Materiały pochodzą z Platformy Edukacyjnej Portalu www.szkolnictwo.pl

Wszelkie treści i zasoby edukacyjne publikowane na łamach Portalu www.szkolnictwo.pl mogą być wykorzystywane przez jego Użytkowników wyłącznie w zakresie własnego użytku osobistego oraz do użytku w szkołach podczas zajęć dydaktycznych. Kopiowanie, wprowadzanie zmian, przesyłanie, publiczne odtwarzanie i wszelkie wykorzystywanie tych treści do celów komercyjnych jest niedozwolone. Plik można dowolnie modernizować na potrzeby własne oraz do wykorzystania w szkołach podczas zajęć dydaktycznych.

Justyna Drop

PROCESY KSZTAŁTUJĄCE ZIEMIĘ

Kształtowanie powierzchni Ziemi

Oblicze Ziemi ulega nieustannym przemianom. Rzeźba litosfery jest wynikiem przede wszystkim działania procesów i sił wewnętrznych. Procesy zewnętrzne też kształtują powierzchnię Ziemi, przede wszystkim jednak-w dłuższych okresach czasu-dążą do jej zniwelowania. Gdyby ustała aktywność czynników wewnętrznych to po ok. 100 milionach lat czynniki zewnętrzne doprowadziłyby powierzchnię Ziemi do postaci prawie równi.

Procesami egzogenicznymi nazywamy takie, które wywołane są czynnikami przebiegającymi na powierzchni Ziemi oraz w warstwie przypowierzchniowej.

Procesami endogenicznymi nazywamy procesy i zjawiska, które zachodzą pod wpływem czynników działających we wnętrzu Ziemi,

Czynniki wewnętrzne i zewnętrzne

Do czynników wewnętrznych (endogenicznych) zaliczamy: a)Ruchy lądotwórcze

b) Ruchy górotwórczec) Zjawiska wulkaniczned) Zjawiska plutoniczne e) Trzęsienia ziemi

Do czynników zewnętrznych (egzogenicznych) zaliczamy:

a) Wietrzenie skałb) Działalność wód płynących - erozja rzecznac) Działalność morza – erozja morskad) Działalność lodowców – erozja lodowcowae) Działalność wiatru – erozja eoliczna

f) Ruchy masowe

Procesy lądotwórcze

Powolne, o wielkiej skali i bardzo długotrwałe pionowe ruchy skorupy ziemskiej powodujące wydźwignięcie lądu lub obniżanie dna oceanicznego określa się mianem lądotwórczych, czyli epejrogenicznych.

  Przyczyną ruchów epejrogenicznych są najprawdopodobniej procesy magmowe. O ruchach lądotwórczych i izostatycznych świadczą m.in. morskie transgresje (zalewanie lądu) i regresje (wynurzanie lądu).

O istnieniu powolnych pionowych ruchów skorupy ziemskiej świadczą bardzo grube pokłady skał powstających w płytkich morzach. Miąższość takich osadów często osiąga, a nawet przekracza tysiące metrów. Dzieje się tak wskutek długotrwałego powolnego obniżania się dna. Te grube warstwy skalne mogą pozostać nie naruszone tektonicznie, ale najczęściej podlegają ruchom fałdowym.

Przykładem trwania tych ruchów może być obszar środkowej części basenu Morza Śródziemnego; Morze Terreńskie powstało na przykład wskutek ruchu obniżającego w obrębie dawnego lądu i podnoszenia Półwyspu Apenińskiego.

W różnych częściach Ziemi ruchy epejrogeniczne trwają nadal. Ich skutkiem są zmiany zarysów lądów i mórz. Przykładem może być ruch obniżający w Holandii, a w Polsce w okolicach Gdańska.

Istnienie tych ruchów rejestrują bardzo dokładne pomiary geodezyjne.

