Bendroji geologija

BENDROJI GEOLOGIJA Geologijos pagrindai Įvadas Mokslas ir jo sandara Mokslų skirstymas (klasifikavimas) Geologijos apibudinimas Geologija bendroje mokslų sistemoje Geologijos sandara Geochemija. Mineralogija ir kristalografija. Petrologija. Stratigrafija ir facijos. Tektonika, geodinamika ir struktūrinė geologija. Geofizika. Paleontologija ir paleobotanika, Paleogeografija ir paleoklimatologija, Metalogenija ir naudingųjų iškasenų mokslas; Hidrogeologija; Naftos geologija; Inžinerinė geologija; Ekologinė (aplinkos) geologija; planetų geologija Geologijos metodai Tyrimo tikslai ir reikalavimai metodikai. Pažinimas. Analizė ir sintezė. Klasifikavimas ir modeliavimas. Sąveika su kitais mokslais: Matematika, fizika, biologija. Geologinių tyrimų tikslai: duomenų (informacijos gavimas). Mineralų ir uolienų atmintis. Analitiniai metodai: tiesioginis (makroskopinis) apibudinimas; geocheminė analizė: elementų ir izotopų nustatymas; mineraloginiai metodai; petrologiniai metodai; petrofiziniai metodai; geofiziniai metodai; paleontologiniai metodai.. Apibendrinantys (sintezuojantys) metodai: geologinis kartografavimas; amžiaus nustatymas; kilmės ir susidarymo sąlygų nustatymas; monitoringas: hidrogeologinis; geocheminis; geodinaminis; paieška ir žvalgyba; modeliavimas; prielaidos hipotezės ir teorijos; DB Techniniai metodai: geologiniai maršrutai; gręžimas; geofizinis zondavimas: giluminis, gręžiniuose, distanciniai tyrimai, oro ir kosminiai geochronologija Intuicija ir patirtis. Mente et malleo Dao Geologinis žemėlapis Geologijos raida ir dabartinė būklė Istorija Mokslo ištakos: Gamtos pažinimas rinkėjų ir medžiotojų bendruomenėse Senosios religijos – gamtos pažinimo ir žinių perdavimo būdas Egiptas – pirmasis žemėlapis – 1300 m P.K. Indija Antikos geologija: Azijos ir Europos viduramžiai: Geologijos raida Lietuvoje: Šiuolaikinė geologija. XX amžiaus geologijos „revoliucija“: analitika; vandenynų dugno pažinimas, gelmių pažinimas; litosferos plokščių tektonika; Žemės geologinis žemėlapis; išėjimas į kosmosą; tikslų pasikeitimas. Dabartinė geologijos organizacinė sandara Geologijos tarnybos; Mokslo tyrimų įstaigos; Tarptautinis tinklas: IUGS; IGCP; Nacionaliniai komitetai. Geologija Lietuvoje: LGT, VU, GGĮ, įmonės Nacionalinis komitetas. Lietuvos geologų sąjunga (LGS) Įmonės Žemė Saulės sistemoje Padėtis kosmose Saulės sistemos sandara: Saulė; planetozimalės, kometos, asteroidai; meteoroidai, meteoritai; planetos, jų palydovai Žemės dydis ir savybės Žemės sudėtinės dalys Medžiagos (materijos) būsena Žemėje: Laukai Elementai Žemės cheminė sudėtis Molekulės, cheminiai junginiai Kristalai ir mineralai Uolienos Magminės: plutoninės, vulkaninės Nuosėdinės Metamorfinės Žemės vidinės sferos sandara Branduoliai Mantija Litosfera, litosferos plokštės Pluta: okeaninė; kontinentinė: apatinė, vidurinė, viršutinė Tektoniniai dariniai ir struktūros Orogenai (kalnynai); lūžiai; raukšlės; dangos; salų lankai; Hidrosfera: • vandenynai ir jų sandara; • jūros; • ežerai;upės; • pelkės • ledynai Atmosfera; Biosfera Kaip veikia Žemė. Geologiniai reiškiniai ir procesai Litosferos plokščių tektonika. Pagrindinės sąvokos ir terminai Apibrėžimas Endogeniniai ir egzogeniniai procesai, jų sąveika Kalnodara (orogenezė) Magmatizmas Žemės drebėjimai Dūlėjimas: cheminis, mechaninis, biologinis Gravitaciniai procesai Vėjo veikla ( eoliniai procesai) Tekančio vandens veikla (aliuviniai procesai) Požeminis vanduo ir jo geologinė veikla. Karstas Kosminiai smūgiai Žemės gelmių ištekliai Laikas geologijoje Žemės susidarymas ir raida. Istorinė geologija Archejus Proterozojus Fanerozojus Geologija bendroje mokslų sistemoje Mokslas – tai žmogaus veikla, kurios tikslas pažinti jį supančią aplinką (gamtą), šias žinias kaupti, perduoti ir panaudoti savo reikmėms. Žmogaus reikmės yra labai įvairios, bet jos susiveda į vieną svarbiausią - išlikti. Išlikti, kaip individui ir kaip rūšiai, tai yra nugyventi sau genetiškai skirtą amžių ir pratęsti giminę. Mokslo paskirtis – padėti įgyvendinti šiuos tikslus. Bent taip ji suvokiama šiuo metu. Mokslo tikslas yra ne tik gauti ir kaupti žinias apie gamtą ir aplinką, bet ir panaudoti tas žinias. Mokslo gautų žinių pritaikymas yra vadinamas praktika. Be to, yra skiriami fundamentalieji ir taikomieji mokslai. Mokslas yra skirstomas į sritis, kryptis ir šakas. Tas skirstymas yra sąlyginis. Žemiau pateikiamas mokslo skirstymas yra priimtas Europos sąjungoje ir įtvirtintas tam tikrais dokumentais. Mokslo sritys skiriamos daugiausiai pagal tyrimo objektą, tai: Humanitariniai mokslai (H000) Socialiniai (visuomenės) mokslai (S000) Fiziniai mokslai (P000) Biomedicinos mokslai (B000) Technologiniai mokslai (T000) Geologija priklauso fizinių mokslų sričiai, kurią sudaro: matematika , fizika, chemija, biochemija, geologija, geografija, paleontologija, astronomija, informatika. Yra ir kitokių mokslo skirstymų, kurie susiję ir su geologija. Taip yra išskiriami: - kietos Žemės mokslai (Solid-earth science, Terra firma), apimantys geologiją ( ir jos sudėtines dalis) bei kitus mokslus, tiriančius planetų kietą paviršių ir jų vidines dalis. - Žemės mokslai arba Geomokslai, kurie apima visas disciplinas, tiriančias planetas tarp jų ir okeanografiją, atmosferos mokslus, hidrologiją ir iš dalies ekologiją, biologiją, Saulės ir planetų fiziką. Atkreipkite dėmesį, kad čia minimos planetos, daugiskaitoje, o ne tik viena Žemė. Kalbant apie mokslų skirstymą verta prisiminti garsųjį matematiką Norbertą Vynerį (Wiener,1894-1964) vadinamą kibernetikos tėvu, kuris sakė, kad0000..... mokslas apskritai yra vienas, kaip vieninga yra gamta, o jo suskirstymas į atskiras sritis tėra administracinis sąlyginumas. Kitas garsus mokslininkas, fizikas teoretikas Ričardas Feinmanas irgi sakė tą patį: “..mūsų ribotas protas, patogumo dėlei skirsto..šį pasaulį į dalis: fiziką, biologiją, geologiją, astronomiją ir t.t., bet juk gamta jokio skirstymo nežino!” (Feinman, 1977, p.70). Iš tikrųjų, gamta yra vieninga, susaistyta bendrų dėsnių, sąveikų ir priklausomybių, o atskiros mokslo sritys skiriasi tuo, kad nagrinėja skirtingas šio pasaulio dalis, arba atskirus procesus, taikydama skirtingus metodus ir naudodama tam skirtą sąvokų sistemą. Kaip bebūtų atskiri mokslai visgi egzistuoja. Taip yra todėl, kad gamta yra labai didelis ir sudėtingas darinys ir kol kas vienas žmogus ar net jų grupė negali jo aprėpti visumoje. Todėl neišvengiamai tenka imtis atskirų objektų. Taip ir atsiranda šiuolaikinės mokslo dalys, kurios ir skiriasi savo objektu, metodais ir žinių sistemos sandara. Geologija ir jos objektas Geologija yra mokslo kryptis, tirianti Žemę visumoje – visas jos sudėtines dalis ir vykstančius joje procesus praeityje, dabar ir ateityje. Galima pasakyti, kad geologijos tikslas - suprasti, kaip veikia Žemė. Žodis geologija kilo iš senosios graikų kalbos žodžių ge (γη -) – Žemė ir logos (λογος ) – žodis. Tai yra geologija yra žodžiai apie Žemę. Žodį “geologija” pirmą kartą paminėjo Ričardas de Buri (de Bury) dar 1473 metais. Tiesa jis naudojo jį visai kita prasme, norėdamas atskirti žemiškąją ar pasaulietinę teisę (jurisprudenciją) nuo teologinės – dangiškosios teisės. (http://www.kids.net.au/encyclopedia-wiki/ge/Geology). Geologijos, kaip gamtos mokslo apie Žemę sąvoką pirmasis panaudojo Šveicarijos savamokslis geologas Žanas Andre de Liukas (Jean-André de Luc) 1778 metais, o po metų, Horacijus Benediktas de Sosiuras (Horace-Bénédict de Saussure) įtvirtinto jį kaip mokslo šakos terminą (http://en.wikipedia.org/wiki/Jean-Andr%C3%A9_Deluc). Geologijos objektas yra visa Žemė, tuo pačiu visos jos sudėtinės dalys. Smulkiausia sudėtinė dalis, tai yra smulkiausias objektas, kurį dar apima geologija yra atomas. Atomai sudaro įvairius junginius – nekristalinius agregatus ir kristalinius – mineralus. Po to, sudėtingėjimo kryptimi eina uolienos - mineralų junginiai, susidarę įvairių gamtinių procesų metu, sluoksniai ir magminių uolienų kūnai; žemynai ir atskiros jų dalys, litosferos plokštės, Žemės sferos – atmosfera, pluta, litosfera, mantija ir branduoliai, pagaliau ir pati Žemė, kaip visų ją sudarančių objektų sistema ir sąveikų tarp jų įvairių fizinių, cheminių (taip pat ir biologinių) visuma. Jei atomo sudėtinių dalių (subatominių dalelių) visumą vadintume mikropasauliu, o kosminę erdvę – megapasauliu, tai Žemė, esanti tarp šių dviejų sferų galima vadinti makropasauliu. Tai ir yra geologijos sritis. Iš atomo pusės geologija ribojasi su kvantine mechanika arba atomo fizika, o iš kitos - su astronomija arba kosmologija, kuri Žemę nagrinėja jau kaip vientisą kosminį kūną. Tiesa, tas ribas reikia įsivaizduoti kaip plačias persidengimo juostas. Iš tokio geologijos srities apibrėžimo seka, kad viskas kas yra ir vyksta Žemėje tam tikra prasme yra geologijos sritis arba net jau persidengia su ja? Kur gi kitų mokslų vieta, koks jų santykis su geologija? Plačiąja prasme daugelis jų ištikrųjų yra susiję su geologija, netgi visuomeniniai (humanitariniai) mokslai. Jie skiriasi nuo geologijos tuo, kad, nagrinėja šiuolaikinius arba netolimos praeities procesus, tačiau jų ištakos yra praeityje, kuri jau yra geologijos sritis. Biologija tiria dabartinę gyvybę jos formas ir jų veikimą. Tačiau gyvybė prasidėjo geologinėje praeityje ir dabartinis jos pavidalas yra milijardų metų trukmės raidos pasekmė ir tąsa. Todėl dabartinės gyvybės negalima suprasti nežinant jos raidos, tų geologinių procesų, ir tos geologinės aplinkos, kurie lėmė jos atsiradimą ir raidą. Praeities gyvybę tiria paleontologija, kuri jau yra geologijos šaka, nors ir bendra su biologija. Medicina ir medicininė genetika siejasi su geologija tuo, kad žmogus taip pat atsirado gyvybės evoliucijos eigoje. Norint suprasti jo, kaip organizmo ypatybes reikia žinoti paleontologiją ir jos platesnį, geologinį kontekstą. Be to žmogus, kaip ir kiti organizmai yra susijęs su aplinka, yra jos veikiamas. Medicinos požiūriu tai nagrinėja bendras mokslas – geomedicina. Bet mums svarbiausia yra sąveika su fundamentaliais gamtą tiriančiai mokslais – matematika ir fizika. Matematika apibudina gamtos priežastinių ryšių sistemą, jos dėsningumus, tarsi karkasą kuris apauga konkrečiais gamtos dariniais – įvarių mokslų objektais, bet išlaiko bendrą priežastinių ryšių struktūrą. Ji tai išreiškia abstrakčių matematinių lygčių ir teoremų pavidalu, kurios atspindi realiai gam toje veikiančias konkrečias priklausomybes, kurias nagrinėja jau atskiri mokslai – fizika, astronomija, biologija taip pat ir geologija bei geografija. Todėl matematika vadinama mokslų karalienė, arba tarnaite. Nesvarbu ar ji tarnauja kitiems mokslams, ar juos valdo, bet geologija yra įnoringa pavaldinė ar reikli šeimininkė. Matematika negali aprašyti visos gamtinių ryšių ir sąveikų visumos - tai pernelyg sudėtinga. Todėl ir geologija matematiniu aparatu netgi tikimybių teorija naudojasi gana ribotai. Septintąjame dešimtmetyje buvo kilusi geologijos ir kitų mokslų matematizavimo banga. Buvo rašomi straipsniai, knygos, disertacijos, rengiamos konferencijos, atsirado netgi atskiras mokslas – „Matematinė geologija“. Tačiau ta banga greitai nuslūgo, nes buvo įsitikinta, kad šiuo metu daugumos geologinių procesų matematiškai aprašyti negalima, o tuo pačiu negalima matematikos pagalba prognozuoti jų eigos. Taip yra todėl, kad geologijos nagrinėjamos sistemos yra sudėtingos priklausomos nuo daugelio veiksnių ir kintamųjų, o svarbiausia dažniausiai jų negalima supaprastinti, jas būtina nagrinėti visumoje, atsižvelgiant į visa galimas sąveikas ir priklausomybes. Tuo geologija iš esmės skiriasi nuo fizikos, kuri irgi stengiasi išsiaiškinti, kaip veikia gamta. Fizikos objektas yra visa Visata. Ji siekia aprašyti, kaip veikia Vistata ir kodėl ji veikia būtent taip? (Giudice, 2000).Bet fizika pati pasirenka sau atskirą tyrimų obektą ir būtent tokį, kurį galima formalizuoti, tai yra aprašyti matematiškai. Tik tarp tokių objektų esančius ryšius ir sąveikas galima parašyti matematiškai. O kitokių fizikai tiesiog nesiima tirti. Fizika negali paaiškinti, kaip veikia konkretūs gamtos objektai. Ji tik nustato, kokios jėgos veikia gamtoje, nustato bendrus dėsningumus, geriausiu atveju, kaip veikia atskiros jos dalys. Tačiau paaiškinti kaip veikia jų visuma, kuri sudaro konkretų gyvos ar negyvos gamtos objektą – organizmą ar planetą, fizika nesiima. Tai ji palieka kitiems mokslams. Gamtinių procesų visumos fizika negali, ir nesiima aprašinėti. Pavyzdžiui, ji negali apibudinti netgi turbulentinės tekmės. Todėl fizikai tegali aprašyti atskirus geologijos objektus arba atskirų geologinių procesų elementus. Tai labai gerai, bet geologijai to nepakanka. Geologija turi tirti objektą visumoje, tai yra visas jo sandaros ypatybes ir visus ryšius siejančius jį su aplinka, tame tarpe jo kilmės ir raidos požiūriu. Todėl fizikai aprašo atskirus kristalus, jų kristalinės gardelės sandarą, sąveiką tarp juos sudarančių atomų. Tačiau negali aprašyti mineralo, kaip gamtinės sistemos dalies, negali paaiškintim kodėl jis susidaro, su visom jo ypatybėm tam tikroje vietoje ir tam tikru laiku. Pavyzdžiui, biologas, tirdamas organizmą kelia klausimą, kaip jis mato, kaip vyksta regėjimas. Fizikas šį klausimą pakeičia kitu – “ką daro šviesa akyje?” Jis žino kas yra šviesa, bet nežino kaip apibudinti akį ir todėl negali atsakyti į šį klausimą (Feimnan, 1977, p. 59). Fizikų požiūrį apibudina ir kitas to paties R.Feinmano pasakymas: “... jeigu mums reikėtų įvardinti patį svarbiausią dalyką, kuris veda mus vis pirmyn ir pirmyn mūsų bandymuose suvokti gyvybės reiškinį, mes turėtume pasakyti: “visi kūnai sudaryti iš atomų”, viskas kas vyksta gyvuose padaruose gali būti suprasta atomų judesių ir svyravimų kalba”. Viskas teisingai, tačiau ta pačia kalba galima kalbėti ir apie automobilį, jis irgi sudarytas iš atomų, bet nėra gyvas organizmas. Fizika nepaaiškina kuo jie skiriasi. Ko gero, tas pasakymas reiškia tai, kad atomas yra bene vienintelė organizmo sudėtinė dalis, kuri yra suprantama fizikui. Procesai Saulės viduje ir jos sandara fizikams žinoma geriau, negu Žemės viduje Taip yra todėl, kad Saulėje medžiaga yra atskirų atomų arba jų sudėtinių dalių pavidalu, o fizikai moka apskaičiuoti, kas darosi su atomais tokiomis sąlygomis kaip Saulėje. Tuo tarpu Žemėje medžiaga yra ne tik atomų, bet ir jų junginių – moleklulių, mineralų uolienų, įvairių geologinių kūnų pavidalu, kurie veikia ir sąveikauja kaip tam tikros sistemos. Tačiau matematinis aparatas, kuriuo galima apibudinti tokių sistemų sąveiką, tuo pačiu medžiagos būklę Žemėje dar nesukurtas. O juk tai ir yra geologiniai procesai. Net jeigu pavyktų geofiziniais metodais apskaičiuoti medžiagos tankį Žemės viduje, kol kas neįmanoma aprašyti jos būklės kitimo labai aukštame slėgyje, apibudinti jos judėjimą branduolyje, mantijoje ir daugelio kitų tektogenezės proceso sudėtinių dalių, nekalbant jau apie jų visumą. Belieka tai nustatinėti eksperimentais. Fizikai pripažįsta, kad norėdami būti naudingi kitiems mokslams teorijos prasme, o ne vien matavimo metodais ir prietaisais, jie turi gauti geologijos objektų aprašymą fizikos kalba (Feinman, 1977, p. 66, 69), tai yra formalizuotą aprašymą, naudojantis matematikos sąvokomis. Tačiau kol kas to padaryti dažniausiai neįmanoma, todėl fizika tiria supaprastintus objektus, tik su tam tikru parametrų rinkiniu ir tam tikra jų ryšių sistema, tokia, kurią galima aprašyti matematiškai. Kitokių uždavinių jie paprastai nesiima. Apie tai rašė ir A.Einšteinas : “Matematikos panaudojimo dėka šis vaizdas (fizikų teoretikų pasaulio vaizdas G.M.) atitinka aukštus savitarpio priklausomybių tikslumo ir griežtumo reikalavimus. Bet už tai fizikas priverstas labai apriboti savo objektą, pasitenkindamas pačių paprasčiausių ir prieinamų mūsų patyrimui reiškinių vaizdavimu, tuo tarpu visi sudėtingi reiškiniai negali būti atgaminti žmogaus proto tokiu tikslumu ir nuoseklumu, kurių reikalauja fizikas teoretikas. Aukščiausias tikslumas, aiškumas ir užtikrintumas - visumos sąskaita. (Эйнштейн, 1967, p.40). Geologija negali sau leisti tokios “prabangos”, tokio gamtos objektų ar reiškinių išskyrimo iš visumos, jos dirbtinio supaprastinimo. Norėdama suvokti, kas ir kodėl vyksta Žemėje, ji turi tirti visus reiškinius, visus veiksnius, visų gamtos procesų visumą, tirti Žemę, kaip vieningą sistemą. Kitaip ji negalės atsakyti į klausimą: “Kaip veikia Žemė?”. Tokius sudėtingus objektus, kuriuos tiria geologija, nagrinėja chaoso teorija. Tai mokslo sritis tirianti nelinijines sistemas. Linijinės sistemos yra tokios kurių visi jų būklę veikiantys veiksniai gali būti išmatuoti, o jų sąveikos aprašytos matematiškai. Tokių sistemų būklę ir elgesį galima aprašyta matematiškai ir tiksliai numatyti. Linijinis modelis yra matematinė formulė, pagal kurią galima numatyti proceso rezultatą, įvedus reikalingus parametrus. Anksčiau vyravo linijinį arba deterministinis požiūris į gamtą, kurį apibudino Laplasas, sakydamas, kad “kai tik bet kuriuo laisvai pasirinktu momentu sistemos būsena bus tiksliai išmatuota, grįžtami dėsniai leis tiksliai numatyti sistemos ateitį ir visiškai atkurti jos praeitį” (Prigožin, 1986, p. 14). Sudėtingų, nelinijinių sistemų savybė, priešingai, yra ta, kad neįmanoma sukurti modelio tiksliai numatančio jų egesį. Nelinijinės sistemos bendru pavidalu negali būti išspręstos (Глейк, 2001, p.36). Šių sistemų elgsys gali būti labai priklausomos nuo labai nežymių jos būklės pakitimu. Tai vadinama stipria priklausomybe nuo pradinių sąlygų, arba „drugelio efektu“. Chaoso teorija yra naujasis sudėtingų sistemų mokslas. Tai yra mokslo perėjimas į aukštesnį lygmenį, nuo paprastų ar supaprastintų ar dalinių sistemų tyrimo prie sudėtingų, visuminių sistemų tyrimo. Kartu tai yra kelias į atskirų mokslų susijungimą, integraciją, nes sudėtingas sistemas galima nagrinėti tik apjungiant fiziką, matematiką ir kitą mokslą tiriantį konkrečią sritį (biologiją, geologiją, meteorologiją, sociologiją ar kt.) ar kelis tokius mokslus. Chaoso teorija įtvirtina holistinį, visuminį požiūrį į gamtą. Fizikai nagrinėja elementarius procesus, kurie yra deterministinio pobūdžio ir gali būti aprašyti matematiškai. Geologija ir kiti gamtos mokslai nagrinėja tų elementarių procesų kompleksus, sistemas, kuriose jie įtakoja, veikia vienas kitą. Jie yra sudėtingi, nedeterminuoti, chaotiški, nelinijiniai ir neaprašomi matematiniais metodais. Kita geologijos ypatybė yra ta, kad ji yra istorinis. Tokia yra astronomija, ir, iš dalies biologija (evoliucijos teorija). Fizika, pavyzdžiui, tuo nesidomi. Jie nesigilina į tai, kaip atsirado fizikos dėsniai ir ar jie praeityje nebuvo kitokie? Jei paaiškėtų kad fizikos dėsniai ir konstantos su laiku kinta, gal ir fizika taptų istoriniu mokslu. Geologija tiria Žemės raidą, procesus, įvykius, kurie buvo praeityje, jų priklausomybę laike, paveldimumą. Nagrinėjant procesus laike išryškėja jų tarpusavio priklausomybė, paveldimumas. Tai dar vienas vektorius, viena koordinatė kurioje vyksta geologiniai procesai ir reiškiniai. Todėl geologija yra vadinama „keturmačiu mokslu“. Geologijos tikslai Bendras geologijos tikslas yra kaupti žinias apie Žemę, suprasti joje vykstančius procesus ir numatyti jų pasekmes. Tam tikslui yra tiriama Žemės sandara dabar ir praeityje. Bet čia kyla klausimas, o kam reikia tirti praeitį? Kodėl mus domina praeitis? Praeitis mus domina todėl, kad ji padeda numatyti ateitį. Ateitis yra tai - kas mums ištikrųjų rūpi. Bet praeitis yra ateities pažinimo būdas. Vienas iš geologijos tėvų – Čarlzas Liajelis suformulavo labai svarbią geologijai tezę: “Dabartis yra praeities pažinimo būdas”. Dabar vis labiau suvokiame, kito panašaus teiginio reikšmę: “Praeitis yra ateities pažinimo būdas”. Ko gero numatyti ateitį remiantis nustatytais gamtos raidos dėsningumais praeityje ir yra didžiausia geologijos vertė ir svarba žmonijai. Koks žmogaus gyvenimo tikslas? Kol kas galime pasakyti tik vieną – išgyventi. Išgyventi kaip individui ir kaip rūšiai. Todėl mokslo, taip pat ir jo dalies – geologijos praktiniai tikslai yra pažinti žmogaus gyvenimo aplinką ir padėti jam išgyventi. Svarbiausi šiuolaikiniai geologijos tikslai, labai apibendrinant yra šie: Apsirūpinti ištekliais Apsisaugoti nuo stichinių pavojų Kurti aplinką tinkamiausią žmogui gyventi Numatyti aplinkos kitimą Apsirūpinti ištekliais; kurių žmonėms reikia dabar ir reikės ateityje. Jie lemia žmogaus gyvenimo ir išgyvenimo sąlygas. Taip buvo nuo seniausių laikų žaliavų įrankiams ir ginklams šaltiniai buvo jau akmens amžiuje vertinami naudojami ir ginami. Apsisaugoti nuo stichinių pavojų; Stichinės nelaimės yra pirmiausiai žemės drebėjimai, ugnikalnių išsiveržimai, cunamiai, uraganai ir taifunai, nuošliaužos. Prie jų reikia priskirti ir tokius reiškinius ir procesus, kaip klimato kitimas, gręsiantis pavojingų atmosferos reiškinių sustiprėjimu ir padažnėjimu, naujais apledėjimais, sausringumu ar lietingumu, pasaulinio vandenyno lygio kilimas, gręsiantis pakrantėms, kur yra daugiausiai gyventojų ir didžiausias jų tankumas, vandenyno srovių kitimas, asteroido kritimas – galintis sunaikinti visą žmoniją. Tokių pavojų galimybę iliustruoja žinomi romanai, filmai, kaip Nepriklausomybės diena, Juros periodo parkas, Diena poryt. Ir kiti. Jie primena apie geologijos svarbą. Bet labjausiai tai primena, aišku Kalėdų cunamis Indijos vandenyno, Naujojo Orleano tagedija ir kitos geologinės katastrofs. Kurti (ir saugoti) aplinką reikalingą žmogui Dar XIX amžiuje, pastebėjus naikinantį žmogus veiklos poveikį gamtai, buvo imta rūpintis jos apsauga. Tuo metu įkurti pirmieji draustiniai, nacionaliniai parkai, išskirti gamtos paminklai. Pavyzdžiui Jeloustono nacionalinis parkas JAV. Tokia veikla labai išsiplėtė ir dabar tapo visų valstybių politikos dalimi. Tam skirti specialūs įstatymai ir valdžios organai, įkurta ir daug tarptautinių organizacijų, aplinkos būklės kontrolės organų. Tačiau ši veikla neapsiriboja vien pasyvia apsauga to kas išliko gamtoje. Dabar pagrindinį vaidmenį vaidina aplinkos kūrimas, tokios kuri reikalinga žmogui, apimant tiek tai kas sukurta žmogaus, tiek tai, kas susidarė gamtoje jam tiesiogiai nedalyvaujant. Tai vadinama teritoriniu planavimu ar panašiais vardais. Tai aukštesnio lygio veikla, nes ji apima tiek gamtos apsaugą siaurąja prasme, tiek atstatymą, atkūrimą to kas joje buvo, bet buvo prarasta, tiek sukūrimą naujų dalykų, reikalingų žmogui. Žmogus yra egocentriška būtybė, kuriai jo būtis (buvimas, išlikimas) yra svarbiausias tikslas. Todėl žmogus, turint galvoje žmoniją apskritai niekada gamtos nesaugojo, bet ja naudojosi. Jis ir negalėjo to daryti, nes žmogaus, kaip ir visų gyvų organizmų fiziologinis mechanizmas yra medžiagų ir energijos apykaita su aplinka, kurios metu jos kitimas yra neišvengiamas. Todėl žmogus ir negali ir neturi saugoti gamtos apskritai, visumoje, nieko joje nekeisdamas.Ir pati gamta savęs nesaugo. Tačiau jis turi (ir, galbūt, gali) elgtis protingai, tai yra kurti aplinką tokią, kokia jam yra reikalinga, palankiausia jo buvimui ir išlikimui. Ir tai darydamas, jis, be abejo, turi išsaugoti tuos natūralius gamtos elementus, kurie jam fiziologiškai ir psichologiškai reikalingi, išsaugoti juos visumoje, atsižvelgdamas į jų sistemą, savitarpio ryšius. Todėl jis turi vengti tokios savo veiklos, kuri tam kenkia. O tam kad tai būtų įmanoma, žmogus turi pažinti aplinką, joje vykstančius reiškinius ir procesus, mokėti juos nustatyti ir numatyti savo veiksmų pasekmes. Tam labiausiai ir tarnauja geologija, kaip mokslas, tai ir yra bene svarbiausias geologijos uždavinys, šiuo metu tampantis pirmaeiliu. Taip yra todėl, kad geologiniai procesai vyksta lėtai, juos sunku pastebėti, suvokti per vieną žmogaus gyvenimą. Žmonijos kolektyvinė atmintis irgi pernelyg trumpa ir silpna, kad perduotų patirtį iš kartos į kartą ir ją kauptų. Kaip tik tai ir yra mokslo tikslas ir priedermė. Pagaliau ir pati gamta kinta ir dažnai nepalankia žmogui kryptimi. Pastebėti tuo kitimus ir numatyti jų pasekmes yra dar vienas geologijos tikslas. Numatyti aplinkos kitimo pobūdį ir mąstus Žemė yra dinamiška, tai yra kaiti sistema. Tie pakitimai vyksta nuolat ir įvairiu mastu. Daugelį jų galima pastebėti remiantis vienos ar net kelių žmonių kartų patyrimu, pavyzdžiui upių erozija, jos slėnio formos kitimas, terasių slinktis, nuogulų perklostymas. Taip pat ir vėjo veikla. Pakanka prisiminti smėliu užpustytus Kuršių Nerijos kaimus. Tačiau yra ir ilgalaikių procesų, kuriuos pastebėti ir įvertinti galima tik mokslo dėka, tai yra gaunant žinių apie įvykius ir procesus tolimoje praeityje ir sistemingai kaupiant tas žinias. Pavyzdžiu gali būti apledėjimai. Pastaruoju geologiniu laikotarpiu jie vyksta reguliariai. Jau buvo bent keturi apledėjimai, paskutinis iš kurių baigėsi vos prieš 10000 metų. Daugelio mokslininkų nuomone, mes gyvename tarpledynmetyje, tai yra po 20-25 tūkstančių metų apledėjimai pasikartos. Įsivaizduokime, kas atsitiks su mūsų miestais, jų kultūros vertybėmis, nacionaliniais parkais, rezervatais ir kitais saugomais gamtos paminklais, per kuriuos perslinks ledynai? O juk apledėjimai – tai grynai gamtinis procesas, kuriam žmogus nedarė jokios įtakos. Jie vyko ir tolimoje praeityje, mažiausiai prieš 2,3 milijardus metų. Beje, klimato pakitimai, kurie sudaro prielaidas apledėjimams gali vykti labia greitai, palyginamai su vienos žmonių kartos gyvenimo trukme. Ar žmogus turi laukti apledėjimo, nieko nedarydamas, ar stengtis jo išvengti ir išsaugoti tai, kas jo aplinkoje yra vertingo? Turbūt tai retorinis klausimas, į kurį atsakymas iš anksto yra aiškus. Todėl klimato kaita ir jos prognozė yra vienas svarbiausių dabartinių geologijos uždavinių, kuris keliamas ir tarptautiniu mastu. Tačiau yra ir kitų geologinių procesų, labai svarbių žmonijai, kuriuos supprasti ir mokėti numatyti yra geologijos uždavinys. Tarp jų ir bene svarbiausias klausimas - suvokti žmogaus kaip rūšies vietą gamtoje, jos ateitį ir jos išlikimo perspektyva. Į tą klausima galima bandyti atsakyti tiriant visos gyvybės raidą, jos dėsningumus, veiksnius, nuo kurių ji priklauso, pradedant gyvybės atsiradimu. Beje, geologija aneapsiriboja Žemės tyrimu. Ji apima ir kitų Saulės sistemos kūnų tyrimus: meteoritų, asterodių, ir planetų bei jų palydovų. Tiesa, šiems atvejams yra bandoma pritaikyti atskirus mokslų pavadinimus: meteoritika, selenologija; areologija Geologijos sandara Geologijos sritis yra labai plati, todėl geologijos mokslą sudaro daug disciplinų, kurios apima gamtos objektus nuo atomo (geochemija) iki planetos (planetos geologija, tektonika). Pagal mokslų skirstymą geologija yra kryptis, kuri savo ruožtu skirstoma į keletą šakų: Geologija, geografija P 005 P 420 Petrologija, mineralogija, geochemija *** Kristalografija: žr. P 250 P 430 Mineralinės žaliavos, ekonominė geologija P 440 Tektonika P 450 Stratigrafija P 460 Sedimentologija P 470 Hidrogeologija, inžinerinė geografija, inžinerinė geologija P 500 Geofizika, fizinė okeanografija, meteorologija P 510 Fizinė geografija, geomorfologija, pedologija, kartografija, klimatologija *** Istorinė geografija: žr. H 280 P 515 Geodezija Paleontologija P 006 *** Paleobotanika, palinologija: žr. B 300 *** Paleozoologija: žr. B 330 *** Chronologija, datavimo priemonės: žr. T 510 Yra dar daug atskirų geologijos krypties šakų bei šakelių, išskiriamų pagal jų nagrinėjamus atskirus smulkesnius objektus, naudojamus tam tikrus metodus arba tam tikrą kitų šakų pasiekimų pritaikymą. Pavyzdžiui: sedimentologija, facijų ir formacijų mokslas, metalogenija, petrochemija, petrofizika, hidrogeologiją, inžinerinę geologiją, aplinkos arba ekogeologija, ekonominę geologiją. Geologijos metodai Geologinis kartografavimas - kompleksinis geologinės aplinkos tyrimas. Analitiniai metodai Geocheminė analizė: elementų ir izotopų nustatymas; mineraloginiai metodai; petrologiniai metodai; petrofiziniai metodai; paleontologiniai metodai; amžiaus nustatymas; kilmės ir susidarymo sąlygų nustatymas Distanciniai metodai geofiziniai: gravimetrija, magnetometrija, seisminiai metodai, kosminiai geochronologija Monitoringas – nuolatinis aplinkos būklės ir jos kitimo stebėjimas: hidrogeologinis; geocheminis; geodinaminis Dabartinė geologijos organizacinė sandara. Geologijos tarnybos; Mokslo tyrimų įstaigos; Tarptautinių ryšių tinklas: IUGS; IGCP; Nacionaliniai komitetai. Geologija Lietuvoje: LGT, GGĮ, VU Įmonės Nacionalinis komitetas. Lietuvos geologų sąjunga GEOLOGIJOS ISTORIJOS IR RAIDOS APŽVALGA Mokslo ištakos: Gamtos pažinimas prasidėjo dar žmogui tampant žmogumi. Ankstyvųjų Homo rūšių ypatybė buvo ta, kad jie ėmė naudoti įrankius. Įrankiams buvo naudojamos ne atsitiktinės medžiagos. Buvo parenkamos ir ieškomos tinkamiausios. Tam tikslui buvo tiriamos jų savybės ir ieškomos vietos kur yra vienos ar kitos medžiagos, pirmiausiai įvairūs mineralai ir uolienos. Seniausi sąmoningų uolienų naudojimo požymiai aptikti Rytų Afrikoje, ir Artimuose rytuose yra 2-3 mln. Metų senumo. Jau atsiradus šiuolaikiniam žmogui rinkėjų ir medžiotojų bendruomenėse aplinkos pažinimas vystėsi gana lėtai. Mokslo ištakų reikia ieškoti jau maisto gamintojų visuomenėse. Čia, atsiradus maisto pertekliui bendruomenė galėjo išlaikyti atskiras visuomenei naudingas jos narių rūšis, kaip vadai, žyniai, meistrai ir kariai. Kaip tik žyniai ir meistrai pradėjo kaupti žinias apie gamtą jos naudojimą, tarp jų ir geologines. Seniausiuose civilizacijos židiniuose jau be abejonių buvo sukauptos sistemingos žinios apie naudiongąsias iškasenas ir jų naudojimo galimybes.: „Derlingąjame pusmenulyje“. jau VI tūkst. p.m.e. buvo žinoma metalurgija, mokėta išgauti metalą iš rūdos. Reiškia mokėta surasti ir pažinti ir rūdas, žinota, kur yra jos telkiniai. Indija: Vedų geologija: Žemės amžiaus įvertinimas beveik 2 milijardais metų Kinija Egiptas – Seniausias geologinio turinio žemėlapis– mus pasiekė iš Egiptas, Sečio I arba Ramzio II laikai 14 amž. p.m.e. Neolitas: medžiagų įvairovė ir jų paieškos: • senieji kasėjai: Altajus, Mijenas Senosios religijos – gamtos pažinimo ir žinių perdavimo būdas Mitologija Mitas – tai pasakojimas, kuris parodo gimimą, gyvenimą, nuotykius, žūtį ar mirtį daugelio veikėjų – žmonių, dievų, didvyrių ir įvairiausių mitinių būtybių, o taip pat gyvūnų ir augalų (Eliade, 1969). Tos būtybės dažnai veikia daugelyje mitų. Be to mitas dažnai paaiškina reiškinių priežastis, jų esmę ir prasmę. Kitaip sakant mitas tai ne tik įdomus pasakojimas, bet ir žinių perdavimo būdas, atskleidžiantis žmonių supratimą apie jį supantį pasaulį, pažiūras, tikėjimus. Todėl mito ištakos yra tikrovėje. Dažnai jis atspindi tikrus įvykius, reiškinius, procesus. Tie tikrovės atspindžiai dažniausiai labai pasikeitę, nutolę nuo savo ištakų, pakeisti laiko ir žmonių psichologijos, užgožti ir sumaišyti su vėlesniais įvykiais. Tačiau vis vien maga rasti mituose tą tikrovės grūdą... Mitų žinovams, humanitarams tai padaryti sunku, todėl jiems gali būti naudinga gamtininkų talka. Jie gali įžvelgti daugiau, dėka savo žinių ir apie gamtą ir jos reiškinių supratimo, bei galėdami nustatyti jų pėdsakus praeityje. Todėl gamtiniainkai linkę įžvelgti tikrovės atspindžius ten, kur humanitarai mato vien fantaziją. Lernos Hidra ir šaltiniai Pagal Ilias Moriolakos šis padavimas susijęs su ypatinga hidrogeologine padėtimi Lernos apylinkėse, kur paplitusios stipriai sukartėjusios Olonos klintys. Iš jų trykšta daugybė didelio debito šaltinių, iki 100 mln. m3/metus. Moriolakoso nuomone Hidros galvos ir simbolizuoja tuos šaltinius. Heraklis kovojo su Hidra dėl jos žudančio, nuodingo kvėpavimo. Tai yra todėl, kad šaltiniai sukėlė didelio ploto aplink juos užpelkėjimą ir labai nesveiką aplinką žmonėms. Heraklis Sodomos ir Homoros žūtis, apie 