Historická geologie

1. Historická geologie Stručný přehled vývoje Země Radim Pikner 2005

2. 1. Čas v geologii Určování stáří hornin představuje jednu z hlavních podmínek pochopení vývoje Země. Do konce 19. století se předpokládalo, že naše planeta je stará cca 20 mil. let, což vedlo ke zkreslení představ o procesech, které se od jejího vzniku odehrály. Po objevu přirozené radioaktivity a rozpadu prvků, jako zdroje tepla, bylo zřejmé, že doba, po níž mohly probíhat procesy, byla velmi dlouhá a historie Země je velmi bohatá a pestrá. Dnes víme, že Země je stará asi 4,6 mld let.

3. Čas v geologii Rozlišujeme 2 základní druhy geologického času: a) absolutní stáří • určujeme stáří hornin v letech • použití přirozené radioaktivity • ve všech horninách jsou prvky, které se stálou rychlostí mění v jiné • poločas rozpadu • doba, za níž se polovina atomů prvku změní v atomy jiné • metody • U - Pb, Th - Pb, K – Ar • C - N pro organické látky b) relativní stáří • porovnáváme, která hornina je starší, a která mladší • různý způsob u usazených a krystalických (vyvřelých a přeměněných) hornin

4. Čas v geologii • Relativní stáří usazených hornin Použití 2 základních geologických zákonů • zákon superpozice • V normálně uloženém vrstevném sledu jsou svrchněji uložené vrstvy mladší než vrstvy spodní • zákon stejných zkamenělin • Vrstvy obsahující stejné vůdčí zkameněliny jsou stejně staré

5. Čas v geologii Základní pojmy při určení relativního stáří usazených hornin • hiát • časová mezera ve vrstevném sledu • čas, kdy nevznikala hornina • vůdčí fosilie (zkamenělina) • organismus, který žil krátce, ale na velkém území • Např. trilobiti pro starší prvohory • konkordance • mezi vrstvami není hiát • došlo ke změně podmínek, ale nebyla přerušena sedimentace • diskordance • mezi vrstvami došlo k přerušení sedimentace (je hiát)

6. Čas v geologii 2. Určování relativního stáří metamorfované a vyvřelé horniny • většinou nemáme fosílie • používáme zákon pronikání • hornina pronikající (žíla) je mladší než hornina pronikaná (masív, pluton) • hornina metamorfující je mladší než metamorfovaná

7. Čas v geologii - úkoly • Nechte si od učitele fyziky vysvětlit princip radioaktivního rozpadu prvků. • Nalezněte poločas rozpadu pro izotopy uranu, thoria, draslíku a uhlíku • Seřaďte vrstvy obsahující trilobity, amonity, savčí kosti a dinosauří stopy od nejmladší po nejstarší. • Proč je pro dobrou vůdčí zkamenělinu nutné, aby žila na velkém území? • Nakreslete obrázek tělesa žuly prostoupeného naskrz pěti žílami tak, aby výsledek dával smysl podle zákona pronikání a seřaďte tělesa podle stáří.

8. 2. Stratigrafie • Obor, který se zabývá členěním historie Země do časových jednotek podle různých hledisek. • V průběhu času se usazují vrstvy hornin a zaznamenávají tak podmínky v době a místě jejich vzniku.

9. Stratigrafie Startigrafické jednotky • litostratigrafické • podle stavebních znaků • např. souvrství • biostratigrafické • podle zkamenělin • biozóny • chronostratigrafické • nejdůležitější • tělesa ohraničená nějakou geologickou událostí (např. vymírání, zalednění..) • geochronologické • vyjádření chronostratigrafických jednotek v letech

10. Stratigrafie Chronostratigrafické jednotky • mají mezinárodní platnost • hranice vyznačeny v terénu = stratotyp • např. celosvětový stratotyp pro hranici silur - devon je Klonk u Suchomast (u Prahy) • jednotky tvoří systém • příklady • eonothem (fanerofoikum) • erathem (paleozoikum = prvohory) • ÚTVAR (devon) • ODDĚLENÍ (spodní devon) • STUPEŇ (givet) nejvyšší nejnižší

11. Startigrafie - úkoly • Do které éry (erathému) patří následující útvary – paleogén, kambrium, trias, pleistocén? • Jak dlouho trvalo paleozoikum? Kolik je to lidských životů? Kolik generací? • Která významná událost je hranicí mezi druhohorami a třetihorami? • Nalezněte v dobré mapě Klonk u Suchomast.

