Geologické éry Zem ě

A 1.Jak vzniká podzemní voda? Proč je podzemní voda obvykle vhodná jako pitná voda? 2.Jaké jsou půdní typy? Seřaď je podle úrodnosti. 3.Kde se nachází ozónová vrstva a k čemu slouží? 4.Jaké je rozložení vody na Zemi (voda x souš; slaná x sladká voda)? 5.Co způsobuje erozi půdy? 6.Napiš 3 konkrétní látky, které znečišťují ovzduší. 7.Co tvoří živou složku půdy? Napiš příklady. 8.V jaké vrstvě atmosféry se odehrává život? 9.Jak vzniká humus? 10.Stručně popiš koloběh vody. B 1.Čím je způsobené globální oteplování a k čemu vede? 2.Co je rekultivace půdy? 3.Kdy považujeme vodu za minerální? 4.Čím je zásadně ovlivněna koncentrace oxidu uhličitého a kyslíku v atmosféře? 5.Jaké jsou 3 nejčastější důvody devastace půdy? 6.Kdy vzniká smog a jaké má následky? 7.Co je pramen a čím se liší od studny? 8.Co je půdní profil a co ho tvoří? 9.Jaké jsou druhy půd? 10. Napiš 3 vlastnosti vody důležité pro život, stručně vysvětli, proč jsou důležité.

A 1.Co je atmosféra? 2.Jaké je rozložení vody na Zemi (voda x souš; slaná x sladká voda)? 3.Co tvoří neživou složku půdy? 4.Co je desertifikace a co ji způsobuje? 5.Jak (čím) může být voda znečištěná? 6.Kdy vzniká fotochemický smog a jaké má následky? 7.Co způsobuje erozi půdy? 8.Jaké jsou půdní typy? 9.Co způsobují skleníkové plyny? Jaký to má dopad na život? 10.Napiš 3 vlastnosti vody důležité pro život, stručně vysvětli, proč jsou důležité. B 1.Jak vzniká podzemní voda? Proč je podzemní voda obvykle vhodná jako pitná voda? 2.Co tvoří živou složku půdy? Napiš 3 příklady. 3.Co jsou freony a co způsobují? 4.Co je pramen a čím se liší od studny? 5.Napiš 4 půdotvorné činitele. 6.Napiš 3 látky, které znečišťují ovzduší? 7.Jak vznikne mokřad a jaký je jeho význam v krajině? 8.Napiš složení vzduchu. 9.Co je hydrosféra? 10.Co je matečná hornina a co ovlivňuje?

Prohlédněte si obrázek na str. 43 a vysvětlete, co znázorňuje zobrazený kalendář. Přečtěte si zjednodušený vývoj typický pro jednotlivé éry. Co je typické pro prahory? Kdy se objevily první jednobuněčné organismy? V které éře se objevily první mnohobuněčné organismy? Pro které období je typický výskyt výtrusných rostlin, ze kterých dnes máme ložiska černého uhlí? Ve které éře se rozvíjely ryby a vyvinuly se z nich obojživelníci? Kterou éru označujeme jako věk plazů? V jaké éře se rozvíjejí krytosemenné rostliny? Pro jakou éru je typický rozvoj ptáků a savců? V jaké éře došlo k vývoji člověka? vznik zemské kůry a chemický vývoj v PRAHORÁCH ve STAROHORÁCH pro PRVOHORY v PRVOHORÁCH DRUHOHORY v TŘETIHORÁCH pro TŘETIHORY ve ČTVRTOHORÁCH

1)Podle čeho je rozdělený vývoj Země do jednotlivých časových úseků? 2)Jak nazýváme hlavní dlouhá období vývoje Země? 3)Jak se říká kratším časovým úsekům v rámci jednotlivých ér? 4)Jak vypadala první atmosféra? 5)Jak vznikla první hydrosféra? 6)Co je počátkem geologického období Země? 7)Co pravděpodobně přispělo ke vzniku jednoduchých organických sloučenin na Zemi? 8)Jak vypadaly první buňky? Kdy asi vznikly? 9)Z čeho získávaly první organismy energii pro život? 10)Co je „fotosyntéza“? Vysvětli, jak probíhá. 11)Jak začaly organismy využívat kyslík uvolněný při fotosyntéze?