Procesy górotwórczeSą to ruchy w wyniku których powstają łańcuchy górskie.Najczęściej zachodzą w głębi skorupy ziemskiej, ale również pod dnem morskim. W zależności od genezy i budowy tektonicznej wyróżniamy góry:

fałdowe - powstają w strefie styku płyt litosferycznch, gdzie następuje subdukcja (podsuwanie się jednej płyty pod drugą) oraz równoczesny nacisk boczny płyt. Powoduje to fałdowanie mas skalnych i wypiętrzanie gór. W budowie tektonicznej tych gór przeważają fałdy i płaszczowiny, czyli silnie wydłużone i obalone fałdy. Taką budowę mają m.in. Himalaje, Alpy, Karpaty, Pireneje, Andy, Atlas).

zrębowe - powstają w wyniku pionowych i poziomych ruchów mas skalnych wzdłuż uskoków. Pęknięcia te powstają podczas nacisku na skały sztywne, mało lub zupełnie nieelastyczne. Dominującym elementem w budowie tektonicznej takich gór są uskoki, rowy i zręby. Taką budowę mają m.in. Ural, Harz, Sudety

wulkaniczne - powstają w wyniku erupcji wulkanicznych. Tego typu górami są: góry Islandii, wysp oceanicznych, góry Kamczatki i wysp japońskich

fałdowe

zrębowe

wulkaniczne

Zjawiska plutoniczne Plutonizm to przemieszczanie się magmy w obrębie skorupy ziemskiej bez wydostania się jej

ponad powierzchnię ziemi. Magma przesuwa się w kierunku powierzchni i wciskając między skały, tworzy intruzje. Intruzjami magmowymi są:

– batolit – może osiągać kilkaset kilometrów długości lub szerokości. Dno batolitu stopniowo przechodzi w płynne ognisko magmowe;– lakkolit – przyjmuje kształt soczewki, wypełnia przestrzeń między warstwami skał, często prowadzi do powstania nabrzmienia na powierzchni ziemi;– silla (żyła pokładowa) – warstwa magmy wciśnięta między skały zgodnie z ich ułożeniem;– dajka – żyła magmowa przecinająca skały niezgodnie z ich uwarstwieniem.Magma zastygająca w intruzjach tworzy skały jawnokrystaliczne.

krater

batolit

Komin wulkaniczny

dajka

Stożek wulkaniczny

lakkolit

dajkasill

Procesy wulkaniczne Wulkanizm jest to ogół procesów związanych z przemieszczaniem się magmy z głębokich

warstw Ziemi ku jej powierzchni. Kresem tej wędrówki jest erupcja czyli wylew lawy lub wybuchy gazów wynoszących fragmenty ciekłej lawy i rozkruszone skały podłoża.

Kiedy magma wypłynie na powierzchnię nosi nazwę lawy. Wulkan powstaje w miejscach spękań skorupy ziemskiej, przez które na powierzchnię

wydobywa się roztopiona lawa, gazy wulkaniczne, popioły i bomby wulkaniczne. Podczas gwałtownej erupcji (wybuchu) wulkanu lawa zostaje rozpylona i przemienia się w popiół wulkaniczny. Bardzo lepka lawa zastygając tworzy różnej wielkości bryły zwane bombami wulkanicznymi. Wypływająca lawa i opadające popioły wulkaniczne usypują stożek wulkaniczny.

Na lądach wulkany mają zwykle postać stożka, na którego wierzchołku występuje owalne, wklęsłe obniżenie zwane kraterem.

1

2

3

45

1 magma2 kanał wulkaniczny3 lawa4 krater5 stożek wulkaniczny

Wulkany Nazwa "wulkan" pochodzi od wyspy Wulkan (od boga ognia Wulkana) na Morzu

Śródziemnym. Łącznie na świecie znanych jest ok. 850 czynnych wulkanów, z których wiele znajduje się pod

wodą. Największym skupiskiem aktywnych wulkanów jest Indonezja, gdzie 77 spośród 167 wulkanów miało erupcję w czasach historycznych.Na obszarach lądowych czynnych jest ok. 450 wulkanów, przy czym większość z nich znajduje się na wyspach lub wzdłuż wybrzeży oceanów i mórz, m.in. na linii od Aleutów przez Kamczatkę, Wyspy Japońskie, Archipelag Sundajski, Nową Zelandię, aż do Antarktydy, oraz wzdłuż zachodnich wybrzeży Ameryki Północnej i Południowej, od Alaski przez Meksyk, Antyle i Andy.