4000-4500 BP; Žemės drebėjimas sukėlė nuošliaužas, kurios sukėlė cunamį Mirties jūroje, sunaikinusį Sodomą. Loto žmona, pavirtusi akmeniniu stulpu, nes atsigrįžo, tai - druskos diapyras, staiga išplautas iš jį dengusių sluoksnių cunamio bangos. Jan Bergstriom: Toras ir Hrungniras su Mokurkalfiu; Egiras, Odinas, jo devynios dukros, Heimdaliras ir Himinbjorgas Ginungagapa – Nivelheimas- Elivogene A. Seibučio pastebėjimai: Antikos geologija: Strabonas – teigė, kad bazaltas yra sustingęs lydalas Plinijus jaunesnysis. Vezuvijaus išsiveržimo aprašymas. Azijos ir Europos viduramžiai: Geologija dar neturėjo vardo, žinios buvo padrikos, vienašališkos, jas sudarė nerišlūs, stebėjimai ir aprašymai kuriuos darė gamtininkai, kalnakasiai. Apibendrino praktinę patirtį, vykdė stebėjimus, darė filosofinius apibendrinimus Abu Ali ibn Sina – Avicena, 980-1037 Gimė dabartiniame Uzbekistane, Samanidų imperijoje Svarbiausias darbas: Kitab al Šifa – Knyga apie gydymą. Domėjosi kalnodara. Pasiūlė uolienų ir mineralų skirstymą: akmenys, lydžios medžiagos (metalai), sieringos degios medžiagos, druskos. Šis skirstymas išliko iki XVIII amž. , ją naudojo dar Verneris. Teigė, kad fosilijos rodo vandenyno buvimą. Biruni (972-1048) Svarbiausios knygos: „Indija“ ir „Brangakmeniai“. Pastarojoje pateikti rinktiniai duomenys apie brangakmenius. Jis aprašė daugiau, kaip 100 mineralų ir uolienų ir paminėjo 300 jų pavadinimų. Išmatavo mineralų tankį; aprašė daug telkinių įvairiose šalyse: Vidurinėje Azijoje, Kinijoje, Indijoje, Ceilone, Egipte, Afrikos pietuose, apie Baltijos jūrą. Jo rašyti pirmieji autentiški mineralogijos tekstai, o tankio matavimai imti taikyti Europoje tik XVIII amž. Knygose jis išdėstė ir platesnes „geologines“ pažiūras. Taip jis laikė Žemę rutuliu, kuris sukosi apie Saulę; Georgas Baueris (Bauer) – Agrikola (Agricola), 1494-1555 gimė Gluchau, Saksonijoje. Buvo gydytoju, Chemnico miesto burmistru, bet labiausiai domėjosi žemės gelmių tyrimu ir kasyba. Apie tai rinko medžiagą, perskaitė maždaug šimto antikos autorių – graikų, romėnų darbus irjuos apibendrino savo veikaluose. Buvo vienu pirmųjų geologinių tyrimų pradininku. mineralogijos, paleontologijos, ekonominės, fizinės, struktūrinės geologijos srityse. Pirmas suskirstė mineralus ne pagal abėcėlę ar jų mistines savybes, bet pagal jų objektyviai nustatomas ypatybes. Jis rašė: „...mineralai skiriasi savybėmis, kurias galime stebėti – spalvą, skonį, kvapą, susidarymo vietą, gamtinį tvirtumą ar silpnumą, formą, pavidalą, ir dydį“. Savo sukauptas žinias Agrikola išdėstė knygose. „De Ortu et Causis Subterraneorum“ „De Natura Fossilium”, „De Re metallica“. Knygoje De Ortu et Causis Subterraneorum (1546) išdėstė fizinės geologijos pagrindus, aprašė vėjo, vandens veiklą, žemės drebėjimus, vulkanizmą Žemės vidaus šilumą. De Natura Fossilium (Apie fosilijų prigimtį) (1546). Yra indėlis į paleontologiją, mineralogiją, gemologiją. Fosilija čia reiškė bet kokį objektą, iškastą iš Žemės gelmių, ne tik suakmenėjusių organizmų liekanos. Čia jis aprašė mineralus, brangakmenius ir tikras fosilijas. „De Re metallica“ („Apie metalų prigimtį“) (1556) yra svarbiausias Agrikolos darbas, išleistas jau po mirties. Žodis „metalas“ tuo metu turėjo platesnę prasmę ir reiškė bet kokį mineralą. Suvedė ir apžvelgė tuometines žinias apie kasybą, jos būdus ir įrangą, paieškų metodus, lydymą ir netgi kalnakasių profesines ligas. Taip pat pateikė geologinių žinių apie rūdas, sluoksnius, jų slūgsojimą. Tai vienas pirmųjų indėlių į stratigrafiją ir ekonominę geologiją. Hukas (Hook) 1635-1703. Tai anglų mokslininkas, kuris tyrė fosilijas ir geologinius darinius. Jis tobulino mikroskopą bendradarbiaudamas su jo išradėjais olandais Hiuigensu, Levenhuku . Jis teigė, kad fosilijos yra buvusių gyvų organizmų liekanos, o ne gyvūnai gyvenę uolienose. Suvokė uolienų sluoksnius, kaip „pilietinės istorijos“ (civil history) puslapius, o fosilijas – kaip hieroglifus, kuriuos reikia iššifruoti. Pasiūlė idėją skirstyti Žemės istoriją į laikotarpius. „Paskaitos apie žemės drebėjimus“ (1705). Atanasijus Kircheris (Kircher) 1602-1680 buvo vokiečių matematikas, jezuitas, Viurcburgo universiteto profesorius . Parašė knygą “Mundus subterraneus” (1664), kurioje įsivaizdavo Žemę, kaip rutulį, kurio viduje yra ertmės užpildytos ugnimi (pyrohialicia), sujungtos tarpusavyje kanalais. Žemės viduryje yra didžiausia centrinė ugnies ertmė. Vandenynų vanduo kanalais patenka į Žemės gelmes ir įkaitęs pakyla atgal į paviršių kalnuose, kur ir išsilieja versmėmis iš kurių prasideda upės. Nicolaus Steno (1638-1686), kurio tikroji pavardė yra Nilsas Stensenas – buvo danas, irgi šventikas domėjęsis gelmių sandara. Jis laikė, kad sluoksnius sudarančios dalelės ir mineralai nusėdo iš vandens. Jo didžausias indėlis į geologiją yra sluoksnių superpozicijos arba perdengimo dėsnis - sluoksniuotoje storymėje seniausios uolienos yra apačioje, o jaunesnės viršuje. Remdamasis šiuo dėsniu Steno padarė išvadą, kad jei sluoksniai slūgso nehorizontaliai, arba nejaunėjimo tvarka, tai jų padėtis pakeista vėlesnių procesų. Michailas Lomonosovas 1711-1765 - rusų enciklopedistas: astronomas, chemikas, istorikas, poetas ir geologas. Mokėsi Peterburgo universitet ir Freibergo kalnakasybos akadmijoje. Parašė: "Слово о рождении металлов от трясения земли“ (pranešimas); "Первые основания металлургии или рудных дел" и "О слоях земных". 1763 Kantas (1724-1804) General Natural History and Theory of the Heavens Laplasas 1749-1827 Gimė Prancūzijoje. Tėvas prekiavo sidru. Parašė daug reikšmingų veikalų, tarp jų Dangiškąją mechaniką. Joje, diferencialinių lygčių pagalba aprašė universalios gravitacijos dėsnius veikiančius Saulės sistemoje. Aprašė Žemės formą. Išdėstė Žemės kilmės hipotezę. Šią knygą Laplasas įteikė Napoleonui Bonapartui. Kažkas jam buvo pasakęs, kad Laplasaso knygoje visai neminimas Dievas. Kai Napoleonas apie tai paklausė autoriaus, jis atsakė: Je n'avais pas besoin de cette hypothèse-là.'' – tokios hipotezės man neprireikė“. Herojinis geologijos amžius - šiuolaikinės geologijos pradžia Mokslininkai paminėti aukščiau dar nebuvo geologai tikrąja to žodžio prasme, nes ir geologijos, kaip atskiro mokslo tada dar nebuvo. Šie mokslininkai buvo pačių pažiūrų o žemės gelmių sandara ir esančiais jose objektais (uolienomis, mineralais, brangakmeniais, rūdomis, fosilijomis) domėjosi tik tarp kitų juos dominusių temų. Dauguma jų net nebuvo mokslininkais o šventikais, universitetų dėstytojais ar turėjo kitas profesijas. Tačiau XVIII amžiaus pabaigoje mokslas tapo atskira veiklos sritimi, atsirado mokslininkai tikrąja to žodžio prasme, na ir pats mokslas pradėjo skaidytis į atskiras šakas . Tarp tų šakų buvo ir mokslai tyrę žemę, kurie buvo vadinami geognozija, oriktognozija, mineralogija ar dar kitaip. Tuo metu geologija virto atskira mokslo šaka. Ėmė ryškėti jos objektas, kurtis specifiniai metodai, prasidėjo tiesioginis ir sistemingas Žemės tyrimas. Geologija pradėta dėstyti visuose didžiuosiuose universitetuose, bene pirmiausiai Freibergo kasybos akademijoje, Saksonijoje, Vokietijoje. Tuo metu, nuo XVIII amžiaus vidurio iki XIX amžiaus vidurio buvo padėti geologijos, kaip mokslo pagrindai. Geologiją tuo metu kūrė iškilios, bet atskiros asmenybės, todėl tas laikotarpis vadinamas geologijos herojiniu amžiumi. A.G. Verneris (Werner) – 1750-1817 Kalnakasybos inspektorius ir profesorius. Mineralogas sukūrė mineralų skirstymo ir atpažinimo sistemą. Nusprendė, kad geologija turi būti atskira mokslo sritis su savo tam tikrais metodais. Pradėjo dėstyti geognoziją (geologijos termino nepripažino), kaip akademinį dalyką. Dėl sveikatos nedaug keliavo, mažai dirbo laukuose, nedaug ir spausdino savo darbų. Išgarsėjo daugiausiai savo gausių mokinių dėka. Tarp jų beja buvo ir geologijos dėstymo pradininkas Vilniaus universitete Romanas Simanovičius. Kietai laikėsi neptunizmo pozicijų, laikydamas, akd dauguma yuolienų, tarp jų ir bazaltas susidarė nuosėdiniu būdu. Jo nuomone ugnikalniai susidaro dėl anglies degimo gelmėse. Gausių Vernerio mokinių ir jo didelio autoriteto dėka neptunitinės pažiūros plačiai paplito ir įsigalėjo. Tai nebuvo teigiamas poveikis geologijos raidai, nes mažai kas drįso toms pažiūroms prieštarauti. Vienas pirmųjų tai padrė D.Hatonas. Džeimsas Hatonas (Hutton) 1726-1797 škotų geologas, dirbęs Edinburgo universitete. Atėjo į geologiją po ilgų ieškojimų - studijavo teisę, baigė mediciną, domėjosim chemija, keliolika matų ūkininkavo iš tėvų paveldėtame dvare.Pradėjo dirbti Edinburgo universitete tik 1768 metais, tai yra sulaukęs 42 metų. Keliavo, stebėjo geologinius darinius ir bandė suprasti jų kilmę. Tai darė remdamasis pastebėtais faktais. 1785: parašė straipsnį „Žemės teorija arba tyrimas paviršiaus sudėties, tirpinimo ir atstatymo dėsnių Žemės rutulyje“ (Theory of the Earth, or an Investigation of the Laws Observable in the Composition, Dissolution and Restoration of Land upon the Globe). Vėliau jis jį išplėtė ikli trijų tomų veikalo, pilnai išleisto jau po jo mirties. Suformulavo aktualizmo arba uniformizmo principą, kuris teigia, kad tie patys vidiniai ir išoriniai procesai kuriuos stebime Žemėje dabar veikė nekintamai ir praeityje arba „Dabartis yra praeities pažinimo raktas“. Tiesiogiai tyrė uolienas ir darė išvadas, labai pažangias savo laikui. Įrodė magminę bazalto kilmę remdamasis s Holirudo paleovulkano stebėjimais (Hatono kontaktas). Nustatė geologinių procesų periodiškumą remdamasisi Sikaro nedarna Viljamas Smitas (Smith) 1769*-1839 anglų geologas, vykdęs geologinius tyrimus reikalingus kanalų statyboms Anglijoje. Atrado stratigrafinės koreliacijos metodą pagal būdingas fosilijas ir sluoksnių superpozicijos dėsnį ir faunistinės sekos principą: „. . . each stratum contained organized fossils peculiar to itself, and might, in cases otherwise doubtful, be recognised and discriminated from others like it, but in a different part of the series, by examination of them“. Naudodamas savo metodus ir principus sudarė Anglijos ir Velso geologinį žemėlapį, paskelbtą 1815 metais. Jo sudarymui rinko prenumeratą. Geologiniai žemėlapiai, rodantys įvairių rūšių uolienų išsidėstymą ir jų paplitimo ribas, pradėti sudarinėti ir anksčiau. Pavyzdžiui tai darė Žanas Getaras (Guetard) (1715-1786). Bet Smitas tai pradėjo daryti sistemingai ir remdamasis stratigrafijos metodu. Čarlzas Liajelis (Lyell) 1797-1875 Gimė tais pat metais, kai mire Hatonas. Mokėsi Oksforde. Baigė teisę, bet domėjosi geologija ir zoologija. Jo svarbiausias veikalas – trijų tomų „Geologijos pagrindai: esanys bandymu paaiškinti ankstesnius Žemės paviršiaus pakitimus atsižvelgiat į dabar veikiančias priežastis“ The Principles of Geology: Being an Attempt to Explain the Former Changes of the Earth's Surface, by Reference to Causes now in Operation (1830-1833) išleistas net 12 kartų. Yra aktualizmo ir skleidėjas ir uniformizmo įtvirtintojas. Jo teiginys: “Dabartis - praeities pažinimo raktas“ Bičiuliavosi su Č.Darvinu, kuris panaudojo Liajelio duomenis ir jo uniformistines pažiūras savo evoliucijos teorijoje. Pats Liajelis manė, kad gyvūnų ir augalų rūšys nepakito nuo to laiko, kai atsirado. Kai jis susipažino su Darvino evoliucijos teorija, pasakė: „Dabar supratau kad aš ėjau klaidingu keliu“ ("I now realize I have been looking down the wrong road."). Žoržas Leopoldas Kretjenas Frederikas Dagobertas Kiuvje (Cuvier) 1769*-1835 Mokslo Napoleonas; baronas, Valstybės konsulas, Garbės legiono ordino Didysis karininkas, akademijos narys ir kt. Garsus paleontologas. Katastrofizmo idėjos autorius, teigiančios, kad Žemę laikas nuo laiko ištinka katastrofiniai geologiniai reiškiniai, kurių metu žūva ir atsinaujina gyvūnija. Adamas Sedžvikas (Sedgwick) Kembridžo auklėtinis ir profesorius 1839 m. Sedžvikas kartu su Murčisonu kartu paskelbė savo tyrimų Devonšire rezultatus, kur jie nustatė tam tikras fosilijų bendrijas ir pavadino sluoksnius, kuriuose jie buvo - devonu, tuo pasiūlydami naują geologinės istorijos periodą. Murčisonas, šiaurinio Velso sluoksniuose, nustatė ypatingas fosilijų bendrijas, kuriose buvo daug trilobitų, brachiopodų, bet labai mažai žuvų. Murčisonas pavadino šią sistemą Siluru (pagal keltų gentį). Sedžvikas dirbo centriniame Velse ir tenai išskyrė atskirą sistemą žemiau siluro, kurią pavadino kambru (pagal lotynišką Velso pavadinimą - Cambria). Šiuos rezultatus jie paskelbė bendrame straipsnyje 1835 m.: On the Silurian and Cambrian Systems, exhibiting the order in which the older sedimentary strata succeed each other in England and Wales. Tačiau vėliau, ėmus tiksliau koreliuoti šias sistemas Sedžviko kambro viršutinė dalis persidengė su Murčisono siluro apačia. Jis ėmė laikyti, kad visas kambras yra siluras. Tik vėliau buvo surastos būdingosios kambro fosilijos, skirtingos nuo silurinių ir išskirta atskira sistema tarp jų – ordovikas. Dirbant Sedžvikui Velse, 1831 metais, jo asistentu buvo jaunas Kembridžio absolventas - Čarlzas Darvinas, kuris greit po to išvyko į kelionę aplink pasaulį laivu “Biglis” Sedžvikas buvo užkietėjęs katastrofistas, nepripažinęs evoliucijos. Todėl, kai jis susipažino su darvino pažiūrom, parašė jam: I did not think you a good tempered & truth loving man I should not tell you that. . . I have read your book with more pain than pleasure. Parts of it I admired greatly; parts I laughed at till my sides were almost sore; other parts I read with absolute sorrow; because I think them utterly false & grievously mischievous-- You have deserted-- after a start in that tram-road of all solid physical truth-- the true method of induction. . . Roderikas Impis Murčisonas (Murchison) Kariškis, Seras, Baronetas geologijos džentelmenas “ politiškai galingiausias XIX amžiaus geologas” garsiausias lapių medžiotojas. Paskutinis turtingas nepriklausomas geologas-gentelmenas. (wealthy gentleman geologists). Vienas paskutiniųjų herojinio geologijos amžiaus veikėjų Susidomėjo geologija būdamas 32 metų, bet labai aktyviai ėmėsi tyrimų, ne tik Anglijoje, bet ir kitur – tyrė Alpes, Prancuzijos Overnės rajoną, Skandinaviją, 1840 vadovavo ekspedicijai į Rusiją, Uralo kalnus, kurią vainikavo permo sistemos išskyrimas. Murčisonas kartu kartu su Sedžviku išskyrė beveik visas paleozojaus sistemas: C, S, D, P buvo dideli draugai, kartu dirbo bet vėliau, susiginčyję dėl kambro-siluro ribos susipyko ir tapo priešais. Adamas Aleksandras Humboltas (Humboldt) – 1769*-1859 Geologas, geografas, bologas, etnografas. Keliautojas. Paskutinis enciklopedistas. Gigantiškos publikacijos beveik visose mokslo šakose: geologija, petrologija, geografija, meteorologija, okeanografija, etnografija, biologija, zoologija, botanika, fizika, fiziologija. Vernerio mokinys. XX amžiaus geologijos revoliucija: • tikslių analitinių metodų pritaikymas ir paplitimas; • Žemės giluminių sferų pažinimas; • vandenynų dugno pažinimas; • geologinių kūnų ir procesų laiko nustatymas radiologinio datavimo metodų pagalba; • litosferos plokščių tektonikos sukūrimas; • visos Žemės geologinio žemėlapio sudarymas; • kitų planetų geologinio tyrimo pradžia; • aplinkos raidos ir kaitos pažinimas tampa vienu svarbiausių geologijos tikslų. Geologijos raida Lietuvoje: Lietuvoje, geologijos mokslas ir mokymas prasidėjo Vilniaus universitete, tuo metu Didžiosios Lietuvos Kunigaikštystės Vyriausioje mokykloje, kur 1781 m buvo įsteigta Gamtos istorijos kabinetas (katedra), apimantis botaniką, zoologiją ir mineralogiją. Mineralogija tada apėmė ir kitas geologijos disciplinas. Tai buvo pirmoji gamtos mokslų katedra tarp visų jungtinės Lenkijos-Lietuvos valstybės aukštųjų mokyklų. Šioje katedroje buvo pradėta dėstyti ir geologiją. Buvo mokoma pažinti ir skirstyti mineralus ir uolienas, aiškinamos jų susidarymo, visos Žemės sandaros ir kilmės teorijos. Pirmuoju jos vedėju (1781-1784) buvo Žanas Emanuelis Žiliberas (Gilibert). Jis dėstė gamtos istoriją, o jos sudėtyje – mineralogiją, tiksliau oriktokgnoziją ir geognoziją. Įkūrė Mineralogijos kabinetą ir atvežė pavyzdžius iš Gardino, kur dirbo ligi tol. Parašė pirmą straipsnį apie Lietuvos smėlio mineraloginę sudėtį. Žiliberą pakeitė Georgas Forsteris (1784-1787 m.). Jis buvo apiplaukęs aplink Žemės rutulį su Dž. Kuko ekspedicija. Taip pat A-G.Vernerio mokinys. Vėliau kabinete dirbo Ferdinandas Špicnagelis (Spitznagel). Stanislovas Bonifacas Jundzilas (Jundzill). Dirbo katedroje nuo 1797. Dėstė gamtos istoriją, mineralogiją, rengė ekspedicijas į Naugarduko apylinkes, po Lietuvą. Parašė veikalą apie: Stakliškių sūriuosius šaltinius – „O žrodlach solnych I soli Stokliszskiej. 1792”. XIX amžiaus pradžioje, Imperatoriškajame Vilniaus universitete buvo įkurtas Fizikos ir matematikos fakultetas, kuriame turėjo būti dėstoma ir gamtos istorija. Tam buvo skirta ordinarinio profesoriaus vieta ir įsteigta Gamtos istorijos katedra, veikusi - 1803-1832 metais. Gamtos istorijos katedroje 1803 m buvo įvesta mineralogija, kaip atskiras kursas. 1804 rugsėjo mėnesį VU rektorius Stroinovskis raštu pakvietė A.G.Vernerį dėstyti mineralogiją, bet jis atsisakė ir patarė į tą vietą paskirti savo mokinš Romaną Simanovičių. 1804 m buvo įkurtas Mineralogijos kabinetas, o Mineralogijos katedra de jure pradėjo veikti 1822 m. Mineralogija buvo dėstoma kaip atskiras, papildomas dalykas Fizikos ir matematikos mokslų skyriuje (Garbowska, 1994). Pirmuoju jos dėstytoju ir tapo Romanas Simanovičius (1768-1814). Jis buvo baigęs DLK Vyriausiąją mokyklą ir papildomai mokėsi Freibergo kalnakasybos akademijoje pas garsųjį neptunistą A.G.Vernerį, lankėsi Vengrijoje, surengė ekspedicijas, po Volynę, Baltarusiją, Lietuvą. Surinko mineralų rinkinį – apie 15 000 pavyzdžių. Laikėsi neptunistinių pažiūrų. Parašė pirmą mineralogijos mokymo priemonę: “O stanie dzisiejszym Mineralogii” – 1806; Nomenklatura mineralow pojedynczich, czyli oriktognosticzny-mineralogiczna przesz s.p. R.Symonowicza 1815 (parengta Bogatko po R.Simanovičiaus mirties) Feliksas Dževinskis (Drzewinski), 1813-1817 metais dėstė mineralogiją. Buvo fizikas, vėliau mokėsi jos Paryžiuje. Parašė 611 puslapių vadovėlį: „Początki mineralogii podlug Wernera. Wilno, 1816”, straipsnių Vilniaus spaudoje: O kamieniach meteorycznych I pszyczynach mogących je tworzyc – Dziennik Wilenski, 1825 J. Horodeckis, vadovavo Mneralogios kabinetui 1817-1824 Rinko riedulius ir tyrė jų mineralus Viename riedulyje rado retą mineralą petalitą ir išskyrė Li oksidą. Kitame riedulyje nustatė jam nežinomą mineralą, kurį pavadino vilnitu. Vėliau jis pasirodė jau žinomo mineralo volastonito atmaina. Juozas Jundzilas, botanikas Skaitė mineralogijos kursą 1824-25, Ignacas Jakovickis 1825-32 Dėstė geognoziją. Dirbo laukuose, kartu su Eichvaldu. Parašė vadovėlius universitetui ir bendro lavinimo mokykloms: Krotki wyklad oryktognozyi i geognozyi. 1825, Wyklad oryktognozyi i poczętkow geognozyi 1827. 396 s. Mineralogia Zastosowana do sztuk, rzemiosly, fabrik I rolnictwa. Uložona dla klasy III szkol powiatowych. 1827. Obserwacje geognostyczne w guberniach zachodnich i poludniowych panstwa Rosyjskiego. 1831 Norbertas-Alfonsas Kumelskis, dirbęs bibliotekoje ir domėjęsis geologija, parašė net keletą mineralogijos ir petrografijos vadovėlių 30 ar net 60 švietėjiškų straipsnių (A.Grigelis,2003) ir sudarė mineralų pavyzdžių saugomų Vilniaus universiteto muziejuje sąrašą (rejestrą). Viso per Mineralogijos kabineto ir katedros veiklos laikotarpį išleista net 12 mokymo priemonių. Mineralogijos kursas, dėstytas Vilniaus universitete buvo vienerių metų. Paskaitos buvo skaitomos po 5-6 val per savaitę. Jas klausė apie tračdalis VU studentų. Įvairiais metais jį klausiusių studentų skaičius, svyravo nuo 60 iki 219. Jakovickio paskaitas lankė iki 230 studentų. Iš viso, per 21 metus (kiek yra žinių apie mineralogijos dėstymą) šį kursą išklausė 3007 studentai (kitais duomenimis 2619 studentų), t.y. apie ketvirtadalį bendro universitete studijavusiųjų skaičiaus (Garbowska, 1994). Iš viso minerlogijos kursą 1803-1830 išklausė. Iš viso mineralogijos egzaminus laikė, siekdami filosofijos kandidato – 474, filosofijos magistro – 46, filosofijos daktaro – 5 studentai (Garbowska, 1993; 1994; Grigelis, 2003). Universiteto mokslininkai rengė geologines ekspedicija po Lietuvą, Baltarusiją, Ukrainą, ieškojo naudingųjų iškasenų, surinko ir paskelbė vertingos mokslinės medžiagos. Buvo kaupiamas mineralų, uolienų ir fosilijų rinkinys. Jis pradėtas rinkti dar DLK Vyriausios mokyklos laikais ir nuolat papildomas dėstytojų rinkiniais, perkamomis kolekcijomis ir dovanomis. R.Simanavičiaus kolekcijoje, kurią universitetas įsigijo 1813 metais, po jo mirties už 1200 rublių, buvo 14867 pavyzdžiai. Vėliau ją papildė I.Horodeckis. Viso Mineralogijos kabineto rinkinyje buvo iki 20800 pavyzdžių. Tuo metu Vilniaus universitetas kuravo daugelį mokyklų Lietuvoje, Baltarusijoje ir Ukrainoje. Kai kurios irgi turėjo geologinių pavyzdžių rinkinius. Tokiu būdu Vilniaus universiteto žinioje buvusių geologinių pavyzdžių skaičius galėjo siekti apie 50000 (Garbowska, 1994; Vilniaus universiteto istorija 1803-1940, 1977). Vilniaus universitetas tuo metu buvo europinio lygio geologijos mokymo ir taip pat tyrimų centras, pranokęs šiuo požiūriu kitas Lietuvos-Lenkijos aukštąsias mokyklas. VU garbės nariais buvo Kiuvje, Bronjaras. Ir po to, kai caro valdžia 1832 metais uždarė Vilniaus universitetą, jo auklėtiniai tęsė geologinius tyrimus svetur. Universiteto studentai buvo įkūrę slaptą filomatų draugiją. Jai priklausė pasišventę mokslui ir Tėvynei studentai, puoselėję ir nepriklausomybės atkūrimo idėjas. Po to kai caro valdžia išaiškino ir sunaikino draugiją, dešimtys jos narių buvo išblaškyti po pasaulį. Daugelis jų ir kituose kraštuose nuveikė didelių darbų. Tarp filaretų buvo garsiausias Lietuvos ir Lenkijos poetas Adomas Mickevičius, mažiau žinomi poetai ir literatai, kaip Antonis Edvarda Odyniecas, Aleksandras Chodzka - poetas, orientalistas, persologas, paskelbęs epą “Kior Ogly”. . Kai kurie iš jų dirbo ir geologijos srityje, pasinaudodami žiniomis, kuriasd gavo klausydami minralogijos paskaitų. Reikšmingiausius darbus petrologijos, mineralogijos naudingųjų iškasenų telkinių mokslo srityje nuveikė Ignacas Domeika, dirbęs Čilėje (Motuza, 2002, 2003). Tomašas Zanas, nutremtas į karinę tarnbą Orenburge dalyvavo geologiniuose tyrimuose, aukso paieškose Prieuralėje, Urale, Vakarų Sibire. Surinko geologinius rinkinius, etnografinės medžiagos. Buvo A.Humbolto ekspedicijos vadovu. Dirbo Peterburgo Gornyj institute bibliotekininku, Kalnakasybos departamente, atliko tyrimus ir Lietuvoje (Druskininkuose Janas Krinickis Charkovo universitete dėstė mineralogiją, buvo adjunktu, profesoriumi, Zoologijos katedros vedėju. Adamas Suzinas, taip pat nutremtas į Orenburgą rinko geologinius rinkinius kraštotyros muziejui. Garsūs mokslo srityje buvo ir kiti universiteto auklėtiniai: Jozefas Kovalevskis išsiustas į Kazanę. Studijavo arabų, persų, totorių, buriatų, tungusų ir kitų mongolų tautelių kalbas. Ketverius metus keliavo po Rytų Sibirą, vėliau Kiniją, Mongoliją, Užbaikalę. Išleido mongolų kalbos gramatiką, dviejų tomų mongolų chrestomatiją, trijų tomų mong-rusų-pranc žodyną. Tris kadencija buvo Filologijos fakulteto dekanu. Kazanės universiteto rektoriumi. Buvo Varšuvos Imperatoriškojo Universiteto profesoriumi, dekanu, katedros vedėju, bvo išrinktas Prancūzijos akademijos nariu. Jo biblioteka buvo perduota Vilnius viešajai bibliotekai. Juozas Chodzka – geodezininkas. Pirmas įkopė į Araratą 1850 m.. Parašė “Kaukazo geografija ir orografija”. Buvo generolas. Adolfas Januškevičius – Parašė veikalą apie kazachų etnografiją išleistą Paryžiuje ir Berlyne. Visi jie – „prrastoji karta“, galėję daug nuvekti savo kraštui. Kitai kartai priklausė kitas išeivis iš Lietuvos, taip pat pasižymėjęs geologijos srityje - Jonas Čerskis, gyvenęs 1845-1892 Vilniaus bajorų instituto mokinys, entuziastingai prisidėjęs prie 1863 sukilimo ir tų pačių valstiečių, kuriuos jis pasiryžo ginti, suimtas ir perduotas malšintojams. Rekrūtas, Sibiro tremtinys, kelaiutojas ir savamokslis tyrinėtojas, užsidegęs geologija, likimo valia, sutikęs geologus A.Čekanovskį ir G.Potaniną. Pagaliau, pripažintas mokslininkas, paskelbęs per 90 darbų iš geologijos, geografijos, zoologijos ir archeologijos, atradėjas, kurio vardą turi net penkios Sibiro vietovės, trijų naujai aprašytų gyvūnų pavadinimai. Jono Čerskio surastas ir jo vardu pavadintas didžiulis kalnagūbris šiaurės rytų Azijoje, tarp Indigirkos ir Kolymos upių, buvo vienas paskutiniųjų reikšmingų geografinių atradimų padarytų žemynuose. Jis - vienas tos paskutinės XIX amžiaus vidurio didžiųjų geografinių atradimų epochos žmonių, kaip Pradėjęs tyrinėjimus nuo palyginti trumpų kelionių Baikalo pakrančių kalnagūbriais J.Čerskis ėmėsi tokio masto darbų, kaip visų Baikalo pakrančių tyrimai kelių tūkstančių kilometrų ruože, trukę ketverius metus, geologiniai tyrimai palei Sibiro pašto traktą, nuo Baikalo iki Uralo ir, pagaliau, paskutinė trejų metų ekspedicija nuo Jakutsko iki Kolymos žiočių ir atgal, kurios pats Čerskis nebeužbaigė. Jis svajojo ir apie kelionę į Kamčatką sausumos keliu, tyrinėjimus Ledjūrio salose ir kitus žygius į tuo metu dar baltas dėmes geografiniame ir geologiniame žemėlapyje. Tačiau tai nebuvo vien kelionės dėl keliavimo. Kiekviena iš jų siekė aiškių mokslinių tikslų, buvo tarsi eksperimentas, patikrinti kokiai hipotezei ar surinkti trūkstamos medžiagos. Ar buvo apledėjęs Rytų Sibiras, kiek toli į pietus siekė Ledjūris, kaip jungiasi kalnagūbriai ir kaip jie susidarė, kokie gyvūnai gyveno Sibire ledynmečiu ir kokios čia buvo sąlygos - tai tik pavyzdžiai tokių užduočių. Jonas Čerskis kėlė sau tokius tikslus ir sugebėjo juos sėkmingai spręsti nebaigęs jokių mokslų išskyrus savarankiškas studijas iš sunkiai gautų Sibiro sąlygomis knygų ir bendravimo su profesionalais, dažnai tiktai laiškais. Formalus klausimas apie jo išsilavinimą kilo Peterburgo valdininkams pildant kažkokią anketą jau tada, kai J.Čerskis buvo apdovanotas Rusijos geografijos draugijos sidabro ir aukso medaliais ir išvykęs į Kolymos ekspediciją. Ant to, neatsakyto užklausimo liko tik atžyma pieštuku: "p.Čerskis mirė". Jo kelionėse surinkta medžiaga ligi šiol saugoma Rusijos muziejuose ir moksliniuos institutuose, kaip faktografinė mokslo bazė, o jos aprašymai sudaro šimtų puslapių tomus. Pirmas aprėpdamas tokius didelius plotus, jis turėjo daryti ir apibendrinimus žemėlapių pavidalu, kurti savo hipotezes ar teorinius modelius. Butent J.Čerskis sudarė pirmą Rytų Sibiro geomorfologinę - paviršiaus formų ir tektoninę - giluminės sandaros schemas, Baikalo regiono geologinį žemėlapį, kurias pagrindė ir savo originaliomis hipotezėmis apie raukšlinę Baikalo įdubos kilmę, laiptuotą Sibiro paviršiaus struktūrą arba "senąjį Azijos maumenį" tarsi branduolį apie kurį formavosi jaunesnės šio žemyno dalys. Daugelis išvadų ir hipotezių, paremtų nepakankamu duomenų kiekiu, su laiku nepasitvirtino, buvo pakeistos. Tačiau tuo metu jos buvo tarsi rodyklės į priekį jaunesniems mokslininkas kurie sekė jo nurodytu keliu.Tarp jų buvo ir tokių geologijos klasikų, kaip rusas S.Obručevas ar austras E.Ziusas. Kita vertus, J.Čerskio atlikta ir labai gilių bei nuodugnių tyrimų. Pavyzdžiui jį labai domino Sibiro ledynmečio gyvūnija. Surinkęs gausybę medžiagos - kaulų ir netgi minkštų audinių liekanų urvuose ir upių atodangose jis kruopščiausiai juos aprašė ir išanalizavo, tapdamas geriausiu tos srities žinovu ir autoritetu. Būtent šių tyrimų tikslu jis leidosi ir į savo didžiausią, paskutinę kelionę. Tačiau nemažiau įspūdinga ir patraukli yra Jono Čerskio asmenybė, amžinas klausimas: "turėti ar būti?". Gal ir J.Čerskiui toks klausimas, kilo, nes Sibire tuo, kapitalizmo kilimo metu buvo geros sąlygos verslams, klestėjo prekyba kailiais, medžiu, kasyba ir kitokie verslai, naujose žemėse radosi naujų milijonierių? Tačiau "buvimas" - tyrimai, ieškojimai buvo vienareikšmiškas jo pasirinkimas, kurio prasmingumu jis neabejojo. Tarsi H.Ibseno Brandas, atkakliai kilęs į savo kalnų bažnyčią, tikėdamas savo pašaukimu, vesdamasis paskui save žmones, aukodamas artimuosius. Ir J.