Koacervát je označení pro kapičkovitý útvar samovolně vznikající ve vodném roztoku makromolekulárních látek. Obvykle se jedná o shluk velkých molekul bílkovin. Podle některých teorií vzniku života za Zemi, které prosazovali A. I. Oparin (1922) nebo J. B. S. Haldane, byly koacerváty nejstaršími „obyvateli“ Země (vznikaly přibližně před 3,85 miliardami let) a vyvinul se z nich posléze život (mělo jít o předchůdce dnešních buněk). V současné době byla tato teorie opuštěna, protože neumí vysvětlit vznik genetického kódu, DNA apod

Vznik Zem ě Před 15 miliardami let došlo zřejmě k velké explozi nahromaděných plynů – tzv. Velkému třesku = big bang. Seskupováním a rotací částic došlo ke vzniku rotujícího mračna plynů a prachu = mlhoviny. V Galaxii se vytvořily zárodky Slunce a planet = protoplanety.

Zopakujte si stavbu Zem ě Poloměr Země (šetři se osle)

Vznik Zem ě Naše planeta vznikla před 4,6 miliardami let. Země byla nejprve žhavá koule, potom postupně chladla ‒ vznikly geosféry (= obaly Země) 6.

OBDOBÍ VÝVOJE ZEMĚ  Předgeologické  Geologické:  Prahory a starohory  Prvohory  Druhohory  Třetihory  Čtvrtohory

Z vnějších obalů Země se velmi pravděpodobně jako první diferencovala atmosféra. Protoatmosféra byla složená z vodíku, hélia, amoniaku a metanu. Při pokračujícím natavování a diferenciaci Země se dále postupně degazací uvolňovaly další plyny, především oxid uhličitý, dusík, vodní páry, v důsledku čehož vznikala druhotná atmosféra – deuteroatmosféra. Měla redukční charakter a byla prakticky bez kyslíku. Kyslík se následně začal hromadit až po vzniku života fotosyntetickou asimilací rostlin. V prvních stadiích mají na tomto procesu zásluhu především sinice a planktonické řasy. Prakticky až od počátku paleozoika je možno hovořit o aktualistické atmosféře, která měla obsah kyslíku podobný jako dnešní. Vodní obal – hydrosféra vznikl kondenzací vodních par v ovzduší po celkovém ochlazení Země. Nastala nová etapa vývoje Země, pro níž je typický významný podíl exogenních procesů především při formování zemského reliéfu, ale také sedimentárních hornin atd. Postupnou gravitační diferenciací vnitřní hmoty Země, doprovázenou migrací lehkých hmot do vnějších a těžkých do vnitřních sfér, se konstituovala základní sférická zonálnost naší planety. Od povrchu do nitra Země lze vymezit postupně zemskou kůru, plášť a jádro. Železo, které od počátku vzniku Země reprezentovalo přibližně třetinu jejího objemu, spolu s některými dalšími kovovými prvky, především niklem, migrovalo v důsledku gravitační diferenciace do jejího nitra. Tento proces podmínil vytvoření zemského jádra. Díky vývoji (nárůstu) vnitřních teplot a tlaků Země je vnější jádro ve stavu taveniny – tekuté a vnější jádro pevné.

Předgeologické období Není pevná zemská kůra, neprobíhají geologické děje, později zemská kůra chladne. Vznikají geosféry (jádro, plášť, zemská kůra), atmosféra, hydrosféra. Nejdříve vznikají horniny vyvřelé, poté usazené a přeměněné. Vývoj života neexistuje, jen chemické reakce. Předgeologické období trvá 700 milionů let. Prekambrium (prahory a starohory) Vytváří se prvotní zemská kůra (jednoduchá ale stává se složitější). Dochovala se jádra nebo štíty kontinentů. Nejstarší zkameněliny jsou kulovité a vláknité útvary v jižní Africe - doklad života v prahorách. Vývoj biosféry: zvětšuje se množství kyslíku, to umožňuje rychlejší průběh životních dějů. V atmosféře vzniká ozónová vrstva, která chrání život před kosmickým zářením. Nejstarší organismy jsou bakterie a sinice - období jejich rozvoje trvalo 2 miliardy let. Rozvinuly se řasy, láčkovci, kroužkovci a členovci. Prahory trvaly celkem 1400 milionů let, před 4000 miliony lety. Starohory trvaly 2000 milionů let, jejich začátek je před 2600 miliony let.

