LITOSFÉRA A DESKOVÁ TEKTONIKA

 

Literatura

Strahler, A. –  Strahler, A. (1999): Introducing Physical Geography. Wiley, New York, 575 s. Kapitola: The Litosphere and Plate tectonics, s. 286 - 311.

Cháb, J. (1983): Desková tektonika. Academia, Praha, 234 s.

 

1. Vnitřní struktura zemského tělesa

·        stavba hlubších částí Země je známa díky geofyzikálním výzkumům (zejména seismologie, gravimetrie, tepelný tok)

seismické vlny: P-vlny (primární) – rychlé, kmitají ve směru šíření vlny; S-vlny (sekundární) – pomalejší, neprochází roztavenými horninami, kmitají kolmo ke směru šíření vlny

·        Země má vrstevnatou vnitřní stavbu – ve středu leží jádro, které je obklopeno koncentrickými vrstvami s hustotou klesající směrem k zemskému povrchu

 

1.1  Zemské nitro

Strahler&Strahler obr. 11.1 s. 289

·        tvar Země – geoid (poloměrem přibližně 6400 km)

·        jádro: poloměr 3500 km, složeno ze dvou vrstev – vnější tekuté a vnitřní pevné, jádro je tvořeno Fe s příměsí Ni, teplota 2800 – 3100°C

·        plášť: poloměr 2900 km, složen z mafických minerálů podobných olivínu (silikát Mg a Fe), které tvoří horninu připomínající peridotit, teplota 1800 - 2800°C

·        zemská kůra: mocnost v rozmezí 8 – 40 km, kůra je tvořena převážně vyvřelými horninami, od pláště oddělena Mohorovičičovou vrstvou diskontinuity (Moho-vrstva) na které dochází ke skokovému nárůstu rychlosti seismických vln

Strahler&Strahler obr. 11.2 s. 290

·        dva typy zemské kůry: a. kontinentální, b. oceánská

·        složení kontinentální kůry:

-         spodní vrstva – tvořená mafickými minerály; větší hustota,

-         svrchní vrstva – tvořená felsickými minerály; menší hustota.

·        spodní a svrchní vrstva kontinentální kůry jsou odděleny Conradovou diskontinuitou

·        felsická vrstva má složení podobné granitu = granitová vrstva; mafická vrstva je tvořena granulitem (hornina bohatá na Ca živce a pyroxen)

·        hustota kontinentální kůry je v průměru 2700 kg.m-3

·        oceánická kůra je tvořena mafickými horninami gabrového složení (gabro, bazalt)

·        hustota oceánské kůry je v průměru 3000 kg.m-3, překryta 1 – 2 km mocným pláštěm sedimentů

·        mocnost kůry:

kontinetální – průměr = 35 km, min <30 km, max 70 km

oceánská – průměr = 7 km, rozpětí 5 – 10 km

 

1.2 Litosféra a astenosféra

·        litosféra = svrchní vrstva zemského tělesa tvořená rigidními, neroztavenými horninami; litosféra zahrnuje zemskou kůrou a svrchní část pláště

·        mocnost litosféry kolísá v rozmezí 60 – 150 km; nejmocnější je pod kontinenty, nejslabší pod oceány

·         astenosféra = zóna částečně natavených hornin pláště v hloubkách 100 – 300 km; projevuje se výrazným poklesem rychlosti šíření seismických vln; teplota 1400°C

·        litosféra je rozlámaná do tzv. litosférických desek, které se pohybují po plastické astenosféře

 

2. Hlavní rysy reliéfu Země

·        konfigurace reliéfu Země je výsledkem pohybů litosférických desek

·        základní makrotvary zemského povrchu: elevace = kontinenty, deprese = oceánské pánve

·        29% zemského povrchu tvoří pevnina, 71% povrchu pokrývají oceány

Strahler&Strahler obr. 11.3 s. 291

·        kontinentální šelf = široký pás mělkého oceánu s hloubkou do 200 m = zaplavené okraje kontinentů

·        po připočtení rozlohy kontinentálního šelfu tvoří pevniny 35% zemského povrchu = skutečný rozsah kontinentů

 

2.1 Uspořádání reliéfu kontinentů

Strahler&Strahler obr. 11.4 s. 292

·        kontinenty se skládají z oblastí dvou typů:

-         aktivní oblasti ve kterých se tvoří nová pohoří (orogenní oblasti)

-         neaktivní oblasti se starými, stabilními horninami

·        v orogenních oblastech vznikají pohoří dvěma způsoby:

-         vulkanizmus: tvorba rozsáhlých hmot vulkanických hornin extruzí magmatu

-         tektonická aktivita: rozlámání a zvrásnění zemské kůry vlivem vnitřních sil Země

 

2.1.1 Pásemná pohoří alpsko-himalájského typu

Strahler&Strahler obr. 11.4 s. 292

·        aktivní orogenní oblasti se zpravidla táhnou podél kontinentálních okrajů –pásemná pohoří alpsko-himalájského typu

