Litosféra II. – Geologie (2. část) – Vulkanismus, Minerály, Vznik Pohoří

Tento výukový materiál je součástí Učebnice zeměpisu v sekci Fyzický zeměpis -> Planetární geografie. V rámci tohoto tématu článek navazuje na 4.díl – Litosféra I. – Geologie (1.část) – Stavba Země, Litosférické desky, Zemětřesení. Po tomto díle následuje Litosféra III. – Geomorfologie (1.část) – Oceánské dno, Krasové jevy

Vulkanismus

Vulkanismus = sopečná činnost. Řadíme sem jak vznik sopek, tak i doprovodnou činnost (vývěry plynů, gejzíry, horké prameny). Vulkanismus je způsoben stoupajícím magmatem, které se ze zemského pláště dostává až na zemský povrch.

Magma = roztavená hornina v nitru Země. Dostane-li se magma až na zemský povrch, hovoříme o lávě.

Sopka (vulkán) = místo, kde se magma dostává na zemský povrch. Sopky se vyskytují na souši i v moři, a to nejčastěji na místě styku litosférických desek. Kromě lávy vyvrhuje sopka i plyny (často jedovaté) a pyroklastika.

Pyroklastika = pevné částice, vyvržené sopkou. Patří sem sopečný popel, lapilli (velikost řádově několik mm až několik cm), sopečné pumy (bomby) a sopečné bloky.

Obrázky – řez sopkou

 Řez sopkou

Hluboko pod sopkou leží magmatický krb. Ten je zpravidla umístěn v hloubce 30-100 kilometrů pod povrchem. Z magmatického krbu vede nahoru sopouch, přívodní kanál, kterým proudí magma do hlavního kráteru. Ze sopouchu pak vedou často i vedlejší kanály, které ústí do parazitických kráterů na úbočí sopky.

Neznámější činné sopky

Řada sopek je dnes již vyhaslých. Za činné sopky se považují ty, které soptily kdykoliv v zaznamenané lidské historii. Ne všechny sopky jsou podrobně prozkoumány a občas je sporné, zde dotyčná sopka je ještě činná či ne.

Příklady činných sopek:

Svět: Volcán San Pedro (Chile, 6154 m.n.m.) – často je považován za nejvyšší činnou sopku světa. Kandidátů na nejvyšší činnou sopku je více, ale všechny tyto vulkány leží v Jižní Americe. Sporná není jejich výška, nýbrž status – zda jsou činné či ne. Cotopaxi (Ekvádor, 5897 m.n.m.), Popocatépetl (Mexiko, 5452 m.n.m.), Mount Rainier (stát Washington – USA, 4292 m.n.m.), Fuji-San (3776 m.n.m., posvátná nejvyšší hora Japonska), Ključevskaja (Rusko – Kamčatka, 4750 m.n.m. – nejvyšší činná sopka v Asii), Kamerunská hora (Kamerun, 4070 m.n.m.), Mount Erebus (Antarktida, 3795 m.n.m.), Mauna Loa (Hawaii – USA, 4168 m.n.m.) – nejvyšší činná sopka Oceánie a největší činná sopka vůbec co se týče převýšení – 10 kilometrů!

Evropa: Etna (Sicílie – Itálie, 3323 m.n.m., nejvyšší činná sopka v Evropě), Vesuv (Neapol – Itálie, 1279 m.n.m.) – jediná činná sopka přímo na evropském kontinentě, všechny ostatní jsou na ostrovech, Théra (Santorini – Řecko), Hekla (1447 m.n.m., Island).

Největší výbuchy sopek v nedávné historii

1. Sopka Tambora, ostrov Sumbawa, Indonésie, rok 1815. Sopka vyvrhla do vzduchu 150 km³ materiálu. Tento výbuch byl tedy zároveň nejhorším doloženým sopečným výbuchem, co se týče počtu obětí, zahynulo 92000 lidí (většina umřela následkem výbuchu hlady). Výbuch způsobil celoplanetární ochlazení v následujícím roce.
2. Sopka Krakatau, Indonésie (mezi Jávou a Sumatrou), rok 1883. Explozi bylo slyšet 5000 kilometrů daleko! Po výbuchu zemřelo 36000 lidí, hlavně v důsledku vlny tsunami.

Indonésie je rovněž zemí, kde bylo zatím zaznamenáno nejvíce činných sopek – 86.

Gejzíry = vývěry vařící vody a páry ve vulkanicky aktivních oblastech. Yellowstone (největší soustředění gejzírů na světě, nejznámější je Old Faithful), Island (jeden se jmenuje Geysir – dal jméno ostatním), Nový Zéland, Kamčatka.

V Česku nemáme žádné činné sopky, jen vyhaslé. Máme však u nás postvulkanické jevy – horké prameny (nejteplejší je Vřídlo v Karlových Varech, má teplotu 72°C) a rovněž bahenní sopky (rezervace Soos u Chebu).