P ř edgeologické období  Předgeologické období (hadaikum) trvalo 600 miliónů let, Země byla natolik horká, že nebyla vytvořena pevná zemská kůra.  Postupně vznikají geosféry - prvotní atmosféra a velmi kyselá hydrosféra.  Neexistují ani náznaky života.  Až když Země dostatečně vychladla, vytvořily se první horniny, začala první geologická éra PRAHORY.

Dnes, tedy o 4,6 miliard let později, už nám toho na Zemi moc nezbylo, co by nám mohlo pomoci pochopit, jak se zrodila Země. Je však zřejmé, že srážky s jinými tělesy byly určující po celou dobu vzniku Země. Přitom samozřejmě objem prapůvodní Země rostl, jak se srážela s dalšími a čím dál hmotnějšími planetesimálami. Celý její povrch byl pokryt krátery od dopadů těchto těles. Jak planeta rostla, tak se zvětšovala i její gravitace a přitahovala další, a také hmotnější tělesa. Tím se zvětšovala nejen intenzita nárazů, ale i množství tepla, které při nich vznikalo. Další a další nárazy tavily zemský povrch, který byl nakonec tvořen doruda rozžhaveným magmatem, které pokrývalo celou planetu. Naše Země se dočasně proměnila ve žhavou kouli s oceány plnými magmatu. I nadále se se Zemí srážely další planetesimály a po dopadu se okamžitě Teploty na mladé zemi dosahovaly takových hodnot, že se jednotlivé prvky začaly od sebe oddělovat. Těžší prvky, jako např. železo a jiné kovy, klesaly ke středu, zatímco lehčí zůstávaly na povrchu. Některé planetesimály obsahovaly i nemalé množství vody, která se převážně odpařila již při dopadu. Na rozdíl od kovů, které klesaly směrem ke středu, vodní pára spolu s jinými plyny a oxidem uhličitým stoupaly vzhůru a vytvořila se hustá mračna. Kolem Země vznikla prvotní atmosféra. Počet dopadajících planetek na zemský povrch se postupně zmenšoval a oceán magmatu pomaličku chladnul. Jak chladnul povrch Země, začala klesat i teplota atmosféry. Když poklesla asi na 300 °C, přišel první déšť a na horký zemský povrch začala dopadat voda. Voda se okamžitě po dopadu vypařila, ve vyšších výškách opět kondenzovala a vytvářela další mraky. Cyklus se neustále opakoval, až se na Zemi vytvořily oceány.

Prahory a starohory nejstarší a nejdelší období dějin Země trvaly asi 3,5 miliardy let vznik života

Prahory - archaikum 4 mld. – 2,5 mld. let Země již zchladla natolik, že se začaly vytvářet nejstarší dodnes dochované horniny. Vznikala jádra dnešních kontinentů. Zemská kůra byla tenká a podléhala neustálým přeměnám. Probíhala četná vulkanická činnost. Klima bylo velmi horké a vlhké. Vznik života je zřejmě nejdůležitější událostí tohoto období. Jeho první doklady, fosilní bakterie a sinice, jsou nalézány v nejstarších známých horninách po celém světě.

Vznik a vývoj života Na počátku vývoje Země bylo období bez života. Později asi před 3,5 miliardami let - v prahorách - se na Zemi objevil život! TEORIE VZNIKU ŽIVOTA SE LIŠÍ A JSOU PŘEDMĚTEM SPORŮ! Hlavní uznávané teorie: 1.ABIOGENEZE – předpokládá, že se život vyvinul náhodně z neživé hmoty. 2.PANSPERMIE – předpokládá zavlečení života na Zemi z vesmíru. 3.KREACIONISMUS – stvoření života Bohem