Čerskis, amnestuotas, atstatęs bajoriškas teises, persikėlęs į Peterburgą, pripažintas, gavęs ramų darbą, vėl leidžiasi į kelerių metų kelionę po laukines šiaurinio Sibiro platybes, kartu pasiimdamas žmoną ir vos dvylikos metų sūnų, nors jautė, kad gali iš jos ir negrįžti. Jau suskaičiavęs paskutines savo gyvenimo valandas, jis rūpinosi ekspedicijos užbaigimu, medžiagos išsaugojimu, į ją įdėtų lėšų pateisinimu. J.Lukaševičius 1863-1928 Studijavo Peterburgo universitete. Už pasikesinimą į carą Aleksandrą III nuteistas pakarti kartu V.Lenino broliu Aleksandru Uljanovo. Sušvelninus bausmę atsėdėjo Šliselburgo tvirtovės kalėjime 18 m. Kalėjime jis susidomėjo geologija, skaitė vadovėlius, mokslinę literatūrą ir pats ėmėsi daugiatomio veikalo “Žemės gyvenimas”. Šį darbą jis tęsė ir Vilniaus universitete. Didelė šio darbo dalis liko rankraščiuose. Buvo paskelbtas tik veikalas “Uolienų gyvenimas”, kuriame nagrinėjami metamorfizmas, magmatizmas, medžiagos apytakos ciklas Žemės plutoje ir kiti petrologijos klausimai. J.Lukaševičius filosofiškai apibendrino naujausius savo laikui duomenis šiais klausimais ir išryškino dėsningumus patvirtintus vėlesniais tyrimais (Žalūdienė, Motuza, 2001). Grįžęs į Vilnių, dirbo Stepono Batoro Universiteto profesoriumi. Dėstė mineralogiją, geologiją, geofiziką. Užsakė mokomąją šlifų kolekciją iš Vokietijos Geologija Stepono Batoro Universitete. Universiteto atkūrimo aktas pasirašytas J.Pilsudskio 1919.08.28, o jis atidarytas 1919.10.11 Čia veikė kelios geologijos pakraipos katedros, bet geologai nebuvo ruošiami. Geologija buvo dėstoma kitų specialybių studentams (farmacininkams, geografams, dirvožemininkams). Vyko ir mokslinis darbas. Buvo tiriami Vilniaus krašto kvartero dariniai, aprašytas pirmojo Lietuvoje gręžinio, išgręžto Druskininkuose 1931 metais iki kristalinio pamato kernas (Rydzevskis, B.Halickis). Nuoseklaiai tirti Vilniaus krašto kvartero rieduliai. Profesorius Stanislavas Malkovskis (Małkowski), pagrindinį dėmesį skyrė Vilniaus krašto riedulių ir Šiaurės Ukrainos (Volynės), tuo metu priklausiusios Lenkijai tyrimus. Siekdamas palyginti šios Ukrainos skydo dalies prekambro geologinę sandarą ir uolienas su Baltijos skydu, jis surengė išvykas į Suomiją ir parvežė gausius ir vertingus kristalinių uolienų rinkinius. Antonina Jaroševič-Klišinska-Halicka (Jaroszewicz-Kliszyņska-Halicka) tyrė Vilniaus krašto riedulius. Siekdama nustatyti jų kilmiavietes, ji buvo išvykusi į Švediją ir Suomiją, iš kur atvežė kelis šimtus kristalinių uolienų pavyzdžių. Šios kolekcijos labai pasitarnavo nustatant būdinguosius riedulius, o tuo pačiu ledyno slinkimo kryptis įvairių apledėjimų bei stadijų metu. Jomis naudojosi ir vėlesnių kartų tyrinėtojai. Pavyzdžiu gali būti monografija apie būdinguosius Baltijos regiono riedulius, parengta Lietuvos, Latvijos ir Estijos mokslininkų, kuriai panaudota ir minima kolekcija (Viiding ir kt., 1971). Šie rinkiniai ligi šiol yra saugomi Geologijos ir mineralogijos katedros Petrologijos kabinete. Bronislavas Rydzevskis (Rydzewski) ir Bronislavas Halickis aprašė uolienas Druskininkų gręžinyje, kuris pirmasis Lietuvos teritorijoje buvo pragręžtas iki kristalinio pamato. Geologija Kauno ir Vilniaus universitete Atkūrus Lietuvos nepriklausomybę buvo įsteigtas Kauno Vytrauto Didžiojo universitetas, kuriame buvo ir Geologijos katedra. Joje pradėjo darbą vėliau tapę profesoriais Mykolas Kaveckis ir Juozas Dalinkevičius. M.Kaveckis domėjosi nudingomis išksenomis, meteoritais, bet daugiausiai dėmesio skyrė organzacinei bei pedagoginei veiklai. Juozas Dalinkevičius atvyko į Lietuvą baigęs geologiją Pterburgo universitete. Jis yra sistemingų geologinių mokslinių tyrimų Lietuvoje pradininkas. Jo 61 metus trukusi mokslinė, pedagoginė ir visuomeninė veikla buvo nepaprastai vaisinga ir įvairialypė. Jis parašė daugiau kaip 100 mokslo veikalų, reikšmingų geologijos teorijai bei praktikai. Tai markšeiderystės ir topografijos vadovėlis, veikalai iš paleontologijos, stratigrafijos, tektonikos, paleogeografijos, mineralinių žaliavų, geologijos istorijos tyrimo sričių, įvairūs geologinio turinio žemėlapiai, tarp jų Lietuvos prekvartero geologinis žemelapis. Su J. Dalinkevičiaus vardu susijęs pirmųjų sistemingų Lietuvos žemės gelmių tyrimų organizavimas ir plėtotė. Ypač daug dėmesio ir jėgu jis skyrė geologinės medžiagos rinkimui bei analizavimui, organizavo kasmetines geologines ekspedicijas, kūre ir tobulino geologijos muziejus. J. Dalinkevičius - ilgametis Kauno ir Vilniaus universitetų geologijos katedrų vedėjas, pirmasis Lietuvos geologijos instituto direktorius. Nemažai dėmesio jis skyrė ir Lietuvos geologijos istorijai. Todėl visai pagristai J. Dalinkevičius vadinamas Lietuvos geologijos tėvu. ŽEMĖ KOSMINĖJE ERDVĖJE Žemė yra viena iš Saulės sistemos planetų, kuri yra Paukščių tako galaktikoje. Rieškinus vykstančius Visatoje lemia sąveikos, žinomos gamtoje. Jų yra keturios. Dvi veikiančia tarp elementarių dalelių tik iš labai arti ir pasireiškia atomo branduolyje. Tai stiprioji ir silpnoji branduolio jėgos. Dvi kitos veikia dideliu nuotoliu – tai gravitacinė ir elektromagnetinė. Jos sukuria Visatoje laukus, kurie lemia ir Žemės, kaip kosminio kūno padėtį bei būklę ir visus joje veikiančius geologinius procesus. Šiuolaikinio mokslo aprėpiama mūsų Visatos istorijos pradžia laikomas įvykis, vadinamas Didžiuoju Bumbtelėjimu (Trenksmu) (angl. Big Bang). Jis įsivaizuojamas, kaip sprogimas, didžiulės energijos išsiveržimas, kuri buvo sutalpinta į vieną tašką, beveik neturėjusį tūrio. Tai buvo energija, iš kurios ilgainiui susikūrė visa materija sudaranti Visatą. Didysis Bumbtelėjimas įvyko prieš 10-20 (15) milijardų metų. Per pirmas 3-4 minutes po Didžiojo Bumbtelėjimo susidarė elementariosios dalelės ir vandenilio bei helio. Tai buvo pirmieji Visatoje atsiradę cheminiai elementai, kurie ir dabar vyrauja Visatoje: vandenilis sudaro 71%, o helis – 28% visų elementų. Kiti cheminiai elementai sudaro tik apie 1%. Jie sidarė jau daug vėliau žvaigždžių ir Supernovų viduje vykstančių branduolinių reakcijų metu. Po 1 ar 2 milijardų metų Visatoje ėmė susidaryti dujų sankaupos – superklasteriai ir klasteriai, kuriuose medžiagos tankis buvo didesnis negu aplink juos. Pirmieji buvo 10000 o antrieji 30-1000 kartų didesni negu mūsų galaktika. Vėliau jie susiskaidė į galaktikas. Pradžioje galaktikos buvo kiek suploto dujų rutulio pavidalo, gana vienalyčio viduje, kurio skersmuo buvo keletas šimtų tūkstančių šviesmečių. Ilgainiui galaktikų viduje ėmė išsiskirti tankesnės rutulinės dujų sankaupos – globulės. Jos palaipsniui telkėsi, tankėjo ir pagaliau pasiekė tokį tankio lygį, kad prasidėjo jų savaiminis gravitacinis kolapsas. Kolapsas sukėlė dujų masės judjimą link globulės centro. To judėjimo kinetinė energijos ėmė virsti šiluma, kurią globulė ėmė spinduliuoti infraraudonųjų spindulių pavidalu. Toks darinys jau yra žvaigždė (Delsemme, psl.33). Pirmosios žvaigždės susidarė tokiu būdu iš dujų mišinio, kuriame buvo 76% H ir 24% He ir dar, gal būt, šiek tiek Li. Sutankėjus šiam dujų mišiniui į žvaigždes, jų viduje prasidėjo termobranduolinės reakcijos, kurių metu, priklausomai nuo žvaigždės masės ir įkaitimo susidarydavo skirtingi elementai – He, C,O,Mg,Fe, Si. Termobranduolinės reakcijos žvaigždėse (Delseme, p.44, supaprastinta) Termobranduolinė Reakcija. Degantis elementas Susidarantis elementas Įkaitimo temperatūra (mln K) Mažiausia masė Saulės vienetais 1H 4He 12C 16O 28Si 56Fe 4He 12C, 16O Mg 4He, 28Si, 23Mg 56Fe 4He 10 100 600 1500 4000 6000 0,1 2 4 8 15 20 Lentelė parodo pagrindinių elementų susidarymo reakcijas. Jie ligi šiol sudaro 99,9% Visatos materijos. Panašiu būdu susidarė ir kiti 83 elementai, bet jie sudaro tik apie 0.1%. Susidarydami visi tie elementai būna plazmos būvyje, tai yra susidaro tik jų branduoliai. Iš žvaigždės jie pasklinda po visatą arba novų ir supernovų sprogimo metu arba išnešami nuolat sklindančio žvaigždių vėjo. Tarp pasklidusių tarpžvaigždinėje erdvėje elementų be H ir He daugiausiai buvo O - 0,7%, CO - 0,3%, N – 0.1%, Fe - 0.1, Mg - 0.05%, Si – 0.05%. Tarpžvaigždinėje erdvėje atomai įgijo elektronus ir kartu galimybę jungtis tarpusavyje. Dėl santykinai didelio deguonies kiekio, jis oksidavo visus metalus ir vandenilį sudarydamas su juo junginį – vandenį. H2O yra labjausiai Visatoje paplitusi triatome molekulė. Labjausiai paplitusi dviatome molekulė yra CO. Žvaigždės buvo nevienodo dydžio, jų gelmėse vyko skirtingos termobranduolinės reakcijos, todėl ir pirminių elementų pasisikirstymas Visatoje buvo nevienodas. Tose vietose, kur „veikė“ mažesnės žvaigždės, „negaminusios“ deguonies, be oksiduotos medžiagos tarpžvaigždinėje erdvėje buvo ir redukuotos. Ten kur trūko deguonies Visatoje buvo neoksiduotos anglies grafito, deimanto pavidalu, grynuolės geležies, CN, CH, HCN (hidrociano rūgštis) molekulių. Tose vietose, kur buvo C ir H perteklius susidarė metalų karbido ir poliaromatinių angliavandenilių dalelės. Tokiu būdu įvairiose Visatos ir atskirų galaktikų vietose susidarė daug įvairių junginių tarp jų ir sudėtingų: CO, N2, H2O, H2CO, HCN, HNC, NH3, CH3OH, CH4, CH3-O-CH3, SO; SO. Be to žinoma dar 80 molekulių, iš kurių 60 yra organiniai junginiai. Tarp šių junginių yra ir molekulės, reikalingos gyvybei Žemėje atsirasti, vadinamos prebiotinėmis. Iš jų svarbiausios yra vanduo, formaldehidas (H2CO) ir hidrociano rūgštis (HCN). (Delsemme, p. 67). Jos yra pakankamai gausios Visatoje. Šitie junginiai, ledo, ar molekulių sankaupų pavidalu sudarė pirmas kietas daleles Visatoje, kurioje ligi tol medžiaga buvo tik plazmos ir dujų pavidalu. Tos kietos dalelės ir yra tarpžvaigždine medžiaga – dulkės iš kurių susidarė ir Saulės sistemos planetos, taip pat ir mūsų Žemė. Saulės sistemos sudėtis irgi atspindi elementų kiekybinį santykį Visatoje. Jos sudėtyje H, He kartu sudaro 98,1%, C,N,O,Fe, Mg, Si, S, Ne.- 1,87%, o visi kiti 82 elementai – 0,03%. Fe yra labjausiai paplitęs metalas. ŽEMĖ SAULĖS SISTEMOJE Paukščių takas, kuriame yra Saulės sistema yra viena iš spiralinių galaktikų, kurią sudaro apie 400 mlrd. žvaigždžių, taip pat dujos ir dulkės pasklidusios tarpžvaigždinėje erdvėje. Galaktiką sudaro branduolys – žvaiždžių santalka galaktikos centre, atrodanti tarsi išsipūtimas plokščiame dike. Diskas, kuriame yra didesnė dalis žvaigždžių, taip pat ir Saulė supa branduolį. Taip pat išskiriama išorinę juostą – “halo”, kurią sudaro daugiausiai senos žvaigždės. Saulė yra maždaug 30000 šviesmečių nuo jos centrinės santalkos. Ji susidarė apytikriai prieš 5 mlrd metų. Saulės sudėtis yra apytikriai tokia pati, kaip ir kitų žvaigždžių. Saulės sistemą sudaro pati Saulė, kuri yra žvaigždė, jos traukos lauke aplink ją besisukančios planetos ir smulkūs kosminiai kūnai - planetų palydovai, asteroidai; kometos, meteoroidai, dulkės ir dujos Visos planetos sukasi apie Saulę prieš laikrodžio rodyklę (jei žiūrėti iš viršaus) ir visos, išskyrus Plutoną, sukasi vienoje plokštumoje, kuri vadinasi ekliptikos plokštuma. Tai aiškinama tuo, kad jos visos susidarė iš vieno besisukančio disko pavidalo dulkių dujų ūko. Ši idėja buvo išsakyta dar P-S. Laplaso prieš 200 metų. Sudėtingiau paaiškinti Plutono sukimąsi ir padėtį Saulės sitemoje. Jo ekliptikos plokštuma yra palinkusi kampu į kitų palnetų plokštumą. Manoma, kad Plutonas galėjo būto kurios nors planetos palydovas (kaip Mėnulis) tik išmuštas iš „savo vietos“ dėl susidūrimo su kita planeta. Artimiausios Saulei arba vidinės planetos – Merkurijus, Venera, Žemė ir Marsas vadianmos Žemės grupės planetomis. Tolimesnės, išorinės plenetos vadinamos Jovijos arba Jupiterio grupė planetomis. Tai Jupiteris, Saturnas, Uranas, Neptunas ir Plutonas. Esminis skirtumas tarp jų yra tas, kad Žemės grupės planetos sudarytos daugiausiai iš kietos medžiagos, o Jovijos grupės – iš esmės yra dujų sankaupos, kurių tik branduoliai yra kieti. Čia išimtis yra vėlgi Plutonas, kuris, greičiausiai irgi yra kietas. Taip atsitiko todėl, kad susidarant planetoms, Saulės vėjas nupūtė dujinius junginius toliau nuo Saulės. Arčiau Saulės esančių protoplanetų traukos jėgos nepakako sulaikyti dujoms. Toliau nuo jos, kur Saulės vėjas buvo silpnesnis, kietos Jupiterio grupės protoplanetos jau sulaikė dujas ir sudarė aplinka save tankų jų apvalkalą. Pavyzdžiui Jupiteris turi kietą silikatinį-metalinį branduolį, kuries yra 10-20 kartų didesnis už Žemę, bet tai sudaro tik 0,5% jo bendro tūris kartu su dujiniu apvalkalu. Saulės vėjas yra aukštos energijos elmentariųjų dalelių, plazmos srautas skleidžiamas Saulės. Daugiausiai jį sudaro protonai ir elektronai, helionų. Tai galingas medžiafgos srautas. Vėjo pavidalu Saulė netenka ~10-14 masės per metus. Saulės vėjo greitis prie Žemės orbitos lygus 300-750 km/s (Astronomijos terminų žodynas. Internetas). Nuo saulės taip pat slinda ir elektromagnetinis spinduklaivimas – šviesa, ultravioletinės bangos, rentgeno spinduliai. Visos Saulės sistemos sudėtis irgi atspindi elementų kiekybinį santykį Visatoje. Jos sudėtyje H, He kartu sudaro 98,1%, C,N,O,Fe, Mg, Si, S, Ne.- 1,87%, o visi kiti 82 elementai – 0,03%. Fe yra labjausiai paplitęs metalas. Tačiau atskirų palnetų sudėtis žymiai skiriasi tiek nuo bendros Saulės sistemos sudėties, tiek tarpusavyje. Taip yra dėl medžiagos išsiskaidymo (diferenciacijos), dar susidarant saulės sistemos planetoms. Medžiaos išsiskaidymas vyksta ir toliau, jau pačiose planetose, taip pat ir Žemėje. Žemės kosminė aplinka yra svarbus veiksnys tiek susidarant Žemei, tiek jos tolimesnės raidos metu, tiek dabar ir ateityje. Kosminė medžiaga Saulės aplinkoje lėmė planetų sudėtį, smulkieji kosminiai kūnai – asteroidai, meteoroidai, kometos įtakojo Žemės paviršinių sferų susidarymą, sudėtį ir būklę – atmosferos ir hidrosferos, o gal būt ir gyvybės. Kosminė aplinka veikia ir dabar. Vienas svarbiausių veiksnių, veikiančių Žemę yra Saulės vėjas, elektromagnetinis spinduliavimas. Saulės spinduliavimas priklauso nuo kaičios Saulės būklės, procesų vykstančių jos gelmėse. Jis yra netolygus, tai sustiprėja, tai susilpnėja, keičias ir jo sudėtis. Vėjas stipriai veikia atmosferos, Žemės magnetinio lauko būklę ir jos paviršių. Žemė yra viena iš mažųjų, artimų Saulei planetų ir yra stipriai veikiama Saulės gravitacijos. Ją veikia ir aplinkinių planetų ir Mėnulio traukos jėga. Dar vienas svarbus Žemei veiksnys yra mažieji kosminiai kūnai – asteroidai ir meteoroidai. Jie susitelkę juosoje tarp Jupiterio ir Marso, vadinamame asteroidų žiede. Čia yra apie 4000 smulkių kūnų. Bendra jų masė sudaro tik 5% Mėnulio masės. Jie skrieja apie Saulę savo orbitomis, toje pačioje ekliptikoje, kaip ir planetos. Tačiau dėl tarpusavio susidūrimų jie gali būti išmušti iš savo orbitos. Tokiu būdu dalis jų skrieja link Žemės ir kartais krinta ant jos, padarydami nemažą įtaką jos paviršiaus būklei ir raidai. Kasdien ant Žemės nukrenta apie 100-1000 tonų meteoritinės medžiagos, daugiausiai dulkių. Dauguma meteoritų yra vieni seniausių objektų Saulės sistemoje. Kai kuriuose primityviuose, t.y. nepatyrusiuose žymios medžiagos diferenciacijos, meteorituose randama mineralinių objektų, senesnių ir už pačią Saulės sistemą. Tai tarpžvaigždinės medžiagos dulkių dalelės, sudarytos iš grafito, grynuolės geležies, silicio, titano, cirkonio, molibdeno karbidų, korundo, silicio ir anglies nitridų ir kitų paprastų junginių. Tarp jų yra ir mikroskopiniai deimantai, dėl smulkumo vadinami nanodeimantais (Daulton ir kt., 1996). Jau minėtos nelydžios medžiagos dalelės, cirkonai ir kiti mineralai yra ir seniausi datuoti Saulės sistemos mineraloginiai objektai. Didžiausias nustatytas nelydžių intarpų amžius yra 4,569+0.015 mlrd. metų. Nelydūs intarpai iš meteorito Aljende susidarė prieš 4,565-4.568 mlrd. metų. Gali būti, kad tai įvyko dar tarpžvaigždinėje aplinkoje, arba jau Saulės ūke, prieš pat jo kondensaciją (Allegre, 1995). Cirkonų iš mezosiderito Vaka Muerta amžius, nustatytas U-Pb metodu yra 4563+/-15 mln. metų. Patys seniausi iš meteoritų yra chondritai. Jie sudaryti iš pirminės, mažiausiai pasikeitusios Saulės sistemos medžiagos. Pagal sudėtį jie atitinka pirminę protoplanetinę medžiagą, iš kurios susidarė Saulė ir planetos. Jų cheminė sudėtis yra tokia pati kaip Saulės, tik lakiųjų elementų yra mažiau. Chondritai yra sudaryti iš tarpžvaigždinių dulkių, suspaustų, sutankintų, tačiau silpnai. Juos veikusi gravitacijos jėga tesudarė apie 1% Žemės traukos jėgos. Jie nepatyrė ir aukštos temperatūros poveikio, nebuvo išsilydę. Cheminiu požiūriu jie labai nevienalyčiai, tai yra juos sudarančios dalelės nėra cheminėje pusiausvyroje. Greta būna oksiduoti silikatai ir grynuolė geležis, tai yra visiškai redukuota medžiaga, nelydžios dalelės ir organiniai junginiai. Tai rodo, kad jų kiltiniai kūnai buvo smulkios planetezimalės, ne didesnio negu kelių šimtų kilometrų skersmens (Delsemme, 1998). Įdomiausia chondritų dalis yra chondrulės - paslaptingi rutuliukai, sudaryti iš magnio ir geležies silikatų. Chondritai sudaro 80% visų meteoritų, o chondrulės sudaro nuo 15 iki 75% jų tūrio. Reiškia, chondrulės - sudarė didelę dalį Saulės dulkių-dujų debesies, bent jau jo centrinėje dalyje, kur dabar yra ir mūsų Žemė. Jų susidarymas dar tebelieka mokslo mįsle. Jų amžius rodo, kad jos maždaug 2 milijonais metų jaunesnės už kitas chondritinius meteoritus sudarančias daleles ir susidarė, kai debesies temperatūra atvėso iki 900-600oK. Chondritai yra pagrindinė „statybinė medžiaga“ iš kurios susidarė Žemė ir kitos jos grupės planetos. Todėl laikoma, kad Žemės bendra sudėtis yra tokia pati, kaip chondritų. Tik Žemėje medžiaga vėliau išsiskaidė į skirtingos sudėties sferas. Ypatingą meteoritų grupę sudaro anglingi chondritai. Jų sudėtis dar artimesnė Saulei ir pirminei debesies medžiagai, nes juose išliko lakūs elementai ir jų junginiai, taip pat ir vanduo. Dažnai jie sudaryti iš žematemperatūrinių vandeningų silikatų ir kitų mineralų, kaip serpentinas, chloritas, gipsas, kalcitas, dolomitas, epsomitas, anglis, kurios būna iki 4-5%. Anglis būna grafito ir organinių junginių pavidalu - parafinų, bitumoidų, aromatinių junginių su azotu, siera, chloru, aminorūgščių, alkanų, cianidų, cukraus, įvairių alkoholių ir kt.. Tai nėra netikėta, žinant, kad Saulės sitemoje 98,1% vandenilis ir helis, 1.87% - C, N, O, Fe, Mg, S, Ne ir tik 0.03 –kiti elementai. Panaši buvo ir medžiagos sudėtis tarpžvaigždinėje erdvėje, kurioje nustatyta virš 80 molekulių, sudarytų iš minėtų elementų, tarp jų daugiau kaip 60 organinių. Tačiau meteorituose organinė medžiaga yra daug įvairesnė ir sudėtingesnės sandaros. Pavyzdžiui Murčisono (Murchison) anglingame chondrite, nukritusiame 1969 metais Australijoje, nustatyta 411 įvairių organinių junginių, tarp jų 227 alifatinės rūgštys ir 74 amino rūgštys (Delsemme, 1998, p.78). Šie junginiai dažnai jie yra sudėtingų molekulių pavidalu, kurių struktūra primena mikrodumblius, kokoidinių bakterijų ir cianobakterijų kolonijas. Jų skersmuo siekia 30 mkm. Manoma, kad šie junginiai turėjo didelės reikšmės gyvybės atsiradimui Žemėje. Tai duoda pagrindo hipotezėms apie kosminę gyvybės kilmę – panspermiją. Kometos. Kuiperio juosta. Oorto debsys. Žemės dydis ir savybės. Žemės pavidalas Žemė yra rutulys, kurio skersmuo yra apie 12,742 km. Tai vidutinis jos skersmuo. Tikrovėje, dėl išcentrinės jėgos susidarančios sukantis Žemei apie savo ašį, ji kiek iškyla ties pusiauju, susiploja ir jos skersmuo per pusiaują yra 43??? km didesnis negu per ašigalius. Didžiausias Žemės spindulys yra 6378,245 km. Žemės paviršius yra nelygus – jos paviršiuje yra kalnų ir įdubų. Didžiausi iš jų yra Džomolungma (Everestas) kurio aukštis yra 8,850 m virš jūros lygio ir Marianų duburys - 10,911 m žemiau jūros lygio. Tačiau Džomolungma nėra toliausiai nutolęs nuo jos centro paviršiaus taškas. Dėl praplatėjimo ties pusiauju, toks taškas yra Čimborazo kalnas Ekvadore. Patogumo dėlei Žemės forma laikomas kūnas, gaunamas pratęsus vandenyno paviršių po žemynais, tarsi juos nupjaunant. Toks kūnas vadinamas geoidu. Geoido paviršiumi laikomas pasaulinio vandenyno lygis ramybės būsenoje, kurioje jis niekada nebūna. Geoido forma artimiausia elipsoidui. Tačiau tai nėra taisyklingas elipsoidas, nes tikrovėje vandenyno paviršius nėra lygus. Pirmiausiai jo lygį veikia Mėnulio trauka, sukelianti potvynius ir atoslūgius. Jį veikia išcentrinė Žemės sukimosi jėga. Be to vandenyno paviršiuje yra įdubos ir iškilimai, kurias sukelia Žemės trauka, kuri yra nevienoda įvairiose vietose. Dėl šių priežasčių geoido paviršius gali būti iki 106 metrų žemiau ir iki 85 metrų aukščiau taisyklingo elipsoido pavišiaus. Žemės masė yra 5.98 x 1024 kg, o vidutinis tankis - 5,515 kg/m³. Žemės sukimosi greitis. Apibendrintai svarbiausios Žmės savybės yra pateiktos ....lentelėje, kartu su kitų planetų duomenimis. ....lentelė Saulės sistemos planetų ypatybės Merku rijus Venera Žemė Marsas Jupi teris Satur nas Uranas Nep tunas Plu tonas Skersmuo km 4880 12104 12756 6787 142800 120000 51800 49500 6000? Santykin. masė 0.06 0.81 1 0,11 317.9 95.2 14.6 17.2 ? Tankis Kg/cm3 5.4 5.2 5.5 3.9 1.3 0.7 1.2 1.7 ? Palydo Vai 0 0 1 2 13 10 5 2 0 Para (val) 1416 5832 24 24,6 9,8 10,2 11 16 153 Sant. metai 0.24 0.62 1 1.88 11.99 29.5 84 165 248 Atstumasnuo Saulės (mln.km) 58 108 150 228 778 1427 2870 4497 5900 Lyginant su kitomis Saulės sistemos planetomis matyti keletas išskirtinių Žemės ypatybių. Ji turi didžiausią tankį, magnetinį lauką, skystą branduolį. Jos mantijoje vyksta nuolatinis medžiagos judėjimas ir apykaita su pluta, o paviršiuje juda litosferos plokštės. Žemė vienintelė turi žemynus su stora ir lengva „granitine“ pluta. Pagaliau ji vienintelė turi skysto vandens ir, galbūt, vienintelė turi gyvybę. Nuo kitų planetų skiriasi ir Žemės vidinė sandara, kurią sudaro keletas skirtingos sudėties ir fazinės būsenos sluoksnių – geosferų. ŽEMĖS SUDĖTINĖS DALYS Žemė yra sistema sudaryta iš įvairaus sudėtingumo lygio darinių. Labai sąlyginai juos galima suskirstyti į tokias grupes: cheminiai elemenytai; junginiai – amorfiniai ir kristaliniai arba mineralai; uolienos; uolienų kūnai; struktūros - tektoninės ir kitokios kilmės; žemynai ir vandenynai; litosferos plokštės; geosferos. Cheminiai elementai Cheminiai elementai, jų atomai yra smulkiausi objektai, kuriuos nagrinėja geologija. Kartu tai stambesnių ir sudėtingesnių darinių sudėtinės dalys. Šiuo metu yra žinoma 118 cheminių elementų, iš kurių 93 surasti gamtoje, o kiti sukurti laboratorijose. Aukščiau trumpai aprašėme, kaip susidarė gamtiniai cheminiai elemntai, ir kaip jie paplitę Visatoje ir Saulės sistemoje. Žemėje jų kiekis yra kitoks, negu bendrai Saulės sistemoje. Ir pačioje Žemėje elementai irgi pasiskirstę labai netolygiai. Taip yra todėl, kad susidarant planetoms Saulės sistmoje įvyko medžiagos išsiskirstymas arba diferenciacija. Elementų išsiskirstymas nuol;atos vyksta ir Žemėje, geologinių procesų metu. Čia lemiamą vaidmenį vaidina elementų cheminės ypatybės. Svarbiausios iš šių ypatybių yra atomo spindulys, jo krūvis, branduolio masė. Elementai su skirtingomis ypatybės nevienodai elgiasi įvairių geologinių procesų metu. Yra skirtingas jų judrumas, aktyvumas, migravimas Žemėje arba atskirose jos dalyse. Nuo to priklauso elementų išsisklaidymas arba jų susikaupimas (koncentracija) mineraluose, uolienose, jų kūnuose, susidariusiuose vienų ar kitų procesų metu, o galiausiai ir geosferose. Tai labai svarbus reiškinys, nes jo metu susidarė planetų, taip pat ir mūsų Žemės vidinė sandara, jos sferos. Žemės plutos sudėtis labai skiriasi nuo Saulės sitemos ir bendros Žemės sudėties. Saulės sitemoje 98,1% sudaro vandenilis ir helis, 1.87% - C, N, O, Fe, Mg, S, Ne ir tik 0.03 – kiti elementai. Žemėj elementų pasiskirstymas jau kitoks, o plutos sudėtis dar labjau skirasi nuo pradinės Saulės sistemos sudėties. ....lentelėje kurioje palyginimui pateikta Saulės sistemos, Žemės ir jos geosferų sudėtis matyti skirtumas susidaręs persiskirsčius elementams. .....lentelė Žemės cheminė sudėtis Saulės sistema Žemė bendrai Žemės mantijos sudėtis Vandenyninė pluta Žemyninė pluta He ir H Fe Kiti 98,1 1,87 0,03 Fe O Si Mg Ni Ca Al S Na K Ti Kiti 34.1 28.2 17.2 15,9 1.6 1.6 1.5 0.7 0.25 0.019 0.071 0,53 O Si Mg Fe Al Ca Na K 44.8 21.5 22.8 5.8 2.2 2.3 0.3 0.03 O Si Al Fe Na K Mg Ca Ti Mn 43,6 23,9 8,8 8,6 1,9 0,8 4,5 6,7 0,9 47 30,8 8,4 3,5 2,89 2,8 1,33 3 0,3 0,06 46,3 28,1 8,2 5,6 2,4 2,1 2,3 4,2 0,6 (Pagal McDonough, Sun, 1995), mass [2] is: Trimonis Elementų judėjimą Žemėje laike ir erdvėje tiria atskira geologijos šaka – geochemija. Ji tiria elementų elgesį įvairių geologinių procesų metu ir sieja tai su tų elementų ypatybėmis. Paprastai, elementų su panašiomis cheminėmis ypatybėmis ir geocheminės savybėmis yra panašios. Geochemijos pradininkas, Norvegijos mokslininkas Viktoras Goldšmitas pagal tai suskirstė elementus į grupes. Jos parodytos ....lentelėje. ....lentelė V.Goldšmito cheminių elementų suskirstymas Siderofiliniai Chalkofiliniai Litofiliniai Atmofiliniai Biofiliniai Fe, Co, Ni, Pt Ru, Rh, Os, Ir, Au, Re, Mo, Ge, Sn, W, C, Cu, Ga, As, Sb, Ge Cu, Ag, Zn, Cd, Hg, Ga, In, Tl, Pb, Bi, S, Se, Te, Mo, Ge, As Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Al, Sc, Y, RŽE, Si, Ti, Zr, Hf, Th, P, V, Nb, Ta, O, Cr, U, H, F, Cl, Br, I, Mn H, N, O, He, Ne, Ar, Kr, Xe N, C, O, H, Ca, Mg, Na, K, P, S, Cl, Si, Fe Siderofiliniai, verčiant pažodžiui reiškia - „mėgstantys geležį“. Tai elementai kurie kaupiasi Žemės branduolyje. Jie lengviau lydosi, gali būti skystame būvyje. Litofiliniai – „mėgstantys uolienas“, turi polinkį jungtis su Si ir O, įeiti į silikatų sudėtį ir kauptis mantijoje ir plutoje. Jie ir sudaro daugumą šių geosferų uolienų. Chalkofiliniai – „mėgstantys sierą“ turi polinkį jungtis su siera, įeina į sulfidų sudėtį; jie negausūs silikatinėse geosferose.Tik tam tikrų geologinių procesų metu jie vietomis susikaupia plutoje didesniais kiekiais. Tokios vietos vadinamos rūdiniais telkiniais. Atmofiliniai – „mėgstantys orą“ yra lengvi elementai, labiausiai lakūs, sudaro laikus junginius, todėl Žemės paviršiuje daugiausiai būna dujų ar skysčių pavidalu, pavyzdžiui vanduo. Jie vyrauja ir atmosferos sudėtyje. Dar išskiriami biofiliniai elementai, kurie kaupiasi gyvuose organizmuose: N, C, O, H, Ca, Mg, Na, K, P, S, Cl, Si, Fe Svarbi cheminių elementų savybė yra jų paplitimas gamtoje. Ši ypatybė išreiškiama klarkais – atskirų elementų vidutiniais kiekiais visoje Žemėje, atskirose jos sferose ar atskirų rūšių uolienose.. Elementų paplitimas, kaip žinoma yra nevienodas. Didžiausią dalį Žemės masės sudaro tik 14 elementų, tai: O, H, Si, Al, Ti, Fe, Mg, Mn, Ca, Na, K, P, S, C. Žemės plutoje tik aštuonių elementų vidutinis kiekis sudaro daugiau kaip 1%, tai: O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K. Todėl minėti elementai vadinami pagrindiniais arba makroelementais. Visi kiti cheminiai elementai tesudaro apie 0,3%. Jie vadinami mikroelementais. Šie terminai nėra labai griežtas ir vienareikšmiškai apibrėžti, nes tam tikrose uolienose ar mineraluose ir kai kurie mikroelementai būna dideliais kiekiais ir atvirkščiai, atskirų makroelementų būna nedaug. Pagrindinių elementų kiekis paprastai išreiškiamas oksidų procentais. Mikroelementų kiekis išreiškiamas milijoninėmis dalimis (angl. parts per million arba ppm). Kartais naudojamas kitas dydis – gramai tonoje (g/t), arba 10-4%. Tai yra ta pati milijoninė dalis. Ypač maži kiekiai išreiškiami milijardinėmis dalimis (angl. parts per billion arba ppb) arba). Cheminiai elementai yra skirstomi ir grupuojami ir kitaip, pagal įvairius kitus poižymius, priklausomainuo to kas vienu ar kitu atveju yra svarbu. Pavyzdžiui, tiriant lydymosi Žemės gelmėse ir magminių uolienų susidarymo procesus išskiriami darnūs ir nedarnūs elementai. Darnūs sudaro sunkiau besilydančius ir anksčiau besikristalizuojančius mineralus, jie sudaro tvirttesnius ryšius kristalinėje gardelėje ir labiau „mėgsta“ būti kristale, tai yra kietame būvyje. Nedarnūs, priešingai, greičiau pereina į lydalą. Tai labai svarbi savybė. Kaip tik dėl tokio cheminių elementų skirtingumo, lydantis mantijai, susidaro skirtingos sudėties magmos. Jose būna daugiau Rb, Ba, Th, U, K, Nb, La, Ce, Sr, Nd, P, Hf, Zr, Sm, Ti, Tb, Y, nes šie elementai pirmiausiai pereina į lydalą. Įsiskverbdamos į plutą, tokios magmos prineša į ją daugiau nedarnių elementų, o mantijoje, priešingai kaupiasi darnieji. Tai lemia ir skirtingą šių geosferų cheminę sudėtį. Kristalai ir mineralai Cheminiai elementai Žemėje gali būti grynuolių pavidalu, bet dažniausiai sudaro junginius. Tiek grynieji elementai, tiek jų junginiai gali būti įvairioje fazinėje būsenoje -dujų, skysčio ir kieto kūno pavidalu. Medžiagos kietame būvyje gali būti ypatingoje organizacinėje būsenoje, vadinamoje kristalu. Kristalai (nuo gr. krištolas, ledas) – tai kieti kūnai kuriuose atomai (jonai, molekulės) susiję pastoviais jonų traukos ryšiais ir išsidėstę priklausomai nuo jų, sudarydami kristalinę gardelę. Ryšys tarp atomų ir molekulių kristaluose gali būti įvairaus pobūdžio – joninis, kovalentinis, metališkasis, van der Valso ar tarpinis. Priklausomai nuo sudėties tai yra kristalą sudarančių elementų atomų, jų savybių (jono dydžio, krūvio) kristalinės gardelės geometrinis pavidalas gali būti įvairus. Jis lemia ir pačių kristalų pavidalą, kuris gali būti labai įvairus. Visi gamtoje sutinkami kristalų pavidalai (formos) suskirstyti į septynias kristalografines sistemas arba singonijas: kūbinė, heksagoninė, trigoninė, tetragoninė, rombinė, monoklininė, triklininė. Kiekvienai tokiai singonijai priskirti tam tikro pavidalo kristalai. Pavyzdžiui kūbinės singonijos kristalai gali būti kūbo, oktaedro ir pentagondodekaedro pavidalo. Kristalų ypatybė yra tai, kad jie yra simetriški, tai yra pasukus juos tam tikru kampu aplink tam tikros padėties ašį, jie užima tąpačią vietą erdvėje. Kristalai skiriasi ne vien tik savo išoriniu pavidalu. Skirtingai išsidėstę yra ir atomai kristalinėje gardelėje, skirtingomis jungtimis būna susiję atomai. Tai lemia kristalų fizines savybes (kietumą, trapumą, tankį, magnetingumą), cheminį jautrumą, o tuo pačiu patvarumą tam tikrose geologinėse sąlygose, kurios apibūdinamos temperatūra, slėgiu, kitų cheminių elementų ar junginių buvimu aplinkoje, jų jonizavimo laipsniu ir kitais dalykais. Nuo elementų padėties gardelėje priklauso ir elektronų tankumas kristale įvairiomis kryptimis, o tai lemia kristalų optines savybes. Kristalai ypatingi dariniai dar ir dėl to,kad jie turi dalį gyvų organizmų požymių. Jie pasižymi tam tikra chemine sudėtimi ir sandara, kuri yra stabili tam tikrame fizinių ir cheminių sąlygų derinyje. Jie gali augti esant palankioms sąlygoms. Tada jie palaiko tam tikra medžiagų apykaitą su aplinka pasiimdami iš aplinkos tam tikrus cheminius elementus, atitinkančius kristalo sudėtį, sandarą ir energetinę būklę. Augdami kristalai reprodukuoja savo sudėtį ir sandarą. Kartais jie net atkartoja atsitiktinius kristalinės gardelės defektus. Kristalai gali ir prisiderinti prie kintančių aplinkos sąlygų pakeisdami savo gardelės pavidalą. Kartais tuo pačiu metu iš jų pašalinama dalis atomų. Kristalo cheminės sudėties ir jo pavidalo ypatybių visumą išreiškia mineralo sąvoka. Mineralai – tai cheminiai elementai ir gamtiniai neorganiniai junginiai, apibrėžtos arba tam tikrose ribose kintamos cheminės sudėties. esantys kietame kristaliniame būvyje. Kai kurie mokslininkai laiko mineralais bet kokius gamtoje susidarančius junginius. Tačiau pastaruoju metu vyrauja griežtesnis ir prasmingesnis apibrėžimas priskiriantis mineralams tik kietus ir tik kristalinius darinius. Mineralai - tai jau „grynai“ geologiniai dariniai, susidarę Žemėje, geologinių procesų metu, tam tikromis sąlygomis. Geologinių procesų sąlygas lemia daug veiksnių. Temperatūra, slėgis bei jų derinys, cheminė aplinka, jos fazinė būklė ir kiti. Kiekvienu atveju gamtoje susidaro tam tikri mineralai. Todėl patys mineralai arba jų rinkinys atspindi tą aplinką, kurioje jie susidaro. Kaip minėta, mineralas reiškia tiek tam tikrą cheminę sudėtį, tiek tam tikrą kristalografinį pavidalą. Tos pačios sudėties, bet skirtingo kristalografinio pavidalo dariniai laikomi skirtingais mineralis. „Klasikinis“ pavyzdys yra deimantas, lonsdeilitas ir grafitas. Jie visi yra grynuolės anglies sudėties, bet jų kristalografinis pavidalas, tiksliau singonija yra skirtinga – kūbinė, heksagoninė ir monoklininė (PTKR). Paprtastas SiO2 gali būti kcvarco, tridimito, kristobalito, stišovito, koesito ir dar kitokių mineralų pavidalu, kurie susidaro skirtingame slėgyje ir temperatūroje. Toks reiškinys mineralogijoje vadinamas polimorfizmu. Yra ir priešingas atvejis, kai mineralo forma lieka ta pati, bet jo sudėtis kinta. Tokie skirtingos sudėties dariniai laikomi tuo pačiou mineralu, tiksliau to paties mineralo atmainomis. Tiesa toks kitimas „leidžiamas“ tik tam tikru būdu ir tam tikrose ribose. Pavyzdžiui olivinas – (FeMg)2SiO4. Jame Fe ir Mg gali būti bet kokiu santykiu, nesikeičiant kristalografiniam pavidalui. Tiesa tokiosolivino atmainos turi savo pavadinimus – geležingas vadinasi fajalitu, magnezingas – forsteritu. Šis reiškinys vadinamas izomorfizmu. Paprastai toks sudėties kaitumas galimas tada, kai viens kitą keičia atomai turintys artimą jono spindulį ir krūvį. Dėl tos pačios priežasties į mineralo sudėtį gali įeiti ir kitų, „svetimų“ cheminių elementų, turinčių panašias chemines ypatybes. Pavyzdžiui cirkono (ZrSiO4) sudėtyje gali būti urano, kalio feldšpato sudėtyje - Rb, Sr. Tai izomorfinės priemaišos, kurios, nors ir nedidelės, gali būti reikšmingos kai kurių geologinių procesų metu. Mineralai apibudinami jų savybėmis. Svarbiausios iš jų yra: sudėtis, sandara, kristalinis pavidalas, spalva, kietumas, tankis, magnetingumas, skalumas. Mineralai skirstomi pirmiausiai pagal cheminę sudėtį o taip pat pagal kristalografinį pavidalą. Mineralų skirstymas (sistematika): • I. GRYNUOLIA • II. SULFIDAI • III. OKSIDAI ir HIDROKSIDAI • IV. HALIDAI • V. KARBONATAI, NITRATAI, BORATAI • VI. SULFATAI, CHROMATAI, MOLIBDATAI • VII. FOSFATAI, ARSENATAI, VANADATAI • VIII. SILIKATAI Yra ir kitoks mineralų skirstymas, priklausomai nuo poreiki ir tikslo. Pavyzdžiui petrologijoje mineralus skirsto į felzinius ir mafinius. Felziniai tai – mineralai neturintys savo sudėtyje geležies ir magnio. Tai – kvarcas, feldšpatai, ir feldšpatoidai. Mafiniai, priešingai, savo sudėtyje turintys geležies ir magnio –ž olivinas, piroksenai, amfibolai, žėručiai, granatai irt kiti. Pagal panaudojimą išskiriami rūdiniai mineralai – sudarantys metalų rūdas; pramoniniai mineralai, daugiausiai silikatai, naudojami įvairiose pramonės srityse; brangakmeniai – smaragadas, rubinas, safyras ir deimantas ir juvelyriniai akmenys – visi kiti, naudojami juvelyrikoje. Pasaulyje žinoma daugiau kaip 3600 mineralų ir kasmet atrandama naujų. Jie gali būti įvairios kilmės, tai yra susidaro įvairių gamtinių procesų metu,beje, ne tik negyvoje gamtoje,bet ir organizmuose. Pagal kilmę mineralai gali būti: Magminiai – išsikristalizavę vėstant magmai žemės gelmėse. Dūlėjimo – susidarę žemės paviršiuje dūlant kitiem, daugiausiai magminiams mineralams. Nuosėdiniai – susidarę nuosėdavimo (sedimentacijos) procesų metu. Tai gali būti ir cheminis nusėdimas iš prisotintų tirpalų ir nusodinimas veikiant gyviems organizmams. Hidroterminiai – išsiskyrę iš karštų skystų ar dujinių tirpalų