12. 3. Prekambrium • Nejstarší období • 4,5 mld - 570 mil B.R. • (before recent = před dnešní dobou) • málo rozvinutý život (jen mikrofosilie) • jiné podmínky než dnes • dělíme na 2 éry • Archaikum (prahory) • Proterozoikum (starohory)

13. Prekambrium –geologické procesy • Archaikum • tvoří se zemská kůra • nejstarší horniny ISUA (Grónsko 3,8mld) a Barberton (JAR) • atmosféra • není volný kyslík = není zvětrávání • hydrosféra • kyselé prostředí - nevznikají vápence • první kupole granitoidů (žula) = základy kontinentů, mezi nimi pásy „zelenokamů“

14. Prekambrium - geologické procesy • Proterozoikum • ochlazování • přibývá kyslíku = první zvětrávání dnešního typu • klesá kyselost moří • vznik vápenců a evaporitů • vznik páskovaných železných rud (střídání vrstviček křemene a oxidů Fe, později už nevznikaly (Hammersley - Austrálie) • opakované zalednění

15. Prekambrium - orogeneze • Orogeneze - horotvorná činnost • vznik dnešních štítů • nejstarší základy kontinentů • Kanadský, Baltský.. • Kadomské vrásnění • Zvané též Panafrické • vznik nejstarších pohoří • první superkontinent Rodinia (Pangea I)

16. Pozdní proterozoikumrozpad Rodinie, doba ledová Upraveno podle http://www.scotese.com

17. Prekambrium - život • jednobuněční (bakterie,sinice,řasy) • mnohobuněční až na konci proterozoika • Stromatolity • bochníky vrstevnatých vápenců ze sinic • produkovaly kyslík • dodnes v Austrálii • Jaderní (Eukaryota) - 1mld B.R. • Ediacarská fauna • na konci proterozoika • mnohobuněční bez schránek • žahavci, houby... detail stromatolitu Obrázkyhttp://www.ucmp.berkeley.edu

18. Korály – příklad Ediacarské fauny Obrázkyhttp://www.ucmp.berkeley.edu

19. Prekambrium v ČR • nejstarší část Barrandienu • Plzeň, Kralupy nad Vltavou • tmavé břidlice, droby, flyš • většina hornin dnes metamorfovaná • tělesa vyvřelin • brněnský masív - nejstarší • moldanubický pluton (ČM Vrchovina)

20. Prekambrium - úkoly • Evapority jsou horniny vzniklé vypařováním vody. Které to mohou být? • Zopakujte si eukaryotickou buňku. • Pokuste se nakreslit obrázek Ediacarské fauny s korály, červy, ploštěnci a medúzami. • Najděte na geologické mapě brněnský masív, moldanubický pluton a Barrandien.

21. 4. FanerozoikumPaleozoikum - Prvohory • Éra trvající 570 - 245 mil B.R. • starší paleozoikum • kambrium • ordovik • silur • devon • mladší paleozoikum • karbon • perm

22. Starší paleozoikum • začíná nástupem organismů se schránkami (měkkýši, členovci, ostnokožci …) • více litosférických desek než dnes • na J velký kontinent - Gondwana (kolem pólu) • na S více malých kontinentů (teplé klima) • Laurentia, Baltica, Siberia, Čínský kont. • 3 velké oceány • Japetus - mezi Laurentií a Balticou • Prototethys - kolem Gondwany • Panthalasa - největší

23. Kontinenty ve středním ordoviku Upraveno podle http://www.scotese.com

24. Starší paleozoikum - procesy • kambrium • konec kadomského vrásnění • ordovik - silur • kaledonská orogeneze • kolize Laurentie a Baltiky • vzniká skandinávské pohoří + skotská vysočina • vzniká kontinent Laurusie - Old Red kontinent (O.R.S.) • devon • hercýnské (variské) vrásnění • rozsáhlé mezi Gondwanou a Laurusií • pokračuje v mladším paleozoiku

25. Hercýnské vrásnění O. R. S. Upraveno podle http://www.scotese.com

26. Starší paleozoikum - klima • kontinenty mimo Gondwanu ležely v teplé zóně • indikátory - vápence, evapority, červené horniny • v ordoviku zalednění Gondwany • dropstone – kameny vypadlé z ledových ker • silur - devon - globální oteplení • vápence i v Českém masívu (ležel na Gondwaně)

27. Starší paleozoikum – úkoly 1 • Při jakém pohybu litosférických desek dochází k vrásnění? • Zkratka O.R.S. vznikla ze slov Old red sandstone, co to znamená v češtině? • Která evropská pohoří vznikla hercínským vrásněním? • Kde na Zemi dnes mohou vznikat dropstones? • V jakém klimatu vznikají vápence?