W Europie czynne wulkany występują nad Morzem Śródziemnym (Wezuwiusz, Etna, Stromboli, Santoryn) oraz na Islandii (Hekla), czyli aktywność wulkaniczna jest związana w przeważającej części z obszarami styków płyt litosfery, a zwłaszcza ze współczesnymi strefami subdukcji.

Wulkany

Lawa wulkanuWulkan Etna - Sycylia Wezuwiusz - Włochy

Hekla - Islandia Największy wulkan Eurazji - Wulkan Kluczewski

Mapa występowania wulkanów na świecie

Katastroficzne wybuchy wulkanów - przykłady

Wybuch Wezuwiusza w 79 r n.e. - najbardziej znany i niezwykle silny wybuch, w którym zostały zniszczone leżące w pobliżu miasta rzymskie: Pompeje i Herkulanum. Obecnie, po ich odkopaniu przez archeologów, stanowią dla nas bezcenne źródło informacji o życiu starożytnych Rzymian.

• W 1883 r. nastąpił wybuch wulkanu Krakatau. Z wyspy o powierzchni 33,5 km2 pozostało 10, 5 km2 • W 1902 r. nastapił tragiczny wybuch na Martynice – wulkan Mont Pelee). Z krateru runęła wielka gorąca chmura gazów, popiołów oraz lawy. W ciągu kilku zaledwie minut przestało istnieć sąsiadujące z wulkanem miasto Saint –Pierre. Zginęło wówczas 26 tysięcy ludzi.

Jak powstają trzęsienia ziemi Pod cienką skorupą ziemską kryje się tzw. płaszcz ziemski - płynny materiał skalny, który

znajduje się w ciągłym, bardzo powolnym ruchu. Na tym właśnie płaszczu leżą, a właściwie pływają po nim, ogromne płyty tektoniczne, których częścią są kontynenty. Płyty te poruszając się (również w niezwykle powolnym tempie) trą o siebie, zachodzą na siebie od spodu, od góry lub oddalają się. Tu kryje się tajemnica ponad 90 procent wszystkich trzęsień ziemi. Występują one bowiem w pobliżu granic (uskoków) pomiędzy tymi płytami.

Powierzchnia płyt tektonicznych jest niezwykle twarda i nierówna. Płyty ocierając się o siebie powodują powstawanie ogromnych sił, które w postaci naprężeń gromadzą się w skałach. Kiedy takie naprężenia w uskoku przekroczą pewien punkt krytyczny i przewyższą siłę tarcia, która powstrzymuje płyty przed poruszaniem się, dochodzi do nagłego i gwałtownego uwolnienia sił nagromadzonych w skałach. Skorupa ziemska zaczyna drżeć i falować. My odczuwamy to jako trzęsienie ziemi.

Strefa rozchodzenia się płyt litosferyStrefa

subdukcji

Trzęsienia Ziemi Trzęsienia ziemi występują w strefach styku płyt litosfery. Wywołane są przesuwaniem się płyt względem siebie. Powstające wówczas naprężenia skał

są co pewien czas uwalniane w postaci drżenia. Trzęsienia ziemi wywoływane są też przez przedzierającą się magmę ku powierzchni ziemi, np. przed wybuchem wulkanu.

Miejsce przesunięcia warstw skalnych wewnątrz ziemi nazywa się ogniskiem (hipocentrum);znajduje się na głębokości od kilku do kilkuset kilometrów pod powierzchnią ziemi

Miejsce na powierzchni ziemi, znajdujące się nad hipocentrum to epicentrum; Nad epicentrum notuje się największe wstrząsy na powierzchni ziemi Trzęsienie ziemi może trwać od kilku sekund do kilku minut W ciągu roku rejestruje się od 8000 – 10 000 trzęsień ziemi Siłę trzęsień Ziemi określa skala Richtera. Jest to skala otwarta, co oznacza, że nie ustalono

maksymalnej wartości siły wstrząsów. Każdy stopień jest o 10 razy większy od poprzedniego, np. trzęsienie o skali 5o jest 10 razy większe od trzęsienia o sile 4o Wstrząs o sile 8 stopni oznacza katastrofalne skutki. Zdarza się on raz na 5-10 lat.

