnym. Grawitacyjnemu kurczeniu towarzyszy wydzielanie ciepła. Maksymalna temperatura w środku, reakcje syntezy termojądrowej – powstaje gwiazda centralna. Protosłońce przekształca się w słońce otoczone wirującym dyskiem protoplanet. Słońce w pierwszym okresie swego istnienia było bardzo aktywne. Wymiotło ze swego otoczenia wszystkie lżejsze pierwiastki na peryferia dysku: obłok podzielił się na dwie części: wewnętrzną (cięższe pierwiastki) i zewnętrzną (lżejsze pierwiastki). Zaczęły powstawać planety: zewnętrzne z wodoru i helu, wewnętrzne z pozostałych cząstek, które się łączyły. Większe przyciągały mniejsze. Bloki skalne przyciągały mniejsze okruchy. Bloki to planetyzmale. Największe z nich to planety wewnętrzne, mniejsze to planetoidy i komety (działo się to przez ok. 200mln lat)

2. Planety wewnętrzne.

Merkury, Wenus, Ziemia, Mars – są to niewielkie (w porównaniu do planet zewnętrznych) planety w Układzie Słonecznym. Usytuowane są w pobliżu gwiazdy centralnej (Słońca) niż planety zewnętrzne. Wenus i Ziemia są to duże planety wewnętrzne. Ogólnie planety wewnętrzne charakteryzuje to, że są zbudowane ze skał, są to stałe ciała niebieskie, w odróżnieniu od planet zewnętrznych, które są o wiele większymi kulami gazowymi. Ponieważ są to ciała stałe posiadające litosferę (stałą), teoretycznie jest możliwe (jeśli nie brać pod uwagę warunków występujących na powierzchni) wylądowanie na nich, czego nie można by dokonać z planetami zewnętrznymi. Planety wewnętrzne mają dużo większą gęstość od planet zewnętrznych oraz są dużo mniejsze od nich.

Mają metaliczne jądra i atmosferę (oprócz Merkurego). Nie mają naturalnych satelitów a te które są powstały w nietypowy sposób.

3. Planety zewnętrzne

Jowisz, Saturn, Uran, Neptun i nie pasujący do nich, niewielki skalny Pluton. Planety te charakteryzuje olbrzymi rozmiar (w porównaniu do planet wewnętrznych) oraz brak powierzchni. Są to kule gazowe zbudowane głównie z wodoru i helu oraz innych gazów takich jak metan czy para wodna, także niemożliwe byłoby wylądowanie na nich (mają prawdopodobnie małe skalne jądra). Mają dużo mniejsze gęstości od planet typu Ziemi. Z geologicznego punktu widzenia bardzo interesujące są ich satelity, takie jak Jo na którym występuje aktywny siarkowy wulkanizm, Europa pokryta lodem pod którym prawdopodobnie znajduje się ocean płynnej wody (Jowisz), Tytan z gęstą azotową atmosferą (+50% wieksze cisnienie niż na Ziemi) z domieszką węglowodorów być może plyna na nim węglowodorowe rzeki , Enceladus, całkowicie pokryty czystym lodem z największym (99%) albedo w całym układzie słonecznym, podobnie jak na Europie może tam występować ocean cieklej wody pod powierzchnią, występują tam wulkany lodowe (Saturn), Tryton (Neptun) z aktywnym wulkanizmem azotowym. Całkowicie do tej charakterystyki nie pasuje ostatnia planeta, krążąca na peryferiach układu słonecznego – Pluton: jest niewielki, posiadający powierzchnię bardzo odchylony od powierzchni ekliptyki (17º). Niektórzy nawet nie zaliczają Plutona w poczet planet, lecz sądzą, że jest to asteroida pochodząca z Obłoku Oorta.

Asteroidy – (planetoidy, planetki) – niewielkie, nieregularne ciała (do 1000km) krążące wokół Słońca. Koncentrują się między Marsem a Jowiszem w tzw. Pasie Planetoid. Największa z nich to Ceres (900km). Są ich miliony.

Dysk Protoplanetarny – dysk wirującej materii, z którego wg modelu kondensacyjno-akrecyjnego powstały planety

Komety – lodowe bryły ważące od kilku do kilkunastu ton, niewidoczne w przestrzeni. Dzielą się na krótkookresowe, długookresowe i jednopojawieniowe.

Meteoryty – meteoroidy, które już spadły na Ziemię. Czasem wybijają kratery.

Meteoryty kamienne – aerolity – meteoryty składające się z minerałów skalnych – chondryty i achondryty (93% wszystkich).

Meteoryty żelazne – syderyty – zbudowane z naturalnych stopów żelaza i niklu – kamacytu i temitu (6% wszystkich)

Planety wewnętrzne – planety mniejsze, mające powierzchnię skalną, krążące w pobliżu Słońca – Merkury, Wenus, Ziemia, Mars.