Minerály a horniny

Minerály

Minerál (nerost) = homogenní anorganická přírodní látka, jejíž složení se dá vyjádřit chemickým vzorcem nebo značkou. Všechny minerály jsou pevné látky, jedinou výjimkou je ryzí rtuť (Hg), která je tekutá. Vlastnostmi minerálů se zabývá mineralogie.

V současné době známe několik tisíc minerálů a stále jsou objevovány další. Ale jen asi 50 z nich tvoří téměř všechnu hmotu zemské kůry. Tyto označujeme jako horninotvorné minerály. Většina minerálů, vyskytujících se v přírodě, má krystalickou strukturu. Existují však i minerály amorfní (například opál), které pravidelnou krystalickou strukturu nemají. Vlastnosti minerálu určuje nejen jeho chemické složení, ale i typ krystalické struktury.

Příklad: ryzí uhlík (C) – vyskytuje se v přírodě ve formě diamantu (stupeň tvrdosti 10) i grafitu (tuha, stupeň tvrdosti 1).

Mohsova stupnice tvrdosti

Má 10 stupňů. Vytvořil ji německý mineralog Friedrich Mohs (1773-1839).

Znát názvy minerálů a příslušný stupeň tvrdosti, chemický vzorec ne!

Stupeň            Minerál                                  Chemický vzorec

1                      mastek                                    Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂

2                      halit (sůl kamenná)                  NaCl

3                      kalcit (vápenec)                      CaCO₃

4                      fluorit (kazivec)                       CaF₂

5                      apatit                                      Ca₅(PO₄)₃(OH,Cl,F)

6                      ortoklas (draselný živec)          KAlSi₃O₈

7                      křemen                                   SiO₂

8                      topaz                                      Al₂SiO₄(OH,F)₂

9                      korund                                   Al₂O₃

10                    diamant                                  C

Horniny

Hornina je heterogenní směs, tvořená obvykle různými minerály (směs minerálů). Může však být tvořena i organickými složkami a vulkanickým sklem. Existují rovněž monominerální horniny, které jsou tvořené pouze jedním minerálem. Například hornina mramor je tvořena pouze minerálem kalcitem.

Typy hornin

1) Vyvřelé horniny (magmatity) – vznikají krystalizací magmatu (= roztavená hornina v zemském plášti)

1. Hlubinné – magma utuhne v hloubce zemské kůry (několik kilometrů pod povrchem). Mají hrubozrnnou strukturu. příklad: žuly (granity). Žul je mnoho druhů, obvykle se skládají z živců, křemene a slídy, případně dalších minerálů (amfiboly, magnetit, granát, zirkon, apatit).
2. Žilné – tuhnou v puklinách a prasklinách nedaleko zemského povrchu. Mají jemnější strukturu než hlubinné vyvřeliny. příklad: aplit. Má podobné složení jako žula, avšak mnohem jemnější strukturu.
3. Výlevné – magma utuhlo až na zemském povrchu.příklad: čedič (bazalt).

2) Usazené horniny (sedimenty) – vznikly rozrušením a usazením (sedimentací) původních hornin (vyvřelých, přeměněných i usazených). Sedimenty se obvykle dělí na:

• nezpevněné x zpevněné. Zpevněné sedimenty vznikají zpevněním (diagenezí) nezpevněných sedimentů. Diagenezi způsobuje nejčastěji tlak nadložních vrstev, který původně nezpevněné sedimenty slisuje ve zpevněné.
• organické x anorganické

Příklady:

• anorganický nezpevněný sediment – písek
• anorganický zpevněný sediment – pískovec
• organický nezpevněný sediment – vápenaté schránky mořských živočichů
• organický zpevněný sediment – vápenec

3) Přeměněné horniny (metamorfity) – vznikly přeměnou jiných hornin (vyvřelých, usazených i přeměněných). Přeměna (metamorfóza) probíhá v hloubce zemské kůry za vysoké teploty a vysokého tlaku.

Příklad: mramor. Mramor vzniká přeměnou vápence. Chemické složení mramoru a vápence je stejné, avšak mramor se liší od vápence fyzikálními vlastnostmi (mramor se dá leštit a je mnohem pevnější než vápenec).

Struktura pevnin, vznik pohoří

Struktura pevnin

Kontinenty se obecně skládají ze tří základních částí, které se liší svojí stavbou i stářím:

Pevninské štíty – jsou to nejstarší a nejstabilnější části zemské kůry prekambrického stáří, tvoří geologická jádra kontinentů. Nepodléhaly dalšímu vrásnění. Jsou to vesměs ploché oblasti, zbavené vrstvy sedimentů. Názvy pevninských štítů nejsou jednotné a i jejich počet je udáván různě. Zhruba platí, že každý kontinent obsahuje jeden štít, jen v Asii je jich víc, protože Asie je největší a skládá se z několika částí. Obvykle se udává těchto 9 pevninských štítů (v závorce alternativní název):

1) baltský (skandinávský, východoevropský), 2)kanadský (laurentinský), 3)brazilský, 4)sibiřský (aldanský), 5)indický, 6)východočínský, 7)africký, 8)australský, 9)antarktický.