·        pásemná pohoří jsou mladá – Kenozoikum až současnost

·        pásemná pohoří se rozpadají do kratších úseků – horské oblouky

·        dva systémy pásemných pohoří světa:

-         Cirkum-pacifické orogenní pásmo

-         Eurasijsko-indonéské orogenní pásmo

 

2.1.2 Pevninské štíty

·        orogenní pásma zabírají pouze malou část kontinentální kůry, zbývající větší část je tvořena stabilními oblastmi s horninami mnohem většího stáří:

-         pevninské štíty

-         zbytky starých, již neaktivních pásemných pohoří

Strahler&Strahler obr. 11.5 s. 293

·        štíty = nízko položené oblasti, budované vyvřelými a metamorfovanými horninami, tvořící jádra kontinentů

·        dvě skupiny štítů:

-         obnažené štíty = chybí pokryv sedimentů; tvořeny velmi starými krystalickými horninami většinou prekambrického stáří; hluboce denudovány; Evropa: Baltský štít, Ukrajinský štít

-         pohřbené štíty = štíty překryté mladšími sedimentárními horninami paleozoického až kenozoického stáří

·        nejstarší horniny světa se nachází v jádrových oblastech štítů – 2,5 až 3,5 mld. let.

 

2.1.3 Stará pásemná pohoří

·        zbytky pásemných pohoří ležící v oblastech štítů, tvořená hlavně paleozoickými nebo spodně mesozoickými sedimentárními horninami

·        stará pásemná pohoří jsou silně denudovaná

·        Kaledonské pohoří: paleozoické stáří (400 mil. let), Skandinávie, Skotsko

·        Apalačské pohoří: konec paleozoika (250 mil. let), východ Severní Ameriky 

 

2.2 Uspořádání reliéfu oceánských pánví

·        oceánské dno je budováno bazalty překrytými poměrně tenkou vrstvou sedimentů

·        oceánská kůra je ve srovnání s kůrou kontinentů velmi mladá – většina oceánské kůry je mladší než 60 mil. let, velké plochy oceánské kůry mají stáří  65 – 135 mil, nejstarší je Tichý oceán (v Z části kůra stará 200 mil. let)

 

2.2.1 Středooceánské hřbety a oceánské pánve

Strahler&Strahler obr. 11.6 s. 294

·        středooceánský hřbet = centrální hřbet dělící oceán na dvě zhruba stejně velké poloviny

·        rift = příkopová propadlina v osní části středooceánského hřbetu

Strahler&Strahler obr. 11.4 s. 292

·        středooceánské hřbety jednotlivých oceánů jsou vzájemně spojeny a tvoří systém dlouhý zhruba 60 000 km

·        po obou stranách středooceánského hřbetu se nachází ploché dno oceánských pánví, které mají průměrně hloubku 5000 m

·        abysální rovina = ploché dno oceánských pánví

 

2.2.2 Kontinentální okraje

·        kontinentální okraj = úzká zóna kde oceánská kůra přechází do kůry kontinentální

·        kontinetálním úpatí, kontinetální svah

·        kontinentální šelf = mírně ukloněný, mořem zaplavený okraj kontinentu s hloubkou do 200 m

·        pasivní kontinentální okraj = nebyl postižen v posledních 50 mil. letech žádnou silnou vulkanickou ani tektonickou aktivitou; oceánská i kontinentální kůra jsou součástí stejné litosférické desky

Strahler&Strahler obr. 11.7 s. 295

Strahler&Strahler obr. 11.8 s. 295

pasivní kontinetální okraje jsou místy intenzivní akumulace terestrických sedimentů: delty velkých řek, turbiditní proudy, podmořské kaňony, podmořské kužely

·        aktivní kontinentální okraj = podél pobřeží probíhá hlubokomořský příkop, ve kterém dochází k podsouvání jedné desky pod druhou

·        příkopy mají zpravidla hloubku od 7000 – 10 000 m, maximální hloubka dosahuje zhruba 11 000 m

 

3. Desková tektonika

·        tektonika = pochod při kterém dochází k rozlámání a zprohýbání hornin litosféry; tektonické procesy probíhají ve velkém měřítku při kolizích litosférických desek

 

3.1 Tektonické procesy

·        tektonika je vyvolána dvěma druhy napětí v litosféře:

-         tlakové napětí

-         tahové napětí

Strahler&Strahler obr. 11.10 s. 298

·        příklad posloupnosti vývoje deformací litosféry při kompresní tektonice: překocená vrása, ležatá vrása, přesmyk, vrásový příkrov

Strahler&Strahler obr. 11.11 s. 298

 

3.2 Pohyb a interakce litosférických desek

·        tři typy deskových rozhraní:

-         divergentní rozhraní (vznik nové oceánské kůry a oddalování desek – spreading)

-         konvergentní rozhraní (zánik oceánské kůry podsouváním pod kontinentální kůru –  subdukce)

-         transformní rozhraní (horizontální posun desek)