Planety zewnętrzne – planety większe, olbrzymy gazowe, krążą daleko od Słońca – Jowisz, Saturn, Uran, Neptun i nie pasujący Pluton.

Planetyzymale – zlepki cząstek pierwotnego pyłu z których później powstały ciała niebieskie

Planetoidy – to samo co asteroidy.

Planety – ciała niebieskie nie świecące własnym światłem, okrążające macierzystą gwiazdę, mają powyżej 1000 km średnicy

Wiatr słoneczny - strumień cząstek wypływających ze Słońca, składających się przede wszystkim z protonów i elektronów o dużej energii (rzędu 500 keV na cząstkę). Rozchodzą się one promieniście we wszystkich kierunkach. Ruch cząstek deformuje pole magnetyczne Słońca i galaktyki oraz wiatr galaktyczny w wyniku czego nie ma on symetrii sferycznej (przestrzeń "wypełniona" wiatrem słonecznym nie jest kulą).

WNĘTRZE ZIEMI

4. Podział wnętrza Ziemi

Ziemia jest zbudowana z kilku koncentrycznych geosfer. Podziału na geosfery dokonujemy na podstawie nieciągłości. Skorupa ma zmienną grubość. Płaszcz ma grubość prawie 3000 km (połowa promienia). Litosfera – obejmuje całą skorupę i najwyższą część płaszcza. Mezosfera i Astenosfera jest częścią płaszcza. Barysfera to jądro. Skorupa – skały skaleniowo-kwarcowe o gęstości = 3 g/cm3. Płaszcz – skały ultrazasadowe g > 3 g/cm3. Astenosfera – skały częściowo stopione. Jądro jest metaliczne (Fe, domieszka Ni). Jądro zewnętrzne – płynne (zanik fal sejsmicznych) lepkość podobna do wody. Jądro wewnętrzne – stałe, zbudowane niemal wyłącznie z żelaza + odrobina niklu. Płaszcz dolny (650-700km).

5. Odmiany skorupy ziemskiej

Mamy dwie podstawowe odmiany skorupy ziemskiej: Kontynentalna i oceaniczna.

Skorupa oceaniczna – wszędzie jest taka sama.

Warstwa 1 – osadowa

Warstwa 2 – bazaltowa

Warstwa 3 – gabrowa

Skorupa kontynentalna – bardzo różna w zależności od miejsca gdzie się znajduje. Zbudowana jest z trzech warstw: warstwa osadowa (średnia miąższość kilka km), warstwa granitowa (średnia miąższość kilkanaście km) oraz warstwa bazaltowa złożona z bazaltu, gabra lub granulitu (średnia miąższość ok. 20 km). Nieciągłość Mohorovičicia (MOHO) oddziela skorupę kontynentalną od znajdującego się poniżej płaszcza Ziemi.

Astenosfera – leżąca na głębokości ~60-100km do 400km część płaszcza. Bardzo plastyczna, chociaż zbudowana ze skał w stanie stałym.

Barysfera – inna nazwa jądra Ziemi, złożonego ze stopionego żelaza i niklu zalegającego na głębokości 3000km

Nieciągłość Mohorovicicia – MOHO – oddziela skorupę od płaszcza.

Nieciągłość sejsmiczna – strefa szybkiego wzrostu prędkości fal sejsmicznych.

Jądro wewnętrzne – najbardziej wewnętrzna warstwa wnętrza Ziemi. Kula o średnicy ok. 1200km zbudowana z żelaza i niklu.

Jądro zewnętrzne – płynna geosfera otaczająca jądro wewnętrzne.

Jądro Ziemi – najbardziej wewnętrzna geosfera zalegająca poniżej płaszcza, zaczynająca się na głębokości około 2900km (warstwa petydotytów – górna część płaszcza).

Litosfera – najbardziej zewnętrzna geosfera, rozpiętość od 100 do 200km. Zawiera skorupę i część płaszcza górnego.

Mezosfera – leżąca na głębokości od 400 do 2900km część płaszcza.

MOHO – nieciągłość Mohorovicica.

Płaszcz Ziemi – geosfera pomiędzy skorupą a jądrem. Ma rozpiętość od 80 do 2900km.

Skorupa kontynentalna – odmiana skorupy Ziemskiej. Tarcze kontynentalne grubości rzędu 40km.

Skorupa oceaniczna – odmiana skorupy Ziemskiej zalegająca pod oceanami. Ma miąższość rzędu 5-8km.

Skorupa Ziemi – najbardziej zewnętrzna i najcieńsza geosfera.

