Stavba zemského tělesa Procesy v kůře a plášti

Stavba zemského tělesa

Zemské geosféry, heterogenita pláště, fyz. para- metry zemského pláště

Pohyby na deskových rozhraních versus pohyby v astenosféře 1= East Pacific Rise 2= Atlantic Rift 3= Red Sea Indian Ocean Rift 4= West Pacific Subduction 5= Andean Subduction 6= Zagros-Himalayas Subduction

Relativní pohyb hmoty v astenosféře NASA GPS NNR

- „hluboké“ horké skvrny Relativní pohyb litosférických desek, pohyb desek vůči horkým skvrnám - „hluboké“ horké skvrny „mělké“ horké skvrny

Relativní pohyby litosférických desek vzhledem k hluboko zakořeněným horkým skvrnám DEEP PLUMES

Typy subdukcí: Subdukce v z. a vých. Pacifiku Západ Východ Typy subdukcí: Subdukce v z. a vých. Pacifiku Mediteránní subdukce V důsledku toku hmot v astenosféře k východu existuje výrazná asymetrie v úklonu subdukcí

Isostáze - vychází z předpokladu existence hladiny, kde je hodnota izostatického tlaku konstantní na celé Zemi – tato hladina se nachází na hranici pevné litosféry a viskózní astenosféry Water density 1.0 Hustota materiálu 0.5 2 g 3 g 5 g 8 g 0.5 0.3 0.2 density = 0.1 Váha každého bloku 2 g Airyho model Prattův model

Isostáze (vertikální pohyby v litosféře)

Desková tektonika Studium oceánského dna (sonary), magnetický výzkum, Začalo zjištováním morfologie a bathymetrie, , následovalo geochem. Složení, mag. Vlastnosti, následovalo rozeznání přirůstání oceánské kůry a formulování principů deskové tektoniky byly rozpoznány významné geologické a morfologické struktury dna hřbety Transformní zlomy (fracture zones) Příkopy, Akreční klíny, Vnitrodeskové řetězce oceánských ostrovů

Sonary, morfologie oceánského dna

Objevení středoatlantického hřbetu Lamont Group 1954-6 Hřbety – rozměry - 2 x 2,000 x > 10,000 km Centrální grabeny

Hlavní morfostrukturní prvky oceánské kůry a její styk s kontinentální zemské kůrou

Morfologie a hloubky oceánských pánví, středooceánské hřebety

Transformní zlomy Frakturní zóny Scripps Group (1952) Délka tisíce km Jde o horizontální posuny (zlomové struktury s Horizontální složkou pohybu) Nejlépe vyvinuty v Pacifiku Zde výrazné i vnitrodeskové řetězce vulkánů nad horkými skvrnami.

Horké skvrny (hot spots)

Hlubokomořské příkopy

Horké skvrny

Harry Hess (1946) (guyoty, seemounts) Vývoj guyot v závislosti na stárnutí oceánské litosféry)

Příklad korálového atolu v Pacifiku

Paleomagnetismus 1929 Matuyama - University of Tokyo Pracoval na mag. Vlastnostech bazaltů v Japonsku a Snake River v USA (flood bazalty) Bazalty většinou silněji magnetické pokud obsahují feromagnetické minerály – zejména magnetit – zvyšují lokálně intenzitu mag. Pole) Některé opačně polarizované (vůči recentnímu poli naopak snižují intenzitu mag. pole Využití: určování stáří, archeologické, geologické aplikace, rekonstrukce pohybů kontinentů v geologické minulosti Zjistil, že bazalty v pleistocénu 1,8 – 0,7 mil let jsou anomálně magnetizované

Paleomagnetismus Závěry: Magnetické pole bylo opačně polarizované v intervalu mezi 0.7-1.8 Ma Bazalty snižují současnou intenzitu mag. pole v oblasti výskytu V minulosti se měnily epochy s různou polaritou magnetického pole

Magnetické pole Země - dipól

Paleomagnetismus Polarita pole i jeho intenzita se mění v čase

Datování mag. reverzí (K-Ar datování bazaltů) K-Ar nebo Ar-Ar metoda Berkeley, USGS, ANU

Inverze mag. pole zaznamenané v bazaltech oceánského dna – dopad na formulování plate tektonických představ Miles from ridge axis Brian Mason a jeho skupina studovali pole nad hřbetem a zjistili jeho symetrické uspořádání magnetických anomálií (způsobené rozšiřováním dna), také se zvětšuje stáří oceánské kůry se zvětšující se vzdáleností od cetntra hřbetu

Využití mag. Reverzí a datování – výpočet rychlosti rozpínání hřbetů

Přelom Fred Vine & Drummond Matthews, Cambridge (1963) spojili: Hessův see floor spreading (rozšiřování dna) Magnetické „páskování oceánského dna“ Morfologii hřbetů a její vztah k rozpínání Magmatismus na hřbetech (geochemická charakteristika)

Procesy na středooceánských hřbetech

Stáří oceánské kůry a sedimentů jí pokrývajících

Stáří oceánské kůry

Seismicita: distribuce ohnisek zemětřesení v prostoru

Zemětřesení v oblasti Japonských ostrovů a Jap. příkopu

Seismicita Zemětřesení, vznikají uvolněním napětí na zlomech a puklinách, dle pohybů bloků rozlišujeme: Přesmyk, revese fault Pokles (normal fault) pohled z profilu Příklad při velkém zemětřesení sz. od Sumatry došlo ke vzniku zlomu 1 600 km dlouhého za několik sekund (dvě fáze), rychlosti vzniku zlomu byly několik km/s, což znamená desetitíce km, Pohyb vertikální na kratší části zlomu činil až 15 m, horizontální posuny v řádu prvních metrů (při sz. zakončení zlomu), uvolněná energie pohybu na zlomu – srovnatelná s polovinou náloží použitých za druhé svět. Války, uvolněná seismická energie zemětřesení, které bylo poměrně dlouhé (několik m) – řádově tisíce atomových bomb

Seismicita, deformace kůry Horizontální posuny (Strike-slip Faults) pravostranné Levostranné Pohled shora (mapa)

Rozšíření horkých skvrn

Současné litosférické desky s vyznačením konvergentních a divergentních rozhraní

Typy hranic litosférických desek