Najpotężniejsze dotychczas trzęsienie ziemi o sile 9,5 stopnia zarejestrowano w Chile; trzęsienie ziemi o wielkości 6,5 stopnia występuje ok. 100 razy na rok.

Energia najsilniejszych trzęsień ziemi jest przeszło 100 tys. razy większa od energii wybuchu bomby atomowej zrzuconej na Hirosimę.

Zaznaczone na mapie epicentra trzęsień ziemi (czerwone kropki) skoncentrowane są wzdłuż wąskich pasów (strefy sejsmiczne) ograniczających rozległe obszary niemal nieaktywne sejsmicznie (asejsmiczne strefy). Porównanie mapy epicentrów trzęsień ziemi z mapą płyt litosfery wskazuje, iż podobnie jak wulkany, układają się one wzdłuż granic płyt, których wnętrza pozostają prawie nieaktywne. Taka ich lokalizacja jest jednym z głównych faktów wskazujących na naturę trzęsień ziemi, a także potwierdzających teorię tektoniki płyt.

Rozkład epicentrów trzęsień ziemi Mapa płyt litosfery

Najsilniejsze i najgroźniejsze trzęsienia ziemi

3 najsilniejsze trzęsienia ziemi 1960 r. w Chile, 9,5 stopni w skali Richtera Wstrząs wywołał fale tsunami, które uderzyły w wybrzeże południowoamerykańskie, inne

pokonały cały Pacyfik, uderzając w hawajskie miasto Hilo oddalone o ponad 10 tys. km (61 zabitych), a także w wybrzeża Japonii (138 zabitych) i Filipin (32 zabitych). Łącznie na skutek wstrząsu i fal tsunami zginęło około 3 tys. osób.

1964 r. Na Alasce , 9,2 stopni 1957r. , Alaska, 9,1 stopni 3 najgroźniejsze trzęsienia ziemi 1556 r. Shaanxi, Chiny, 830 tysięcy ofiar 1976r. Tangshan, Chiny, 650 tysięcy ofiar 2004 Ocean Indyjski, 300 tysięcy ofiar Ostatnie (styczeń 2010r )tragiczne trzęsienie ziemi to trzęsienie na Haiti – 7,3 w skali Richtera

pochłonęło ponad 100 tyś osób. To najsilniejszy wstrząs w tym regionie od 200 lat.

Sejsmiczność Polski

Polska dzieli się na pięć odrębnych rejonów sejsmicznych ,z których można dodatkowo wyodrębnić podjednostki Śląska oraz Zapadliska Przedkarpackiego. Najbardziej aktywne sejsmicznie są pogranicza słowackie i czeskie. Wiąże się to z młodym wiekiem Karpat oraz stosunkowo dużą sejsmicznością Masywu Czeskiego - jednostki tektonicznej, której północną granicę stanowią Sudety.

W drugiej połowie XVIII wieku w rejonie śląskim wystąpiła seria wstrząsów, z których trzy (w latach 1785-1786) uważa się za najsilniejsze w historii Polski. Gdyby wystąpiły dziś, mogłyby uszkodzić budynki. Uważa się, że trzęsienia na terenie Śląska związane są z aktywnością Masywu Czeskiego. Świadczy o tym duża głębokość źródła tych wstrząsów, oceniana na 25-40km.

Trzęsienia odnotowano również w polskich Karpatach. Stosunkowo silne wstrząsy miały miejsce w 1992 i 1993 roku w rejonie Krynicy Górskiej. Cztery z nich spowodowały drżenie szyb w oknach i kołysanie żyrandoli, a w kilku wypadkach na wet zarysowanie tynków. Nieco słabsza seria wstrząsów wystąpiła w 1995 roku na Podhalu.