LITOSFERA

6. Założenia teorii tektoniki płyt litosferycznych

Na podstawie założeń wpływ miało pięć prac. Rozwój teorii przypada na lata 1961-1968.

1)     Litosfera jest podzielona na kilkanaście sztywnych płyt, które mogą się przemieszczać po powierzchni astenosfery.

2)     Płyty są odnawiane w strefach akrecji i niszczone w strefach subdukcji.

3)     Granice między płytami mogą być:

-          dywergentne (akrecyjne) – spreading, gdzie płyty się rozchodzą

-          konwergentne (konsumpcyjne) – rowy, gdzie płyty są konsumowane

-          transformacyjne (konserwatywne) – płyty przesuwają się równolegle względem siebie

4)     Mechanizmem napędowym ruchu płyt są prądy konwekcji cieplnej w płaszczu Ziemi oraz inne (konwekcja nie jest jedynym źródłem napędu).

7. Pióropusze płaszcza i plamy gorąca

Istnieje kilka miejsc, gdzie obserwujemy intensywny wpływ ciepła. Strumień ciepła wydostaje się z Ziemi. Wpływ ten nie jest równomierny – szczególnie intensywny prowadzi do powstania wulkanów. Również duże wpływy ciepła występują w miejscach izometrycznie kołowych. Teren jest tam lekko podwyższony przez strumień ciepła. Miejsca te nazywamy plamami gorąca (ok. 100 na świecie). Uważa się, że są one wynikiem istnienia pióropuszy płaszcza – słupy rozgrzanej materii, cieplejszej od otoczenia. Materia jest lżejsza, przez to jest konwekcyjnie unoszona ku górze. W dolnym płaszczu istnieje niestabilna warstwa D” – zachodzą tam reakcje między materią płaszcza i jądra, co powoduje powstawanie w niektórych miejscach pióropuszy. Przebijają się one przez cały płaszcz aż do litosfery. Ich efektem są plamy gorąca. Wynikiem istnienia pióropuszy jest np. powstanie wysp wulkanicznych w miejscach plam gorąca (np. Hawaje).

8. Strefy akrecji i zachodzące w nich procesy

Strefy akrecji to strefy ryftu kontynentalnego. Są to grzbiety śródoceaniczne – najpotężniejsze na świecie systemy górskie. Glob Ziemski jest nimi opasany, mają 60-70 tysięcy km długości, wysokość względna 2-3km, tworzą jeden łączący się system – łańcuch górski. W strefach akrecji jest tworzona skorupa oceaniczna. Doliny ryftowe to naturalne, globalne pęknięcia skorupy ziemskiej, miejsca, w których materia z wnętrza ziemi znajduje ujście na jej powierzchnię. Materia tam zastyga, tworząc nową skorupę oceaniczną. W strefach akrecji następuje rozrost dna oceanicznego (spreading).

9. Strefy subdukcji i zachodzące w nich procesy

Strefy subdukcji pokrywają się z rowami oceanicznymi. Są to miejsca, w których skorupa ziemska jest niszczona (subdukowana). Rowy oceaniczne rozmieszczone są bardzo nierównomiernie: otaczają Pacyfik, natomiast brak ich na Atlantyku. Skorupa jest tworzona w grzbietach oceanicznych, natomiast jej nadmiar musi być niszczony – dzieje się to w rowach oceanicznych. Skorupa oceaniczna jest tam wsuwana pod płytę kontynentalną w głąb płaszcza, gdzie zostaje przetopiona (zniszczona) (głębokość ok. 700km).

10. Przyczyny i skutki pionowych ruchów litosfery

Ruchy pionowe – epejrogeniczne – mają charakter kontynentotwórczy. Są to poważne ruchy wznoszące i opadające kontynentów względem morza. Ruchy te mają rozmaite skutki:

zmiany zasięgu morza

·         transgresja – wkraczanie morza na ląd (Holandia)

·         regresja – wycofywanie się morza z lądu

·         ingresja – krótkotrwałe wtargnięcia morza na ląd

Ruchy pionowe wynikają z ruchów poziomych. Przyczyn ruchów epejrogenicznych może być kilka:

1) kompensacja izostatyczna – uginanie się litosfery pod jej własnym ciężarem. Jeśli obciążymy litosferę, to pogrąży się ona w plastycznej astenosferze. Jeżeli nacisk ustąpi, to litosfera postara się powrócić do swojego pierwotnego położenia. Naciskiem mogą być lądolody albo osady gromadzące się na dnach oceanicznych.

2) Stygnięcie i kurczenie się młodej skorupy – grzbiety oceaniczne powstają w wyniku pionowych ruchów litosfery. Skały są lżejsze i wypływają do góry, oddalając się stygną i opadają.