Platformy –  jsou to rovněž poměrně stabilní části kontinentů, na jejichž krystalickém jádru však leží vrstvy sedimentů.

Kolizní oblasti – okrajové části pevnin, kde dochází ke střetu litosférických desek. Jsou to nejmladší části kontinentů, v nichž často probíhá vrásnění až do současnosti (Himálaj, Alpy, Karpaty, Kordillery…).

Vznik pohoří

Rozlišujeme několik typů pohoří podle způsobu vzniku:

A) Vrásová pohoří

K vrásnění (orogenezi) dochází při střetu (kolizi) litosférických desek nebo při podsouvání (subdukci) jedné litosférické desky pod druhou. Při tom vzniká obrovský tlak. Usazené horniny jsou zprohýbány do vrás a vyzdvihnuty vzhůru → vznikají vrásová pohoří. Velikost vrás je velmi různorodá, od milimetrů až po kilometry! Rovněž tvary vrás se značně liší.

Obrázek – vrása

Typická vrásná pohoří jsou například Alpy, Karpaty nebo Himálaj. Ovšem ve všech těchto pohořích najdeme i příkrovy – viz níže.

Významná vrásnění (orogeneze) v geologické minulosti:

1. Kaledonské vrásnění – starší prvohory. Vyvrásnilo se například Skandinávské pohoří, Grampiany (Skotsko), Appalačské pohoří (USA). U nás se téměř neprojevilo.
2. Variské (hercynské vrásnění) – mladší prvohory. Tehdy se vyvrásnil například Český masiv nebo většina pohoří v Německu (kromě Alp na jihu).
3. Alpinské (alpsko-himálajské) vrásnění – začalo na konci druhohor a pokračuje dodnes, hlavní fáze proběhla ve třetihorách. Vyvrásnilo například Alpy, Karpaty, Himálaj, Kordillery, Apeniny.

Ještě existovalo nejstarší, kadomské (assynthské) vrásnění na přelomu prekambria a kambria.

B) Kerná (zlomová) pohoří

Vrásnění (orogeneze) probíhá obvykle v sedimentech, které jsou měkké a plastické. Pokud jsou však horniny pevné a křehké, při trvajícím tlaku se neohýbají, nýbrž prasknou. Tím vznikají zlomy. Jednotlivé kry (kusy zemské kůry) jsou pak často buď vyzdviženy, nebo naopak poklesnou, podél těchto zlomů.

Obrázek – hrásť (nahoře) a prolom (dole)

Vyzdvižená kra se nazývá hrásť, pokleslá kra je prolom (či příkopové propadlina). Typickou hrástí jsou například Krkonoše, Šumava nebo Krušné hory, typickým prolomem jsou Podkrušnohorské pánve. Jako příkopové propadliny se označují spíše prolomy větších rozměrů, například Východoafrická příkopová propadlina nebo Velký Glen (Skotsko – leží v něm například jezero Loch Ness).

C) Příkrovová pohoří

Příkrovová pohoří jsou vlastně kombinací vrásových a kerných pohoří. Vznikají, pokud jsou již zvrásněné vrstvy posunuty na delší vzdálenosti podél zlomů (obvykle se za příkrov považuje posun o více než 5 kilometrů). Většina pohoří má totiž složitou stavbu – nejdřív byla vyvrásněna, později však byla rozlámána a nastaly zde posuny podél zlomů.

Příkrovová stavba je typická například pro některé části Alp a Karpat.

Obrázek – příkrov

Zde došlo k posunu horní kry podél vodorovného zlomu směrem doleva.

D) Sopečná (vulkanická) pohoří

Vznikají činností sopek. Většinou jsou to podmořská nebo ostrovní pohoří (Havajské ostrovy, Aleuty). Sopky na Havajských ostrovech, Mauna Kea (4205 m.n.m., vyhaslá) a Mauna Loa (4168 m.n.m., činná), jsou nejvyššími horami na Zemi, co se týče relativního převýšení (10 kilometrů). U nás jsou typickými sopečnými pohořími České středohoří a Doupovské hory.

Mauna Loa je nejen nejvyšší činná sopka na Zemi, co se týče převýšení, nýbrž je také vůbec největší horou na světě, co se týče objemu. Objem hory je 40000 kilometrů krychlových! Mauna Loa je nejvyšší činná sopka Oceánie, nadmořská výška jejího vrcholu je 4168 m.n.m. Základna sopky leží 6 kilometrů pod mořskou hladinou. Eliptická základna sopky na dně oceánu má rozměry 119 x 85 kilometrů! Je to tzv. štítová sopka, její svahy nejsou tak strmé jako u stratovulkánu.

Datum poslední aktualizace: 24.10.2013