ar virškritinės būklės fliuidų. Metamorfiniai – susidarę persikristalizuojant medžiagai, keičiantis aplinkos temperatūrai ir slėgiui. Mineralų dydis gali būti labai įvairus. Dažniausiai jie yra milimetrų ar centimetrų dydžio,bet katratais susidaro ir daug didfesni kristalai.: JAV mineralogo P. P.K. Rikvudo (Rickwood, 1981) surinkęs patikimus duomenis apie didžiausius Žemėje rastus mineralus nustatė, kad, didžiausio tūrio yra mikroklino kristalas rastas Devils Houl kasykloje (JAV, Kolorado valstija), eksploatuojančioje pegmatito kūną. Jo dydis – 49,38x35,97x13,72 metrai, tūris – 6214,41 m3, o svoris – 15 909 tonos. Ilgiausiu kristalu laikomas berilas, surastas Madagaskare, Malakialinos pegmatite – jo ilgis 18 metrų, skersmuo – 3,5 m, tūris – 147 m3, o svoris – 379480 kg. Didžiausias kvarco kristalas rastas Brazilijoje, Manačo Felipėje, prie Itaporės yra 6,10 m ilgio ir 1,52 m aukščio ir 44 tonų svorio. Didžiausias žėrutis (flogopitas) yra 10,6 m ilgio ir 4,27 m skersmens, bei 333,6 tonų svorio. Uolienos Mineralai yra tarsi plytos iš kurių sudaryti dar sudėtingesni gamtiniai dariniai - uolienos. Tiesa, uoliena gali būti sudaryta ir iš nekristalinės (arba amorfinės) medžiagos. Uoliena - yra kristalinis, iš dalies kristalinis ar amorfinis agregatas, susidaręs Žemėje, kituose kosminiuose kūnuose arba tiesiog kosmose, gamtinių procesų metu. Uolienos skirstomos pirmiausiai pagal jų kilmę, tai yra susidarymo būdą. Pagal tai išskiriami uolienų tipai: magminės, nuosėdinės, ir metamorfinės. Magminės tai tos uolienos, kurios susidaro iš magmos, kai ji kristalizuojasi Žemės gelmėse arba išsilieja iš ugnikalnių paviršiuje. Nuosėdinės uolienos jau susidaro žemės paviršiuje, iš kitų tipų uolienų ardymo medžiagos. Na o metamorfinės uolienos yra tai magminės arba nuosėdinės uolienos, pakliuvusios į kitokias sąlygas ir dėl ko pakito jų mineralinė, kartais ir cheminė sudėtis, ir sandara. Visų tipų uolienos susiję tarpusavyje. Tą ryšį parodo vadinamas „uolienų ratas“ (...pav.). Paveiksle matyti, kad dalis magminių uolienų susidaro lydantis mantijai, tai yra jos yra pirminės uolienos. Pakliuvusios į plutą jos gali iškilti į paviršių, kur jas ardo paviršiniai arba egzogeniniai procesai, paversdami nuosėdinėmis uolienomis. Šios savo ruožtu gali atsidurti gelmėse aukštos temperatūros ir slėgio sąlygose ir pasikeisti arba metamorfizuotis, virsdamos metamorfinėmis uolienomis. Metamorfizmas vyksta tol, kol temperatūra nepakyla tiek, kad uolienos pradeda lydytis. Čia metamorfizmas baigiasi ir vėl prasidade magmatizmas. „Uolienų ratas“ užsidaro. Tai labai apytikrius vaizdas. Tikrovėje, gamtoje, „uolienų ratas“ gali būti nepilnas, tačiau jis parodo svarbiausius medžiagos apytakos plutoje būdus. Atskirų, aukščiau minėtų tipų uolienos apibudinamos savo sudėtimi (chemine ir mineraline), sandara ir kilme arba susidarymo sąlygomis. Trumpai susipažinkime su atskirų tipų uolienomis. Magminės uolienos Magminės uolienos susidaro iš magmos. Magma - yra lydalas, susidaręs žemės plutoje ar mantijoje, kuriame be skystos fazės, gali būti kietos (kristalų) ir dujinės fazės (vandens, įvairių dujų) priemaiša. Dažniausiai magma yra silikatinės sudėties, sudaryta iš 10 pagrindinių cheminių elementų – O, Si, Ti, Al, Fe, Ca, Mg, Mn, Na, K. Tačiau būna magma ir kitokios sudėties - beveik vien iš karbonatų, sulfidų, fosfatų ar geležies oksido. Vyraujantys magmos komponentai - Si ir O sudaro joje SiO4 tetraedrus, kurie įvairiu laipsniu polimerizuojasi, tai yra jungiasi į grandinėles. Išsiliejusi žemės paviršiuje magma vadinasi lava. Išsiliejimo metu, dėl slėgio skirtumo gelmėse ir paviršiuje iš magmos išsiskiria didesnė dalis joje ištirpusių dujų, todėl esminis lavos ir magmos skirtumas yra tas, kad lavoje beveik nėra dujinės fazės. Magma susidaro žemės gelmėse, tik atskirtose vietose, tam tikrų geologinių procesų metu. Apie tai bus kalbama toliau. Uolienos susidaro iš magmos jai vėstant. Kai tai įvyksta gelmėse, magma vėsta lėtai ir išsikristalizuoja visiškai. Tokios uolienos vadinamos plutoninėmis arba intruzinėmis. Kai magma išsilieja į paviršių, iš jos susidaro vulkaninės uolienos. Čia vėlgi galimi du atvejai. Magma išsilieja paviršiuje lavos pavidalu ir sustingsta nespėjusi išsikristalizuoti arba išsikristalizavusi tik iš dalies. Tokia uolienos vadinamos efuzinėmis arba išsiliejusiomis. Kai paviršių pasiekia magma su dideliu kiekiu vandens ir kitų dujų, jos skiriasi niš jos staiga ir sukelia sprogimus. Jų metu didelė dalis (kartais iki 90%) magmos būna išmetama į orą ir nukrenta ant žemės įvairiu atstumu nuo ugnikalnio įvairaus dydžio dalelių pavidalu. Tokios uolienos vadinamos piroklastinėmis. Magminės uolienos skirstomos pagal jų mineralinę ir cheminę sudėtį, sandarą ir susidarymo būdą. Svarbiausios intruzinių uolienų grupės arba šeimos, išskiriamos pagal jų mineralinę sudėtį. Svarbiausių šeimų mineralinė sudėtis pateikta....lentelėje Tai tik labiausiai paplitusios uolienos, be kurių yra dar keletas retesnių šeimų.. Intruzinės ir efuzinės uolienos yra giminingos, nes susidaro iš tos pačios sudėties magmos. Todėl beveik visos magminės uolienos turi efuzinius analogus. Jos skiriasi savo mineraline sudėtimi ir sandara, nes vulkaninės uolienos gali būti ir nekristalinės, bet jų cheminė sudėtis yra tokia pati. Supaprastinta paplitusių magminių uolienų skirstymo lentelė Intruzinė uoliena Pagrindiniai mineralai Vulkaniniai analogai Ultramafinės: dunitas, peridotitas, piroksenitas Olivinas (serpentinas), piroksenai, raginukė Pikritas, kimberlitas Gabroidai: gabras, noritas, troktolitas, gabras noritas, anortozitas Plagioklazas, piroksenai, olivinas, raginukė Bazaltas, diabazas Dioritoidai Plagioklazas, raginukė, piroksenai Andezitas Granitoidai: granitas, tonalitas, granodioritas Plagioklazas, mikroklinas, kvarcas, biotitas, raginukė Liparitas (riolitas) , dacitas Sienitoidai: sienitas, nefelininis sienitas, monconitas Mikroklinas, plagioklazas, biotitas, piroksenai Trachitas, fonolitas, latitas Paplitusios uolienų rūšys Ultramafinėmis vadinamos uolienos sudarytos tik iš mafinių mineralų – olivino, piroksenų ir raginukės. Yra keletas jų rūšių - dunitas, vien olivininė uoliena, peridotitas – uoliena sudaryta iš olivino (ne mažiau 40%) ir piroksenų ir piroksenitas – beveik vien pirokseninė uoliena (olivino 256 Riedulynas Konglomeratas Blokas >256 Sąvartynas, nuobyrynas, kurumas Brekčija Riedulys 256-64 Gargždas Konglomeratas Blokas 256-64 Guralas, žabaras, skalda Brekčija Apvalainukas 64-2 Žvirgždas Gravelitas Smiltelė 2-1/16 Smėlis Smiltainis Aleurito dalelė 1/16-1/256 Aleuritas Aleurolitas Molio dalelė 75%; amfibolitas irgi sudarytas iš dviejų pagrindinių mineralų – plagioklazo ir raginukės; marmure vyrauja karbonatai, jaspyje - kvarcas, džespilite –kvarcas ir magnetitas. 3. Kai prie uolienos pavadinimo pridedami ją sudarančių mineralų pavadinimai. Taip yra daroma tada, kai uolienos pavadinimas neišreiškia mineralinės sudėties, arba ją nusako nepilnai. Pavyzdžiui, šakninis pavadinimas “gneisas” nepasako, kokie mineralai jį sudaro. Todėl prieš gneiso pavadinimą išvardijami visi pagrindiniai mineralai, tai yra tie, kurių uolienoje daugiau negu 5%. Pavyzdžiui, granato-biototo-plagioklazo-kvarco gneisas. Be to, mineralų pavadinimai išdėstomi jų kiekio didėjimo tvarka. Pateikto pavyzdžio atveju, uolienoje biotito yra daugiau negu granato,o kvarco daugiau negu plagioklazo. Rašant uolienos pavadinimą gali būti naudojami mineralų simboliai, kurie atskiriami brūkšniu: “-“. Jei mineralo uolienoje yra nedaug arba gali visai nebūti, jo simbolis rašomas po uolienos pavadinimo, o prieš jį rašomas ženklas: “+/-“. Specifiniai arba tradiciniai uolienų pavadinimai Specifiniai uolienų pavadinimai dažniausiai yra tradiciniai - vartojami seniai ir įprasti geologijoje. Jie gali būti ir nesusiję su konkrečiais požymiais, bet paprastai atspindi uolienos sudėtį, metamorfizmo tipą ar pirminę prigimtį. IUGS pakomisijis daugumą tokių pavadinimų priėmė, tik patikslino jų apibrėžimus. Tai tokie pavadinimai, kaip: amfibolitas, eklogitas, granulitas, ragainis, marmuras, filitas, kataklazitas, milonitas, pseudotachilitas, kvarcitas, serpentinitas, skarna, anateksitas, kalcio silikatinė uoliena. Jų pilnas sąrašas dar tikslinamas. Specifinių pavadinimų privalumas yra tas, kad jie yra trumpesni, informatyvesni ir suprantami, nes seniai naudojami. Žemiau apibudiname keletą dažniau naudojamų specifinių pavadinimų. Amfibolitas, tai uoliena, sudaryta iš amfibolo, paprastai raginukės (ne mažiau 30%) ir plagioklazo. Be jų gali būti biotito, granato, piroksenų ir kitų mineralų gana įvairiais kiekiais, kurių pavadinimai pridedami prie pagrindinio. Pagal tekstūrą amfibolitą, galima taip pat pavadinti amfibolo-plagioklazo gneisu arba skalūnu arba granofelsu, tačiau specifinis pavadinimas yra trumpesnis, informatyvesnis ir labiau įprastas. Granulitu vadinamos įvairiausios uolienos, susidariusios granulitinės metamorfizmo facijos sąlygomis. Šis pavadinimas nenusako uolienos mineralinės ir cheminės sudėties. Dažniausiai granulitai sudaryti iš plagioklazo, piroksenų, būdingi granatas ir kiti aukšto metamorfizmo sąlygomis stabilūs mineralai. Tačiau pagal cheminę sudėtį granulitas gali būti tiek bazinis, tiek rūgštus. Pastaruoju atveju jo sudėtyje bus kvarco. Granulito terminas atsirado Saksonijoje, kur taip buvo vadinamos smulkiagrūdės daugiausiai rūgščios metamorfinės uolienos su granatu ir kitais aliuminingais mineralais – kianitu, silimanitu. Nustačius, kad dalis tų uolienų susidarė itin aukšto metamorfizmo (granulitinės facijos) sąlygomis, jis tapo bendriniu šio metamorfizmo lygio uolienoms. Tačiau kartais šis terminas naudojamas ir pirmine prasme. Norint tiksliau apibudinti granulitų sudėtį, naudojami tokie pavadinimai, kaip: - bazinis granulitas – bazinės sudėties uoliena, kurioje SiO2 yra iki 54%; - rūgštus arba felzinis granulitas - tai uoliena, kurioje SiO2 yra virš 64%; - aliuminingas granulitas – tai uoliena kurioje santykinai daug aliuminingų mineralų, kaip granatas, kordieritas, silimanitas. Eklogitas (nuo gr. eklegein – pasirinkti, išskirti), tai bendras visų uolienų, susidariusių itin aukšto slėgio, eklogitinės metamorfizmo facijos sąlygomis. Bet, skirtingai nuo granulito, eklogito mineralinė sudėtis labiau išlaikyta, jį visada sudaro du pagrindiniai mineralai - piropinis granatas ir klinopiroksenas omfacitas, kurių bendras kiekis turi būti ne mažesnis už 75%. Galima nedidelė kitų mineralų – rutilo, kvarco, apatito priemaiša. Eklogitas susidaro iš įvairių pirminių uolienų, dažniausiai bazinių magminių, kuriose yra ir plagioklazo. Tačiau plagioklazas aukšto slėgio sąlygomis yra nestabilus ir išnyksta, todėl šis mineralas eklogitui nebūdingas. Filitas yra itinsmulkiagrūdis skalūnas su šilkiniu blizgesiu, sudarytas iš kvarco, sericito, albito, dažnai su grafitu, chloritu, granatu, piritu. Jis susidaro iš molio ar molingo aleurito. Marmuras tai uoliena sudaryta iš karbonatų (virš 50%). Dažniausiai ji susidaro iš pirminių nuosėdinių uolienų – klinties, dolomito. Kai kurie tradiciniai uolienų pavadinimai tiesiogiai nusako jų protolitą, pavyzdžiui: leptitas, heleflinta, tilitas, šungitas. Leptitas – tai biotito arba pirokseno biotito gneisas arba plagiogneisas, tačiau tik toks, kuris susidarė iš rūgščios ar vidutinės sudėties vulkanitų. Heleflinta taip pat metavulkaninė uoliena, tik itinsmulkiagrūdė, paprastai žemesnio metamorfizmo lygio; Tilitas tai metamorfizuotas moreninis priemolis; dažniausiai tilituose išlieka pirminės sandaros bruožai – nevienalytė sudėtis, nuolaužinė tekstūra, gargždo, riedulių priemaiša. Šungitas tai anglinga uoliena, susidariusi metamorfizuojant turtingas organine medžiaga nuosėdines uolienas – sapropelį ar net naftos klodus. Metamorfizmo facijos Metamorfizmo facija yra visos uolienos, kuriose yra būdingas mineralų rinkinys, susidaręs tam tikrose slėgio ir temperatūros sąlygose. Konkreti mineralų paragenezė priklauso ir nuo uolienos sudėties, todėl skirtingos sudėties uolienose ji bus kitokia. Bet tos pačios cheminės sudėties uolienose tam tikrame slėgyje ir temperatūroje, visada susidaro tų pačių mineralų paragenezė (Eskola, 1920). Tokiu būdu, jei žinome pirminės uolienos cheminę sudėtį ir PT sąlygas, galime numatyti metamorfinės uolienos mineralinę sudėtį. Ir atvirkščiai, pagal metamorfinės uolienos mineralinę sudėtį galime apytikriai įvertinti jos metamorfizmo sąlygas, kuriose ši mineralų paragenezė susidarė. Pavyzdžiui, 550oC temperatūroje ir 5 kilobarų slėgyje įvairiose uolienose susidarys tokios mineralų paragenezės: iš bazalto – raginukė + epidotas + granatas + chloritas iš molio - kianitas + granatas + staurolitas + muskovitas + kvarcas iš klinties – kalcitas +diopsidas + tremolitas + epidotas (coizitas) Tai ir yra metamorfizmo facijos sąvokos prasmė ir paskirtis. Jos pagalba tiesiog patogu įvertinti ir išreikšti metamorfizmo laipsnį, net lauko sąlygomis, iš akies nustačius uolienas sudarančius mineralus. Todėl metamorfizmo facijos sąvoka prigijo ir yra labai plačiai naudojama, nors pačių facijų išskyrimas ir jų ribų nustatymas pagal slėgio ir temperatūros reikšmes yra gana apytikris. Taip yra todėl, kad pirminė protolito sudėtis yra labai įvairi, o kad ir nedidelė atskirų komponentų priemaiša gali pakeisti mineralų susidarymo eigą. Didelės reikšmės turi ir fliuidai. Todėl skirtingos sudėties uolienose - bazinėse, rūgščiose, aliuminingose (metapelituose), karbonatinėse, tose pačiose P-T sąlygose gali susidaryti skirtingi mineralų deriniai. Ir atvirkščiai, - tie patys mineralai, gali atsirasti kiek skirtingose P-T sąlygose. Kaip seka iš apibrėžimo, metamorfizmo facija apibudinama dviem požymiais - būdingų mineralų parageneze ir P-T sąlygų intervalu, kuriose ta paragenezė susidaro ir yra stabili. Todėl metamorfizmo facijų schema vaizduojama P-T koordinatėse. Įvairūs autoriai yra pasiūlę įvairias mtamorfizmo facijų schemas, bet plačiausiai naudojama 8 facijų schema. Ji sudaryta bazinių vulkaninių uolienų (bazalto, diabazo) metamorfizmo pavyzdžiu. Lentelėje 21.1 pateikiamos šių uolienų metamorfizmo facijos, tai yra būdingos mineralų paragenezės, susidarančios tam tikromois slėgio ir temperatūros sąlygomis. 21.1 lentelė Bazinių uolienų metamorfizmo facijos (pagal Spear, 1993) Facija Mineralų asociacija Ribinė aukščiausia ToC Ceolitinė Ceolitai, analcimas Prenito-pumpelito Prh+Pmp* Žaliųjų skalūnų Chl+Ab+Ep (arba Zo)+Act Žydrųjų skalūnų Gln+Lws ar Ep+Ab+Chl Epidot-amfibolitinė Ab+Olg+Hbl+Ep+/-Grt Amfibolitinė Pl(Olg-Ad) + Hbl+/-Grt Granulitinė Opx+Cpx+Pl(Ad-Lb)+/- Hbl+/-Grt Eklogitinė Grt (Prp)+Cpx (Omp) Geosferos Žemėje yra išskiriamos trys pagrindinės dalys arba geosferos – branduolys, skiriamas į vidinį ir išorinį mantija, skirama į apatinę ir viršutinę, ir pluta, kurios yra du svarbiausi tipai – vandenyninė ir žemyninė, hidrosfera, turinti įvairų pavidalą, ir daugiasluoksnė atmosfera. Branduolys sudaro centrinę Žemės sferą nuo jos centro 6370 km gylyje iki 2890 km gylio. Skiriamas vidinis branduolys 6370-5150 km ir išorinis - 5150-2890 km gylyje. Vidinis branduolys yra metalinis, sudarytas iš Fe ir Ni, kurių santykis - Fe/Ni=17 yra artimas chondritiniams meteoritams. Branduolys sudaro apie 32,5% žemės masės Išorinis branduolys yra panašios sudėties, bet jame jau yra elementų, lengvesnių už Fe - O, Si, Mg, S, C, H. Jie sudaro apie 5-15%. yra skystas. Nuo išorinio branduolio paviršiaus atsispindi skersinės seisminės bangos (S bangos), kurios nesklinda skysčiuose. Be to jis yra laidus elektrai. Todėl manoma, kad išorinis branduolys yra skystas. Vidinis branduolys sudaro 30,8% Žemės masės, o išorinis - 1,7%. Skystame išoriniame branduolyje vyksta medžiagos judėjimas – kilimas ir grimzdimas (konvekcija), kuri, manoma, sukelia Žemės magnetinį lauką. Vidinis branduolysm apgaubtas skystos geležies apvalkalu sukasi greičiau negu kitos Žemės sferos. Per metus vidinis branduolys apsisuka 0.3-0.5 laipsnio daugiau, negu paviršius. Kitaip sakant per 700-1200 metų jis apsisuka papildomą kartą. Tai aiškinama tuo, kad magnetinis laukas, sukeliamas išorinio branduolio stumia į priekį vidinį, tarsi didžiulio elektros variklio rotorių (Chang, 2005). Mantija yra Žemės sfera tarp branduolio ir plutos. Ji sudaro didžiausią Žemės tūrio ir masės dalį – apie 57%. Jos padas yra maždaug 2890 km, o kraigas 75 - 6 km gylyje. Branduolio ir mantijos riba vadinama Gutenbergo sluoksniu. Mantijos cheminė sudėtis pateikta ... lentelėje. Iš jos, kad mantijoje daugiausia iš Si, Mg, O, mažiau yra Al, Ca, Fe. Šie elementai mantijoje yra mineralų, daugiausiai silikatų pavidalu. Taip pat yra nedideli kiekiai anglies, deimanto pavidalu, grynuolės geležies. Mantijos apčioje temperatūra siekia 3500oC, o slėgis 140 GPa (1.4 Matm). Toks slėgis neleidžia mantijos medžiagai išsilydyti, nepaisant aukštos temperatūros, todėl mantijoje medžiaga yra kietame būvyje, išskyrus atskiras vietas, kur ji lydosi. Gali kilti klausimas, kodėl gi išorinis branduolys yra skystas? Manoma, taip yra todėl, kad išorinis branduolys yra sudarytas iš geležies, kurios lydymosi temperatūra yra žemesnė negu silikatų ir jos lydymuisi slėgis nebegali sustabdyti. Tačiau, kita vertus geležis yra labai tanki, todėl su gyliu branduolyje slėgis kyla greičiau negu temperatūra ir didesniame gylyje branduolyje jos jau nebepakanka išlydyti. Dėl to vidinis geležinis branduolys yra skystas. Mantija, nors ir būdama kietame būvyje yra labai plastinga, plastingesnė negu skystasis branduolys. Dėl to mantijos medžiaga yra judri, joje susidaro srautai, sukeliantys litosferos plokščių judėjimą ir lemiantys procesus Žemės plutoje ir jos paviršiuje Mantija yra nevienalytė, į gylį jos savybės kinta. Pagal seisminių bangų sklidimo greičio skirtumą išskiriamos trys svarbiausios mantijos dalys - apatinė, iki 650 k gylio, viršutinė – 410-6 km ir pereinamas sluoksnis tarp jų, vadinamas mezosfera – 650-410 km. Skirtingi seisminių bangų greičiai, reiškia skirtingą uolienų tankį. Apatinėje mantijoje tankis vertinamas 5,69-9,4 g/cm3, o viršutinėje - 4,07- 4,68 g/cm3. Šie skirtumai aiškinami arba cheminės sudėties pasikeitimu arba skirtingu tų pačių cheminių junginių mineraliniu pavidalu. Tikriausiai, vyrauja tos pačios cheminės sudėties junginiai - daugiausiai Mg ir Fe silikatai, tačiau atskirose mantijos dalyse jų kristalinė sandara, o tuo pačiu tankis, yra skirtingi. Apatinėje mantijoje, manoma, vyrauja perovskitas (MgFe)SiO3, be jo yra feroperiklazo (MgFe)O, magnio viustito (MgFe)O, o apatinėje dalyje daugėja ir grynuolės geležies. Viršutinėje mantijoje vyrauja olivinas (MgFe)2SiO4 arba jo polimorfinės atmainos (vadsleitas, ringvuditas), taip pat yra piroksenų, granato, perovskito, bet jų proporcijos nėra aiškios. Yra keli viršutinės mantijos sudėties modeliai: piklogitinis - 40% olivino, ir pirolitinis - 60% olivino. Iš esmės tai ultramafinės uolienos - dunitas, peridotitai,vietomis yra eklogito (uolienos kurioje ne mažiau kaip 75% sudaro granatas ir piroksenas (omfacitas)). Pagal cheminę sudėtį čia jau yra žymūs kiekiai Al, Ca, Na. Viršutinės mantijos sudėtis skiriasi nuo apatinės ir dėlto, kad ji yra išsekinta, tai yra netekusi dalies cheminių elementų, kurie susikaupė žemynų plutoje. Tarp viršutinės ir apatinės plutos yra pereinama zona – mezosfera. Čia pamažu didėja seisminių bangų greitis, pasikeičia mineralinė sudėtis ir tuo pačiu tankis ir kitos fizinės savybės. Viršutinės ir apatinės mantiojos riba yra labai svarbi. Žemiau šios ribos nebesusidaro žemės drebėjimų židiniai, nebenusileidžia dalis nyrančių litosferos plokščių. Manoma, kad taip yra dėl žymiai didesnio apatinės mantijos tankio. Manoma, šią ribą tepasiekia konvekciniai srautai nuo mantijos-branduolio ribos, kurie aukščiau nepakyla, bet sukelia konvekciją viršutinėje mantijoje. Tačiau dėl to vieningos nuomonės kol kas nėra. (http://www.le.ac.uk/geology/art/gl209/lecture1-u.html). http://www.geotimes.org/jan01/earthsinterior.html http://mahi.ucsd.edu/Gabi/mantle.dir/s16b30.jpeg http://www.geotimes.org/april02/WebExtra0419.html Viršutinėje mantijoje yra išskiriamas sluoksnis, pasižymintis padidintu plastiškumu, vadinamas astenosfera. Jis išskirtas pagal mažesnį seisminių bangų greitį šiame sluoksnyje. Jo klampumas apie 100 kartų mažesnis negu aukščiau slūgsančios mantijos dalies (1021 ir 1023 puazų). Manoma, kad taip yra dėl kad mantijos uolienos čia yra iš dalies išsilydę, tiksliau yra daug atskirų magmos židinių ar lęšių, kurie kartu sumažina šio sluoksnio tankį ir klampumą. Kitaip sakant astenosferos ribos reiškia fizinių savybių, o ne sudėties pasikeitimą. Astenosferos paviršiaus gylis yra maždaug 70 km vandenynuose ir, vidutiniškai, 250 km žemynuose. Pado gylis siekia 700 km. Mantijos - plutos riba, arba Mocho yra lygis, kur išilginių seisminių bangų greitis viršija 8 km/s. Tai atitinka uolienų tankio padidėjimą nuo ~2900-3000 iki 3500 kg/m3 ir daugiau. Manoma, kad Mocho riba yra uolienų sudėties riba. Pluta yra viršutinė žemės sfera, kurios storis svyruoja nuo kelių iki 80 km. Ji sudaro tik 0,473% žemės masės, o jos vidutinis tankis yra 2800 kg/m3 (Taylor, 1997). Yra du skirtingi plutos tipai – vandenyninė arba okeaninė ir žemyninė arba kontinentinė. Vandenynų plutos storis yra vidutiniškai 6,5 km. Vietomis, ties vandenynų vulkaninėmis salomis, pavyzdžiui Islandija, ji pastorėja iki keliolikos kilometrų. Okeaninė pluta yra sudaryta iš trijų sluoksnių. Viršutinis, tai - plonas dugno nuosėdų klodas. Jis storesnis tik atskirose vietose – vandenyno įdubose ir jo pakraščiuose, ypač subdukcijos loviuose. Antrą sluoksnį sudaro daugiausiai bazaltas, išsiliejęs po vandeniu, vandenyno vidurio gūbriuose (riftuose) ar virš karštųjų taškų. Jam būdingas rutulinis arba pagalvinis skyrumas, susidaręs staigiai auštant lavai po vandeniu. Šiame sluoksnyje yra ir ultramafinių uolienų. Antrojo sluoksnio apačioje išskiriamas vadinamas “lakštinių arba pluoštinių daikų sluoksnis” (angl. sheeted dykes). Čia plonos kelių metrų storio diabazo daikos, slūgsančios vertikaliai, tarsi lakštai, labai tankiai, suvarpo bazaltą. Tos daikos užpildo kanalus, kuriais magma kyla aukštyn prieš išsiliejant lavos pavidalu vandenyno dugne. Trečiame, giliausiame sluoksnyje vyrauja bazinės ir ultrabazinės sudėties intruzinės uolienos – daugiausiai gabroidai, piroksenitai, peridotitai. Vandenyno pluta yra ta pirminė medžiaga, iš kurios susidaro žemynų pluta. Jos gyvavimo trukmė, nuo susidarymo vandenyno vidurio gūbriuose iki suirimo subdukcijos zonose vidutiniškai yra apie 100 mln. metų. Todėl dabartinių vandenynų pluta yra jauna. Riftų juostose ji susidaro ir dabar, o seniausias žinomas amžius yra tik apie 180 mln. metų. Palyginkite Žemės amžių – 4,5 mlrd. metų. , o seniausių žemynų uolienų amžių – 4,1 mlrd. metų. Kontinentinės pluta yra daug senesnė. Jos vidutinis amžius os sudėtyje išlieka atskiri labai senos, archejaus okeaninės plutos blokai Žemyninės plutos storis svyruoja nuo 25 iki 70-80 km, o vidutiniškai yra 35-40 km. Ši pluta labai nevienalytė. Išskiriamos viršutinė ir apatinė, o vietomis ir vidurinioji pluta. Šios žemyninės plutos dalys išskiriamos pagal seisminių bangų sklidimo greičių padidėjimą. Tai siejasi ir su uolienų tankių ir tuo pačiu petrologinės sudėties kitimu. Tačiau čia vaizdas daug sudėtingesnis, nes, seisminių bangų greičiai priklauso ir nuo elastingumo, storymės sandaros, kūnų slūgsojimo padėties ir kitų ypatybių. Viršutinė pluta yra sudaryta daugiausia iš lengvesnių uolienų, pagal sudėtį ir fizines savybes panašių į granitą. Todėl ji sąlyginai vadinama granitiniu sluoksniu, nors ją sudaro toli gražu ne vien granitoidai, bet ir įvairios nuosėdinės ir metamorfinės uolienos. Čia yra ir bazinių uolienų - metamorfizuotos okeaninės plutos liekanų, intruzijų, nors jos ir sudaro nedidelę viršutinės plutos tūrio dalį (1.9 pav.). Apatinės plutos sudėtis, priešingai, daugiausiai yra bazinė. Čia vyrauja tokios magminės uolienos, kaip bazaltas, diabazas, gabras, hornblenditas, piroksenitai. Visos jos yra metamorfizuotos – pakitusios aukštame slėgyje ir temperatūroje ir virtusios granulitais, eklogitu. Be jų yra ir metamorfizuotų pirminių nuosėdinių bei felzinių vulkaninių uolienų, taip pat plutos lydymosi liekanų (restito) - sudarytų iš granato, piroksenų. Viršutinė Žemės dalis, kurią sudaro pluta ir viršutinė mantija iki astenosferos vadinama litosfera. Litosferos storis vandenynuose - 50-80 km. Ploniausia ji ties riftais, kur pakyla mantijos plumai, o storiausia - seniausiose vandenyno plutos vietose, kur litosfera labiausiai atvėsusi. Žemynuose litosferos storis - 100-400 km. Senesnių kratonų, susidariusių archejaus ir paleoproterozojaus metu, litosferos storis dažniausiai yra daugiau kaip 200 km, o jaunesnių kratonų, susidariusių neoproterozojuje ir fanerozojuje – tik 100-200 km. Hidrosfera Vanduo Žemėje: Mantijoje: 20 mlrd. km3 Žemynų plutoje iki 20 km gylio – 200 mln. km3 Vandenynai 1.338 mlrd km3 tai okeanosfera (hidrosfera siauraja prasme) Ledynuose – 24 mln.km3 Upėse, ežeruose, pelkėse – 2,220 mln. km3. Atmosferoje – 12,9 km3 Gyvuose organizmuose – 1,12 km3 Atmosfera Atmosfera yra dujinis Žemės apvalkalas – jos pats išorinis sluoksnis. Atmosferos storis yra nevienodas. Saulės pusėje jis yra suplonėjęs dėl Saulės vėjo poveikio ir yra apie 1000 km, tuo tarpu priešingoje – pavėjinėje pusėje – apie 3000 km. Atmosferos viršutinė riba yra palaipsniška ir nėra tiksliai nustatytos, nes jos tankis palaipsniui mažėja tolstant nuo Žemės. Apie pusę jos masės yra sutelkta apatiniame 5-6 km sluoksnyje, 90% - iki 15-16 km, o 99% - iki 30 km. Atmosferos sudėtis: N-78%, O – 21%, kitkas – Ar, CO2 Atmosferos dalys: Troposfera – storis - 8 km ties ašigaliais ir 16 km ties pusiauju; Stratosfera – iki 55 km aukščio. Sudėtis tokia pat, kaip troposferos, bet yra daugiau ozono. Mezosfera – iki 80 km. T=-90 – 107oС Termosfera-jonosfera - >80 km. Žemės potencialieji laukai Labai svarbi Žemės savybė yra jos sukuriami laukai – gravitacinis ir magnetinis. Gravitacinis arba Žemės traukos laukas susidaro dėl Žemės masės. Jis pasireiškia kaip trauka, kurios vektorius nukreiptas į Žemės centrą. Tačiau dėl žemės sukimosi, jos paviršius yra veikiamas ir išcentrinės (centrifuginės) jėgos, kuri kiek sumažina Žemės traukos lauką sukeliamą jos masės. Gravitacinis laukas labai priklauso ir nuo masės pasiskirstymo jos gelmėse, kuris yra netolygus ir kinta laike. Be to jis yra veikiamas ir šoninių masių, pavyzdžiui reljefo Žemės paviršiuje. Gravitacinio lauko pagreitis yra 9.8 m/s2. Tačiau jo skaliaras Žemės paviršiuje kinta nuo 9,78 iki to 9,83 m/s². Gravitacinio lauko stiprumas kinta, priklausomai nuo Saulės ir Mėnulio sukeliamų potvynių ir atoslūgių, atmosferos ir vandenyno masių persisikirstymo, netgi sniego dangos storio ir požeminio vandens judėjimo. Dar labiau jis yra veikiamas lėtos konvekcijos mantijoje ir branduolyje, litosferos plokščių judėjimo, izostazinio atsistatymo nutirpus ledynams. http://www.agu.org/revgeophys/nerem01/node5.html#SECTION00032000000000000000 Gravitacinis laukas matuojamas miligalais (mGal) = 0.00001 m/s2. Tam tikslui naudojami prietaisai – gravimetrai. Išmatuotas arba stebimas gravitacinis laukas paprastai yra tikslinamas išskaičiuojant reljefo poveikį. Gaunamas gravitacinio lauko žemėlapis vadinams Buge anomalijų žemėlapiu. Yra daug įvairių kitų išvestinių žemėlapių. Gravitacinis laukas turi lemiamos reikšmės visiems geologiniams procesams, vyksytantiems Žemėje. Tai ir globalniai reiškiniai, kaip konvekcija mantijoje, įvairių lygių medžiagos apytakos ratai, pavyzdžiui egzogeniniai procesai: vandens tekėjimas; uolienų ardymas, pernešimas, sedimentacija ir daug kitų reiškinių. Svarbūs taip pat yra ir gravitacinio lauko svyravimai. Jie turi įtakos globalinei klimato kaitai, Žemės sukimosi greičiui ir atitinkamai paros trukmei, jūros lygio svyravimui. Visa tai labai reikalinga Žemės būklės ir aplinkos kitimo numatymui, kas gyvybiškai svarbu žmonijai. Kiek anksčiau mes apibudinome geoidą, kaip apytikrę, idelizuotą Žemės formą. Tačiau vandenyno paviršiaus lygis ramybės būsenoje tik apytikriai apibudina, aproksimuoja geoidą. Tiksliau geoidas yra apibrėžiamas, kaip ekvipotencialinis paviršius, tai yra paviršius, kurio kiekviename taške yra vienodas gravitacinis potencialas. Gravitacinis potencialas apibrėžiamas kaip suma potencialo sukeliamo Žemės gravitacinės jėgos ir centrifuginio potencialo, sukeliamo Žemės sukimosi. http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/Images/PIA042_lrg.jpg http://www.gfz-potsdam.de/pb1/op/grace/results/grav/g003_eigen-cg01c.html http://www.gfz-potsdam.de/pb1/op/grace/results/grav/g001_eigen-grace01s.html Magnetinis laukas. Magnetinis laukas yra viena iš Žemės ypatybių. Jo neturi kitos mažosios planetos, bet turi Jupiteris. Magnetinis laukas veikia ne tik Žemės paviršiuje, bet ir už tankios atmosferos ribų. Čia jo vaidmuo yra dar svarbesnis. Visa sritis, aplink Žemę, kur pasireiškia magnetinio lauko poveikis vadinama magnetosfera. Magnetosferą stipriai veikia Saulės vėjas, dėl ko nukreiptoje nuo Saulės Žemės pusėje Šia kryptimi magnetosfera tęsiais iki 300000 kilometrų nuotoliu nuo Žemės. Į Saulės pusę ji tęsiasi 60,000 - 80 000 kilometerų. Tokiu būdu magnetosfera yra nesimetriška, ji išsitempia lyg kometos uodega (...pav.). Magnetosfera stabdo aukštos energijos daleles, kurias atneša Saulės vėjas ir kosminiai spinduliai. Todėl juostoje tarp 10500 ir 3000 km jos susikoncentruoja, atsiranda sudėtingos s1veikos tarp tų dalelių ir Žemės magnetinio lauko. Išskirtos dvi tokios juostos, kurios vadinamos Van Aleno radiacijos juostomis, fiziko, jas atradusio dar 1959 metais garbei. Tokiu būdu magnetinis laukas apsaugo Žemės paviršių ir gyvybę nuo jai pavojingo kosminio spinduliavimo. Tuo tarpu arčiau paviršiaus Žemę supaprastintai galime įsivaizduoti kaip dvipolį magnetą. Tai reiškia, kad tarp jos šiaurinio ir pietinio poliaus veikia magnetinio lauko jėgos. Tiesa, šio magneto ašis nesutampa su Žemės sukimosi ašimi ir sudaro su ja 12o kampą. Jas galima pavaizduoti menamomis linijomis jungiančionis vienodo stiprumo taškus (izolinijomis). http://www-istp.gsfc.nasa.gov/Education/Imagnet.html Magnetinio lauko kilmė nėra aiški. Ji negali būti magnetostatinė, nes Žemės viduje nėra pakankamo magnetingumo kūnų, kurie galėtų sukelti tokio stiprumo magnetinį lauką. Yra keletas hipotezių aiškinančių magnetinio lauko susidarymą. Manoma, magnetinį lauką sukelia geohidrodinaminiai procesai skystame išoriniame branduolyje, tai yra išlydytos geležies judėjimas jame (konvekcija). Geležis yra geras laidininkas, jos judėjimą Žemės magnetiniame lauke galima palyginti su varinės ritės judėjimu aplink magnetą, kurio metu ritėje atsiranda elektros srovė ir susidaro magnetinis laukas. Magnetinio lauko polius nuolat keičia savo padėtį Pirmą kartą 1831 metais magnetinio lauko padėtį nustatė Džeimsas Rosas, kurio laivas ketverius metus buvo įstrigęs leduose. Pakartotinai jo padėtis buvo nustatyta tik 1894 norvegų keliautojo Roaldo Amundseno. Paaiškėjo, kad polius paslinko į šiaurę apie 50 km. Per XX amžių polius judėjo apie 10 km per metus, o dabar slenka net 40 km per metus greičiu ir artėja prie Sibiro. Atliekant tyrimus, kurių metu reikia nustatyti kūnų padėtį ir ją pavaizduoti žemėlapyje reikia atsižvelgti į tai, kad kompasas rodo kryptį į magnetinį, o ne į geografinį ašigalį. Tas nuokrypis arba deklinacija yra išreiškiamas kampu tarp magnetinio lauko krypties, kurią rodo kompasas ir krypties į geografinį Žemės ašigalį tam tikroje vietovėje. Toks nuokrypis gali būti žymus, ypač dirbant šiaurinėse ar pietinėse platumose. Be to magnetinis laukas laikas nuo laiko keičia kryptį, tai yra ženklą arba poliaringumą. Kitaip sakant pietinis ir šiaurinis magnetinis ašigalis pasikeičia