3) Powstawanie ryftów – nad pióropuszem płaszcza tworzy się plama gorąca – nabrzmienie skorupy - ruch wznoszący; również tworzą się uskoki – ruch opadający.

4) Intrudowanie magmy – magma wdziera się w szczeliny, tworzą się się sille, batolity, lakkolity – ruch wznoszący. Magma wędruje ku górze, podczas tej wędrówki zostanie gdzieś po drodze zatrzymana. Utworzy się bąbel.

5) Superpióropusze płaszcza – potężne słupy ciepła wywołane ruchem materii podnoszą materię nad sobą. Taki superpióropusz spowodował podniesienie się Afryki o około 30m w ciągu 20 mln lat.

Czarnodymiące kominy – (black smokers) Istniejące na dnie oceanu stożki, z których wydobywa się gorąca (350°C) czarna woda (zawiera rozpuszczone siarczki metali)

*Dolina ryftowa – naturalne pęknięcie skorupy Ziemi w centralnej części grzbietu śródoceanicznego

Granica akrecyjna dywergentna – granica pomiędzy płytami litosfery, gdzie płyty się rozchodzą (grzbiety śródoceaniczne)

Granica konserwatywna (transformacyjna) – płyty przesuwają się równolegle względem siebie

*Grzbiet śródoceaniczny – pasmo górskie opasające całą kulę ziemską, naturalne wyniesienie terenu pod oceanami

Inwersje pola geomagnetycznego – samoistne przebiegunowanie – zamiana miejscami biegunów magnetycznych Ziemi (co ok. 700 000 lat)

*Konwekcja w płaszczu ziemi – ruch materii w płaszczu ziemi po torach zbliżonych do okręgów

*Pióropusz płaszcza – strumień ciepła wydostający się z wnętrza ziemi ku jej powierzchni

*Plama gorąca – miejsce na powierzchni ziemi, pod którym strumień cieplny jest wielokrotnie wyższy niż w otoczeniu

Płyta litosferyczna – jedna ze sztywnych, kilkunastu jednostek budujących litosferę, która może pływać na astenosferze

Rozrost dna oceanicznego – spreading – tworzenie się nowej skorupy oceanicznej w strefach akrecji

*Rów oceaniczny – naturalne zagłębienia występujące w strefach subdukcji, rozmieszczone nierównomiernie (dużo na Pacyfiku, brak na Atlantyku).

Ryft – występuje a strefie akrecji – pęknięcie skorupy ziemi, powstaje tam skorupa oceaniczna

Ryft kontynentalny – rodzaj zapadliska tektonicznego w początkowej fazie tworzenia ryftów, jeszcze nie zalanego przez ocean

Strefa akrecji – okolice grzbietów śródoceanicznych – tworzy się tam skorupa oceaniczna

*Strefa Beniofa – głębokość ok. 700km, grupują się tam prawie wszystkie trzęsienia ziemi, oraz zanikają subdukowane płyty

Strefa subdukcji – rowy oceaniczne, następuje tam niszczenie skorupy Ziemi

*Uskok transformacyjny – uskok, którego jedno skrzydło przemieszcza się względem drugiego w płaszczyźnie poziomej

*Wędrówka biegunów magnetycznych – pozorne przesuwanie się biegunów magnetycznych ziemi w dużej skali czasowej w przeszłości, manifestujące się w różnym namagnesowaniu skał. Naprawdę to płyty litosferyczne przesuwały się nad biegunami

Niezgodność – zaburzenie w pierwotnym ułożeniu warstw osadów leżących w bezpośredniej bliskości

Niezgodność erozyjna –

Niezgodność kątowa - występuje kiedy upad i bieg warstw są różne, powstaje w wyniku przykrycia warstw starszych, uprzednio sfałdowanych - młodszymi

Niezgodność przekraczająca-

Penakordancja –prawie zgodność

Transgresja – wkraczanie morza na ląd

Regresja – wycofywanie się morza z lądu

Rozrost dna oceanicznego-

MAGMATYZM

11.Magma i jej najważniejsze właściwości.

Magma – stopione skały dolnych partii skorupy ziemskiej albo górnego płaszcza. Stop ten składa się z trzech faz: faza ciekła której towarzyszy faza stała – kryształy oraz faza gazowa – może być rozproszona w stopie w formie banieczek. Po krystalizacji zostaje tylko ciało stałe. Magmy mogą być pierwotne (macierzyste) – w płaszczu ziemi, lub wtórne (pochodne)-o zmienionym składzie. Skład chemiczny  znamy na podstawie składu chemicznego skał. Nie jest możliwa bezpośrednia analiza magmy w płaszczu. Dominującym składnikiem jest krzemionka SiO2 (35%-76%) oraz tlenek glinu Al2O3 (9-20%...