Zásadních okamžiků při vzniku života je mnoho. Patří mezi ně například:  přítomnost biogeních prvků - tzv. prvků života (C, O, H, N) a z nich vznik složitých organických látek a zejména aminokyselin - stavebních jednotek bílkovin  vznik selektivní "polopropustné" membrány, která tvoří obal buňky  vznik molekuly dědičnosti DNA - deoxyribonukleové kyseliny - molekuly schopné přenosu genetické informace z mateřské buňky na dceřinou

Vznik života Předpokládá se, že nejprve proběhl chemický vývoj: z anorganických látek vznikly díky UV záření a elektrickým výbojům blesků organické sloučeniny, pak následoval biologický vývoj: z organických sloučenin v praoceánu postupně vznikaly předchůdci buněk

Probionta  Protobionta  Praorganismy (Eobionta, Progenota)  Prokaryota  Eukaryota Probionta = Probionty Označovány jako přímí předchůdci organismů, byly to nedokonale se replikující systémy bez ustáleného genetického kódu. Jejich systém obsahoval pravděpodobně jednu celistvou molekulu RNA délky několika tisíc nukleotidů. Tato molekula se replikovala bez účasti enzymů, tím pádem velmi nepřesně. Při nepřesné replikaci bez enzymů vznikaly často mutace molekul RNA, zůstávaly jen ty, které byly stabilnější a schopné autoreplikace = autoreplikující se ribozomy. Tím molekula RNA nabyla charakteru pravého genomu, aby byl stabilní muselo se vytvořit ohraničení – membrána – fosfolipidy se ve vodném prostředí seskupují do dvojvrstev = lipozomů, jejichž vnitřní část je vyplněna vodou. Tak vznikly protobionty. Protobionta = Protobionty Prvotní organismy, u nichž došlo k oddělení mechanismu replikace od translace. Tato změna byla spojena se vznikem DNA a to tzv. zpětnou transkripcí RNA do DNA. Molekula DNA je stabilnější a replikuje se přesněji. Při opakované reprodukci dochází k chybám, které se hromadí a mohou vést k zániku informace. U protobiontů působí přírodní výběr – úhyn nositelů chybných kopií. Jakmile je vytvořena membrána, začíná probíhat jednoduchá výměna látková. V momentě vzniku výměny látkové a reprodukce začíná biologická evoluce.

Praorganismy (Eobionta, Progenota) EOBIONT = živý koacervát, vývojově směřují k prokaryotické buňce. Vývoj ve vodě, organismy jsou anaerobně heterotrofní ( v původní atmosféře není přítomen kyslík) Prokaryotická buňka první organismy žily ve vodě – ochrana před UV zářením, byly anaerobní, heterotrofní, energii získávaly kvašením. Postupně do sebe začleňovaly molekuly barviv a začaly provádět fotosyntézu. Bakterie a sinice vznikaly před 3,5 mld let, s jejich rozšířením souvisí vytváření ozónové vrstvy (ve výšce km). S jejím rozvojem dochází k přechodu některých na souš. Změna metabolismu - snižuje se také množství anaerobních živočichů a roste množství aerobních (výhodnější –uvolnění energie pomocí kyslíku lepší – 3 ATP, fermentace 2 ATP). Eukaryotická buňka vznikla asi před 2 mld let, na jejich vývoj jsou dvě teorie: malé buňky se seskupují, jsou obaleny membránou větší buňky pohltí menší a začlení je do svého těla = endosymbióza  první endosymbióza - některé prokaryotické buňky pohltí menší aerobní prokaryota, které se v dalším vývoji přemění na mitochondrie  druhá endosymbióza - před 1,2 mld let, některé eukaryotické buňky pohltily menší fotosyntetizující prokaryota, které se v dalším vývoji přemění na plastidy Mnohobuněční 1,2 až 0,6 mld let. Dochází k diferenciaci a specializaci buněk, základ tvoří eukaryotická buňka, která tvoří pletiva (tkáně)  orgány  org.soustavy  organismus

Protože v atmosféře chyběl kyslík (O 2 ), nemohla se v té době vytvořit ani ozónová vrstva (O 3 ), která brání průniku ultrafialového záření na povrch Země. Větší dávky UV záření jsou pro živé organismy smrtelné. Proto život mohl vzniknout jedině ve vodě. ŽIVOT VZNIKL V PRAOCEÁNU První vznikly jednoduché buňky, kterým chybí pravé jádro a další organely. Takovéto buňky mají dodnes například baktérie a sinice.