vietomis. Toks pasikeitimas vyksta skirtingais laiko tarpais. Per pastaruosius kelis šimtus milijonų metų virsmas vidutiniškai vyko kas 10 mln metų. Bet kreidos periode virsmai nevyko net 35 mln. Metų, o po to, jau Kainozojuje, labai padažnėjo. Pastaruoju metu virsmai vyksta vidutiniškai kas 300,000 metų, tačiau paskutinis virsmas įvyko tik prieš 780,000 metų. Artėjant virsmui sumažėja lauko stiprumas. Jis pradeda mažėti anksčiau ir atsistato vėliau, negu įvyksta pats virsmas. Tai trunka apie 10000 metų. Nustatyta, kad per pastaruosius 150 metų, magnetinio lauko stiprumas sumažėjo 10%. Tai gali būti artejančio virsmo požymiu. Jei jis mažės tokiu pačiu greičiu, jis gali visai išnykti per artimiausius 1500-2000 metų. Tiesa, tai dar tik spėjimai. Magnetinio lauko susilpnėjimas gali turėti svarbių pasekmių. Pirmiausiai sumažėja apsuaga nuo Saulės spinduliavimo, daugiausiai protonų srauto. Tai veikia ir atmosferos sudėtį ir sandarą, pavyzdžiui gali laikinai išnykti ozono sluoksnis. Jau dabar tą poveikį pajunta palydovaui skriejantys aplink Žemę. http://www.space.com/scienceastronomy/earth_magnetic_031212.html http://science.nasa.gov/headlines/y2003/29dec_magneticfield.htm http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/f/f3/Magnetosphere_rendition.jpg Magnetinis laukas įmagnetina ir žemės plutos uolienas. Magminės uolienos įsimagnetina kristalizacijos metu, nes daugelis mineralų, ypač geležingų, turi magnetinių savybių. Nuosėdinėse uolienos magnetingumas atsiranda joms klostantis, nusėdant smulkioms mineralų dalelėms, kurios irgi įsimagnetina tam tikra kryptimi. Tokiu būdu uolienas sudarantys mineralai įsimagnetina tuo metu veikiančio magnetinio lauko kryptimi. Toks liekaninis įmagnetinimas išlieka ilgą laiką – šimtus milijonų metų. Tai irgi savotiškas “uolienų atminties” pavidalas. Ja pagrįstas vadinamas paleomagnetizmo metodas, kuriuos gaunama daug svarbių duomenų Žemės praeities pažinimui. Jo pagalba galima nustatyti, kiek pasikeitė litosferos plokščių ir jose esančių žemynų padėtis, nes jiems slenkant Žemės paviršiumi, liekaninio įmagnetinimo kryptis nukrypsta nuo magnetinio lauko linijų krypties. Tokiu būdu nustatomas žemynų kelias, jų judėjimo trajektorija, žemynų susijungimų ir atsiskyrimų istorija. Nemažiau svarbūs duomenys ir apie ašigalių virsmo istoriją. Tiek magminių, tiek nuosėdinių uolienų sluoksniai išsaugo tokį magnetinio lauko poliaringumą, koks buvo jų susidarymo metu. Pavyzdžiui vandenynų dugne išsiliejusio bazalto klodai įmagnetinti įvairiomis kryptimis. Jei viena kryptimi įmagnetintas uolienas nudažysime juodai, o atvirkštine – baltai, ta vandenyno dugnas atrodys juostuotas tarsi zebro kailis (pav… ). Nustačius tų juostų amžių paaiškėjo, kad juostos tolygiai senėja nuo vandenyno vidurio link jo kraštų, o tai liudyja, kad vandenyno dugnas plečiasi ir susidaro liejantis lavai iš plyšių jo viduryje. Juostuota yra ir nuosėdinė storymė, tik čia priešingai įmegnetinti sluoksniai. kaitaliojasi pjūvyje, vertikalia kryptimi. Pagal vienodos krypties įmagnetinimą galima išskirti ir gretinti (koreliuoti), vienalaikius sluoksnius. Tai ypač svarbu vadinamoms “nebylioms” storymėms. kuriose nėra faunas liekanų, padedančių nustatyti jų amžių. Šis sluoskniuotų storymių skirstymo ir gretinimo (koreliavimo) būdas vadinamas magnetostratigrafija. Neogeno paleomagnetiniai laikotarpiai atitinkantys startigrafinius vienetus – Jaramilo, Matujamos, Brunjeso ir kiti (…pav.). Šiluminis laukas Žemės gelmės yra karštesnės negu jos paviršius, todėl iš gelmių visą laiką sklinda šiluma. Pavyzdžiui, 100 km gylyje T yra apie 1500oC, branduolio ir mantijos riboje – apie 3700, o vidiniame branduolyje – apie 4000-5000oC. Žemės gelmių šilumos šaltiniai yra keli: - Pirminė šiluma, tai yra šiluma išsiskyrusi susidarant susidarant Žemei ir tankėjant medžiagai joje. Tai didėjančio jos gelmėse slėgio poveikis. - Radioaktyvaus skilimo šiluma, tai yra šiluma nuolat išsiskiriantio radioaktyvių elementų skilimo metu. Tai ne tik radioaktyvūs elementai, kaip U, Th, Ra, bet ir daugelio kitų elementų radioakytyvūs izotopai, pavyzdžiui 40K. Didžiausia šių elementų koncentracija yra plutoje ir viršutinėje mantijoje, tačiau irgiliau jų yra. - Saulės šiluma, perduodama saulės spinduliavimo. Ši šiluma veikia tik Žemės paviršių ir kompensuoja kitų rūšių šilumos netekimą. Šilumos perdavimo būdai: • difuzija • konvekcija • radioaktyvių elementų migracija Su gyliu temperatūra pirmiausiai žemėje, bet tam tikrame gylyje ji pasiekia vidutinę metinę tos vietos temperatūrą ir nuo čia su gyliu pradeda kilti. Tas gylis, kaip ir vidutinė temperatūra kiekvienoje vietoje yra kitokia. Pvz. Paryžiuje, tai įvyksta 28 m gylyje, pasiekus temperatūrą +11,8oC, o Maskvoje – 20 m gylyje, pasiekus T= +4,2oC. Temperatūros padidėjimas laipsniais gylio vienetui, paprastai 1 kilometrui, vadinamas geoterminiu gradientu. Priešingai, gylio intervalas, kuriame T padidėja 1oC vadinamas geoterminiu laiptu. Su gyliu, apatinėje plutoje ir ypač mantijoje gradientas mažėja, nes mažėja radioaktyvių elementų kiekis. Šiluminis srautas, tiksliau šiluminio srauto tankis yra temperatūra išsiskirianti Žemės paviršiuje ploto vienete. Jis išreiškiamas mW/m2. Gelmių temperatūros reikšmė Nuo temperatūros priklauso medžiagos būklė gelmėse, pirmiausiai jos fazinė būklė. Dėl temperatūros vyksta medžiagos lydymasis ir magmos susidarymas, kitaip sakant temperatūra lemia magmatizmą, kaip geologinį procesą. Temperatūra yra ir vienas metamorfizmo veiksnių. Temperatūra lemia ir kitų medžiagos fizinių savybių kitimą. Nuo temperatūros pasikeičia medžiagos tankis. Karšta medžiaga yra lengvesnė. Tai skatina medžiagos judėjimą gelmėse. Dėl tankių skirtumo karštesnė ir lengvesnė meedžiaga kyla Žemės gelmėse į viršų. Taip, manoma, kyla mantijos plumai, taip magma iš lydymosi vietų kyla link paviršiaus. Nuo temperatūros priklauso uolienų plastingumas, kitaip sakant jos reologinės savybės. Plastingumas yra ne tik uolienų bet ir visos plutos ar atskirų jos dalių ypatybė. Todėl galima kalbėti ir apie plutos ar visos litosferos plastingumą priklausabntį nuo jos sudėtiers ir temperatūros. O nuo to, savo ruožtu, priklauso, kaip litosfera reaguoja į įtampas ir spaudimą susiduriant litosferos plokštėms. Gelmių šiluma, kaip energijos šaltinis. Šiluminis srautas Žemėje yra labai nevienodas. Didžiausias gradientas nustatytas JAV Oregono valstijoje – 150o/km, o laiptas čia yra 6,67 m. PAR gradientas yra 6o/km. Lietuvoje jis yra 45o/km vakaruose ir 30-35 o/km rytuose, o laiptas – 22-28oC. Kolos giliame gręžinyje 12000 m gylyje T siekia 200oC. Gradientas čia yra 16.7oC/km, o laiptas – 60 m. Jis didesnis mantijos plumų vietose, virš karštųjų taškų, vandenyno riftuoser, kur skiriasi litosferos plokštės. Stipraus šiluminio srauto vietose išsiskirianti energija yra gali būti naudojama. Gelmių šiluminė energija naudojama tiesiogiai šilto vandens pavidalu, šilumokaičiais arba šiluminiais siurbliais perimant šilumą iš požeminio vandens, o kai gelmių temperatūra itin aukšta ją galima paversti ir elektros energija. Tai pradėta jau daugiau kaip 100 metų, pastačius Lordelo geoterminę elektrinę Italijoje. Lietuvoje veikia Klaipėdos geoterminė jėgainė, teikianti karštą vandenį Klaipėdos miestui. Ji naudoja 38oС vandenį iš devono horizonto, 1300 m gylyje. Slėgis Vidutinis žemynų plutos tankis yra 2800 kg/m3, o jos storis yra nuo 35-40 iki 70-75 km. Todėl vidutinis litostatinio slėgio gradientas žemynų plutoje yra 0,28 kilobarai/km arba 1 kilobaras kas 3,6 km. Plutos apačioje slėgis, apytikriai, yra 10-20 kbar. Vandenyne pluta yra sudaryta daugiausiai iš bazinių ir ultrabazinių uolienų, todėl tankesnė negu žemynų. Tačiau jos storis yra 5-10 km, todėl litostatinis slėgis jos apačioje yra tik 1,5-3 kbar. Viršutinės mantijos uolienų vidutinis tankis yra 3300 kg/cm2. Čia slėgio gradientas yra 0,33 kilobarai/km arba 1 kilobaras kas 3 km. TEKTONINĖS STRUKTŪROS – ŽEMĖS PLUTOS SANDARA Tektoninės struktūros Paprasčiausios tektoninės struktūros yra monoklina ir fleksūra. Monoklina yra struktūra, kurią sudaro sluoksniai, palinkę viena kryptimi, kai tas polinkis yra išlaikytas, tai yra kritimo kampas mažai kinta. Monoklina apibudinama jos slūgsojimo elementais: tįsa, kritimas ir kritimo kampas. Tįsa yra horizontali linija pravesta sluoksnio paviršiuje, kuri apibudinama jos kryptimi pasaulio šalių atžvilgiu išreikšta kampu geografinio šiaurės atžvilgiu arba azimutu. Kritimas yra linija statmena tįsai, rodanti sluoksnio gelmėjimo kryptį. Ji taip pat išreiškiama azimutu, tai yra kampu šiaurės ašigalio atžvilgiu. Kritimo kampas yra kampas, kurį sudaro kritimo linija horizontalioje plokštumoje su jos projekcija sluoksnio paviršiuje. Tįsos ir kritimo azimutai lauko sąlygomis matuojami kompasu. Paprastai naudojami specialios konstrukcijos kompasai, vadinami geologiniais. Jų yra įvairių konstrukcijų, kurios nuo paprasto kompaso skiriasi tuo, kad turi gulsčiuką leidžiantį kompaso plokštumą nustatyti horizontalioje padėtyje, turi eklimetrą reikalingą matuoti polinkio kampus.Kartais, patogumo dėlei jų kampų skalė išdėstyta atvirkščiai – ne nuo 0o iki 360o, bet nuo 360o iki 0o. Matuojant kompasu slūgsojimo elementus reikia turėti galvoje, kad jis rodo kryptį ne į geografinį o į magnetinį polių, kurių padėtis skirisi. Atitinkamai skirisi ir nustatomas azimutas. Tas skirtumas tuo didesnis kuo aukštesnėse platumose yra dirbama. Fleksūra yra struktūra, kurią sudaro sluoksniai, staigiai keičiantys savo padėtį, tai yra tam tikroje vietoje išsilenkę, paprastai didesniu kampu negu monoklinos. Raukšlės Raukšlė yra struktūra, kurią sudaro sluoksniai pakeitę savo padėtį - išsilenkę, tačiau nesuardant jų vientisumo. Raukšlės elementai yra sparnai, skliautas (šarnyras), skiliauto ašis, ašinė plokštuma. Jos padėtis apibudinama skliauto ašies padėtimi, ašinės plokštumos padėtimi, sparnų tįsa, kritimu ir kritimo kampu bei kitais elementais. Raukšlės gali būti labai įvairios. Jos gali būti pavienės ir grupinės arba ešeloninės, įvairios formos (morfologijos), dydžio, kilmės, susidarymo būdo, padėties. Raukšlių įvairovę ir susidarymo būdą nagrinėja struktūrinė geologija. Todėl čia tik iš dalies parodysime raukšlių įvairovę. Pirmiausiai išskiriamos dvi raukšlių rūšys antikininės ir sinklininės. Antiklininės raukšlės sluoksniai išlenkti taip, kad jos centrinėje dalyje yra senesni sluoksniai, negu išorėje, o sinklininės – atvirkščiai – viduryje yra jaunesni sluoksniai. Raukšlių dydis apibudinamas jos pločiu, tai yra atstumu tarp gretimų skliauto ašių, sparnų ilgiu ir skliauto ilgiu. Jos gali būti labai stambios, kai sparnai tęsiais šimtus kilometrų, gerai matomos kosminės nuotraukose ir smulkutės, kelių milimetrų pločio (kinkinės). Pagal pavidalą (formą) raukšlės gali būti simetriškos, kai jų sparnai palinkę į ašį vienodu kampu, gali būti asimetriškos ir lygiagrečiais sparnais. Pagal ašinės plokštumos padėtį raukšlės gali būti stačios, palinkusios ir gulsčios. Netektoninės struktūros: Raukšlės susidaro daugiausiai tektoninių procesų metu –litosferos plokščių susidūrimo ar jo sukeltų mažesnio mąsto judesių metu. Tačiau raukšlės gali susidaryti ir nesusijusių su tektonika procesų metu, pavyzdžiui, nuošliaužų, kurios susidaro dėl gravitacijos. Kylantys iš gilumos diapyrai ar magminiai kūnai gali išlankstyti virš jų slūgsančius sluoksnius. Šie eiškiniai vadinami druskų tektonika Raukšles gali sudaryti ir slinkdamas ledynas, sugrūsdamas jo kelyje pasitaikančius uolienų sluoksnius. Šie reiškiniai vadinami glaciotektonika, tai yra ledynų tektonika. Raukšlėdra – neatskiriama kalnodaros sudėtinė dalis. Lūžiai ir skalūnavimo zonos Lūžis yra tektoninė struktūra, kurią sudaro įtrūkimas Žemės plutoje (plyšys) pagal kurį atskiros žemės plutos dalys (blokai) perstumiamos viena kitos atžvilgiu, dėl ko yra suardomas geologinių kūnų vientisumas. Lūžiai vadinami disjunktyvinėmis dislokacijomis. Dislokacija reiškia pajudėjimą, perstūmimą, o disjunktyvinis reiškia, kad kad įvyko vvientisumo nutraukimas. Lūžio elementai yra: lūžio plokštuma arba dislokatorius ir pečiai. Pečiai (arba sparnai) yra abipus dislokatoriaus esantys blokai. Patys gali būti kybantis, tai yra iškeltas virš kito ir gulintis – nuleistas Lūžį apibudina jo pečių judėjimo absoliutinė ir santykinė kryptis bei amplitudė, taip pat dislokatoriaus padėtis, nusakoma tįsa arba kritimo kampu. Svarbiausi lūžių tipai yra: sprūdis, antstūmis ir stūmis: Sprūdis yra lūžis, susidarantis vienam iš jo sparnų nusileidžiant žemyn kito aržvilgiu. Antstūmis (arba antsprūdis), atvirkščiai yra lūžis susidarantis vienam sparnui pakylant kito atžvilgiu. Stūmis - yra lūžis, kai blokai pajuda vienas kito atžvilgiu horizontalia kryptimi, jų santykiniam aukščiui pasikeičiant nežymiai. Susijusios su lūžiaias struktūros: Prie lūžių susidaro arba su jais įvairiai susijusios ir kitos tektoninės struktūros: grabenai, riftai ir horstai. Skalūnavimo zona tai šlyties zona išilgai kurios vyksta poslinkis ir susidaro uolienų plastinės deformacijos (milonitizacija) Grabenai – tai pailgos įdubos, apribotos lūžių. Jų dydis būna įvairus – plotis matuojamas dešimtimis ir šimtais kilometrų, o ilgis – šimtais ir tūkstančiais. Grabenai susidaro plutos tempimo sąlygomis. Stambūs ištęsti grabenai vadinami riftais. Išilgai grabenų ir ypač riftų daug kur vyksta vulkanizmas, čia dažnesi žemės drebėjimai. Pvz.: Reino gabenas, Rytų Afrikos gabenas, Baikalo. Horstai – tai pailgi iškilimai, apriboti iš kraštų lūžiais. Žemynai ir vandenynai Vandenynas Vandenynas yra didžiulis ištisinis, vandens telkinys Žemės paviršiuje, kuriame susitalkę 97% viso žemės vandens. Vandenynui nepriklauso tik vanduo esantis uždarose jūrose žemynuose, ežeruose, upėse, ledynuose ir gelmėse. Kartu vandenynai užpildo duburius žemės paviršiuje kurie susidarė ten, kur pluta venadenyninio tipo, tai yra plona ir sunki. To pžiuriu vandenynus galima laikyti ir sturktūriniais elementais. Bet tai nėra tikslu, nes Žemėje yra daugiau vandens, negu jo telpa vandenynų duburiuose, todėl jis užlieja ir žemyno pakraštį. Ta sritis vadinama kontinentiniu šelfu ir nepriklauso vandenynui, kaip struktūrai. Tos vandenyno dalys kurios užlieja žemyninę plutą vadinams šelfo jūromis.Vandenynai, kartu su šelfo jūromis užima 71% viso Žemės paviršiaus arba 361 mln. km2. Tačiau atmetus vandens užlietas žemynines plutos dalis, vandenyno plutos plotas sudaro tik 60%. Llinija, skirianti vandens paviršių nuo sausumos yra kranto linija. Bendras pasaulinio vandenyno krantų ilgis – 460 000 km. Vandenynų dugno paviršius Vanenyno šelfo dugno polinkis vidutiniškai yra apie 1o. Šelfo gale jis staigiai padidėja iki 6-7o, kartais iki 10-15o. Ta vieta yra vadinama šelfo briauna. Ji yra vidutiniškai 200 m gylyje. Čia prasideda žemyno šlaitas arba kontinentinis panuovalis. Kontinentinis panuovalis arba kontinento šlaitas yra kontinento riba. Čia, nedideliame nuotolyje gylis staigiai padidėja iki 3-4 km. Kontinento šlaitasdaugelyje vietų yra gana stipriai ardomas, čia yra daug griovų tipo įrėžių, kuriais juda nuosėdos, susikaupiančios šelfo pakraštyje Ta vieta, kur žemyno šlaitas pereina į vandenyno dugno pelaginę zoną vadinasi žemyno papėde. Jos ypatybė yra palyginti stora nuosėdinė danga, susidariusi žemyno pašlaitėje. Tarp kontinento šlaito ir batialinės zonos dugnas palaipsniui gilėja. Šis ruožas išskiriamas kaip kontinentinė pakiluma. Toliau prasideda tikrasis vandenyno dugnas, vadinamas pelagine arba abisaline zona. Faktiškai, vidutinis vandenyno gylis yra 3,8 km.Jei Žemės paviršius būtų lygus, tai vanduo jį dengtų tolygiai 2,6 km storio sluoksniu. Batialinėj zonoje vyrauja lyguminis reljefas. Bet vietomis jame išsiskiria atskiri povandeniniai kalnai, plokščiakalniai ir vandenynų vidurio kalnagūbriai. Atskiri vandenyno dugno kalnai yra daugiausiai smulkių karštųjų taškų padariniai, o vulkaniniai plokščiakalniai – ilgalaikio vulkanizmo padariniai. Jų sudėtis daugiausiai yra bazaltinė. Vandenynų vidurio gūbriai, tai – uoliniai kalnagūbriai kelių šimtų iki kelių tūkstančių kilometrų ilgio ir kelių šimtų kilometrų pločio. Jie susidaro išilgai vandenynų rifto, kuriama vyksta aktyvus vulkanizmas. Vandenynų gūbriai yra sudaryti daugiausiai iš bazalto lavos išsiliejusios iš povandeninių rifto ugnikalnių. Kai kurios tokių ugniklnių viršūnės iškyla ir virš vandens kaip salos. Ryškiu tokio kalnagūbrio pavyzdžiu yra Atlanto vandenyno vidurio gūbrys, besitęsiantis išilgai viso šio vandenyno duburio. Vandenynio pakraščiais daug kur tęsiasi salų lankai, kurie susidarė nyrant litosferos plokštėi po kita. Panirimo (subdukcijos) vietose, vandenyno dugnas įlinksta, čia susidaro gilus subdukcinis lovys. Tokiuose loviuose yra ir giliausios vandenyno vietos, ppavyzdžiui, Marianų įduba, kurios gylis virš 11 lm. Kontinentai ir žemynai Kontinentai ir žemynai dažnai laikomi sinonimais – vienodos prasmės žodžiais. Tačiau geologai suteikia jiems skirtingą prasmę. Kontinentais vadinami žemyninės plutos plotai įskaitant ir tas jos dalis, kurios yra užlietos vandenyno. Žemynais vadinamos tik sausuminės kontinentų dalys. Tokiu būdu kontinentas yra struktūrinis terminas, o žemynas, labjau geografinis. Didžiausios žemynų sausduminės dalies struktūros yra kratonai ir kalnynai arba orogenai Kratonai Kratonas – yra ilgą laiką stabili žemyno dalis. Kratonuose išskiriamos jų dalys: Platformos (plokštės) – tai kratono plotai, kuriuose kristalinę plutą dengia nuosėdinių uolienų storymė. Skydai – yra kratonų dalys, kuriose kristalinė pluta išeina į paviršių. Platformose yra vietų kuriose nuosėdinė storymė itin stora – siekia kelių ar net keliolikos kilometrų storį. Jos susidarė tam tikrą laiką grimztant plutai, kas vyksta dėl tam tikrų tektoninių priežasčių ir priklauso ir nuo pačios plutos sandaros. Tokios įdubos kratonuose vadinamos sedimentaciniais baseinais. Dažniausiai jie susidaro kratonų pakraščiais. Žemynuose gali susidaryti ir grabenai bei riftai. Jie susidaro tempiant žemynų plutą. Tai gali būti dėl kolizijos – litosferos plokščių susidūrimo arba dėl plumo iškylančio mantijoje po žemynais, dėl ko ji pradeda skilti, jos paviršiuje susidaro ištęstos įdubos. Keli garbenų ir riftų pavyzdžaiai Reino grabenas. Reino grabenas yra Šveicarijoje ir Vokietijoje. Išilgai jo išsidėstęs Reino upės slėnis. Jis susideda iš dviejų šakų – Viršutiniojo ir Apatiniojo Reino grabeno. Jis susidarė kaip riftas Kainozojuje ir yra šiuo metu aktyvus (reaktyvuotas). Mantija po grabenu yra iškilusi, vietomis iki 24 km (Kaiserštul apylinkės). Grabeno ruožas šiuo metu seismiškai aktyvus – čia dažni žemės drebėjimai. Kvartere čia vietom is (Eifelyje) vyko vulkanizmas, o šiuo metu yra padidintas geoterminis srautas. Per pastaruosius 100 metų grabenas grimzta 0.8 mm/m to 2 mm/m greičiu. Grabeną riboje vertikalių lūžių sistemos. Kvaretero darinių storis grabene taip pat yra padidėjęs iki 350 m (ties Manheimu) Baikalo riftas (žr. pav.): Ežero įdubos ilgis – 650 km, gylis -1600 m . Didžiausia gėlo vandens talpykla Žemėje - 23,000 km3, apytikriai 20% viso Žemės gėlo vandens. Amžius - 25 mln. metų. Rytų Afrikos riftas (žr. pav.) Kalnai ir kalnynai (orogenai) Kalnai bet kurios žemės paviršiaus vietos, santykinai aukštesnės už aplinkines. Jų kilmė gali būti įvairi – erozinė ir tektoninė Eroziniai kalnai – salakalniai; Evorziniai kalnai – ledyniniai Vulkaniniai kalnai Kalnai gali sudaryti grandines ar juostas – kalnagūbrius arba kalnynus. Kalnynai arba orogenai yra kalnai ir jų grandinės (juostos), susidariusios tektoniškai deformuojant litosferos plokščių pakraščius jų susidūrimo vietose. Tokios deformacijos pasireiškia raukšlėjimu, blokiniais antstūmiais, tektoninių dangų susidarymu. Jų forma priklauso ir nuo erozijos. Kalnynai gali būti: Blokiniai Raukšliniai Antstūminiai Litosferos plokštės Yra stambiausios žemės išornės sferos struktūros. Tai - litosferos dalys (segmentai), atskirtos lūžiais ir nepriklausomai judančios nuo riftinių zonų vandenyno dugnuose link subdukcijos zonų. Plokščių pakraščiai pasižymi intensyviu vulkanizmu bei padidintu seismingumu. Litosferos plokščių dydis įvairus. Yra 8 stambios plokštės, kurių skersmuo - dešimtys tūkstančių kilometrų ir daugiau kaip 20 smulkių maždaug tūkstančio kilometrų skersmens plokščių. Stambios plokštės yra: Afrikos, Antarktidos, Eurazijos, Indijos-Australijos, Nazkos, Šiaurės Amerikos, Pietų Amerikos, Ramiojo vandenyno. Smulkios plokštės - Anatolijos, Arabijos, Karibų, Kokosų, Chuano de Fukos, Filipinų, Somalio ir kitos. Vidutinis plokščių judėjimo greitis yra 50-100 km per milijoną metų, arba 5-10 cm per metus. Maždaug tokiu greičiu auga žmogaus plaukai. Dabar greičiausiai juda Ramiojo vandenyno plokštė prie Velykų salos - 15 cm per metus ir prie Naujųjų Hebridų salyno - 22 cm per metus. Tai nustatyta naudojant palydovines padėties nustatymo sistemas (Devis ir kt., 1996). GEOLOGINIAI REIŠKINIAI IR PROCESAI Litosferos plokščių tektonikos teorijos pagrindinės sąvokos Litosferos plokščių tektonika, tai - geotektoninė teorija, aiškinanti litosferos medžiaginės sudėties ir sandaros raidą. Ji remiasi kompleksiniu geologinių ir geofizinių duomenų apibendrinimu, modeliavimu, tiesioginiais geodeziniais matavimais, kiekybiniu litosferos kinematikos aprašymu. Svarbiausi jos teiginiai yra šie: - Mantijoje vyksta nuolatinė medžiagos apytaka (konvekcija) - nuo branduolio ribos kyla karštos, plastingos, kietos medžiagos srautai, kurie pakilę iki viršutinės mantijos ar astenosferos, skleidžiasi horizontalia kryptimi, o atvėsę grimzta atgal į mantiją; - Konvekciniai srautai, judėdami horizontaliai ties astenosferos padu skaldo litosferą į atskiras plokštes, kurios juda astenosferos paviršiumi; - Judėdamos litosferos plokštės susiduria, susijungia arba panyra viena po kita (subdukuoja) ir lydosi. Tokiu būdu vyksta nuolatinis medžiagos judėjimas, jos apykaita ir diferenciacija tarp mantijos ir plutos ir nuolatinis žemės paviršiaus kitimas. Mantijos medžiagos kylantys srautai vadinami plumais (angl. plume). Šis srautas, pradžioje būna stulpo pavidalo, apie 100 km skersmens, o pakilęs iki litosferos apačios išsiplėtoja, sudarydamas “grybo kepurę” kurios skersmuo gali siekti apie 1000-2000 km (Thompson, 1998) (1.6 pav.). Plumuose mantijos medžiaga yra plastiška, bet kietame būvyje arba tik iš dalies išlydyta. Ji kyla maždaug 1 m/metus greičiu. Plumai gyvuoja nuo dešimčių iki šimtų milijonų metų.. Plumo išraiška žemės paviršiuje vadinama karštuoju tašku. Karštieji taškai (angl. hot spot)- tai mantijos medžiagos srautų - pliumų, kylančių iš jos gelmių pėdsakas Žemės paviršiuje. Plumų iškilimo vietose mantija lydosi, joje susidaro magmos židiniai, o Žemės paviršiuje virš jų iškyla ugnikalniai. Plumų padėtis nesikeičia arba jie juda kita kryptimi, negu slenkanti virš jų litosferinės plokštė. Kartu juda ir ugnikalniai susidarę plokštės paviršiuje, kurie nutolsta nuo karštojo taško ir užgęsta, o virš magmos židinio susidaro nauji ugnikalniai. Tokiu būdu vandenynuose susidaro vulkaninių salų ir povandeninių ugnikalnių grandinės, o žemynuose – ištęstos įdubos - riftai ir didžiulio tūrio bazaltų dangos (1.4 pav.). Priskaičiuojama daugiau kai 100 ir šiuo metu veikiančių karštųjų taškų, pavyzdžiui: Azorų, Bermudų, Etiopijos, Galapagų, Havajų, Islandijos, Jeloustono, Kanarų, Rejunjono, Taičio (Stoters, 1993; Thompson, 1998; Malamud ir kt., 1999) (1.4 ir 1.5 pav.). Manoma, kad gali būti daug smulkių plumų, virš kurių susidaro jūros dugno kalnai. Tokių kalnų priskaičiuojama keliasdešimt tūkstančių, iš jų keli tūkstančiai yra veikiantys (Malamud ir kt., 1999). Klasikinis karštojo taško pavyzdys yra Havajai. Tai salų grandinė, kurios piečiausia sala yra veikiantis vulkanas - Mauna Loa. Kitos salos yra jau užgesę ugnikalniai. Toliau, ta pačia šiaurės vakarų kryptimi tęsiasi povandeninių užgesusių ugnikalnių grandinė, taip pat vadinama Havajų vardu kurio tęsinys yra povandeninis Emperioro gūbrys. Jį taip pat sudaro užgesę ugnikalniai, išsidėstę grandine, bet jos kryptis yra kiek kitokia – į šiaurės-šiaurės vakarus. Ugnikalnių amžius tuo didesnis, kuo toliau jie yra nuo Mauna Loa, esančio bevei tiesiai virš karštojo taško. Tolimiausiojo iš jų amžius yra 85 mln. metų. Per šį laiką Ramiojo vandenyno plokštė nuslinko apie 6000 km, judėdama pradžioje į šiaurės-šiaurės vakarus o po to į vakarus-šiaurės vakarus, vidutiniškai 8 cm/metus greičiu. Ramiajame vandenyne yra ir dar keletas tokių salų ir povandeninių kalnų grandinių išsidėsčiusių lygiagrečiai Havajų gūbriui – Samoa, Tuamotu, Markizų, Linos, Kuko-Australijos grandinės. Beje, pastarųjų metų tyrimai rodo kad karštieji taškai, bent kai kurie (tarp jų Havajų), nestovi vietoje, o keičia savo padėtį greičiu, prilygstančiu plokštės slinkimo greičiui. Tai aiškinama mantijos konvekcijos ypatybėmis, dėl kurių keičia padėtį plumas ir virš jo esantis karštasis taškas. Šis reiškinys kitaip paaiškina ir Havajų-Emerioro gūbrio krypties pasikeitimą. Islandija, taip pat yra karštame taške. Salos plotas yra 100 000 km2, vidutinis aukštis - 500 m. Bazaltinio sluoksnio storis čia - 16-20 km, kai vidutiniškai vandenyne jis yra - 6,5 km. Ji susidarė per pastaruosius 16 mln. metų. Šis karštas taškas yra rifto zonoje, ties besiskiriančių litosferos plokščių pakraščiais. Todėl vulkanizmas čia vyksta vienoje vietoje, o senesni lavos klodai tolsta į šalis kartu su judančiom plokštėm. Litosferos plokštei skylant virš kylančio plumo viršūnės pirmiausiai susidaro - siauros ištęstos giluminių lūžių zonos, kertančios litosferą kuriomis vyksta litosferinių plokščių ar jų dalių atsiskyrimas. Tokios įdubos, ištęstos šimtus ir tūkstančius kilometrų, vadinamos riftais, o besiskiriančių, tolstančių plokščių pakraščiai vadinami pasyviais pakraščiais. Tolstant atskilusioms litosferos plokštės dalims, tarp jų susidaro grabeno tipo įduba, vėliau vandenynas, kurio dugnas sudarytas iš naujos, pasyviuose pakraščiuose susidariusios plutos. Riftais į paviršių kyla išlydyta mantijos medžiaga. Šiuo metu riftuose išsilieja apie 17 km3 magmos per metus. Tokiu būdu susidaro nauja pluta, kuri ir sudaro šiuolaikinių vandenynų dugną. Vandenynuose, išilgai riftų skiriančių pasyvius plokščių pakraščius susidaro vandenyno vidurio gūbriai, kurių atskiros viršūnės iškyla salų pavidalu. Pavyzdžiui Atlanto vandenyno vidurio gūbrys tęsiasi per visą šį vandenyną išilgai tolstančių Afrikos ir Pietų Amerikos, bei Eurazijos ir Šiaurės Amerikos plokščių pasyviųjų pakraščių. Riftai susidaro ir žemynuose. Pavyzdžiui, Rytų Afrikos riftas yra gilių litsferos plyšių sistema, kuriais į paviršių kyla magma, iš lydymosi židinių susidariusių mantijoje (1.7 pav.). Judančių priešingomis kryptimis ir susiduriančių plokščių pakraščiai vadinami aktyviais pakraščiais. Tokiuose pakraščiuose vyksta kalnodara ir naujos kontinentinės plutos susidarymas. Susidurti gali įvairios plokščių dalys, tiek su kontinentine, tiek su okeanine pluta. Jų susidūrimo arba konvergencijos pobūdis ir vykstantys čia tektoniniai procesai būna skirtingi. Priklausomai nuo to aktyviuose plokščių pakraščiuose vyksta subdukcija, obdukcija, kolizija arba įvairūs tų procesų deriniai. Subdukcija yra litosferos plokštės pakraščio su okeanine pluta panirimas po kita plokšte litosferinių plokščių sandūros metu. Dengiančios plokštės pakraštys yra keliamas ir denuduojamas. Pagal savo formą jis vadinamas pleištu (angl. wedge). Subdukcijos zonose nyranti plokštė ir pleištas patiria aukštos temperatūros ir didelio slėgio poveikį, dėl ko vyksta jų uolienų metamorfizmas (perkristalizavimas, deformacija) jos suskaldomos blokais, kurie spaudžiant nyrančiai plokštei gali judėti aukštyn ir į šonus. Vietomis, palankiose sąlygose vyksta lydymasis. Dėl magmatizmo bei tektoninių judesių subdukcijos zonose vyksta orogenezė, susidaro kalnų grandinės. Kai okeaninė plokštė panyra po kontinentine, dengiančios žemyninės plokštės pakraštyje virš lydymosi zonos iškyla ugnikalnių grandinės – vulkaniniai lankai. Čia vyksta ir giluminis intruzinis magmatizmas, todėl tokios struktūros vadinamos ir kontinentiniais magminiais lankais. Tokio lanko pavyzdys yra Kordiljerų-Andų kalnynas, nutįsęs per 10000 kilometrų vakarine Pietų ir Šiaurės Amerikos pakrante, kur po ja subdukuoja Ramiojo vandenyno pakraščio plokštės – Kokosų, Nazkos ir kitos. Subdukcijos vietoje vandenyno dugnas pagilėja. Čia susidaro vadinamas subdukcijos lovys. Tokiuose loviuose ir yra giliausios vandenyno dugno vietos, tarp jų Marianų įduba - 10,911 m. Kai susiduria ir viena po kita subdukuoja dvi okeaninės plokštės, virš subdukcijos ruožo iškyla vulkaninių (okeaninių) salų lankai. Pavyzdžiui, Ramiojo vandenyno plokštės vakariniu pakraščiu, jos subdukcijos po Eurazijos plokštės okeaniniu pakraščiu vietoje susidarė Kurilų, Filipinų, Tongos-Kermadoko ir kiti vulkaninių salų lankai. Tokiose vietose vyksta naujos žemynų plutos susidarymas ir jos priaugimas, pristūmimas prie senojo žemyno. Šis procesas vadinamas akrecija. Beje šiuo terminu apibudinamas ir riftų zonose išsiliejančios lavos klodų priaugimas prie anksčiau susidariusios okeaninės plutos. Dviejų žemyninių arba žemyninio ir okeaninio litosferos plokščių pakraščių susidūrimas vadinamas kolizija. Kolizijos zonose gali vykti subdukcija arba obdukcija, arba žemės plutos blokų „sugrūdimas“. Tokiose vietose Žemės pluta sustorėja. Pavyzdžiu, Himalajų kalnai iškilo Eurazijos ir Indijos plokščių kolizijos vietoje. Čia susidarė ir storiausia Žemėje pluta siekianti 75-80 km. Obdukcija vadinamas vienos litosferos plokštės pakraščio užstūmimas ant kitos, paprastai kontinentinės plokštės, vykstantis jų susidūrimo vietose. Tokiu būdu susidaro dangos, kartais daugiasluoksnės, o jų vietose – kalnynai. Tokių kalnynų, pavyzdžiu, yra Skandinavijos kaledonidai, Šiaurės Amerikos Apalačai, Alpės. Žemės rutulio paviršiuje nuolatos vyksta litosferos plokščių skilimas, vandenyno atsiradimas, naujos okeaninės plutos susidarymas pasyviuose pakraščiuose ir jos dalinis sunaikinimas subdukcijos zonose galiausiai užsidarant vandenynui. Toks plutos susidarymo ir sunaikinimo procesas vadinamas Vilsono ciklu. Šie reiškiniai nuolat kartojasi. Tuo pačiu nuosekliai laike ir erdvėje keičiasi ir geodinaminės situacijos: plumo iškilimas mantijoje, riftų susidarymas, plokščių tolimas (spredingas), naujos žemės plutos jame susidarymas, jos subdukcija ir išsilydymas ir su tuo susijusių kontinentinių ar okeaninių salų lankų susidarymas, jų akrecija prie žemyno ir kitos. Tai ir yra svarbiausios Vilsono ciklo dalys. Vilsono ciklo trukmė yra apie 700 mln. metų. Kiekvienoje iš paminėtų ir kitų, nepaminėtų geodinaminių situacijų, kaip salų lankai, kolizijos zonos ir kitos vyksta tam tikras geologinių procesų kompleksas ir susidaro tam tikra geologinė aplinka. Ji apibudinama tam tikromis slėgio ir temperatūros sąlygomis, fliuidiniu režimu, tam tikru uolienų rinkiniu įtraukiamu į geologinius procesus. Ši geologinių ypatybių (geocheminių, litologinių, struktūrinių, fizinių-cheminių ir kitų) visuma, būdinga teritorijoms, esančioms konkrečioje tektoninėje padėtyje ir sąlygotų ar įtakotų ten vykstančių tektoninių procesų, vadinama tektonine facija. Skirtingose tektoninėse facijose magmatizmas bei metamorfizmas vyksta irgi skirtingai, susidaro tam tikras magminių ir metamorfinių uolienų rinkinys, pasižymintis sudėties ir sandaros ypatybėmis. Todėl vienas svarbiausių tektoninės facijos nustatymo ar apibudinimo rodiklių yra magminės ir metamorfinės uolienos ir jų asociacijos susidariusios konkrečioje tektoninėje aplinkoje, o šios sąvokos tikslas ir yra susieti uolienų ir jų ypatybių, nustatomų konkrečioje teritorijoje susidarymą su tam tikrais geologiniais procesais ir jų tektoninėmis priežastimis. Litosferos tektonikos teorija paaiškina ir naujos žemynų plutos susidarymą, bei žemynų