Naturalne wstrząsy sejsmiczne w Polsce(Czerwone kropki)

Wietrzenie Wietrzenie rozpad mechaniczny i rozkład chemiczny skał wskutek działania energii słonecznej,

powietrza, wody i organizmów. Zachodzi na powierzchni Ziemi i w jej powierzchniowej strefie zwanej strefą wietrzenia (głębokość od kilku do kilkudziesięciu metrów). Produktem wietrzenia są między innymi zwietrzelina, rumowisko, glina zboczowa, arkoza. Wietrzenie można podzielić na:

fizyczne (mechaniczne) - rozpad skały bez zmiany jej składu chemicznego, zachodzi przy częstych zmianach temperatury i wilgotności (głównie w klimacie umiarkowanym)

chemiczne - rozkład skały przy zmianie jej składu chemicznego, niezbędnym warunkiem do jego zaistnienia jest obecność wody, głównymi czynnikami wietrzenia chemicznego są: woda opadowa, dwutlenek węgla, tlen oraz azot; jednym z rodzajów wietrzenia chemicznego są zjawiska krasowe.

biologiczne - to rozpad i rozkład skały pod wpływem działania organizmów żywych (często nie wyróżnia się wietrzenia biologicznego jako oddzielnego działu, uznaje

się je jako wchodzące w skład wietrzenia fizycznego i chemicznego)

Erozja rzeczna Rzeźbotwórcza działalność wód płynących polega na erozji (niszczenie podłoża i

brzegów doliny), transporcie materiału różnej wielkości oraz jego akumulacji (osadzaniu). Intensywność tych procesów zależy od ilości wody w rzece oraz prędkości, z jaką ona płynie. Końcowym efektem rzeźbotwórczej działalności rzeki jest dolina, która w swoim profilu podłużnym – od źródła do ujścia – zmienia kształt i wygląd. W zależności od wielkości spadku rzekę można podzielić na trzy odcinki:– bieg górny – duży spadek powodujący szybki nurt; erozja – bieg środkowy – spadek znacznie mniejszy, woda płynie wolniej;– bieg dolny – bardzo mały spadek, leniwie płynąca woda. Na każdym z tych odcinków przeważa inny rodzaj rzeźbotwórczej działalności rzeki i powstają inne formy ukształtowania powierzchni.

Erozja wiatrowa erozja wiatrowa (eoliczna) – szczególnie widoczna na obszarach suchych pozbawionych

zwartej szaty roślinnej; niesiona wiatrem zwietrzelina uderza w napotkane przeszkody (występy skalne) niszcząc je

Na działalność niszczącą erozji eolicznej składają się deflacja, czyli wywiewanie zwietrzałego materiału skalnego (w wyniku tego procesu powstają m.in. rynny deflacyjne, wanny deflacyjne, misy deflacyjne, wydmuszyska, ostańce deflacyjne, bruki deflacyjne), oraz korazja, czyli szlifowanie, ścieranie i żłobienie powierzchni skalnych przez piasek niesiony wiatrem (w wyniku tego procesu powstają m.in. wygłady eoliczne, bruzdy korazyjne, jardangi, graniaki wiatrowe, grzyby skalne, okapy skalne).

Grzyb skalny

Erozja morska erozja morska – to niszcząca działalność fal morskich na brzeg; stale atakowany przez

wodę wysoki brzeg morski ulega podcinaniu u podstawy i osuwaniu; w ten sposób tworzy się klif; niszcząca działalność wody morskiej nosi nazwę abrazji.

Klif w Grecji

Erozja lodowcowa Erozja lodowcowa - (egzaracja, erozja glacjalna, abrazja glacjalna) - procesy

mechaniczne zachodzące pod lodowcem; pobieranie materiału skalnego z podłoża wskutek jego przymarzania i wciskania w lód, rozkruszanie, rysowanie i wygładzanie skał podłoża. W wyniku działania erozji lodowcowej powstaje rzeźba glacjalna.