Strahler&Strahler obr. 11.12 s. 299

Strahler&Strahler obr. 11.13 s. 300

 

3.3 Globální systém litosférických desek

Strahler&Strahler obr. 11.14a, b, c s. 301 - 302

·        globální systém litosférických desek se skládá z 6 hlavních desek a řady menších desek a subdesek

Velké desky

Malé desky

Pacifická

Nazca

Americká

Kokosová

Eurasijská (Perská subdeska)

Filipínská

Africká (Somálská subdeska)

Arabská

Indo-australská

Juan de Fuca

Antarktická

Karolínská

 

Bismarckova

 

Scotia

Pacifická deska – téměř výhradně oceánská kůra; při S a Z okraji subdukce, J a V okraj spreading; kontinentální kůra pouze při pobřeží Kalifornie (transformní rozhraní, zlom San Andreas)

Americká deska – kontinentální typ kůry obou Amerik a oceánská kůra na Z od Středoatlantského hřbetu; Z okraj subdukční rozhraní, V okraj divergentní rozhraní

Eurasijská deska – většinou kontinentální kůra, na Z a S rovněž pás oceánské kůry

Africká deska – jádro tvořené kontinentální kůrou, na okrajích většinou oceánská kůra

Indo-australská deska – převážně oceánská kůra doplněná o dvě jádra kontinentální kůry s Austrálií a Indickým poloostrovem

Antarktická deska téměř celá ohraničena divergentními rozhraními; Antarktida tvoří uvnitř desky jádro kontinentální kůry obklopené kůrou oceánskou

 

3.4 Tektonika subdukčních rozhraní

·        subdukční zóny jsou liniemi intenzivní tektonické a vulkanické aktivity

·        okraje kontinentů, pod které subdukuje oceánská kůra, se nazývají aktivní kontinentální okraje

Strahler&Strahler obr. 11.16 s. 303

·        dva zdroje sedimentů subdukčních zón:

-         hlubokomořské jemnozrnné sedimenty, které se pohybují směrem k příkopu jako pokryv oceánské desky

-         sedimenty kontinentálního původu, které jsou hrubozrnnější a jsou do oceánu       přinášeny vodními toky

·        akreční klín – v akrečním klínu dochází k  deformaci a vytlačování sedimentů shrnovaných při subdukci z povrchu oceánské desky; v akrečnímu klínu může probíhat metamorfóza

 

3.5 Orogeneze na kolizním rozhraní typu kontinet-kontinent

·        kolizí desek s kontinentální kůrou vzniká rozhraní typu kontinent-kontinent

Strahler&Strahler obr. 11.17 s. 304

·        při tomto typu kolize se sráží hmoty se stejnou hustotou a velkou mocností → velmi mocná kůra s malou hustotou nemůže subdukovat

·        kontinentální šev (sutura) = vzniká po ukončení kolize typu kontinent-kontinent spojením dvou litosférických desek

·        kolize typu kontinent-kontinent probíhá v  současnosti podél jižního okraje Eurasijské desky

·        příkladem staré kontinentální sutury je pohoří Ural

 

3.6 Riftogeneze a nová oceánská kůra

·        riftogeneze = rozdělení původně souvislé oblasti kontinentální kůry, vznik nového oceánu a pasivních kontinentálních okrajů

Strahler&Strahler obr. 11.18 s. 305

·        transformní zlomy = porušují souvislý průběh středooceánských hřbetů; představují transformní rozhraní

 

3.7 Energetické zdroje pohybu desek

·        radiogenní teplo – vzniká v důsledku rozpadu radioaktivních izotopů některých prvků v zemském tělese (238U, 235U, 232Th, 40K)

·        radiogenní teplo je zdrojem energie pohybu litosférických desek

·        konvekční proudy = výstupné proudy v plášti které vznikají v důsledku nerovnoměrné distribuce radiogenního tepla v plášti; více zahřáté zóny pláště mají menší hustotu a pomale stoupají k povrchu

 

4. Uspořádání kontinentů v minulosti

·        průměrná rychlost pohybu litosférických desek je 5 – 10 cm/rok

·        dnešní uspořádání kontinentů je výsledkem rozpadu prakontinentu Pangea, který byl obklopen oceánem Panthalassa (perm, 250 mil. let BP)

·        Pangea se rozpadla na dvě části → jižní polokoule – Gondwana (Jižní Amerika, Afrika, Antarktida, Austrálie, Nový Zéland a Madagaskar,Indie); severní polokoule –  Laurasie (Severní Amerika, Eurasie)

·        Gondwana a Laurasie byly odděleny oceánem Tethys

·        Posuny kontinetů mely dopad na změny přírodních podmínek (klima, půdy, vegetace)

Strahler&Strahler obr. 11.19 s. 307

·        vývoj uspořádání kontinentů v budoucnosti: bude se rozšiřovat Atlantský oceán a pohyb obou Amerik k Z způsobí zmenšení rozlohy Tichého oceánu, dojde k oddělení části Afriky podél linie východoafrického riftového systému