28. 5. Starší paleozoikum - život • nástup živočichů se schránkami • nástup většiny známých kmenů • silur - ryby (lalokoploutví, pancířnatí, dvojdyšní) • devon - obojživelníci (Ichtyostega) • vůdčí fosilie • trilobiti • členovci mnoha forem • graptoliti • polostrunatci, silur • amoniti • měkkýši, od devonu • rostliny • od siluru přechod na souš • převaha výtrusných (Ryniofyty, přesličky, plavuně) • Obrázky http://www.avph.hpg.ig.com.br/ichtyostega.htm

29. Starší paleozoikum - život Kambrium První členovci Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003):

30. Starší paleozoikum - život Trilobiti Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003):

31. Starší paleozoikum - život Trilobit Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003):

32. Starší paleozoikum - život Ordovik • Trilobiti • Ramenonožci Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003):

33. Starší paleozoikum - život Ordovik – silur Porosty řas na pobřeží moře Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003):

34. Starší paleozoikum - život Svrchní Ordovik Trilobiti hlavní skupinou živočichů Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003):

35. Starší paleozoikum - život Spodní silur Trilobit – ukázka druhu specializovaného na život při hladině Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003):

36. Starší paleozoikum - život Silur První amoniti a graptoliti Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003):

37. Starší paleozoikum - život Svrchní Silur plž Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003):

38. Starší paleozoikum - život Spodní devon – první ryby Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003):

39. Starší paleozoikum - život Amonit pancířnaté ryby Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003):

40. Starší paleozoikum - život Devon Různí amoniti Obrázky - Turek V., Horný R., Prokop R. (2003):

41. Starší paleozoikum v ČR • Barrandien • nejdůležitější oblast na světě • nepřetržitá sedimentace od kambria do devonu • stratotyp S-D - Klonk u Suchomast • K - Příbramsko - jinecká pánev (břidlice, pískovce) • O - Praha - tmavé břidlice s „dropstouny“ • S - graptolitové břidlice, SV od Plzně • D - vápence Českého krasu • Železné hory- Barrandien v malém • Morava a Slezsko • D - Moravský kras, Mladeč, Hranice

42. Starší paleozoikum – úkoly 2 • Nakresli si trilobita. • Ocasatí obojživelníci jsou starší než bezocasí. Uveď dnešní zástupce těchto skupin. • Která CHKO leží na území Barrandienu? • Která hornina vznikla usazováním těl výtrusných rostlin v prvohorách?

43. 6. Mladší paleozoikum • 360 – 245 mil • 2 útvary • Karbon • Perm • Málo výrazná hranice – permokarbon • Začíná málo výraznou změnou fauny

44. Mladší paleozoikum - procesy • Kolize Gondwany s Laurusií • variské vrásnění • mohutné hory rovnoběžkového směru • Iberská meseta, Vogézy, Schwarzwald, Harz, Český masív • kolize Gondwany se Siberií (vznik Uralu) • na konci vzniká Pangea - superkontinent

45. Konec karbonu Největší zalednění v historii Upraveno podle http://www.scotese.com

46. Mladší paleozoikum - klima • Na území Evropy tropy • Postupné vysušování = superkontinent • Jih Gondwany zaledněný • Největší a nejdelší zalednění v historii – 90mil let • Na konci největší vymírání v historii

47. Konec permu - Pangea Suché oblasti Upraveno podle http://www.scotese.com

48. Mladší paleozoikum – úkoly 1 • Z čeho vzniklo pojmenování karbon pro útvar mladších prvohor? • Najdi město jménem Perm. • Co má společného Apalačské pohoří v USA a Český masív?

49. 7. Mladší paleozoikum - život V moři • pokračoval vývoj bez přerušení • úbytek trilobitů, rozvoj amonitů, Foraminifera Souš • Bouřlivý rozvoj hmyzu – švábi, vážky (75 cm) • Sladká voda – paprskoploutvé ryby • Svrchní karbon • maximum obojživelníků – KRYTOLEBCI • nástup plazů – PELICOSAURIA Prvohory končí největším vymíráním v dějinách 77 – 95% druhů

50. Mladší paleozoikum - život Rostliny • PALEOFYTIKUM • Převaha výtrusných rostlin • plavuně, přesličky, stromové kapradiny • Žily v bažinách – vznik černého uhlí • Od svrchního permu převaha nahosemenných = MESOFYTIKUM