Karling – przykład rzeźby lodowcowej

Ruchy masoweRuchy masowe (geologiczne ruchy masowe, ruchy grawitacyjne) - ruchy materiału skalnego (w tym osadów, zwietrzelin, a także gleby) skierowane w dół zbocza wywołane siłą ciężkości. W ruchy masowe zaangażowana jest tylko siła grawitacji, tzn. nie obejmują one ruchów spowodowanych prądem wody, ruchem lodowców oraz wiatrem. Ruchy masowe (transport materiału po stoku) odbywają się w zarówno z szybką prędkością, nagle i gwałtownie (np. osuwiska, obrywy), jak również w tempie bardzo wolnym i w sposób trudny do bezpośredniego zaobserwowania (np. spełzywanie).

osuwiskoSpływ błotny

odpadanie obryw

Odpadanie – rodzaj ruchów masowych Odpadanie to swobodne przemieszczanie się materiału skalnego w rejonach ścian skalnych i

urwisk skalnych. Przeważnie zachodzi w skutek insolacji i zamrozu. Powstały materiał ma zróżnicowaną wielkość, od pojedynczych ziaren mineralnych i okruchów po głazy oraz bloki skalne. Proces ten niszczy powierzchniowe warstwy skalne.

Materiał skalny gromadzący się u podnóży stoków i ścian gromadzi się w postaci: - hałd usypiskowych, o nieregularnym kształcie wałów, powstającej przy równomiernym

wietrzeniu całej powierzchni ściany, co powoduję gromadzenie się materiałów u jej stóp na całej jej szerokości. Materiał drobny oraz grubszy jest ze sobą wymieszany.

- stożków piargowych, np. zwany w Tatrach piargiem

Obrywanie Obrywanie to gwałtowne przemieszczenia w dół dużych mas skalnych i ich rozpad z wielkich

fragmentów na mniejsze. W procesie tym masy skalny przemieszczają się z niewielkim kontaktem ze ściana skalną, przeważnie w powietrzu. Powstają na bardzo stromych stokach. Głównymi bodźcami wyzwalającymi są:

- podcięcia erozyjne stoków i ścian (procesy: rzeczne, glacjalne, brzegowe) - wstrząsy sejsmiczne. Obrywy dochodzą do dużych prędkości, nawet 150 m/s. Materiał zalega bezładnie w rejonie

podnóża ściany w postaci dużych ostrokrawędzistych fragmentów skalnych leżących w bezładzie i chaotycznie (np. Wantule w Dol. Miętusiej).

Obryw skalny w Dolinie Kościeliskiej

Osuwanie Osuwanie polega na ześlizgiwaniu się mas skalnych po stromych powierzchniach stokowych.

Osuwaniu podlega: - pokrywa zwietrzelinowy - pokrywa stropowa - część zwartego podłoża - pokrywa glebowa. Znaczącą rolę w procesach osuwiskowych spełnia woda, która nasącza w różnym stopniu

rumosz zwietrzelinowy, jak też przenika w szczeliny i przestrzenie międzywarstwowe skał litych tworzących zwarte podłoże.

Szybkość osuwania następuję z prędkością od kilku do kilkudziesięciu metrów na sekundę. 

Spełzywanie W strefach klimatu zimnego (Tatry), spełzywanie nosi nazwę soliflukcji. Są to powolne procesy masowe, które głównie przemieszczają utwory luźne,

zwietrzelinowe, przesiąknięte wodą i zalegające na stokach o małym nachyleniu. Może odbywać się także bez udziału wody, lecz wtenczas tempo bardziej się zmniejsza. Spełzywanie obejmuje nie tylko pokrywy luźnych utworów stokowych, ale również pojedyncze, większe fragmenty skalne. Często dochodzi do powolnego zsuwania się bloków skalnych, niezależnie od pokryw glebowo - zwietrzelinowych.

W Tatrach soliflukcja jest procesem rozpowszechnionym i ściśle związany jest z obecnością i dynamiką trwałej zmarzliny.

Najbardziej widocznymi oznakami spełzywania są pochylone drzewa i słupy.