augimą. Visi žemynai yra tarsi sulipdyti iš daugelio atskirų dalių, skirtingo amžiaus ir sandaros, susidariusių susiduriant litosferos plokštėms. To pavyzdžiu gali būti Šiaurės Amerikos žemynas kurį JAV geologas P.F. Hofmanas šmaikščiai pavadino “jungtinėmis Amerikos plokštėmis” žaisdamas angliškų kalbos žodžių “states - valstijos” ir “plates – plokštės” panašiu skambėjimu (1.10 pav.) (Hofman, 1984). Žinotinos sąvokos ir apibrėžimai: Litosfera; litosferos plokštė; pliumas; konvenciniai srautai mantijoje; karštas taškas, riftas, vandenyno vidurio gūbrys; subdukcija, obdukcija, kolizija MAGMATIZMAS Magmatizmas yra visuma reiškinių, apimančių magmos susidarymą, jos judėjimą, kristalizaciją gelmėse arba išsiliejimą Žemės paviršiuje ir susidarymą magminių uolienų, jų kūnųs ir magminių struktūrų. Magmatizmas Žemėje tiesiogiai susijęs su litosferos plokščių tektonika, tačiau tai yra tik „paleidimo mechanizmas“. Magmatizmui prielaidas sudaro Žemės gelmių karštis, slėgio ir temperatūros balansas mantijoje ir plutoje ir uolienų sudėtis, kas ypač svarbu magmatizmui plutoje. Magmos susidarymas: Magma susidaro įvairioje tektoninėje aplinkoje. Svarbiausias magmos susidarymo vieta yr pliumų pakilimo vietos. Tai pliumų mgmatizmas. Pliumas, pakilęs iš mantijos gelmių yra labai karštas. Mantijos apačioje uolienos, nors ir būdamos 5000-6000oC temeratūroje lieka kietoje būsenoje, nes lydytis trukdo slėgis. Bet viršutinėje mantijoje slėgis gerokai mažesnis, o pliumo temperatūra dar būna labai aukšta. Todėl pliumo viršūnėje mantijos uolienos pradeda lydytis. Čia ir susidaro pirminė magma. Jos sudėtis priklauso nuo lydymosi laipsnio. Jei lydymasis yra dalinis, tai susidaro bazlto, bazinės sudėties magma. O kai lydymosi laispnis didėja, magmos sudėtis artėja prie besilydančios mantijos sudėties ir tamap ultrabaziniu. Lydalas, susidaręs pliumo vietoje būdamas lengvesnis už aplinkines uolienas kyla aukštyn. Tam padeda ir plyšiai, susidarę virš pliumo skeldėjančioje litosferoje. Tokiais plyšiais magma kyla aukštyn. Ji gali sustingti ir išsikristalizuoti plutoje intruzinių kūnų pavidalu. Jie būna sudaryti daugiausiai iš gabroidų ir ultramafitų (dunito, peridotito, piroksenitų). Kai magma pasiekia paviršių ji išsilieja žemės lavos srautų pavidalu. Tais atvejais daugiausiai liejasi bazalto lava. Daugiausiai magmos liejasi riftuos ypač vendenynų. Čia susidaro nedidelio storio (kelių km), bet didžiulio ploto bazalto klodai. Jie sudaro praktiškai visą vandenynų plutą, kuri denga apie 60% Žemės rutulio ploto. Jau vien tai rodo magmatizmo mąstą ir svarbą. Atskirose vietose vandenynuose ir žemynuose lava liejasi didesniais kiekiais. Čia susidaro skydiniai arba plyšiniai ugnikalniai, o kai magmos būna labai daug ir ji liejasi labai sparčiai – vulkaniniai plokščiakalniai. Vulkaniniai plokščiakalniai tiek žemynuose, tiek vandenynų dugne dengia didžiulius plotus – milijonų km2, o jų tūris siekia milijonus km3. Tai Dekano plokščiakalnis (Indijoje), Sibiro (Rusijoje), Paranos (Brazilijoje), Karu (PAR), Kolumbijos upės (JAV) ir kiti. Subdukcinis magmatizmas Kolizijos ir plutos sustorėjimo vietose. Kodėl magma kyla aukštyn? Magmos intrudavimo būdai Granito magma kyla labai greitai plonais plyšiais, sudarydami sankaupas iš kurių kristalizuojasi granitiniai plutonai. Tokie plyšiai gali būti vos vieno kito metro pločio. Smulkūs granito kūnai gali iškilti per 1000 metų, o stambesni per 100 000. Vulkanizmas Magmatizmo paviršinė išraiška Žemėje apie 1000 ugnikalnių Dalis jų (200) šiuo metu gęsta. Išsiveržimų tipai: Islandiškasis – plyšinis išsiveržimas iš plyšių, liejasi skysta lava, piroklastų nedaug. Susidaro plyšiniai vulkanai Havajų – išsiliejimai bazaltinės lavos ilgą laiką iš vieno centro. Strombolio – dėsningi, periodiški išsiveržimai. Plinijaus (Vezuvijaus)– išsiveržimas su sprogimu, susidaro daug piroklastų its general appearance can best be expressed as being like a pine rather than any other tree, for it rose to a great height on a sort of trunk and then split off into branches, I imagine because it was thrust upwards by the first blast and then left unsupported as the pressure subsided, or else it was borne down by its own weight so that it spread out and gradually dispersed. Sometimes it looked white, sometimes blotched and dirty, according to the amount of soil and ashes it carried with it. (p. 427) Vulkanų tektoninė padėtis ir pasiskirstymas Žemėje Ugnies juosta aplink Ramųjį vandenyną Reiškiniai lydintieji vulkanizmą Žemės drebėjimai Hidrotermos, Fumarolos – dujų srovės. Fumarolų rūšys: Sausos, T>500, be vandens, sudarytos iš NaCl ir KCl; Sieringos, arba solfataros, T=90-300oC; Šarminės, amoniakinės, T>100 Šaltos angliarūgštinės – mofetos Karšti šaltiniai Geizeriai iki 500 m aukščio. Purvo vulkanai Magmatizmo geologinė reikšmė Vandenyno plutos susidarymas Vandenynų pluta susidaro vandenynų riftuose, plečiantis jo dugnui. Palaipsniškai išsiliejant magmai priauga vis naujos vandenyno plutos dalys. Žemynų plutos susidarymas Žemynų pluta pradeda formuotis subdukcijos zonose, lydantis nyrančiai ir ją dengiančiai plutai. Magma kyla aukštyn, sudarydama žemyninę plutą. Dujų išmetimas į atmosferą – įtaka klimatui ir atmosferos sudėčiai Ekologinė reikšmė Naudingųjų iškasenų susidarymas: Dauguma NI yra magminės kilmės: Cu, Pb, Zn, Mo, W, Cr, Pt, Fe, Geotermija – magma – šilumos nešėjas Stichinės nelaimės Vezuvijus ir Flegrėjaus laukai Vezuvijus susidarė negilioje jūroje, prieš 400 000 metų. Įduba jo viršūnėje - kaldera susidarė prieš 34,000 metų. Jis yra aktyvus ligi šiol. 79 metų išsiveržimą labai vaizdžiai aprašė Plinijus Jaunesnysis. Jis paliko išsveržimo aprašymą laiškuose istorikui Tacitui, pasakodamas apie savo dėdės – Plinijaus Vyresniojo žūtį. Tai bene pats garsiausias istorijoje išsiveržimas. Kai prasidėjo išsiveržimas, ant Pompejos pasiopylė piroklastai, o Herkulanumą ėmė semti purvo srautas. Plinijus Vyresnysis tuo metu vadovavo Romos laivynui stovėjusiam Misenumo uoste. Jis nutarė gelbėti šių miestų gyventojus ir nuplukdė savo laivyną į Stabijos uostą. Kai laivynas prisiatin o prie Pompejos pakrantės tenai jau krito piroklastai – pelenai, lapilės ir atskiri blokai. Dėl piroklastų sankaupų jie negalėjo priplaukti prie kranto ir pasuko link Stabijos. Plinijus liepė jį nunešti į pirtį, po to pavalgė ir nutarė pailsėti. Tai jis darė norėdamas savo pavyzdžiu nuraminti panikuojančius gyventojus. Tuo metu jau vyko išsiveržimas, ore buvo daug vulkaninių dulkių ir pelenų. Plinijus mirė miegodamas, matyt uždusęs nuo pelenų. Pompejoje tuo metu gyveno apie 20000 žmonių. Išsiveržimo metu žuvo apie 2000. Flegrėjos laukai – itališkai – „degantys laukai“. Pavadinimas atsirado po 1538 metų, kai tenai buvusioje priekrantės lygumoje susidarė pirmas šlako kūgis, 140 m aukščio ir 1 km skersmens – Monte Nuovo. Tai jauniausias Europos žemyno ugnikalnis. c Santorinio ugnikalnis Egėjo jūroje. Išsiveržė 1650 m p.m.e. Į orą buvo išmesta 30 km3 piroklastų. Sunaikino Mino mietsta Akroterį, kuriame gyveno apie 30000 gyventojų. Atrodo jie spėjo pasitraukti, netgi su svarbiausiais daiktais. Manoma, ši katastrofa galėjo tapti mito apie Atlantidą pagrindua? ŽEMĖS DREBĖJIMAI Žemės drebėjimas yra poslinkiai ir deformacijos vykstančios gelmėse sklindant per jas seisminėms bangoms, tik skersinėms, tiek išilginėms. Seisminių bangų šaltinis yra vieta gelmėse kur įvyko poslinkis ar dėl įtampų susidarančių žemės plutoje ar kitų, netektoninių priežasčių. Žemės drebėjimai gali vykti dėl tektoninių priežasčių ir įvairių netektoninių: Magmos judėjimo gelmėse, vulkanų išsiveržimų, izostazinio atsistatymo, įgriūvant ertmėms plutoje, kosminių kūnų smūgių, na ir technogeninių priežasčių. Dažnai žemės drebėjimą vienoje sukelia seisminė banga atsklidusi iš kitur, tai vadinamieji rezonansiniai žemės drebėjimai. Vieta gelmėse, kur įvyko poslinkis ir pradėjo sklisti seisminės bangios vadinamas jo židiniu arba hipocentru, arba fokusu, o vieta žemės paviršiuje tiesiai virš židinio – epicentru. Po pirmojo drebėjimo dažnai smūgiai pasikartoja, bet paprastai jau silpnesni. Jie vadinami afteršokais. Tektoniniai žemės drebėjimai. vyksta tektoninių procesų pasekoje. Tokie procesai yra riftų susidarymas skylant litosferos plokštėms, subdukcija ir obdukcija plokščių susidūrimo (kolizijos, konvergencijos). Žemės drebėjimai vyksta dėl įtampų susidarančių slenkant plokštėms, dažniausiai išilgai lūžių, ypač transforminių. Subdukcijos zonose įtampos susidaro nyrančios plokštės paviršiuje. Panašiai ir obdukcijos, antstūmių vietose, nors čia slėgiai būna ir mažesni, ir ž.d. silpnesni. Tektoniniai ž.d. vyksta įvairiame gylyje – nuo kelių kilometrų iki kelių šimtų, daugiausiai nustatyta iš 720 km gylio. Vulkaniniai žemės drebėjimai. Susiję su magmos kilimu, jos judėjimu gelmėse ir išsiveržimu, ypač kai tai lydi sprogimai. Dažnai žemės drebėjimai vulkano rajone parodo jo išsiveržimo artėjimą. Izostaziniai. Tokie ž.d. vyksta po ledynų atsitraukimo. Švedijoje nustatyta 45 žemės drebėjimų požymiai poledynmetyje. Gravitaciniai ir įgriuviniai. Sukelti nuošliaužų, griūčių. Įvyksta, kai įgriuva požeminių ertmių skliautai, ypač karsto rajonuose. Smūginiai. Žemės drebėjimai dėl kosminių kūnų smūgio į Žemę. Nustatomi pagal geologinius, paleogeografinius požymius. Technogeniniai. Žemės drebėjimai dėl žmogaus veiklos – sprogimų, ypač branduolinių, smūgių, įgriuvų ar izostazijos stambių kasyklų, karjerų rajonuose (Soligorskas), vandens, dujų, naftos telkinių naudojimas, hidroelektrinių vandens kaupyklos (1975 m. Orovilo užtvanka, JAV, 7 balai). Žemės drebėjimų fiksavimas ir matavimas. Seismografai. Seismogramos. Vertinama pagal Merkalio skalę, pasiūlytą italų seismologo 1902 metais ir Č.Richterio skalę, pasiūlytą 1935 m. Kalifornijos universiteto profesoriaus. Prognozė: Foršokai. Gyvūnų elgesys; P ir S bangų greičių santykio kitimas; Vartaniano metodas; žemės paviršiaus judesių spartėjimas. Padariniai. Geologiniai. Žemės paviršiaus deformacijos, poslinkiai horizontalia ir vertikalia kryptimi. Erozijos sustiprėjimas. Patvankos ir sėliai. Nuošliaužos, griūtys. Manoma, Verkių ir Vilkpėdės nuošliaužos Vilniuje 1977 metais galėjo įvykti dėl žemės drebėjimo Karpatuose. Cunamiai – banga siekia iki 20 m ir daugiau. Pakrantėse, kurios yra tankiai apgyvendintos žūva dešimtys ir šimtai tūkstančių žmonių. Didžiausių žemės drebėjimų pavyzdžiai 1556 Šensi, Kinija 830000 1775 Lisabona, Portugalija 60 000 1908 Mesina, Sicilija, Italija 100-160000 1923 Tokijas, Japonija 150000 1960 Čilė 57000 Stipriausias užregistruotas ž.d. – 8,5-8,7 mag. 1976 Tanšanis, Kinija 650000 1988 Spitakas, Armenija 24 000 Sarezo ežero patvanka 1911 m. Per 4000 metų nuo žemės drebėjimų žuvo apie 13 mln. žmonių, o kasmet vidutiniškai žūva apie 10000. Černobylio įvykis. Černobylio rajone įvyko žemės drebėjimas, 1,4 mag. 26,04,86, 16 s prieš sprogimą. Manoma, kad jis galėjo paveikti reaktoriaus kontrolinę sistemą, kuri nebuvo apsaugota nuo vibracijos. Tai tapo viena iš svarbiausių katastrofos padarinių. Lietuvoje. 1616.06.30 ž.d. dėl karstinės įgriuvos (?). Ašis ėjo per Biržus, Bauskę, Duobelę. Galėjo siekti 7 balus. 1908.12.29 naktį netoli nuo Daugpilio. Irgi galėjo būti 7 balų. Rezonansinis nuo Mesinos, kuris įvyko 1908.12.28 d. Be šio buvo dar apie 10 ž.d. Latvijoje ir Baltarusijoje, iki 6-7 balų. 1976.10.26 – Osmusarės Seismologinis monitoringas Pirmas vietinis įvykis užfiksuotas Lietuvos monitoringo stočių 2002.XII.18 d. 21 val.14 min. 20 sek. Seismogramos forma ir jos magnitudė rodo, kad tai tektoninis įvykis. Intensyvumas – 3,6 magnitudės. Įvykis buvo Baltijos jūroje, piečiau Gotlando (Pačėsa, 2003). Richterio skalė išreiškia žemės drebėjimo energiją įvertindama vibravimo stiprumą, kurį užregistruoja seismografas, esantis už 100 km nuo epicenro. Magnitudė Trotilo atitikmuo, kg   1 20   2 600 Pajunta kai kurie žmonės 3 20 000 Pajunta visi žmonės. 100 000 tokių ž.d. per metus 4 60 000 Nedidelė atominė bomba. Drebėjimai apie 4,5 balus sukelia smulkius nuostolius 5 20 000 000 Standartinė branduolinė bomba, panaši į pirmąją, išmėgintą Niu Mechike 6 60 000 000 Vandenilinė bomba. Sukelia žymius suardymus. Apie 100 tokių ž.d. per metus 7 20 milijardų Didelis žemės drebėjimas. Išsiskiriančios energijos pakanka metus šildyti Niujorką. Apie 14 tokių ž.d. per metus 8 60 milijardų Didžiausi žinomi žemės drebėjimai: Čilėje, Japonijoje, Sanfranciske 9 20 trilijonų Išsiskiria energijos kiekis artimas suvartojamam pasulyje per metus MERKALIO SKALĖ. Išreikia žemės drebėjimo padarinių mastą pagal sugriovimus, pakitimus žemės paviršiuje ir kitus požymius. BALAI POŽYMIAI I Dauguma žmonių nejaučia; gyvūnai nerimauja II Kybantys daiktai svyruoja III Daugelis žmonių pajunta judesį IV Durys, langai, spintos braška; žmonės pajunta judesį ir viduje V Lengvi baldai pajuda iš vietos; paveikslai nukrenta nuo siebnos, indai nuo lentynų VI Pajunta beveik visi žmonės; lengvi baldai nuvirsta; gali suskeldėti langai VII Kai kurie žmonės pargriūva; sienos gali suskeldėti VIII Sunkūs baldai nuvirsta; silpnos sienos subyra IX Žmones apima panika, dalis pastatų sugriūva; užtvankos suskeldėja X Išsikreivina geležinkeliai; dauguma pastatų apgriūva; keliai suskeldėja XI Griūva tiltai; sulūžta požeminiai vamzdynai; dauguma pastatų sugriūva XII Visi žmonių statiniai suardomi EGZOGENINIAI PROCESAI Egzogeniniai procesai vyksta Žemės paviršiuje. Sąvoka yra sąlyginė, nes pagrindinė sukanti jėga yra gravitacija, tai yra vidinė, endogeninė jėga. Tačiau čia prisideda ir kiti, paviršiniai veiksniai. Imkime atskaitos tašku orogenezę. Kalnynai – peneplenas (beveik lyguma) Dūlėjimas yra lydymas ir medžiagos išnešimo, kuris gali vykti veikiant tiems patiems veiksniams. Kartu tai vadinama ardymu arba denudacija. Svarbiausi šio proceso veiksniai yra dūlėjimas, vėjas, tekantis vanduo, jūros ir vandenynai, ledynai. Ardymas Dūlėjimas: Fizinis dūlėjimas vyksta fizinių veiksnių poveikyje, takių, kaip temperatūros svyravimas, šalčio poveikis. Temperatūros svyravimai labiausiai veikia polimineralines uolienas . Jie stipriausiai pasireiškia ten kur didžiausi temperatūros svyravimai, pavyzdžiui dykumose, kur skirtumas tarp nakties ir dienos temperatūros siekia 40-50oC. Uolienų plėtimasis vyksta stirpiausiai maždaug 20 cm storio paviršiaus sluoksnyje. Jei nakty atšalimas staigus, tai susitraukimo ruožas susitinka su dar likutinio plėtimosi ruožu giliau. Dėl to susidaro skyrumas ir uolienų paviršiaus lukštenimasis – deskvamacija. Mechaninis dūlėjimas vyksta dėl mechaninio poveikio, kaip vandens šalimas plyšiuose, augalų šaknų ardymas. Mechaninis dūlėjimas sparčiausiai vyksta kalnuose, virš miško ribos. Cheminis dūlėjimas. Jo svarbiausi veiksniai yra cheminės medžiagos, reaguojančios su uolienos sudėtinėmis dalimis. Tai vanduo, angliarūgštė, deguonis, organinės rūgštys, sieros, azoto ir druskos rūgštys. Vanduo yra vienokiu ar kitokiu laipsniu disocijuotas, tai yra suskaidtras į H+ ir OH- jonus. Intensyviausiai vyksta tropiniame ir subtropiniame klimate. Cheminio dūlėjimo sudėtinė dalis arba atvėjas yra rūdinių mineralų (pirito, magnetito, ilmenito) oksidacija, hidratacija (anhidirito virtimas giupsu, geležies oksidų ar sulfidų – limonitu), tirpinimas, hidrolizė. Hidrolizės metu silikatai ir aliumosilikatai (feldšpatai) virsta molio mineralais. Jų gardelė suyra. Pvz.: ortoklazas – hidrožėrutis - kaolinitas Palankiose sąlygos tas procesas gali tęstis tol, kol lieka inertiškiausia uolienos dalis – aliuminio oksidas - AlO(OH)3 – gibsitas arba hidrargilitas. Biologinis dūlėjimas. Tai cheminio dūlėjimo forma, tačiau jos ypatybė ta, kad reagentų šaltiniu yra gyvi organizmai. Toks dūlėjimas vyksta ten, kur uolienų paviršiuje apsigyvena bakterijos, kerpės, grybai, augalai. Jie ardo mineralus pasisavindami jiems reikalingas medžiagas. Tai jie daro išskirdami aktyvius cheminius junginius ardančias uolienas ir jų sudėtines dalis. Dūlėjimo metu vyksta medžiagos perskirstymas – diferenciacija. Į aplinką patenka suardytų uolienų sudėtinės dalys – nuolaužos, cheminiai junginiai ir elementai. Dauguma jų būna judriame pavidale ir gali migruoti į kitą vietą. Toks medžiagos judėjimas vyksta dėl gravitacijos, tekančio vandens ar vėjo pernešimo. Dūlėjimo vietoje lieka nejudri, inertiška uolienų dalis vadinama eliuviu. Mechaninio dūlėjimo atveju eliuvis būna sudaryta tik iš uolienų nuolaužų. Taip yra kalnuose, kur ardymas yra spartus ir aplenkia cheminį dūlėjimą. Intensyvaus cheminio dūlėjimo vietose susidaro dūlėjimo pluta. Dūlėjimo pluta gali būti įvairios sudėties, formos ir dydžio. Tai priklauso nuo dūlančių uolienų, aplinkos sąlygų, dažnnai taip pat tektoninių aplinkybių. Ten kur reljefas yra žemesnis ir lygesnis, beto palankios yra klimato sąlygos (šiluma, krituliai), išsivysčiusi augmenija, uolienų tektoninis plyšiuotumas, gali susidaryti stora ir išsiskaidžiusi dūlėjimo pluta. Jos storis gali siekti 100 m. Labjausiai išsiskaidžiusioje plutoje gali būti tokios zonos, iš apačios į viršų: Mechaniškai suardytos, padūlėjusios motininės uolienos; Hidrožėručio-montmorelonito-badeleito lygis Kaolinito lygis su geležies ir aliuminio hidroksidais Laterito lygis - aliuminio hidroksidai su Fe ir Si hidroksidų priemaiša ( later – lot.plyta.) Dūlėjimo pluta gali būti plotinė ir linijinė. Senosios ir dabartinės plutos. Naudingosios iškasenos susijusios su plutomis: boksitai; kaolinas; Ni hidrosilikatinės rūdos; magnezitai. Gravitacinis pernešimas (slinkimas): Nuošliaužos Paviršinės – pajūryje, paupiuse, šlaituose Veiksniai: vanduo, žemės drebėjimai, žmogaus veiksmai Povandeninės – turbiditai Nuosėdos, kurios kaupiasi šlaituose ir jų papėdėje vadinamos koliuviu. VĖJO (EOLINĖ) VEIKLA. Vėjas tai oro judėjimas, kuris vyksta dėl temperatūros ir slėgio skirtumų atmosferoje. Vėjas yra sunkiai prognozuojamas reiįškinys, nes atmosfera yra chaotinė, nedeterministinė sistema. Taččiau vietmis, tam tikrais laikais tam tikros krypties ir stiprumo vėjas kyla tam tikrais metų laikais. Pavyzdys yra pasatai ir musonai. Pasatai ištisus metus nekeičia savo krypties. Iš subtropinės aukšto slėgio juostos pasatai pučia pusiaujo žemo slėgio juostos. Dėl žemės sukimosi ir trinties jėgų pasatai šiaurės pusrutulyje į pietvakarius, o pietų pusrutulyje į šiaurės vakarus. Musonai pastovūs sezoniniai vėjai, kurie vasarą, kai kontinentas įšilęs, o vandenynas vėsesnis, pučia iš vandenyno į kontinentą, o žiemą, kai kontinentas atšąla, o vandenynas būna šiltesnis, pučia iš kontinento į vandenyną. Vašku de Gamos istorija. Vėjo ardomoji veikla yra tiesioginė ir netiesioginė Tiesioginė veikla, tai - oro srovės poveikis uolienų paviršiui, kuris pasireiškia uolienų ardymu, jų paviršiaus gludinimu ir suardytos medžiagos dalelių pernešimu ir nusodinimu. Vėjo vykdomas uolienų ardymas. Jis vykdo ir pats judantis oras, išpūsdamas daleles iš uolienos ir jo nešamas smėlis ar kitos dalelės Išpustymas (defliacija) – plokštuminis ir vaginis Vėjas gali pakelti ir pernešti uolienų ardymo produktus, susidariusius fizinio ir cheminio dūlėjimo metu. Tai priklauso nuo vėjo greičio: 8 m gylio, 4 m skersmens Janonio duobė Staiga įgriuvusi 1957 m., buvo 10-12 m skersmens ir 14 m gylio, dabar pripiuldyta kritulių vandens Sufozija Požeminio vandens geologinė reikšmė Ekologinė reikšmė LEDYNŲ VEIKLA Ledynas – didelė kristalinio ledo (ir firno masė) susidariusi gamtoje iš atmosferos kritulių (daugiausiai kietų), esanti sausumoje (iš dalies šelfe), išliekanti ilgą laiką ir nuolatos (arba periodiškai) judanti, veikiant Žemės traukos (gravtacijos) jėgai Užima apie 16,2 mln. km2 arba 11% sausumos paviršiaus, juose sutekta 2-3% viso Žemės vandens. Ledynai susidaro virš sniego ribos. Tai riba, esanti tam tikrame aukštyje (skirtingame kiekvienoje Žemės vietoje), kur yra lygus iškrentančio ir ištirpstančio per metus sniegio kiekis. Tiksliau yra dvi ribos – apatinė ir viršutinė. Viršutinė tai ta, kur išnyksta sniegas ir ledas dėl kritulių kiekio sumažėjimo (ir padidėjusio jų garavimo). Virš sniego ribos ledynų kaupimosi (akumuliacijos) juosta, o žemiau – tirpimo (abliacijos ) Ledo judėjimo priežastys. Ledyno judėjimas ir traukimasis Ledynų dydis, forma, sandara. Gali būti kalnų ledynai ir ledynų dangos. Arba kalnų, slėnių, ledo laukai, kepurės, jūrų ledynai. Kalnų ledynai Kalnų ledynų nuogulos; Sėliai Jūrų ledynai Dropstounai - grimzduoliai Ledo dangos Tai dideli kepalo pavidalo ledynai, Žemyniniai ledynai Ledynų geologinė veikla • Ekzaracija • Ardymo medžiagos pernešimas • Ledyninių nuogulų sudarymas • Paviršiaus formavimas • Glaciotektonika ir deformacijos • Upių veiklos skatinimas • Vandenynų lygio kritimas Ledyninės galcialinės nuogulos: Morenos: priemolis, priesmėlis; Fliuvioglacialas: smėlis, žvyras. Zandrai; Limnoglacialinės nuogulos – varvos. Darinių morfologiniai-genetiniai tipai: morenos: kraštiniai dariniai: ozai (eskerai), keimai), drumlinai. KRIOGENINIAI REIŠKINIAI Amžino įšalo Amžinuoju įšalu vadinamos tos vietos plutoje, kur teperatūra yra žemiau nulio ilgiau nei dvejus metus. Įšalo plotai užima 22,79 mln. km2, arba 24 %. Permafrost underlies approximately 22.79 million square kilometers (about 24 percent of the exposed land surface) of the Northern Hemisphere. It occurs as far north 84°N in northernmost Greenland, and as far south as 26°N in the Himalayas (Zhang et al. 1999). Exactly what is permafrost? Permafrost is not defined by soil moisture content, overlying snow cover, or location; it's defined solely by temperature. Any rock or soil remaining at or below 0° C for two or more years is permafrost. Permafrost can contain over 30 percent ice, or practically no ice at all. It can be overlain by several meters of snow, or little or no snow. Understanding permafrost is not only important to civil engineering and architecture, it's also a crucial part of studying global change and protecting the environment in cold regions. Most permafrost in the Northern Hemisphere occurs between latitudes of 60°N and 68°N. (North of 67°N, permafrost declines sharply, as exposed land surface gives way to the Arctic Ocean.) There is also a significant amount of permafrost around 35°N, located largely in the Qinghai-Xizang (Tibet) Plateau, and in the mountains of southwest Asia and the U.S. Rocky Mountains. Proximity to large water bodies, which tend to reduce temperature extremes, affects the distribution of permafrost. Scandinavia and Iceland, for instance, have relatively little permafrost (Williams and Smith 1989). About 37 percent of Northern Hemisphere permafrost occurs in western North America, mainly in Alaska and northern Canada, between 165°W and 60°W. Most permafrost occurs in the Eastern Hemisphere, mainly in Siberia and the Far East of Russia, northern Mongolia, northeastern China, the Qinghai-Xizang (Tibet) Plateau and surrounding mountains, between 60°E and 180°E (Zhang et al. 1999). Much of the Northern Hemisphere permafrost is overlain by evergreen boreal forest. These boreal forests comprise both a source and a sink of carbon. In fact, the Arctic itself contains nearly one-third of the Earth's stored soil carbon. If the high northern latitudes were to undergo a significant temperature increase, the regional soils would begin to release carbon into the atmosphere. An increase in carbon could lead to increased plant growth, resulting in carbon aspiration and possibly a temperature drop or stabilization. Alternately, it could simply lead to higher temperatures, fueling the cycle of carbon release and temperature rise (Environmental News Network 1999 and Goulden et al. 1998). Permafrost's widespread distribution — about 24 percent of the exposed land surface in the Northern Hemipshere makes it a substantial component of the cryosphere (Zhang et al. 1999 and Williams and Smith 1989). Likewise, its role in the storage and release of carbon make it a major factor in future global change. http://nsidc.org/sotc/permafrost.html JŪRŲ IR VANDENYNŲ VEIKLA Vandenyne sukaupta 97% viso pasaulio vandens. Tai yra 1,4 mlrd.km3. Tas vanduo turi tam tikrą sudėtį. Jis, kaip žinoma, yra sūrus. Vidutinis druskų kiekis yra apie 35 g/l, arba 35‰, bet atskirose vietose jis būna kiek kitoks. Paviršiaus sluoksnyje, maždaug iki 200 metrų, druskingumas svyruoja nuo 32 iki 37‰. Taip yra dėl klimato skirtumo. Druskingumas yra skirtingas ir uždaresnėse šelfo jūrose. Vėsaus klimato ruožuose, kur įteka daugiau upių druskingumas būna mažesnis. Pavyzdžiui paviršinaus sluoksnyje Baltijos jūroje jis yra 3-6‰, Juodojoje – 17-18‰. Priešingai, šilto klimato ruožuose jis gali būti gerokai didesnis. Pavyzdžiui Raudonojoje jūroje druskingumas siekia 43‰. Pagerindinės cheminės medžiagos, ištirpusios vandenynų vandenyje yra šios: Anijonai: Cl- – 19,3 g/ltr;– SO4 - 2.7; HCO3 – 0,1412 Katijonai: Na+ - 10.7; Mg+ - 1.3; Ca+ - 0.42; K+ - 0.399; kiti 0.2 g Kitip sakant: Chloridai kartu – 89,1%. Iš jų:NaCl – 77,8%, MgCl2 – 9,3%, KCl – 2%. Sulfatai – 10,1%. Iš jų: MgSO4 – 6,6%; CaSO4 – 3,5%. Karbonatai – 0,56% Vandenynų vandenyje yra tiek druskos, kad ji galėtų padengti visų žemynų paviršių 1,5 metrų storio sluoksniu. Be to vandenyno vandenyje yra ištirpusių dujų: CO2, O2, H2S. СO2 kiekis yra apie 45 cm3/ltr. Iš šio kiekio apie pusė – ištirpęs vandenyje. Kiekis svyruoja priklausomai no temperatūros, bangavimo ir kitų reiškinių. Karštame klimate paviršiniame sluoksnyje CO2 tirpumas sumažėja, jo daugiaus išsiskiria į atmosferą ir, priešingai, į nuosėdą iškrinta dalis Ca karbonato. Vandenyno vandenyje yra ir daugybė gyvų organzmų – augalų ir gyvūnų, kurie yra skirstomi į planktoną, nektoną ir bentosą. Planktonas tai yra organizmai, kurie patys nejuda ir yra pernešami bangų bei vandenyno srovių. Nektonas yra laisvai plaukojantys, bet vandens storymėje gyvenantys organizmai. Bentosas yra organizmai, kurie gyvena prisitvirtinę prie dugno. Vandenyno reiškiniai: Vandenynas yra labai judri ir kaiti, kitaip sakant dinamiška sistema. Jame nulatos vyksta tokie reiškiniai, kaip potvyniai ir atoslūgiai, bangavimas ir vandenyno srovės. Potvyniai ir atoslūgiai yra periodiškas, tai yra nuolatos dėsningai pasikartojantis vandenyno vandens lygio svyravimas. Jie vyksta dėl Saulės ir Mėnulio traukos. Labjausiai potvynius veikia Mėnulis, kuris, sukdamasis aplink Žemę traukia vandenyno vandenį. Veikiant Mėnuliui potvyniai keičiasi atoslūgiais kas 6 val.20 minučių. Saulė, nors ir slpniau, irgi veikia vandenyno lygį, todėl potvyniai yra didžiausi, kai Saulė ir Mėnulis būna vienoje linijoje ir jų traukos jėgos kryptis sutampa. Tai yra per pilnatį ar jaunatį. Tokia padėtis vadinama sizigija.. Priešigai, povynio ir atoslūgio amplitudė yra mažiausia, kai Mėnulio ir Saulės traukos kryptys sudaro 90o kampą. Todėl potvynio amplitudė žymiai svyruoja. Didžiausias potvynio lygis nustatytas ŠR Kanados Atlanto vandenyno pakrantėje, Fandi įlankoje, skiriančioje Brinsviką ir Naująją Škotiją. Čia vanduo pakyla iki 18 metrų (53 pėdų, 6 colių). Bangavimas yra vandens paviršiaus svyravimas sukeliamas vėjo ar kitų veiksnių. Vėjo sukaltos bangos gali siekti keliasdešimt metrų. Patikimai nstatytas bangos aukščio rekordas yra 34 m, o nevisiškai patikimais duomenimis bangos gali būti iki 40 m. Baltijoje didžiausias bangų aukštis yra 12 m. Bangas sukelia daugiausiai vėjas, bet jos gali susidaryti ir dėl žemės drebėjimo ar ugnikalnio išsiveržimo. Tai – cunamiai. Srovės tai vandenyno vandens kryptingas judėjimas. Jis vyksta vandens paviršiniame ar priedugnio sluoksnyje horizontalia kryptimi ir visoje vandens storymėje – vertikalia kryptimi. Srovės susidaro dėl įvairių priežasčių: Koriolio jėgos, išcentrinės jėgos, vandenyno lygio nevienodumų; potvynių ir atoslūgių,druskingumo, slėgio ir temperatūros skirtumo įvairiose vandenyno dalyse, vėjo. Visos tos priežastys veikia vienu metu ir srovės yra jų bendro veikimo pasekmė. Koreolio dėsnis – kiekvienas kūnas judantis arti Žemės paviršiaus šiauriniame pusrutulyje nukrypsta į dešinę, o pietiniame – į kairę. Vandenyno paviršius yra nelygus dėl gravitacinės jėgos skirtumų. Lyginant su vidurkiu, žemiausios vietos yra maždaug 120 cm žemiau, o aukščiausios – 80-90 cm aukščiau. Šiltos ir šaltos srovės. Šiltos: Golfo, Brazilijos, Kurosivo, Rytų Australijos. Šaltos: Kanarų, Bengalijos, Kalifornijos, Peru (Humbolto) Geologiniai procesai vykstantys vandenynuose Svarbiausi geologiniai procesai vykstantys vandenynuose yra: Ardymas (abrazija) Pernešimas Nuosėdavimas – sedimentacija – akumuliacija Ardymas Ardymas arba abrazija vyksta vandenyno krantuose ir šelfo šlaite. Brendras vandenyno krantų ilgis yra apie 460 000 km. Krantai yra įvairaus pobūdžio: abraduojami, akumuliaciniai, Ardomi krantai sudaro apie 30 % viso karntų ilgio, tai yra apie 150 000 km Ardymasd vyksta daugiausiai dėl bangavimo. Bangų smūgių jėga štormų metu siekia 30-40 tonų/m2. Pernešimas: Litodinamika. Priekrantės srovės. Povandeninės nuošliaužos. Turbiditų srautai. Nusėdimas (sedimentacija) Nuosėdinė medžiaga pakliūna į vandenyną įvairiais keliais: Medžiaga Kiekis, mlrd. Tonų/metus Upių (aliuvinės) kietosios sąnašos 18,53 Upių vandenyje ištirpusi medžiaga (karbonatai, silikatai, kt.) 1,2 Kerantų ardymo (abrazijos) medžiaga 0,9 Ledynų medžiaga 1,5 Vėjo (eolinė) sąnašos 2 Ugnikalnių (piroklastinės) sąnašos 1,7 Augalų ir gyvūnų (biogeninės) liekanos 1,8 Chemogenninė medžiaga 0,2 Kosminės dulkės, meteoritai 0,01 Viso: 27,84 E.Trimonis. Jūrų ir vandenynų geologija. VU, 2002, p.129 Prinešimas upėmis: kieta medžiaga ir ištirpusi Vulkaninė medžiaga: išsiveržimo medžiaga (piroklastai), hidrotermų nuosėdos, Vulkanizmas – 90% visų ugnikalnių yra vandenyne. Vien Pietinėje dalyje Ramiojo vandenyno yra 1133 ugnikalniai. Vėjas Ledyninės nuogulos Gyvų organizmų liekanos Nuogulos pagal padėtį: Priekrantinės arba litoralinės Šelfo arba sublitoralinės Žemynų šlaito bei pašlaitės arba hemipelaginės nuogulos Vandenynų guolio giliavandenės arba pelaginės nuogulos Priekrantinės arba litoralinės Tai nuogulos, kurios susidaro priekrantės ruože, kuris laikinai padengiamas vandeniu per potvynius. Ji yra tarp kanto linijos ir siziginio atoslūgio ribos. Čia stipriai veikia bangos ir potvynių ir atoslūgių srovės. Tai sudaro sąlygos upesnių nuogulų klostymuisi ir jų išsiskirstymui (diferenciacijai). Priekrantėje susidaro pakrantės pylimas, sudarytas iš rupių nuogulų, daugiausiai gargždo, riedulių, žvirgždo ir povandenininiai smėlio pylimai nedideliame 4-6 metrų gylyje. Jie keičia savo padėtį ir gali susijungti su kranto pylimu. Pakrantėje dažnai susidaro tam tikra akumuliacinė forma – baras. Tai smėlio, žvirgždo, gargždo juosta, kurios plotis gali būti iki 20-30 km, o ilgis – kelis šimtus kilometrų. Barai dažnai atskiria nuo jūros lagūnas. Lagūnas atskiria ir nerijos, kurios susidaro tose vietose, kur krantas daro staigius vingius į žemyno pusę ir yra kitos palankios sąlygos. Krantai kuriuos sudaro barai ir nerijos sudaro apie 13% visų krantų Ilgiausia nerija yra Meksikos įlankos teksaso paktrantėje. Jos ilgis – 180 km, plotis iki 7 km. Kuršių nerija yra 98 km ilgio ir iki 4 km pločio. Ji susidarė tarp 5,5 ir 2 tūkstančių metų, stumiantis smėlio pylimui nuo Sambijos kyšulio. Smėlis buvo nešamas vyraujančių ŠR krypties priekrantės srovuų, o jį sulaikė buvęs toje vietoje moreninis gūbrys. Lagūnose sedimentacija vyksta kitaip negu jūroje, priklausomai nuo jų dydžio ir klimato. Karštame klimate čia gali klostytis druskos (evaporitai). Akumuliaciniuose žemuose krantuose susidaro maršai. Karšto klimato juostose čia auga mangrų miškai, klostosi dumblai, turintys daug organinės medžiagos. Panašioje geograofinėje aplinkoje ankstesniais laikotarpiais susidarė anglies klodai Šelfo (sublitoralinės): Tai priekrantės ruožas tarp siziginio atoslūgio ribos ir maždaug 200 m gylio. Čia irgi didelį vaidmenį vaidina