Jedním ze zásadních problémů teorií vzniku života je princip, jímž jednoduché organické sloučeniny vytvořily buňky. Aby mohla vzniknout živá buňka, musely vzniknout nejméně tři její složky: 1.Musela vzniknout membrána, která buňku odděluje od okolí. 2.Musel vzniknout metabolismus látek pro syntézu dalších stavebních látek a pro získávání energie. 3.Konečně musely vzniknout geny, které řídí celý proces. Tradiční teorie tvrdí, že vznik buňky započal poté, co se interagující molekuly oddělily ve strukturách oddělených polopropustnými membránami, čímž byla umožněna evoluce složitějších molekul v prostoru a v čase. Koacervativní model Alexandra I. Oparina předpokládá, že vodní kapénky s rozpuštěnými organickými látkami (koacerváty) tvoří kolem nabité částice stav, ve kterém aminokyseliny jsou nuceny vytvářet samoorganizující se struktury. Podle hypotézy Sidneyho Foxe pak tvoří makroskopické kulovité kapénky. Richardem Goldacrem byl navržen model lipidové dvojvrstvy, kdy lipidové molekuly předávají síly tvořící jednoduché struktury podobné membránám. Současný pohled zdůrazňuje autokatalytické vlastnosti polymerních řetězců RNA, pokud RNA vznikla dříve než buněčné membrány. Za objev těchto vlastností získaly v roce 1986 Sydney Altman z Yalské univerzity a Thomas Cech z univerzity v Coloradu Nobelovu cenu za chemii. Jejich práce o biologické katalýze ukázala, že ji lze považovat za nezbytnou pro vznik proteinů.

Fotosyntetizující organismy vytvářely obrovské množství kyslíku, který se postupně uvolňoval do atmosféry. Zvyšování obsahu kyslíku ve vodě a ve vzduchu podnítilo další rozvoj života. Kyslík se také podílel na vzniku ložisek rud. Obrovským „vynálezem“ živých organismů v prahorách je FOTOSYNTÉZA.

 Prvotní formy života nepotřebovaly kyslík, byly tvz. anaerobní. Energii nutnou k životu získávaly rozkladem cukru bez kyslíku (kvašením).  Po rozšíření fotosyntézy vznikla kyslíkatá atmosféra a postupně se vyvinul efektivnější způsob získávání energie - buněčné dýchání – vznik energie štěpením glukózy za účasti kyslíku.

Vznik ložisek železných rud Kyslík uvolňovaný při fotosyntéze oxidoval Fe 2+ rozpuštěné ve vodě, čímž vznikl nerozpustný Fe 2 O 3. Ten se usazoval na dně moří a vznikla ložiska páskovaných železných rud. Páskované Fe-rudy tvoří 90% všech světových ložisek železa. O 2 se uvolňuje do atmosféry, až když je všechno Fe 2+ nasyceno.

Stromatolity Stromatolity jsou vrstevnaté usazeniny bohaté na vápník, které vznikly činností sinic nebo baktérií schopných fotosyntézy. Vznikaly v bezkyslíkatém (nebo málo kyslíkatém) prostředí v mělkých oblastech prekambrických moří. Mikroorganismy, které se podílely na jejich tvorbě patřily mezi první fotosyntetizující organismy a měly pravděpodobně velkou zásluhu na obohacování atmosféry kyslíkem. Stromatolity patří mezi nejstarší zkameněliny, jsou staré přibližně 3,5 miliardy. Zbytky kolonií stromatolitů přežívají vzácně až dodnes, např. u pobřeží Austrálie.