bangos, vyksta nuogulų išsiskaidymas į įvairios sudėties ir rupumo nuogulas. Terigeninės nuogulos paplitę arčiau kranto, mažesniame gylyje. Čia vyksta jų išsiskaidymas pagal grūdelių dydį. Nuogulų rūšys priklauso nuo prinešamos arba ardymo metu patenkančios į jūrą medžiagos ir jos klostymosi sąlygų – kranto pobūdžio, povandeninių srovių ir kitų veiksnių. Čia klostosi ir organogeniniai dariniai: kriauklėklintis, organogeninis smėlis, koraliniai rifai ir jų ardymo produktai. Koraliniai rifai: kranto, barjeriniai, atolai.. Koralų gyvenimo sąlygos: vandens ToС=18-35; gylis 75%. Fe hidroksidai Chemogeninės medžiagos: konkrecijos, juodieji rūkaliai Konkrecija tai kietas mineralinis agregatas paprastai sferiškos ar disko formos, turintis zonišką sandarą. Jis susidaro nusėedant iš vandens medžiagai aplink kažkokį branduolį (kristalizacijo ar koncentracijos centrą). Konkrecijos gali būti sudarytos iš įvairių mineralų, kartais ir nekristalinės medžiagos. Dažniausiai tai kalcitas arba aragonitas, fosforitas, Fe ir Mn hidorksidai (giotitas). Jų skersmuo gali siekti 3 m Įvertinti konkrecijų ištekliai vandenyne yra 340 mlrd. tonų. Facijos sąvoka Facija – tai nuosėdos susidariusios tam tikroje geografinėje –geologinėje aplinkoje, kuri lemia tos uolienos sudėties irsandaros ypatybes. Faciją apibudina visas ompleksas ypatybių: klimatas, landšaftas, geomorfologija, (paleo)geografinės, litodinaminės sąlygos, tektoninė padėtis Yra dvi didžiausios facijų grupės – jūrinės ir žemyninės. Žemyninės facijos tai: eliuvinė, šlaitų, proliuvinė, aliuvinė, eolinė, limninė, pelkių, ledynų, fliuvioglacialinė, limnoglacialinė. Tai makrofacijos. Jose gali būti išskirtos ir smulkesnės facijos, pvz. aliuvinėje – vaginė, salpinė, senvaginė, deltų. Jūrinėje grupėje: litoralinė (priekrantės), sekliavandenė, batialinė, lagūninė Facijų sritys: pelaginės ir priekontinentinės Pelaginės: pelaginių molių; silicingų nuosėdų; karbonatiniųFacijos ir paleogeografija. Aktualizmo metodas Kosminiai smūgiai Duomenys apie smūginius kraterius Šiuo metu Žemėje viso nustatyta apie 163 kraterių, nuo keliasdešimt metrų iki 300 km skersmens. Duomenys apie stambiausius iš jų paminėti 29.2 lentelėje. Smūginių kraterių yra ir Lietuvoje bei kaimyniniuose kraštuose (30.9 pav.). Lietuvoje žinomi du krateriai – Mizarai, prie Druskininkų ir Vepriai, virš kurio įsikūręs Veprių miestelis. Mizarų kraterio skersmuo yra apie 5 km, o gylis – virš 250 m. Jis susidarė Vendės pabaigoje arba kambro pradžioje. Kristalinio pamato uolienose, į kurį trenkė kosminis kūnas nustatytos įvairių tipų smūgiuotos uolienos, brekčijos ir impaktinio lydalo uoliena. Tiriant jas surasti dialektiniai mineralai – lešateljeritas, maskelinitas, plenariniai elementai kvarce ir mikrokline, netgi smūginės vėduoklės. Veprių krateris yra 7-8 km skersmens, taisyklingos apskritimo formos. Jis susidarė juros laikotarpyje, prieš 162 mln. metų, kosminiam kūnui trenkus į paleozojaus nuosėdinių uolienų storymę. Viršutinė storymės dalis buvo suardyta, tačiau ordoviko ir kambro sluoksniai nebuvo dislokuoti, tik silpnai paveikti smūgio bangos. Čia smūginio metamorfizmo uolienos yra alogeninė ir autogeninė brekčija. Tiesioginių smūginio metamorfizmo požymių – dialektinių mineralų – nerasta, išskyrus neryškius ardymo vėduoklių požymius kerne. Visai netoli Lietuvos yra Duobelės struktūra Latvijoje ir Logoisko struktūra Baltarusijoje, į šiaurės vakarus nuo Minsko. Pastaroji – gana stambi, jos skersmuo yra 13,5 km, gylis 500-520 m, ji susidarė viršutinio eoceno-apatinio oligoceno metu. 29.2 lentelė DIDŽIAUSI ŽEMĖS SMŪGINIAI KRATERIAI Pavadinimas Šalis Skersmuo, km Amžius, mln. m. Vredefort Sadbiuri Čiksulub Popigai Manikuagan Acraman Česapik Bei Pučež-Katunskij Karos Biverhed Tukunuka Šarlevua Siljan Kara-Kul Montanje Mjolnir Karsvel Klirvoter Manson Rubielos de la Cérida Azura PAR Kanada Meksika Rusija, Sibiras Canada Australija JAV, Virdžinija Rusija Rusija JAV, Montana Australija Kanada Švedija Kirgizija, Pamyro kalnai Kanada Norvegija, Barenco jūra Kanada Kanada JAV, Ajova Ispanija Ispanija 300 250 170-300 100 100 90 85 80 65 60 55 54 52 52 45 40 39 36 35 40 35-40 2023 1850 65 35,7 214 >450 35,5 175 73 ~600 128 357 368 20, 25, 30, 45) jie sudaro atitinkamai 219,64; 202,34; 178,74; 142,2 mln. tonų. Už C kategorijos kontūro prognoziniai ištekliai įvertinti dar 70 mln. tonų ir yra tikimybė aptikti dar 200 mln. tonų (Marfinas ir kt., 1996). Parengtinis techninis-ekonominis įvertinimas parodė, kad gavyba šiuo metu nėra ekonomiškai tikslinga (Gasiūnienė ir kt., 1999). Geležies mineralizacija gali būti šiaurės rytinėje Lietuvoje, Zarasų rajone, kur nustatyta labai intensyvi lokali Tumasonių-Subatės magnetinė anomalija. Jos dalis yra Latvijos teritorijoje, kur Garsenės plote, buvo išgręžti du gręžiniai iki kristalinio pamato. Čia buvo nustatytos intarpėlinės magnetito rūdos gneisuose ir antrinio magnetito prisodrintos juostos, sudarančios turtingos rūdos kūnus. Garsenės telkinio, kurio ilgis 12 km, storis – 200, o plotis pagal kritimą – 55 metrai, bendra rūdos masė įvertinta 4330 mln. tonų, prognoziniai ištekliai - 1500 mln. tonų, tarp jų turtingos rūdos – 500 mln. t. (Ветренников, 1991, p. 142-146). Svarbiausiųjų NI pramoniniai genetiniai tipai STATYBINĖS MEDŽIAGOS: glacigeniniai, aliuviniai, jūriniai EVAPORITAI: jūriniai-lagūniniai; dykumų tarpukalnio įdubų FOSFORITAI: jūriniai ANGLIS: nuosėdiniai – jūriniai-litoraliniai; pelkių NAFTA: nuosėdiniai – jūriniai • Fe: džespilitai; magminiai - likvaciniai • Cr: magminiai – kumulaciniai • Mn: nuosėdiniai – jūriniai-šelfo • Ti (Fe,V): magminiai – likvaciniai; jūriniai-sąnašiniai-litoraliniai • Cu (Mo,W): magminiai – porfyriniai, likvaciniai, vulkanogeninių masyviųjų sulfidų • Pb, Zn (Cu) - stratiforminiai - “masyviųjų sulfidų” • Ni (Cu, Co): magminiai – likvaciniai • W (Cu, Mo): porfyriniai, skarnų; greiznų • Hg, Sb, Bi: hidroterminiai • Pt: magminiai – kumuliaciniai; sąnašiniai; dūlėjimo • Au: sąnašiniai; hidroterminiai • Deimantai: kimberlitai, lamproitai • Brangakmeniai: pegmatitai; aliuviniai-sąnašiniai Geoterminė energija Svarbiausi ištekliai susiję su vulkanizmu, radioaktyviomis uolienomis, mantijos iškilimais. Didžiausi ir šiuo metu tinkami naudiojimui šiluminės :energijos ištekliai yra šiose šalyse: Islandija, JAV (Vakarai, Aliaksa), Filipinai, Indonezija, Naujoji Zelandija, Rusija (Kamčiatka), Japonija, Italija (Toskana), Vokietija (Reino grabenas), Vengrija, Rumunija. Žemės gelmių šiluma naudojama patalpų apšildymui, augalų ir gyvūnų (žuvų) auginimui. Vis daugiau jos naudojama elektros energijos gamybai. Šioje srityje pirmauja JAV, ją sparčiai vejasi Filipinai. Tokiu būdu gaunama energija yra mažiau kenksminga aplinkai, mažina CO2 išmetimą. Geoterminių išteklių skirstymas: Seklioji Giluminė: Šilumos gavybai Elektros gamybai: EGS-HDR sistemos: Reino grabenas; Cupper Australija; Šiluminė energija naudojama ir Lietuvoje, kur veikia Klaipėdos eksperimentinė šiluminė jėgainė. Bandymai panaudoti geoterminę energiją elektros gamybai pirmiausiai buvo pradėti Italijoje, 1904 metais. 1913 metais, čia buvo paleista Larderelos jėgainė ir nutiestos ir pirmos 25 km ilgio elektros perdavimo linijos, kuriomis elektra buvo tiekiama chemijos gamykloms ir aplinkinėms gyvenvietėms (Cataldi, 2005). Kas skatina geoterminės energijos naudojimą: - angliavandenilių išteklių mažėjimas - jų brangimas ir poveikis ekonomikai; - šiluminės energijos ekologiškumas; - politinės pažiūros; - angliavandenilių verslo įtaka politikai; Gelmių ertmės Ką reikia žinoti: Žemės gelmių ištekliai Naudingosios iškasenos Telkinys Rūda Rūdiniai mineralai Svarbiausios naudingųjų iškasenų rūšys pagal panaudojimą ir kilmę Svarbiausių šių naudingųjų iškesnų telkinių genetiniai tipai ir didžiausi telkiniai: Chromo, Geležies, Au, Pt, Cu, Mo, W Naftos telkinių susidarymo prielaidos Didžiausi pasaulio naftos telkiniai Geoterminės energijso ištekliai Žemės gelmių ertmės, jų panaudojimo galimybės ir sąlygos LAIKAS GEOLOGIJOJE Kas yra laikas? Į šį klausimą yra daug atsakymų, bet nėra vieno atsakymo. Vienas iš galimų – yra toks: “Laikas yra tai, kas keičiasi, kai nieko daugiau nesikeičia”. Tačiau reliativistinė fizika (pagrįsta reliatyvumo teorija) teigia, kad laikas yra materijos savybė, nusakanti to kūno būklę, kaip ir jo padėties erdvėje koordinatės. Čia laikas susijęs su kūno judėjimo greičiu, jo energija. Kuo tas greitis artimesnis šviesos greičiui vakume, tuo laikas eina lėčiau. Prisiminkime dvynių paradoksą. Geologijoje laikas yra esminė sąvoka. Ji reikalinga apibudinti geologinių procesų trukmę, ir jų seką. Geologijoje naudojamos dvi laiko sąvokos: santykinis ir absoliutinis laikas. Santykinis laikas: Santykinis laikas parodo, įvykių seką. Dar XVII amžiuje N. Steno sluoksnių superpozicijos dėsnis, tvirtinantis, kad uolienų sluoksniai slūgso laiko atžvilgiu dėsningai, taip, kad viršuje yra jaunesni, o apačioje senesni sluoksniai, jei vėlesni procesai tos tvarkos nesuardo. Tai leidžia nustatyti sntykinį sluoksnių susidarymo laiką, tiek atskiroje atodangoje, tiek tarp jų, tam tikrame plote. Geologijos šaka, užsiimanti sluoksnių susidarymo laiko ir sekos nustatymu vadinama stratigrafija. Vienas svarbiausių stratigrafijos tikslų – rasti būdus, metodus, rodiklius kurių pagalba galima nustatyti venalaikius sluoksnius skirtingose Žemės vietose. Vienalaikių sluoksnių suradimas skirtingose vietose (atodangose, gręžiniuose) vadinamas stratigrafine koreliacija. Vienas iš būdų tai padaryti yra sluoksnius sudarančių uolienų palyginimas arba tos pačios sudėties sluoksnio atsekimas įvairiose vietose arba litostratigrafija. Tarkim, gali būti atsekamas klinties sluoksnis molių ar mergelių storymėje. Tačiau taip koreliuojant sluoksnius didesniu atstumu slypi vienas pavojus. Tas pats sluoksnis įvairiose vietose gali būti nevienalaikis. Tarkim, sedimentacija vyksta grimztant žemynui. Kažkokiu laiko momentu mes turime padėtį, kai taškas A yra jūroje, priekrantinėje dalyje, kur klostosi smėlis, o taškas B yra krante, kur vyksta ardymas. Grimztant žemynui ir jūrai transgresuojant kranto linija pasislinks į žemyno pusę ir taške B pradės klostytis smėlis, o taške A tuo metu jūra jau bus gilesnė ir tenai klostysis klintis. Dar po kurio laiko, klintis klostysis taške B, o taške A, kur jūra dar pagilėjo, tarkime – molis. Jei mes lyginsime tokiu būdu susiklojusias strymes taške A ir taške B, tai nesunkiai sukoreliuosime vienodų uolienų sluoksnius. Sluoksnių susidarymo seka abiejuose taškuose ir jų santykinis amžius bus vienodas, tačiau tie patys sluksniai abiejuose taškuose nebus vienalaikiai. Vienalaikiai bus klinties sluoksnis taške A ir smėlio sluoksnis taške B, molio sluoksnis taške A ir klinties sluoksnis taške B. Kitaip sakant, galvodami apie sluoksnių susidarymo laiką turime atsižvelgti į jų susidarymo aplinką, tai yra facijas ir jų kitimą su laiku. Išspręsti šį klausimą padeda sluoksnių palyginimas pagal juose esančių fosilijų rūšis. Tai - biostratigrafijos metodas. Jo atradėju laikomas Viljamas Smitas. Jis remiasi tuo, kad gyvybė su laiku kito - tiek atskiros gyvūnų rūšys, tiek jų bendrijos, todėl to paties laiko sluoksniuose galime tikėtis surasti panašių fosilijų, o skirtingo laiko sluoksniuose – skirtingų. Tai ligi šiol yra pagrindinis startigrafijos metodas. Jis remiasi tuo, kad gyvybės formos nuolat keičiasi, vienos rūšys išnyksta, kitos atsiranda. Tokiu būdu pagal būdingas gyvybės formas, išskiriamim geologiniai laokotarpiai. Tačiau čia yra sudėtingumų. Skirtingoje aplinkoje (skirtingose facijose) tuo pačiu metu gyvena ir skirtingos gyvūnų rūšys. Tai toks pats sunkumas, kaip ir su uolienomis. Tačiau gali padėtda planktoninės rūšys – tos, kurios gyvena vandens storymėje ir yra nešiojamos bangų ir srovių. Jos gali atsidurti įvairiose facijose ir padėti sukoreliuoti vienalaikius sluoksnius. Na bet, nepriklausomai nuo metodų esmė visvien ta, kad galima surasti vienalaikius sluoksnius ir to dėka išsiaiškinti kas tuo pačiu metu vyko įvairiose Žemės vietose. Gyvų organizmų liekanos senų uolienų storymėse yra įvairiu laipsniu pasikeitusios, suakmenėjusios, tai yra jų pirminė medžiaga pakeista karbonatais arba silikatais. Suakmenėjusios gyvų organizmų liekanos vadinamos fosilijomis. Gyvybės formos, jų rūšinė sudėtis priklauso nuo aplinkos sąlygų ir jų kitimo. Vienokių ar kitokių aplinkos ypatybių pasikeitimas veikia gyvūniją ir augmeniją. Vienos gyvūnų rūšys dėl to išmiršta, kitos – suklesti arba atsiranda naujos. Gyvūniją veikia visas kompleksas veiksnių tiek vietinių, tiek kylančių Žemėje, tiek kosminių. Jie veikia kartu, kaiop visuma ir ne visada aišku kokie veiksniai lėmė gyvybės formų kaitą vienu ar kitu metu. Todėl gyvybės kitimas yra apibendrinta išraiška visų veiksnių veikusių Žemę. Todėl pagal fosilijų pasikeitimą išskiriami Žemės istorijos laikotarpiai. Atskirais laikotarpiais nustatyta, kad išnyksta didelė dalis, netgi dauguma visų faunos ir floros rūšių. Tokie įvykiai vadinami masiniais išmirimais. Kiti santykinės geochronologijos metodai: Kertantys kontaktai. Nedarnos, plovimo paviršiai Varvometrija Riedulių sudėtis „Absoliutinis“ radiologinis laikas Absoliutinis vadinamas laikas, praėjęs nuo tam tikrų geologinių įvykių, matuojamas sekundėmis, valandomis, paromis, metais. Jie visi pirmiausiai susiję su astronominiais reiškiniais – Žemės apsisukimo trukme aplink Saulę ar aplink savo ašį. Ta priklausomybė nėra tiksli, nes metuose yra nevienodas dienų skaičius. Todėl sekundės sąsaja su metais yra sąlyginė. Anksčiau sekundė buvo prilyginta 1/31 556 925,947 daliai 1900 metų. Dabar sekunde laikomas laiko tarpas, per kurį cezio atomo poliariškumas pasikeičia 9 192 631 770 kartų. Geologinės istorijos eigoje metų ir paros trukmė, tai yra Žemės apsisukimo aplink Saulę ir jos apsisukimo aplink savo ašį greitis kito. Pavyzdžiui dabar jis didėja. Jis priklauso nuo daugelio veiksnių. Iš veikiančių šiuo metu svarbiausiais veiksniais laikomi: branduolio judėjimas, potvynių-atoslūgių sukeliama trintis, poledyninis izostazinis kilimas, vėjas, veikiantis atmosferos kampinį momentą, vandenyno lygis ir jo srovės, ledynų dydis ir padėtis, žemės drebėjimai, netgi CO2 kaupimasis atmosferoje dėl žmonių veiklos. Kai kurie iš šių veiksnių veikia priešingai, bet jų sumoje para šiuo metu ilgėja maždaug 1 s/metus (Viron ir kt., 2001). Geologinėje praeityje veikė daug galingesni veiksniai, pavyzdžiui, Mėnulio sukimosi greičio ir orbitos kitimas, žemyninės plutos augimas. Mes nežinome kokiu greičiu Žemė sukosi aplink savo ašį ir kiek parų buvo metuose, bet galima tvirtinti, kad metų, paros trukmė, jų santykis tarpusavyje ir šių greičių santykis radioaktyvaus atomų skilimo greičio atžvilgiu, su laiku kito. Šiuo metu absoliutinis laikas matuojamas radiologiniais metodais, tai yra remiantis atomo skilimo greičiu. Tas greitis laikomas konstanta. Jis išreiškiamas astronominiais laiko vienetais – metais. Tačiau, jei mes ir galime atomo skilimo greitį laikyti konstanta, tai metai, kuriais matuojame skilimo greitį, taikant juos praeičiai yra tik sąlyginis dydis, bet jokiu būdu nereiškia astronominių metų ir praeityje. Yra ir kitas klausimas – ar atomo skilimom greitis, kuris yra konstanta dabar, nekito geologinėje praeityje. Fizikai vienareikšmiškai neatsako į šitą klausimą ar fizikos dėsniai o tuo pačiu ir fizikinės konstantos nekinta su laiku, tai yra ar tų konstantų reikšmės buvo tokios pačios ir prieš milijardus metų? Jie nežino ar jos kinta, bet ir negali įrodyti, kad jos yra nekintamos. R.Feinmanas rašė: “Šiuo metu mes nelaikome, kad fizikos dėsniai su laiku kažkaip kinta, kad anksčiau jie buvo kitokie, negu dabar...”, bet čia pat priduria: “Aišku, to negalima atmesti” (Feinman, 1977, p.70). Taigi ir „absoliutinis“ laikas iš esmės yra labai sąlyginis. Jis tik išreiškia sąlygnį laiką matuojant jį dabartine metu trukme ir jokiu būdu nereiškia tikrų astronominių metų. Visgi, turėdami galvoje minėtus sąlyginumus, geologinių įvykių ir procesų laiką, trukmę ir greitį mes matuojame radiokatyvių atomų skilimo greičiu, išreikšdami ją per dabartinio Žemės sukimosi aplink savo ašį ir aplink Saulę greitį. Izotopinio datavimo pagrįsto radioaktyvumo reiškiniu idėją pirmieji pasiūlė E.Rezerfordas ir F.Sodis, dar 1903 m. darbe “Radioaktive Change”. Pirmąją radiologinėmis datomis pagrįstą laiko skalę sudarė Arturas Holmsas. Radiologinis datavimo metodai pagrįsti tuo, kad daugelis radioaktyvių elementų skildami išspinduliuoja vienas ar kitas daleles, dėl ko pasikeičia jų atomo svoris ar krūvis ir jie virsta kitais to paties elemento izotopais, ar kitų elementų atomais, dažnai ne pagrindiniu izotopu. Taip, U235 virsta Pb207, U238 – Pb206 K40 – Ar40 ir Ca40 Rb87 – Sr87, Sm147 – Nd143. Skylantis elementas vadinamas pirminiu arba motininiu, o jo skilimo metu susidaręs elementas – dukteriniu. Atomų skilimo greitis yra pastovus, bet kiekvienam elementui skirtingas. Nustačius kiek uolienoje susidarė dukterinio elemento, ir kiek liko motininio – galima apskaičiuoti kiek praėjo laiko nuo šio proceso pradžios. Skilimo greičio reikšmės nustatytos eksperimentais. Pagal atskirų eksperimentų rezultatus jos šiek tiek skiriasi, todėl dėl jų dydžių yra specialus tarptautinis susitarimas. Skilimo greičio konstanta () reiškia tikimybę, kad duotasis atomas suskils per laiką t. Skilimo greitis nusakomas ir kitu dydžiu – skilimo pusperiodžiu. Jis reiškia laiką, per kurį suskils pusė pradinio radioaktyvaus elemento kiekio. Su skilimo greičio konstanta pusperiodis siejasi formule: T=ln2/=0.69/. Radioaktyvios medžiagos, kurios skilimo pusperiodis yra T kiekis per laiką t sumažės 2t/T kartų. Per pirmą pusperiodį suskils pusė radioaktyvios medžiagos, per kitą tokį patį laiko tarpą pusė likusios medžiagos, per 5 pusperiodžius – 98.55, o per 8 – 99,9. Kai kurių radioaktyvių elementų skilimo greičio konstantos ir jų skilimo pusperiodžiai parodyti lentelėje. 1 lentelė Elementų radioaktyvaus skilimo rodikliai (Albarede, ) Motininis elementas Dukterinis elementas Skilimo greičio konstanta () Skilimo pusperiodis (T), mlrd.m. 235U 207Pb 0,98 10-9 m-1 0,704 238U 206Pb 0,155 10-9 m-1 4,468 87Rb 87Sr 1,42 10-11 m-1 48,8 40K 40Ar 5,81 10-11 m-1 1,25 147Sm 143Nd 6,54 10-12 m-1 106 187Re 187Os 1,64 10-11 m-1 42,3 176Lu 176Hf 1.93 10-11 36 14C 1,21 10-4 5730 m. 10Be 4,62 10-7 15 mln m. 26Al 9,80 10-7 716 000 m. Pagrindinė lygtis, aprašanti radioaktyvų skilimą yra: Mt=M0e-t, kur Mt- likusių neskilusių motininių atomų skaičius duotuoju laiko momentu t. Ši lygtis rodo, kad pradinis atomų skaičius (M0) mažėja pagal eksponentinį dėsnį. Iš šios lygties seka laiko išraiška: t=1/lnM0/Mt bet, M0 dažnai nėra žinomas, todėl šį dydį reikia pakeisti tokiais, kuriuos galima nustayti analitiškai M0=Mt+D, kur D - dukterinių atomų skaičius. Vietoj M0 įrašius jo išraišką iš eksponentinės lygties, gauname: t=1/ ln(1+D/Mt ) Tai laiko lygtis, pagal kurią laiką galima apskaičiuoti, žinant likusių motininų (Mt) ir naujai susidariusių dukterinių (D) atomų skaičių. STRATIGRAFINIAI PADALINIAI Žemės istorija yra skirstoma į laikotarpius apibendrinant turimus tiek santykinės tiek absoliutinės chronologijos duomenis. Remiantis šiais duomenimis išskiriami atskiri Žemės istorijos laikotarpiai ir jų metu susidariusios uolienos. Laikotarpiai vadinami geochronologiniais padaliniai, o jų metu susidariusios uolienos – chronostratigrafiniais padaliniais. Stambiausi stratigrafiniai padaliniai, nustatyti ir pripažinti Tarptautinės geologijos mokslų sąjungos yra pateikti ....lentelėje Tarptautinių strtaigrafinių padalinių lentelė GEOCHRONOLOGINIAI PADALINIAI CHRONOSTRATIGRAFINIAI PADALINIAI EONAS EONOTEMA ERA ERATEMA PERIODAS SISTEMA EPOCHA SKYRIUS AMŽIUS AUKŠTAS ŽEMĖ SUSIDARYMAS IR RAIDA ARCHEJUS Pradžia Ką mes žinome apie žemės pradžią. Pirmiausiai tai - meteoritų amžius. Iš meteoritų seniausi yra chondritai. Juose nustatyta seniausia Saulės sistemos medžiaga. Meteorite Vaca Muerta rasti seniausi Saulės sistemoje cirkonai, kurių amžius, nustatytas urano-švino metodu yra - 4563+/-15 Ma. Panašus ir kitų šios klasės meteoritų amžius (Ireland, Wlotzka, 1992). Yra ir kitų duomenų, kurie didesniu ar mažesniu tikslumu leidžia nustatyti senbiausios Saulės sistemos medžiagos amžių. Daugiausiai tai atskirų elementų izotopų buvimas arba nebuvimas meteorituose ir Žemės uolienose. Tai priklauso nuoizotopų gyvavimo trukmės, kuri yra nevienoda. Jei tam tikrų elementų izotopų nerandama, tai reiškia, kad praėjo daugiau laiko negu jo gyvavimo trukmė. Remiantis šiais duomenimis išskiriami tokie pačios pradinės Žemės istorijos gairės ir laikotarpiai. 4,566 Ga - „nulinis taškas“- – ankstyvoji medžiagos kondensacija. Meteoritų amžius netiesiogiai rodo laiką, kai galėjo prasidėti ankstyvoji Saulės dulkių dujų debesies medžiagos telkimasis - kondensacija. Dulkės pradėjo telktis dujų terpėje dėl gravitacinės jėgos akreciniame diske, kuri pradėjo veikti susidarius Saulei. Pirmiausiai tai buvo pačios Saulės trauka, vėliau prie jos prisidėjo silpnesnė, paties akrecinio disko trauka, kuri skatino dulkes telktis, kauptis ir tankėti akrecinio disko centrinėje plokštumoje. Tas laikas, sąlyginai vadinamas nuliniu tašku. 4,565 Ga – smulkių kūnų susidarymas. Remiantis meteoritų amžiumi, manoma, kad meteoritų "motininių" kūnų susitelkimas (aglomeracija) įvyko ne vėliau, kaip per 1-3 Ma nuo nulinio taško. Tuo metu, greičiausiai, susidarė daug smulkių kūnų, nuo kelių metrų iki kelių kilometrų skersmens. Pirminiai kūnai, susidarę iš kosminių dulkių santalkos, vadinami planetezimalėmis. Tai - pirminės kosminių dulkių ir dujų santalkos, kurių dydis galėjo būti nuo metrų iki kelių šimtų kilometrų. Pradžioje galėjo būti šimtai milijonų smulkių planetezimalių. Jų sudėtis priklausė nuo atstumo nuo Saulės ir įvairiose disko vietose buvo skirtinga. Ruože, kuriame susidarė Žemės grupės uolienos, tai yra 2,6 AU nuotoliu, buvo palyginti aukšta temperatūra. Čia susidarė silikatinių mineralų neturinčių savo sudėtyje vandens sankaupos. Tai ir yra paprastieji chondritai, sudaryti iš olivino, piroksenų, geležies. Toliau už 2,6-5,2 AU – susidarė anglingi chondritai, nes debesies temparatūra čia buvo žemesnė ir susidarė mineralai patvarūs žemoje temperatūroje, taip pat organiniai junginiai. Toliau negu 5,2 AU – temperatūra niekados nepakilo aukščiau 225K ir čia planetezimalių paviršiuose išliko vandens ledo ir sniego pavidalu. Šitos planetezimalės sudarė smulkių trumpaperiodžių kometų (kometoidų) branduolius. Jų paplitimo ružas vadinamas Koiperio juosta. 35 av iki 200 av??? 4.560 (4.555) – 4.515 Ga (40-50 mln. metų po 0 taško) planetų akrecija ir diferenciacija. (C.Allegre, 1995; Delseme, 1998) Būdamos tokios skaitlingos planetezimalės dažnai susidurdavo. Visos jos skriejo aplink Saulę beveik apskritiminėmis orbitomis ta pačia kryptimi, todėl jų santykinis greitis viena kitos atžvilgiu nebuvo didelis, o susidūrimai nebuvo stiprūs (Delsemme, 1998). Sukibusios planetezimalės įgydavo savo trauką ir pritraukdavo smulkius kūnus iš didesnio atstumo. Taip, planetezimalių susikaupimo(akumuliacijos) būdu susidarė Žemė ir kiti jos aplinkos kosminiai kūnai. Bent 50 mln.m. tai buvo svarbiausias procesas, vykęs Saulės sistemoje. Tuo metu susidarė pagrindinė planetų masė ir jų palydovai, dauguma kurių yra planetų gravitacinio lauko “sugauti” mažieji kosminiai kūnai. Manoma, kad iš pirminio Saulės dujų-dulkių ūko jos vidinėje dalyje galėjo susidaryti apie 100 Mėnulio, 10 – Merkurijaus, 3-5 Marso dydžio kūnai. Iš jų išliko tik Marsas ir Merkurijus (1/10 ir 1/20 Žemės masės). Tame laikotarpyje susidarė ir Žemė, tiksliau, apie 99% jos dabartinės masės. Stambesniuose planetiniuose kūnuose, dėl tankėjimo ir smulkesnių planeteziamlių kritimo, vyko dalinis lydymasis, magmos susidarymas ir pirminės kosminės medžiagos persiskirstymas diferenciacija. Magma, kildama į viršų sudarė šių planetų plutą, o išsilydžiusi geležis kaupėsi branduolyje. Dalis tokių kūnų dėl įvairių priežasčių suskilo ir tapo daugelio meteoritų "motininiais" kūnais. Geležiniai meteoritai gali būti tų pirminių, neišlikusių planetų branduolių skeveldromis. Achondritai, kurie yra sudaryti iš magminų uolienų artimų gabrui, bazaltui, diabazui greičiausiai susidarė išorinėse planetų dalyse, netgi jų paviršiuje, kaip vulkaninės uolienos. Remiantis tuo, kad tokio amžiaus meteoritų motininiai kūnai jau buvo diferencijuoti, turėjo branduolį, mantiją, plutą, galima prielaida, kad ir Žemės pradinė diferenciacija apie tą laiką buvo įvykusi. Todėl tą laiką reikia laikyti ir geologinių procesų pradžia. Tai rodo tokių meteoritų kaip eukritai amžius, kurie iš esmės yra magminės uolienos, turinčios net būdingą irŽemės uolienoms struktūrą, pavzyzdžiui – diabazinę. Tokiai grupei priklauso ir Padvarninkų meteoritas, kuris susidarė prieš 4553+/-13 mln. m. (Bukovanska ir kt., 1991; Bukovanska ir kt., 1997) 4,5 Ga- Mėnulio susidarymas. Pagrindinė hipotezė aiškina, kad Mėnulis susidarė, kai į Žemę trenkė planeta apie 30% didesnė už Marsą, vadinama Theja (Theia) (Haliday, 2000). Ji smogė į žemę įstrižai, beveik liestine ir išmušė iš jos išorinių sferų didelę medžiagos masę. Šis įvykis truko vos 18-20 minučių (Wasserburg, 1987). Per kitas kelias valandas smūgio metu išmušta medžiaga pasklido erdvėje aplink Žemę, tačiau jos gravitacinės traukos dėka, vėl pradėjo telktis jos orbitoje. Maždaug po 24 valandų Žemė jau turėjo palydovą – Mėnulį (Taylor, 1998). Ši hipotezė neįrodo, kad Mėnulis susidarė būtent taip, bet ji laikoma pagrindine, nes geriausiai paaiškina Mėnulio sudėties ir sandras ypatybes. Mėnulio tankis – 3,34 g/cm3, daug mažesnis negu o Žemės ( 5,54 g/cm3) ir kitų gretimų planetų. Tai gali būti paaiškinta tuo, akd jis susidarė iš Žemės mantijos ir plutos medžiagos, kurių tankis mažesnis dėl to, kad geležis susikaupė branduolyje. Tuo tarpu pats Mėnulis neturi metalinio branduolio. 4,5 ir ~>3,8 Ga laikotarpyje sąlygos Žemėje buvo labai kaičios. Tai sąlygojo kelios priežastys: - stiprus „meteoritinis bombardavimas“, - intensyvi medžiagų apykaita ir jų greitas persiskirstymo Žemės viduje ir su tuo susiję intensyvūs tektoninių procesai; - aukštas geoterminis gradientas; - greitas Mėnulio sukimasis ir artima jo orbitos padėtis, dėl ko Žemę daug stipriau veikė jo trauka; - agresyvis atmosfera ir hidrosfera dėl ko buvo labai svarbūs cheminio dūlėjimo procesai. Prielaida dėl dažno asteroidų, meteoritų ir kometų kritimo ant Žemės šiama leikotarpyje grindžiama duomenimis apie Mėnulio paviršių, kuriame tokių susidūrimų pėdsakai ryškūs ligi šiol. Šis procesas turėjo keletą svarbių pasekmių: - kito Žemės masė, papildant ją nukritusių kūnų medžiaga; - kito Žemės fizinės sąlygos: temperatūra, geoterminis gradientas, vandens fazinė būsena, atmosferos ir hidrosferos sudėtis; atmosferos slėgis. Tuo metu į Žemę buvo prinešama vandens ir organinių junginių, krintant ant jos anglingiems chondritams ir kometoms 4,4 - 4,43 Ma - galutinis Žemės susidarymas. Laikoma, kad Žemė galutinai susidarė tada, kai ji įgijo savo dabartinę masę. Manoma, tai įvyko tada, kai baigėsi itin dažnas meteoritų kritimas ir iš esmės baigėsi Žemės, kaip planetos akrecija. Maždaug tuo pačiu metu susidarė Žemės branduolys, mantija, pluta ir kitos geosferos, nors jų sudėtis ir dydis buvo kitokie, negu dabar. Pavyzdžiui pluta buvo daug plonesnė negu dabar ir sudaryta daugiausiai iš bazinių uolienų, atmosferoje nebuvo deguonis. Tuo metu jau galėjo atsirasti gyvybė, bet ji greičiausiai, išnykdavo ir atsikurdavo daug kartų, įvairiose Žemės vietose. Pluta Seniausia žemiškos kilmės medžiaga aptikta vakarų Australijoje, Jilgarno kratone (Yilgarn craton) Neriero gneisų srityje (Narrier Gneiss Terrane) – tai mineralo cirkono grūdeliai, kurių amžius 4,4 mlrd.m., tai yra tik 150 mln.m. jaunesnis už seniausių meteoritų amžių (Wilde et al, 2001). Jie rasti kvarcite, kuris susidarė metamorfizuojant pirminį kvarcinį smėlį ir žvyrą (konglomeratą), kuris buvo suplautas upių deltose, seno žemyno pakraštyje maždaug prieš 3 mlrd. metų. Taigi, šios uolienos, nors ir labai senos, bet gerokai jaunesnės už jose rastus cirkonus, todėl manoma, kad cirkonai šiame smėlyje yra nuotrupinės kilmės, kitaip sakant detritiniai. Jie pakliuvo į šį smiltainį ardant kažkokias dar senesnes uolienas. Ištyrus tuos cirkonų grūdelius labai tiksliais metodais, buvo nustatyta, kad jų sandara, retųjų žemių elementų ir deguonies izotopų pasiskirstymas juose rodo, kad pirminės uolienos, kuriose šie cirkonai susidarė prieš 4,4 mlrd. metų greičiausiai buvo granitas, išsikristalizavęs iš magmos. Ši magma, savo ruožtu susidarė lydantis žemyninei plutai, kurioje buvo nuosėdinių uolienų, susidariusių vandens terpėje. Tokiai prielaida remiasi tuo, kad cirkonų sudėtyje esantis deguonis turi padidintą sunkaus izotopo - O18 kiekį. Toks deguonies izotopų santykis susidaro vandenyje, kuriam garuojant, garų pavidalu išsiskiria daugiau lengvojo izotopo 16O, o vandneyje santykinai padaugėja sunkiojo. Seniausios iš ligi šiol žinomų Žemės uolienų yra surastos Akastos rajone Kanadoje, Vergų provincijoje, Šiaurės vakarų teritorijose (Slave province). Tai granito ir tonalito sudėties gneisai, juostuoti, nevienalytės sandaros ir sudėties. Tai pirminės magminės uolienos. Jose esančių cirkonų amžius, nustatytas U-Pb metodu yra apie 4,01 Gm, o Nd izotopų tyrimo duomenys rodo galimą amžių iki 4,1 Gm. Šiaurės Atlanto kratone, Labradoro pusiasalyje atsidengia vadinamieji Nanok ir Uivak ortogneisai yra 3,92 Gm senumo. Tai taip pat sugneisuotos, pirminės magminės uolienos, susidariusios Žemės plutoje. Keletas labai senų uolienų plotų yra Vakarų Grenlandijoje. Nuuko plote yra Nuliako vulkaninė-nuosėdinė storymė ir Itasko (Itsaq) gneisai susidarę prieš >3,85-3,78mlrd. m (.K.D.Collerson (Terra Nova Abstracts, 1995). Visa tai yra magminės uolienos, susidariusios žemės gelmėse, greičiausiai jos plutoje. Seniausia suprakrustalinių uolienų storymė yra Issua serija Vakarų Grenlandijoje. Suprakrustalinėmis vadinamos nuosėdinės ir vulkaninės uolienos, susidariusios žemės paviršiuje sluoksniuotų (stratifikuotų) storymių pavidalu. Jos gali būti įvairiu laipsniu pakeistos vėlesnių procesų metamorfizmo procesų - perkristalizuotos, suraukšlėtos, tačiau svarbu jų pirminė prigimtis. Seniausių Issua serijos suprakrustalinių uolienų amžius yra apie 3,8 Ga. Seriją sudaro įvairios nuosėdinės ir vulkaninės uolienos - metasmiltainiai, juostuoti magnetitiniai kvarcitai (džespilitai) rūgštūs efuzyvai, bazalto klodai, kuriuose aptiktas rutulinis arba “pagalvinis” skyrumas, rodo, kad jie išsiliejo po vandeniu. Azijoje, vienos seniausių nustatyto amžiaus uolienų yra šiaurės rytų Kinijoje, Šiaurės Kinijos platformoje. Čia yra surasta tonalitinių vadinamųjų “pilkųjų” gneisų storymė kurios amžius yra 3804 mln.metų. Nedidelė, vos 1 km2 ploto šių senųjų uolienų atodanga yra Anšanio miesto parke (Nutman, 2001). Apskritai senųjų uolienų Žemės paviršiuje išliko labai nedaug. Bendras šiuo metu nustatytų seniausių (>3,55 mlrd.m.) uolienų plotas sudaro vos 10 000 km2. Tai rodo, kad duomenų apie Žemės būklę tuo laikotarpiu turime labai nedaug. Archejaus uolienų, jaunesnių už 3.5 mlrd. metų jau randama daugelyje pasaulio vietų. 