-3,1 mld let: nejstarší fosilie prokaryotické b. (J Afrika) -1,8-1,9 mld. let: nejstarší fosilie eukaryotické b. (Čína) Kyslíková revoluce Aerobní fotosyntéza – produkuje jako odpad kyslík → silné oxidační činidlo → fatální důsledky pro tehdejší anaerobní život: 1) změna chemického složení oceánů (oxidace kovů, hl. iontů železa, ale také 2) změna složení atmosféry 3) roste a mění se charakter eroze 4) formování ozónové vrstvy (asi – 2 mld. let) Páskované železné rudy (vznik před 3,8) -3,0 mld. až -1,8 mld. let, sedimentace

1)Které geologické děje byly typické pro období starohor? 2)Jak se v éře starohor rozvíjel život?

Starohory - proterozoikum 2,5 miliardy až 550 milión ů let četná horotvorná činnost vyvolaná pohyby litosférických desek v atmosféře dochází s nástupem fotosyntézy ke snižování obsahu CO 2 a zvyšování množství kyslíku, tzv. kyslíková revoluce rozvíjí se bakterie, sinice a jednobuněčné řasy ke konci starohor se objevují mnohobuněčné organismy ( žahavci, kroužkovci, měkkýši, členovci).

V průběhu starohor (asi před 1,5 miliardami let) vznikly první buňky s jádrem. Mezi takové organismy patřily tehdy hlavně řasy a prvoci. Dochází k mohutnému rozvoji organismů schopných FOTOSYNTÉZY a asi před 2 mld. let se vytváří ozónová vrstva atmosféry!

Některé jednobuněčné organismy začaly časem vytvářet kolonie. Vědci předpokládají, že dalším vývojem kolonií ke konci starohor vznikly první mnohobuněčné organismy.

Prahory a starohory v Č R Prahorní horniny se v České republice nevyskytují. Naproti tomu starohorní horniny jsou u nás hojné. Nejčastěji se ze starohor dochovaly různé přeměněné horniny o vysokém stupni metamorfózy, které tvoří geologickou jednotku moldanubikum (stáří hornin Moldanubika se pohybuje od starohor po prvohory). Na našem území moldanubikum zahrnuje Českomoravskou vrchovinu, Šumavu a Český les.

Moldanubikum Českomoravská vrchovina Moldanubikum - regionální jednotka tvořící jižní část Českého masívu a zasahující z Čech a Moravy i do Rakouska a SRN. Skládá se z přeměněných hornin o vysokém stupni metamorfózy nejčastěji starohorního stáří. Na našem území moldanubikum zahrnuje Českomoravskou vrchovinu, Šumavu a Český les. Šumava

PREKAMBRIUM

Geologické éry Země – prahory, starohory Minulost Země – předgeologické období a geologické období (tuhá zemská kůra) – prahory, starohory, prvohory, druhohory, třetihory a čtvrtohory Prahory -vzniká litosféra - vyvíjí se prvotní atmosféra a hydrosféra -v moři vznik života– chemický vývoj (z anorganických látek vznikají organické sloučeniny) a biologický vývoj (vznikají primitivní jednobuněčné organismy) -první organismy – podobné dnešním baktériím, později první sinice – schopné fotosyntézy  vznik kyslíkaté atmosféry  vznik organismů s buněčným dýcháním = tvorba energie štěpením glukózy za pomoci kyslíku -vznikají ložiska železných rud Starohory -rozvoj fotosyntézy (stromatolity) – v atmosféře roste podíl kyslíku -první mnohobuněčné organismy -četné horotvorné děje Prahory a starohy – nejdéle trvající geologické éry

Geologické éry Země – prahory, starohory Minulost Země – předgeologické období a geologické období (tuhá zemská kůra) – prahory, starohory, prvohory, druhohory, třetihory a čtvrtohory Prahory -vzniká litosféra - vyvíjí se prvotní atmosféra a hydrosféra -v moři vznik života– chemický vývoj (z anorganických látek vznikají organické sloučeniny) a biologický vývoj (vznikají primitivní jednobuněčné organismy) -první organismy – podobné dnešním baktériím, později první sinice – schopné fotosyntézy  vznik kyslíkaté atmosféry  vznik organismů s buněčným dýcháním = tvorba energie štěpením glukózy za pomoci kyslíku -vznikají ložiska železných rud Starohory -první mnohobuněčné organismy -rozvoj fotosyntézy (stromatolity) – v atmosféře roste podíl kyslíku -četné horotvorné děje Prahory a starohy – nejdéle trvající geologické éry