3-3,5 mlrd uolienų storymės surastos Pietų Afrikos Kapvalio ir Zibabvės kratonų žaliųjų sklaūnų juostose, Vakarų Australijoje, Pilbaros ir Yilgarno kratonuose, Baltijos skydo rytinėje dalyje – Suomijoje ir Rusijoje, Indijoje, Kandos skyde ir kitur. Tačiau duomenų apie plutos raidą archejuje šios uolienos suteikia ne tiek daug. Žemės gelmės archejuje buvo karštesnės, didesnis buvo geoterminis gradientas, tai yra su gyliu greičiau kilo temperatūra. Žemės gelmėse buvo daug daugiau negu dabar radioaktyvių elementų. Jų skilimometu skyrėsi daug radiogeninės šilumos. Su laiku šių elementų skaičius mažėjo. Silpnėjo ir radiogeninės šilumpos gamyba. Dėl to, per 4,5 milijardus metų radiogeninės šilumos išsiskyrimas sumažėjo 85%. . ...pav. Galimas litosferos plokščių išsidėstymas AR, lyginant su dabartiniu. De Wit&Hart, Lithos, 1993 Dėl šių priežasčių intensyviau vyko konvekcija mantijoje, didelių pliumų iškilimas ir grimzdimas. Tai skatino litosferos plokščių susidarymą ir judėjimą. Manoma, kad litosferos plokštės archejuje buvo labai nedidelės, daug mažesnės negu dabartinės, o žemyninės plutos plotai jose buvo nedideli. Tai parodyta ...pav.. Smulkios plokštės lengviau judėjo litosferos paviršiuje, dažniau susidurdavo, tuo pačiu buvo intensyvesnis magmatizmas, tiek giluminis tiek paviršinis, dažniau vyko plokščių susidūrimus, akreciją ir suaugimas. Šių procesų metu didėjo ir žemyninės plutos tūris. Maždaug nuo 3,8 mlrd.m. pradėjo palaipsniui didėti litosferos plokštės, jų storis ir žemyninės plutos dalis jose. Tačiau jų augimas vyko netolygiai. Nustatyta, kad buvo keli labai didelio mąsto, katastrofiško magmatizmo laikotarpiai, kurių metu išsiliejo itin daug bazalto lavos. Tokių įvykių pėdsakai laikotarpyje tarp 2,715-2,705 Ga, atsekami Aukštutiniojo ežero, Ylgarno ir Kapvalio kratonuose, kur vyko bazaltų išsiliejimai. Plutos priaugimo periodiškumą rodo diagrama ...pav. . . Seniausias atkuriamas žemynas yra pavadintas Valbaros vardu. Manoma jis buvo sudarytas iš dabartinių Kapvalio kratono (PAR), Pilbaros bloko (Austarlija) ir Indijos sniausios plutos blokų,kurie susidarė ir susijungė maždaug prieš 3.5 mlrd. metų. Kiti autoriai, beveik iš tų pačių dalių atkuria kitą seniausią žemyną – Urą. Visa tai gana hipotetiškos rekonstrukcijos, tačiau jos remiasi vieninga nuomone, kad jau paleo mezoarchejuje buvo žemynų. Intensyvus archejaus pabaigos magmatizmas matyt labai pagreitino ir žemyninės plutos susidarymą ir žemynų augimą. Manoma, kad archejaus ir proterozojaus riboje susidarė apie 60% dabartinės žemynų plutos (...pav.) . Tuo, beje daugiausiai ir sąlygotas šių dviejų dydžiausių Žemės istorijos laikotarpių išskyrimas. Hidrosfera Iš kur Žemėje atsirado vanduo? Numanomi du pagrindiniai vandens šaltiniai –išsiskyrimas iš žemės gelmių, vadinamo Žemės degazacijos proceso metu ir kometų kritimas. Manoma, kad dulkių ir dujų ūke, temperatūra siekė 1000oC, todėl vandens buvo nedaug. Atitinkamai jo nedaug buvo ir Žemėje, todėl didelė tikimybė, kad vandenį į Žemė atnešė kometos. Bendras vandens kiekis Žemėje yra apie 500 ppm, tai yra daug mažesnis, negu jo kiekis pirminiame ūke. Apskaičiuota, kad, jei kometos sudarė apie 10% krinatančių ant Žemės kūnų „didžiojo bombardavimo“ metu (4,4-3,8 mlrd. m.), to visiškai pakaktų Žemės hidrosferos susidarymui. Kaip žinoma, didelę kometų dalį sudaro lakios medžiagos, jų branduoliuose yra daug vandens ir kitų dujų ledo. L.A.Frankas su kolegomis apskaičiavo, kad kometos galėjo atnešti į Žemę apie 1,4x1021 kg vandens, tai yra maždaug tiek kiek jo yra Žemėje dabar (Frank et all., 1997). Kitais skaičiavimais, vandens galėjo būti prinešta daug daugiau, bet didesnė jo dalis buvo prarasta meteoritinio bombardavimo metu ir atsitrenkus į Žemę Thejai. Čia yra kelios nuomonės – dėl meteoritų kritimo vandenynai galėjo išgaruoti ir po to vėl atsinaujinti arba, priešingai, meteoritų bombardavinmas tik ištirpino ledą, kuris dengė Žemę. Kaip bebūtų, daugumos autorių mano, kad pirminė paviršinė hidrosfera, taip pat ir vandenyno pavidalu turėjo susidaryti Žemėje prieš 4,4 – 4,45 mlrd. metų, tai yra keletas milijonų metų po, didžiojo sūsidūrimo, kai susidarė Mėnulis. Tai patvirtina ir padidintas sunkaus deguonies izotopo (18O) kiekis seniausiuose Žemėje cirkonuose iš Neriero Australijoje. Padidintas sunkaus deguonies izotopo kiekis susidaro vandenyje, nes jam garuojant, išlekia daugiau lengvo izotopo (16O), kuris yra judresnis. Tuo pačiu santykinai daugiau sunkaus izotopo lieka vandenyje. Taigi, padidintas 18O kiekis gali reikšti, kad ta magma, iš kurios kristalizavosi senieji Australijos cirkonai, galėjo susidaryti lydantis nuosėdinėms uolienoms, susiklojusioms vandens baseine. Tai, savo ruožtu rodo, kad jau prieš 4,4 mlrd. metų, Žemėje buvo skysto vandens ir netgi jo telkinių, kuriuos galime įsivaizduoti, kaip jūras ar vandenynus. Pluta tuo metu buvo daug plonesnė, žemynai buvo žemesni, todėl vanduo galimai dengė didesnį Žemės paviršiaus plotą negu dabar. Įvairiais metodais įvertintas archejaus vandenyno gylis, bent jau tarp 3,5 ir 3 mlrd.m. mažai nusileido dabartiniam (Harrison, 1999). Vandenyno sūrumas archejuje ir paleoproterozojuje pradžioje galėjo viršyti 5%, tai yra buvo 1,5-2 kartus didesnis negu dabar (3,5%) (Knauth, 1998). Tokia prielaida daroma remiantis tuo, kad druskos iš vandenyno gali būti pašalintos tik nuosėdų pavidalu. Tokie nuosėdiniai druskų klodai pradėjo formuotis žemynuose tik proterozojuje, po 2,5 Ga, o intensyviai šis procesas vyko tik po 2 Ga, kai susidarė didesnės žemyninės plutos masės ir žemyninės jūros jų paviršiuje. Reiškia ligi tol druskos buvo ištirpusios vandenyne. Didelis jūros vandens sūrumas galėjo stabdyti gyvybės vystymąsi, nes daugeliui organizmų 5% yra riba. Be to, dėl sūrumo sumažėja deguonies tirpumas ir jo kiekis vandenyje. Atmosfera Atmosferos susidarymas prasidėjo kartu su pačios Žemės susidarymu jau per pirmuosius 50 mln. metų. Ji pradėjo formuotis dėl staigaus dujų išsiskyrimo (degazacijos) Žemės akrecijos metu. Prisidėjo ir kometų atneštos lakios medžiagos. Svarbiausiais pirminiais atmosferos dujų šaltiniais yra laikomos Žemės gelmės ir vandenynas. Iš Žemės gelmių ligi šiol nuolat skiriasi dujos, užgriebtos dar pirminio ūko kondensacijos metu. Tai H, CH4 ir kitos. Jos pasiekia paviršių daugiausiai per vulkanus. Kitas šaltinis yra vandenynų vanduo, iš kurio garuojant išsiskiria lakios medžiagos, be to, H gali išsiskirti fotocheminių reakcijų metu, veikiant Saulės spindulių radiacijai. Daug dujų turėjo susidaryti kosminių smūgių metu, degant kosminiams kūnams atmosferoje ir jiems sprogstant, atsitrenkus į žemės paviršių. Per „Didijį susidūrimą“, kurio metu susidarė Mėnulis, Žemė turėjo prarasti pirminę atmosferą, kuri po to susidarė beveik iš naujo. Vieningos nuomonės apie pirminės atmosferos sudėtį nėra, tačiau nabejojama, kad dujinio Žemės apvalkalo sudėtis žymiai kito. Vieni autoriai laiko, kad pradžioje atmsferoje vyravo metanas ir amonis (CH4 ir NH3), o CO2 ir N buvo mažiau. Kiti mano, kad atmosferą sudarė daugiausiai CO2 ir N, truputis H2S ir H2, bet ir metano galėjo būti daug (Glasby, 1998, p.253). Jei atmosferoje vyravo CO2, jos slėgis turėjo būti apie 60-80 barų (1 baras =0,986924 atm), tai yra keliasdešimt kartų didesnis, negu dabar. CO2 kiekis ankstyvoje atmosferoje gana sparčiai mažėjo dėl dviejų svarbiausių priežasčių – nuosėdinių karbonatų susidarymo ir C pasisavinimo bakterijomis fotosintezės reakcijų metu. Svarbiausiu deguonies šaltiniu pirminėje atmosferoje laikoma fotosintezė, tačiau daromos prielaidos, kad jis galėjo būti gaminamas ir fotocheminio vandens skaidymo būdu ( Krupp, 1994, p. 1596). Svarbiu O šaltiniu laikoma nuosėdinio pirito kaupimasis nuosėdose (nežinau, ar čia dalyvauja organizmai?) (Godderis, 2000, p.441). Beveik visi tyrinėtojai mano, kad deguonies pirminėje atmosferoje buvo nedaug - 0,01% PAL (PAL – angl. Present Atmospheric Level – dabartinis lygis atmosferoje). Tai įrodo pirito, uraninito ir kitų mineralų nuolaužos archejaus konglomeratuose (pavyzdžiui 2.9 Ga Vitvatersrando storymėje, PAR), kurie galėjo išlikti, išvengti oksidacijos tik bedeguoninėje, redukcinėje aplinkoje. Deguonis buvo gaminamas organizmų, gyvavusių fotosintezės reakcijos dėka, tačiau visas jis buvo surišamas oksiduojant geležį, sieros dvideginį ir kitus junginius. Vandenynuose deguonis buvo surišamas su Fe, susidarant džespilitų (geležingų kvarcitų) magnetitiniams sluoksneliams, o žemynuose - oksiduojantis H2S į SO4-2 (Krupp, 1994). Kai kurių miokslininkų nuomone O kaupimasis atmosferoje prasidėjo jau apie ~2.75 Ga ir nuo tada svgyravo tarp 0.5% ir 15% PAL . Tai laikas, kai susidarė pirmieji paleodirvožemiai, surasti Roės kalno (Maunt Roe) vietovėje Australijoje (Beukes, EUG). Pagal Guderio duomenis (Gooder, 2001), O2 kiekis atmosferoje archejaus pabaigoje sudarė apie 10% PAL, bet pačiame jo gale ar proterozojaus pradžioje staiga išaugo iki 60%. Prieš 2,0 Ga jo kiekis pasiekė 85%, o iki kambro - jau dabartinį lygį. Klimatas Kaip minėta aukščiau, vyrauja nuomonė, kad Žemė archejuje buvo karštesnė negu dabar, nes radioaktyvus skilimas tada buvo daug intensyvesnis, daugiau šilumos skyrėsi ir Žemės paviršiuje. Tačiau Saulės spinduliuojamas energijos srautas buvo net 30-40%mažesnis. Ilgainiu, tuopačiu metu kai radiuogeninės šilumos išsiskyrimas paviršiuje mažėjo, tuo pačiu didėjo Saulės šilumos srautas pasiekiantis paviršių. Todėl, manoma, kad temperatūra Žemės paviršiuje archejaus metu iš esmės nesiskyrė nuo dabartinės (Priem, 1998). Tačiau, svarstomas klausimas, ar šių energijos rūšių pakako, kad pirmieji Žemės vandenynai neužšaltų. Manoma, kad aukštesnės temperatūros palaikymui buvo svarbus CO2, vyravusio atmosferoje šiltnamio efektas ir kosminių kūnų kritimas, kurio metu išsiskirdavo daug šilumos. Gyvybė Kas tai yra gyvybė? Kas yra gyvi orgasnizmai ir koks yra jų esminis skirtumas lyginant su negyvosios gamtos dariniais? Į šį klausimą atsakymas nėra lengvas, ypač kalbant apie paprasčiausias gyvybės formas. Gyvybę galima apibudinti kompleksu požymių, kurių svarbiausi yra: Sudėtingų organinių junginių sistema Medžiagų ir energijos apykaita su aplinka Struktūros ir sudėties palaikymas tam tikrą laiką, kol organizmas yra gyvas. Gebėjimas reprodukuotis, tai yra sukurti kitą organizmą, panašų į save Kisti, prisitaikant prie aplinkos kitimo Evoliucija, tai yra raida su tam tikra paveldėjimo dalimi Didelė dalis šių požymių būdingi ir negyviesiems gamtos objektams. Taip, tiek Žemėje, tiek kosmose yra arba buvo organinių junginių tarp jų labai sudėtingų. Apie juosrašėme apibudindami anglingus chondritus. Aukščiasu išvardintų gyvybės bruožų turi kristalai,kurie palaiko tam tikrą energetinę pusiausvyrą su aplinka, gali augti pasisavindami iš aplinkos tam tikrus cheminius elementus ar junginius ir, tuo pačiu augti sudarant būdingą tam kristalui kristalinę gardelę. Ir negyviojoje gam,toje yra stebimi reiškiniai panašūs į gyvų organizmų evoliuciją. Rusų mokslininkas Dmitrijus Rundkvistas rašė apie rūdinių telkinių evoliuciją. Jis turėjo galvoje tai, kad telkiniai ankstyvais žemėsraidos laikotarpiaisa buvo sudaryti iš paprastų cheminių junginių (oksidų, sulfidų, grynuolių) o vėlesniais laikotarpiais - iš sudėtingesnių (pavyzdžiui, sulfodruskos). Kita vertus vėlesniais laikotarpiais atskirų telkinių susidarymas prasideda nuo paprastų junginių kaupimosi, kurie tik vėliau tampa ar pasipildo sudėtingesniais. D. Rundkvistas tai pavadino „telkinių filogenezės ir ontogenezės dėsniu“, pritaikydamas žinomus biologijos terminus. Filogenezė reiškia rūšies raidą jos evoliucijos eigoje, o ontogenezė – atskiro organizmo raidą jam augant ir bręstant. Tuo metu organizmas vystosi nuo paprastesnių formų prie sudėtingesnių tarsi pakartodamas savo rūšies evoliucijos kelią tai yra filogenezę. Gyvybės,kaip materijos būsenos atsiradimas vis dar yra mokslo neatskleista paslaptis. Neaišku ir kada atsirado gyvybė. Garsiausias rusų geologas V.V.Vernadskis, dar XX amžiaus pradžioje rašė, kad mes nežinome ar Žemės istorijoje buvo laikotarpis, kai joje nebuvo gyvybės? Šiam teiginiui negalima prieštarauti ir šiandien. Ištikrųjų, jau ankstyviausiais Žemės gyvavimo laikotarpiais jos paviršiuje galėjo būti palankios sąlygos gyvybei atsirasti. Tai – neaukšta temperatūra, kurioje gali išlikti organiniai junginiai, panašus į dabartinį klimatas, skystas vanduo ir jo vandenyno dydžio sankaupos, organinė medžiaga, prinešama iš kosmoso meteoritų ir kometų. Atmosferoje vyravo medžiagos (metanas, azotas, anglies oksidai) palankios susidaryti organinėms molekulėms ir Žemės sąlygomis. Vyko vulkanizmas, lydimas karštų hidroterminių srautų, kurių išeigos vandenynų dugne laikomos vienomis palankiausių vietų sudėtingų organinių junginių susidarymui. Apie gyvybės atsiradimą yra sukurta daug hipotezių - Oparino, Holdeino, Jos atsiradimo galimybė jau seniausiais laikais yra grindžiama ir eksperimentais, kurie įrodo, kad organinė medžiaga, tiek atskirų molekulių, tiek jų sankaupų (įvairių globulių, koatcervatų ir kt. pavidalu) galėjo susidaryti žemėje, tiek iš meteoritų medžiagos, tiek iš atmosferos medžiagos. Pavyzdžiui, Urejau ir Milerio eksperimentai. Mileris padarė uždarame inde, iš kurio buvo išsiurbtas oras mišinį iš vandens garų, vandenilio, metano ir amonio dujų, ir jį sujungė su kitu indu, kuriame buvo skysto vandens. Pirmame inde su dujomis jis įrengė įtaisą skleidžiantį elektros išlydžius. Visas ši aplinka inde atitiko įsivaizduojamą archejaus laikų hidrosferos ir atmosfreos sąveiką, o elektros išlydžiai imitavo žaibus. Jis tęsė eksperimentą savaitę. Per tą laiką vanduo antrąjame inde tampo drumstas, o jo paviršiuje plaukiojo plėvelė panaši į aliejų. Ištyręs šias medžiagas vandenyje Mileris nustatė, kad jas sudarė įvairios organinės medžiagos, tarp kurių buvo ir kelių rūšių amino rūgščių (Wills, Banda, 2000). Pirmoji gyvybė galėjo atsirasti įvairioje aplinkoje, įvairiomis sąlygomis, įvairiais būdais ir įvairiais pavidalais. Tai galėjo atsitikti hidrosferoje, atmosferoje ir uolienų storymėje, įvairių geologinių procesų metu – veikiant Saulės spinduliams, elektros išlydžiams (žaibui), radioaktyvumui, ugnikalnių išsiveržimų metu. Ypač tikėtinas organinių junginių susidarymas vandenynų ir jūrų dugne, tose vietose kur iš gelmių veržiasi karšto vandens ir dujų versmės, prinešančios į aplinką įvairių junginių ir cheminių elementų, tarp jų sieros, azoto o taip pat metalų (Mg, Fe, Mn, Mo), reikalingų metabolizmui. Tokių versmių daug dabartinių vandenynų dugne, ypač vidurio vandenynų riftų zonose, kur vyksta aktyvus vulkanizmas. Pagal E.G. Nisbetą ir C.M.R. Foulerį šiuolaikiniai mikroorganizmai iš savo pirmtakų, atsiradusių ir gyvenusių tokių karštų versmių aplinkoje paveldėjo vadinamuosius “šiluminio šoko proteinus” – junginius, susidarančius staiga pakylant aplinkos temperatūrai (Nisbet et al., 1996; McClendon, 1999). Palankiomis vietomis laikomos ir seklios įlankos kuriose vyko nuolatinė sąlygų kaita potvynių ir atoslūgių metu.Ten galėjo būti ir molingų uolienų sluoksnių, o molio mineralų paviršiuje yra palankios sąlygos sudėtingų organinių junginių sintezei. Spėjami tokie gyvybės susidarymo etapai: 1) Paprastų molekulių susidarymas hidro-, atmo- ir litosferose, veikiant įvairiems energijos šaltiniams ir katalizatoriams; 2) Organinės medžiagos kondensacija ir polimerizacija, sudėtingų molekulių susidarymas; 3) Organinių junginių molekulių replikavimas, atsigaminimas. Tačiau nei viena hipotezė neįrodo ir nepaaiškina, kaip iš negyvos medžiagos susidarė gyva, kaipbuvo peržengta riba, tarp gyvo ir negyvo? Tikriausiai gyvų organizmų susidarymas įvyko ne vieną kartą. Atsiradusi pirminiuose židiniuose gyvybė galėjo būti sunaikinta kosminių kūnų kritimo, ugnikalnių išsiveržimo, vandenyno lygio svyravimų ir daugelio kitų procesų, kurie tuo metu vyko labai intensyviai. Tačiaus išnykusi vienoje vietoje gyvybė galėjo ir vėl atsirasti kitoje vietoje, kitokiu pavidalu? Tai galėjo vykti tol, kol gyvi organizmai nepaplito po visą Žemės rutulį, neužpildė daugumos ekologinių nišų ir nesusijungė į vieningą biosferą arba ekosistemą, kurioje medžiagos gamintojai ir jos naudotojai (skaidytojai) sudaro vieningą mitybiniais ryšiais susietą sistemą. Šiuo metu gyvybė praktiškai nebegali susidaryti, nes organinė medžiaga, iš kurios ji galėtų atsirasti sunaudojama kitų organizmų greičiau negu gali susikurti nauji organizmai. Manoma, kad pasibaigus „didžiajam bombardavimui“ gyvybė iš susidarymo vietų hidroterminėse versmėse paplito po Žemę per keliasdešimt milijonų metų (Glasby, 1998). Kada susidarė globalinė biologinė sistema nežinoma. Tačiau, manoma, kad jau archejuje buvo didelė bakterijų ir archejų rūšių įvairovė, o bendra organinės medžiagos masė galėjo prilygti dabartinei. Prielaidas apie ankstyvą gyvybės atsiradimą patvirtina ir jos buvimo požymiai, nustatyti jau seniausiose nuosėdinėse uolienose, susidariusiose prieš 3.8 mlrd. metų. – gyvybės atsiradimas, gal ir daugkartinis jo susidarymas. Grenlandijos Issua serijos pelaginiuose skalūnuose, tai yra metamorfizuotuose giluminėse vandenyno nuogulose yra nemažai grafito intarpėlių rutuliukų pavidalo. Jie sudaro apie 0.5 % uolienoje. Anglies izotopų santykio rodiklis (δ13C PDB) šiame grafite yra apie -22.8 ‰ (Rosing, EUG; Rosing, Bridgewater.Terra Nova Abstracts, 1995). Tai rodo, kad anglis galėjo susidaryti iš planktoninių organizmų. Anglis dalyvauja įvairiose reakcijose, vykstančiose gyvuose organizmuose, bet jie įsisavina iš aplinkos daugiau lengvojo anglies izotopo - 12C, nes jo perėjimo energija vidinių reakcijų vykstančių organizmuose metu yra žemesnė. Tai atsispindi iš organizmų susidariusio grafito sudėtyje. Panašų δ13C rodiklį turi ir dabartiniai augalai, cianobakterijos (McClendon, 1999, p.72). Jei toje pačioje vietoje nuosėda ir chemogeninės kilmės karbonatai, jų anglies izotopinėje sudėtyje bus padidintas 13C izotopo kiekis, nes jie sėdo iš vandens iš kurio gyvi organizmai buvo paėmę santykinai daugiau lengvojo anglies izotopo. Issua serijos nuosėdinių karbonatų anglies izotopų santykis yra artimas dabartiniam (δ13C= -2,28%), todėl, manoma, susidarė dalyvaujant gyviems organizmams (Wilde et al. 2001). 3,5 mlrd. metų storymėse jau randama neabejotinų gyvybės veiklos požymių – bakterijų liekanų ir stromatolitų. Tai karbonatiniai dariniai, smulkiai sluoksniuotų gurvuolių pavidalu, sutinkami karbonatų storymėse. Jie susidaro bakterijų kolonijų vietose, kurios savo gyvybine veikla sudarė palankias sąlygas sparčiau sėsti iš vandens karbonatams. Bakterijuos fotosintezės reakcijų būdu pasisavina iš aplinkos CO2, dėlko joje sumažėja karbonatų tirpumas ir jie nusėda. Stromatolitų rasta ankstyvojo archejaus nuosėdinėse storymėse PAR (Barbertono žaliųjų skalūnų juostoje, Onvervacht ir Fig Tree formacijose), Australijoje, Kanadoje. Beje stromatolitai susidaro ir dabar – jais garsi Ryklių įlanja (Shark bay) Australijos pakrantėje. Australijoje, vadinamoje Eipekso storymėje (Apex formation), kurios amžius yra 3,465 mlrd. metų, rastos seniausios mikrofosilijos, panašios į dabartines cianobakterijas. Jų nustatyta 11 skirtingų pavidalų, kurie yra laikomi atskirais taksonais. Daugelis šių gyvų organizmų savo forma ir dydžiu artimi dabartinėms cianobakterijoms (McClendon, 1999). 2.9 milijardų metų Vitvatersrando supergrupės (PAR) metamorfizuotose nuosėdinėse uolienose surasta net ir naftos požymių,kas liudyja apie didelį kiekį tuo metu gyvavusiųš organizmų (England ir kt., 2002). Dauguma mokslininkų sutaria, kad pirmioji gyvybės forma Žemėje veikiausiai buvo termofilinės bakterijos ir archėjos, gyvenusios karštame vandenyje, iki 90-110oC temperatūros. Jie buvo prokariotai - neturėjo branduolio ir dauginosi dalinimosi būdu. Energiją jie galėjo gauti skaldydami metaną, sieros ir azoto junginius. Pirminiame vandxenyne galėjo būti nemažai organinės medžiagos, tiek prineštos meteoritš, tiek susidariusios žaibuojant atmosferoje, kurioje buvo daug azoto, metano ir vandenilio. Tai patvirtino Urejaus ir Milerio eksperimentas. Pirmieji organizmai energijos galėjo gauti skaldydami šią organinę medžiagą pagal tokią reakciją: C6H2O6 = 2CO2 + C2H5OH + energija Vėliau buvo „išrasta“ ir fotosintezė: nCO2 + nH2O + šviesa = (CH2O)n + O2 Šią reakciją naudojusių bakterijų galėjo būti jau prieš 3.7 Ga (Rosing, EUG, Nisbet, EUG). Fotosintezę vykdančių gakterijų atsiradimas sudarė sąlygas plisti gyvybei vandenyne už hidrotermų veikimo veikimo vietų (Rosing, EUG). Tačiau deguonis buvo kenksmingas pirmiesiems mikroorganizmams, nes O2 nuodyja nitrogenazės enzymą (Siefert, EUG), kurio pagalba anaerobiniai prokarijotai fiksavo azotą. Prireiklė beveik 2 milijardų metų, kol organizmai išmoko apsisaugoti nuo neigiamo deguonies poveikio ir gyventi deguoninėje (aerobinėje) apl;inkoje. 2,78 Ga Bakterijų veiklos pėdsakai (pagal karbonatų izotopus) paleodirvožemyje Mount Roe Australijoje(Beukes, at al., 2002). PROTEROZOJUS Archejaus ir proterozojaus riba (2,5 mlrd.metų) yra pirma reikšminga stratigrafinė riba. Svarbiausi įvykiai, kuriais remiantis atskirti šie du eonai yra: • stambių žemyninės plutos masių, tai yra šiuolaikinio tipo žemynų susidarymas. • stabilių sąlygų žemynuose susidarymas; • sedimentacinių baseinų žemyninių susidarymas; • evaporitų (druskų) šalinimas iš vandenyno vandens žemyniniupose sedimentaciniuose baseinuose ir pasaulinio vandenyno gėlėjimas Proterozojus skirstomas į tris eras/eratemas: paleoproterozojaus (2.5-1.65 mlrd. m.), mezoproterozojaus (1.65-1.0 mlrd. m.) ir neoproterozojaus (1.0-0.542 mlrd. m.). Eros/eratemos savo ruožtu jau skirstomos į periodus/sistemas (....lentelė). Proterozojaus periodai išskiriami daugiausiai pagal tektoninius įvykius – intensyvios kalnodaros laikotarpius, datuojant radipologiniais metodais su juo susijusias magmines uoilienas. Priešpaskutinis proterozojaus periodas – Kriogenis išskirtas pagal globalinio apledėjimo įvykius ir tik paskutinis – Ediakaris – pagalpirmos gausios gyvūnų faunos liekanas randamas po visą pasalį. Pluta Kaip jau minėta, archejaus pabaigoje, palaipsniui susiliejant smulkioms plokštėms į stambesnes susidarė didelio ploto litosferos plokštės su dideliais storos žemyninės plutos plotais. Per archejaus laikotarpį, iki 2.6 Ga susidarė apie 60% žemynų plutos,o apskritai, visos dabartinės žemynų plutos vidutinis amžius yra apie - 2,0-2,3 mlrd. metų. Žemynai, sudarė didelės masės nesubdukuojančios plutos, nesuardomos litosferos plokščių susidūrimo metu. Juose susidaro kratonai - ilgą laiką stabilios sritys,kurių didelė dalis yra sausuma. Tektoniniai režimai pasikeitė ir vandenyne. Čia susidarė ištęstos linijinės ar lankinės subdukcijos zonos – vulkaniniai arba magminiai lankai. Tokie lankai šiuometu tęsiasi visa Ramiojo vandenyno pakrante. Pasikeitė ir geocheminiai procesai žemėje. Archejuje didelę dalį smulkių plokščių sudarė bazinės ir ultrabazinės sudėties uolienos, kuriose buvo daug Fe ir Mg, mažai K, Na, Si, Al. Tuo tarpu žemynų plutos viršutiniame sluoksnyje bazinių uolienų yra daug mažiau. Čia vyrauja granitoidai ir artimos jiems sudėties uolienos, kuriose yra padidintas kiekis K, Na, Ca, Si,Al, Rb, Sr ir kitų. Archejaus magminės uolienos daugiausiai formavosi lydantis mantijai, o proterozojuje didelė dalis plutos formavimasis, perlydant senesnes plutos uolienas ir jų ardymo produktus, tik su nedideliu naujos mantijinės medžiagos prinešimu. Todėl Atitinkamai pasikeitė ir nuosėdinių uolienų sudėtis, nes jų medžiagos šaltinis proterozojuje buvo žemynų ardymo produktų. Atitinkamai ir vandenyno vandenyjepadaugėjo elementų ir jų izotopų, prinešamų iš žemynų. Kaip tik po 2,5 Ga jūrų nuogulose atsiranda 87Sr izotopo, kuris ateina su granitų ardymo produktais [Knauth, 1998]. Paleoproterozojuje manoma, susidarė pirmieji superžemynai. Jie vadinami įvairias vardai: Nuna, Kolumbija, Kenorlandas. Jų buvimas numanomas pagal to paties amžiaus radiologinių datų gausumą ir paleomagnetines rekonstrukcijas, tačiau tai nėra patiukimai nustatyta. Kolumbijos superžemynas manoma, susidarė maždaug prieš 1.8 mlrd. metų, susijungus Šiaurės Amerikos žemyno dalims su Baltikos (jį sudarė dabartinis Rytų Europos kratonas), Amazonijos (didelė dalis dabartinio Brazilijos skydo), Siberijos (Centrinė dabartinio Sibiro dalis apmianti Aldano ir Ananbaro skydus) ir kelis smulkesnius žemynus. Į Kolumbijos žemyną įėjo ir dabartinė Lietuvos pluta,kuri susidarė tarp 1.9 ir 1.8 mlrd. metų. Jei Kolumbija ir buvo, tai ji suskilo apie 1.4 mlrd.metų. Apie 1.1 mlrd. metų susidarė naujas superžemynas, apjungęs bene visus iki to laiko buvusius žemynus, kuris vadinosi Rodinija. Tai buvo pirmasis patikimai nustatytas superžemynas. Didžiulė naujai susidariusios ir senesnės žemyninės plutos masė turėjo įtakos daugelio geologinių procesų eigai, klimato kitimui, o gal ir gyvybės raidai. Susijungusių į Rodiniją plokščių pakraščiaias, tūkstančius kilometrų nusitęsė kalnynai. Jų susidarymas tarp 1,1 ir 0,8 mlrd. metų vadinamas Grenviliškos orogenezės vardu. Kaikurių autorių nuomone, tai –didžiausia orogenezė žemės istorijoje. Prieš 0.75 mlrd. metų Rodinijos superžemynas vėl suskilo į atskirus Laurentijos, Baltikos, Siberijos, Gondvanos žemynus. Tarp jų atsivėrė ir nauji vandenynai vadinami Japetaus, Tornkvisto, Reiko ir kitais vardais. 650-543 - Kadomiškoji orogenezė Hidrosfera Proterozojaus hidrosferos ypatybės siejasi su žemyninės plutos padidėjimu. Žemynų pakraščiais, užlietais vandenyno ir sekliose jūrose, įsiterpusiose į žemynus susidarydavo dideli sedimentaciniai baseinai. Juose susikaupė didelės storymės nuosėdinių uolienų – žemynų ardymo produktų. Didelę dalį tų nuogulų sudaro karbonatai, o karšto aridinio klimato sąlygomis čia kaupėsi evaporitai ­­– gipso, anhidrito, halito, silivino ir kitų druskų klodai. Prieš 2.45-2.22 mlrd.metų įvyko pirmas pasaulinis apledėjimas, vadinbamas Huroniškuoju. Tiesa, apledėjimo požymiai yra žinomi ir iš seniau. Tai 2.9 mlrd.metų Pangolos ledyniniai dariniai surasti PAR, 2.75 mlrd.metų apledėjiūmo požymiai Namibijoje. Tačiau jie rasti tik atskirose vietose ir galėjo būti palikti kalnų ar poliarinių ledynų. Tuo tarpu Huroniškojo apledėjimo požymiai surasti keliuose žemynuose - Huronio supergrupėje, Kanadoje; Makagenyenes rajone PAR; Vajominge, JAV; Ojakangas, Suomijoje. Tai aiškinama deguonies kiekio didėjimu atmosferoje. Didėjant deguonieskiekiui buvo oksiduojamas metanas (CH4), kurio ligi tol atmosferoje buvo daug atmosferoje - 0.3% (dabar – 0.00017%). Toks didelis metano kiekis sudarė žymų šiltnamio efektą. tuo metu. Dėl metano sumažėjimo įvyko atšalimas ir apledėjimas. Tam prielaidas sudarė ir 20-30% silpnesnę negu dabar Saulės radiacija (Catling ir kt., EUG). Tačiau pats didžiausias Žemės istorijoje apledėjimas įvyko pačioje proterozojaus pabaigoje, Kriogenio periode. Apledėjimai vyko dviem laikotarpiais 0.76-0.70 ir 0.62-0.58 mlrd. metų. To laikotarpio ledyniniai dariniai nustatytyti po visą pasaulį – Kogo upės baseine (950-750 ir 620-600 mlrd. m., Saharoje (730-650 mlrd. m.), Australijoje (800-780 ir 690-680 mlrd.m), Konijoje (800-760 ir 740-700 ir 600 mlrd. m.), vakarinėje Šiaurės Amerikos dalyje (850-800 mlrd. m.) Norvegijoje Varangerio pusiasalyje (650 mlrd. m.), Špicbergeno saloje (593-573 mlrd. m.). Atmosfera Atmosferos sudėtis proterozojaus metu žymiai pasikeitė. Jau nuo 2.4 - 2,35 mlrd. metų atsiranda laisvo deguonies buvimo atmosferoje požymiai. Yra hipotezių, tvirtinančių, kad kad O kiekis ryškiai padidėjo atmosferoje apie 2.45 Ga, nuo 10-5 PAL iki >10-2 PAL (Farquhar ir kt., 2003, p.8). Pagal kitus duomenis, tarp 2.35 ir 2.1 arba apie 2,2-2,0 Ga. deguonies gavyba fotosintezės metu ima viršyti jo surišimą geležies oksidais. Tarp 2,2 ir 2,0 Ga O kiekis atmosferoje pakilo nuo 0,02 PAL iki 0,15 PAL. Tiriant senasias dūlėjimo plutas Transvalio Supergrupės sluoksniuose ir paleodirvožemius Huronio supergrupėje, padaryta prielaida, kad tuo metu buvo oksidacinė atmosfera, karštas ir drėgnas klimatas, o gyvybė galėjo būti ir sausumoje. O daugėjimas atmosferoje siejamas labjausiai su fotosintezės paspartėjimu. &Teske, 1996). Tačiau yra ir nuomonių, kad O didėjo ne vien dėl gyvybės veiklos. Didelę reikšmę galėjo turėti tai, kad vandenilis išlėkdavo iš atmosferos į kosmosą ir nesijungė su deguonimi (Catling ir kt., EUG). Svarbus veiksnys galėjo būti žemynų su rūgščia kontinentine pluta susidarymas. Joje buvo mažiau geležies, daugiau Na, K, Ca, Si. Dūlant tokiai plutai buvo surišama mažiau deguonies. Be to, padaugėjus sedimentacinių baseinų. juose ėmė kauptis daug karbonatų, jiebuvo tarsi išimti iš „apyvartos“. Tuo pačiu surištas juose CO2 nebebuvo gražinamas į atmosferą. Tarp 1,05 ir 0,64 Ga deguonies kiekis staiga padidėjo - nuo 3,87 - 2,5-2,0 (2.3) Ga. Gyvybės atsiradimas ir atsiradinėjimas. Nesvarbu, kokiu būdu, bet gyvybė atsirado, ir galėjo atsirasti kelis kartus. Tai vyko atskirose vietose ir įvairiu laiku. Tai vyko nepriklausomai. Atskirose vietose galėjo susidaryti ekosistemų užuomazgos, bet visuotinės biosferos dar nebuvo, susidarydavo tik jos užuomazgos, fragmentai. Tokie organizmai ar protoekosistemos žūdavo nuo katastrofiškų reiškinių (meteoritų bombardavimas, ugnikalnių išsiveržimai, facijų pasikeitimas, pavyzdžiui, nustodavo veikti fumarola, iškildavo teritorija, išdžiūdavo įlanka ir kt.) arba tiesiog išsekus maisto medžiagoms, tai yra cheminių elementų koncentracijai, reikalingai gyvų organizmų vykdomoms cheminėms reakcijoms. Kitaip sakant, tuo metu buvo žūtis, bet nebuvo mirties – dėsningo, genetiškai užprogramuoto senėjimo ir sistemingos kartų kaitos. Tuo metu nebuvo ir informacijos kaupimo mechanizmo (genų, DNR). Deguonis buvo gaminamas, tiek organizmų, tiek gal ir neorganinių procesų metu. Jis sukosi Žemės medžiagų apytakoje, bet jis buvo surišamas ar oksiduojant Fe(II), H2S iki sulfatų ar surišamas karbonatuose. Atmosferoje jis nesikaupė. 2. 2,5 - 2,0 (2.3) -1,85 Ga Pereinamas laikotarpis. Eukarijotų atsiradimas ir gyvybės medžio išsišakojimas. Ląstelių su branduoliu susidarymas su genetinės informacijos perdavimo mechanizmu (čia atsiranda informacijos faktorius!). Tam palankias sąlygas galėjo sudaryti stabilus deguonies kiekis atmosferoje. Tai svarbu todėl, kad tai pateikė gyviems organizmams stabilų medžiagų apykaitos variantą ir leido unifikuoti gyvų organizmų energetiką ir stabilizuoti jų veikimo mechanizmą, o tai svarbiausia prielaida kryptingai raidai - evoliucijai. „DNA of the genetic mechanism is late comer“ (McClendon, p.83). Tuo pačiu metu baigiasi atsitiktinių genų mainų laikotarpis, atsiranda lytinis dauginimasis, kaip naujas informacijos perdavimo mechanizmas (W&B, 208 p.). 3. 2,0 – 1,85 - 0,58 Ga. Ekosistemų ir biosferos susidarymas. Tai stabilizavo gyvybę ir padėjo prisitaikyti prie aplinkos kitimo, ypač prie jos katastrofiškų (staigių ir stiprių) pasikeitimų. Tai ekosisteminės evoliucijos pradžia. Tai informacijos kaupimo jau biosferos mąstais pradžia. Kiekvienas aukštesnio organizacinio lygio organizmas turi jos vis daugiau ir elgiasi tobuliau. Šio laikotarpio pabaigoje, po didžiųjų apledėjimų atsirado Ediakarijos fauna – daugialąsčių organizmų bendrijos. 4. 542 - 2-3 mln.m. Biosferos evoliucija Informacijos kaupimas biosferos mastu. 5. 2-3 - Proto atsiradimas. Pereinamas laikotarpis Prasidėjo sąmoningo informacijos kaupimo ir manipuliavimo informacija atsiradimas. Informacijos perdavimo mechanizmo pasikeitimas, nuo genetinio prie mokslinio. 6. Galimas ateityje: noosferos susidarymas ir Gejos mechanizmo išsivystymas. Bendras raidos dėsningumas: pavieniai (laikini) židiniai – biosfera – ekosistemos - socializacija BENDRI ŽEMĖS RAIDOS DĖSNINGUMAI Geologinės raidos sąvoka: Vidiniai reiškiniai ir ryšys su kosmosu; Cikliški, pasikartojantys, negrįžtami procesai ir atsitiktiniai reiškiniai: Uolienų ciklas Madžiagų apytakos ciklai Paleogeografija Klimato ir paleogeografinių sąlygų atkūrimas: Pagal nuosėdų tipą Ciklai ir periodai Tektoniniai ciklai Metalogeninės epochos Klimato kaita Apledėjimai Galaktiniai metai Raidos greitėjimas Energetinė ir struktūrinė entropija LITERATŪRA Cataldi R.The centenary of the Geothermal-Electric Industry. IGA News, Nr60, 200, p.9-10. Chang K. Earth's Core Spins Faster Than the Rest of the Planet. Science, August 25, 2005 http://www.ipgp.jussieu.fr/anglais/rub-terre/profondeur/profondeur-panaches.html

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!