geologia historyczna

jakie działy geologii wchodzą w geologię historyczną

• stratygrafia

• paleontologia

• sedymentologia 

• tektonika 

• petrologia 

katastrofizm def

pogląd, w myśl którego w historii ziemii okresy jej spokojnego funkcjonowania rozdzielały katastrofy niszczące życie na niej

kto jest uważany za ojca stratygrafii

william smith, który zapoczątkował wykorzystanie skamieniałości do korelacji profili

co jest opozycją do katastrofizmu

gradualizm, uniformitaryzm, aktualizm geologiczny

gradualizm def

teoria wg. której ziemia uległa powolnym i ciągłym zmianom, które są wynikiem powtarzających się, drobnych procesów w przeciwieństwie do nagłych kataklizmów

uniformitaryzm def

zasada wg. której te same prawa i procesy naturalne, które obserwujemy dziś, działały w przeszłości w ten sam sposób i zawsze będą tak samo działały

aktualizm geologiczny def

procesy działające na ziemi dzisiaj, działały podobnie w przeszłości 

jak dzielimy sposoby datowania skał i procesów

względne i bezwzględne

jakie to sposoby względne do datowania skał i procesów

relacje czasowe, korelacje (starsze, młodsze)

dla jakiego typu skał najlepiej datować je względnie

osadowe

rodzaje względnych metod datowania

1. biostratygrafia 

2. zasada poziomego zalegania, superpozycji, ciągłości lateralnej i przecinania - aksjomaty steno 

3. strop i spąg

4. cementy podwieszae 

skamieniałość przewodnia def

skamieniałość wykorzystywana do datowania utworów skalnych

cechy skamieniałości przewodnich 

1. szybkie tempo ewolucji

2. duże rozprzestrzenienie geograficzne

3. łatwość oznaczenia - charakterystyczna budowa

4. powszechność występowania - masowość, obecność w próbie

5. niezależność od facji

6. potencjał fosylizacyjny - szkielet z CaCO3

7. najlepiej nekton i plankton 

wymień poziomy stratygraficzne

• współdzielony

• ścieśniony od góry

• ścieśniony od dołu 

• rozkwitu 

stratotyp def

profil wzorcowy

cechy stratotypu

• brak luk

• brak erozji 

• dostępny 

• ma skamieniałości - pełna dokumentacja biostratygraficzna 

• niezaburzony tektonicznie

• monotonny - najlepiej facje otwartomorskie 

magnetostratygrafia def

kategoria stratygrafii, zajmująca się grupowaniem skał w jednostki stratygraficzne na podstawie podobieństwa ich właściwości magnetycznych 

eustatyka def

zmiany globalnego poziomu oceanów

przyczyny eustatyki

1. cykliczność orbitalna

2. tektonika

3. ilość lądolodów - glaciestatyka

4. ilość wody umieszczona w zbiornikach zamkniętych 

5. globalna geotektonika - tempo spreadingu 

co to cykliczność orbitalna

inaczej cykle Milankovicia, odnosi się do powtarzających się zmian w orbicie ziemi i jej nachyleniu osi, które mają wpływ na klimat planety

kiedy używamy metod bezwzględnych

do datowania utworów magmowych

wymień metody bezwzględne datowania utworów

• radiometria - izotopy

• sedymentologiczno - paleontologiczne

problemy z radiometrią

• mała dokładność

• nie zawsze można znaleźć odpowiednie pierwiastki

• zjawisko cofnięcia zegarów

• datowanie źródłowego materiału detrytycznego

• w praktyce szerzej stosowana jedynie w przekambrze

wymień elementy basenu sedymentacyjnego

1. batymetria

2. świat organiczny

3. tempo i rodzaj sedymentacyjnego

4. chemizm wód

5. dynamika wód

6. tektonika

na co dzieli się batymetria

litologia, świat organiczny i struktury sedymentacyjne

scharakteryzuj ocean atlantycki

• najmłodsze części na środku

• symetryczny 

• najstarsza część między ameryką północną a południową

• ma najstarsze płyty

scharakteryzuj prekambr

jest pojęciem nieformalny, zawiera większość historii ziemi, większość skał - budulec kontynentów

kiedy powstał układ słoneczny

4,54 mld lat temu

granica hadeik-archaik

początek zapisu skalnego, moment, w którym krzepnie skorupa, skały stały się ciałem stałym

wymień makroskamieniałości przewodnie i ich zakresy ważne stratygraficznie

• amonity kambr - perm

• trylobity dewon 2/3 - kreda

• belemnity jura - kreda

• graptolity ordowik - dewon 1

• inoceramy (małże) kreda

wymień mikroskamieniałości przewodnie i ich zakresy ważne stratygraficznie

• otwornice jura 3 - rec

• małżoraczki sylur - rec

• konodonty ordowik - trias

• pyłki ok. trias - rec

• spory dewon - …

co to litosom

ciało skalne

jak litostratygrafia dzieli skały

ze względu na różnice litologiczne, pewne grupy skał, aby łatwiej się komunikować

wymagania formacji

1. musi być kartowalna na mapie 1:10000

2. co najmniej 1m miąższości

3. różnica między innymi - musi być widoczna granica

4. poprawna nazwa: ranga - litologia - geografia 

definicja stratotypu

najbardziej typowa i wzorcowa sukcesja warstw skalnych, charakteryzująca jednostkę stratygraficzną

czym jest ogniwo

formacje można podzielić na ogniwa, nazewnictwo takie jak przy formacjach

grupa definicja

jednostka wyższa, grupuje w sobie formacje np. grupa osadowa i grupa magmowa

skąd czerpać informacje o hadeiku i archaiku

• nieliczne skały

• meteoryty

• księżyc

jaki jest wiek księżyca

4-4,6mld lat

geneza księżyca

- przechwycenie planetoidy

- „odprysk” Ziemi

- efekt kolizji Proto- Ziemi z ciałem wielkości Marsa („Theia”)

opisz budowę księżyca

• budulec ten sam co ziemia a powierzchnia zupełnie inna

• dużo kraterów o ostrych krawędziach

• sytuacja zakonserwowana z hadeiku

• brak atmosfery, hydrosfery, biosfery, mniejsze przyciąganie

jak powstały bazaltowe morza księżyca

jest to efekt bombardowań meteorytów sprzed 4,5-4,6 mld lat temu

pochodzenie atmosfery

- odgazowanie w czasie gdy jeszcze brak skorupy i gdy trwało różnicowanie

na jądro i płaszcz (migracja ciężkich i lekkich pierwiastków)

- azot, wodór, CO2, H2O, HCl (brak tlenu!)

pochodzenie hydrosfery - oceanów 

• odmieszanie (w formie ciekłej ze stopu) lub odgazowanie pary wodnej do atmosfery i

skroplenie jej po schłodzeniu (potop?)

• woda dostarczana przez komety

dlaczego na księżycu nie ma hydro i atmosfery

jest tam zbyt małe przyciąganie

kiedy miał miejsce wielki wybuch (big bang)

14 (13,6) mld lat temu

kiedy powstały galaktyki

10mld lat temu

kiedy była eksplozja supernowej

5mld lat temu 

kiedy powstały planetoidy, których korozje doprowadziły do powstania planet

4,6-4,5mld lat temu

kiedy nastąpił etap podgrzania endogennego i bombardowań

4,5-4mld lat temu

co się działo podczas etapu podgrzania endogennego i bombardowań

• Powstanie Księżyca jako efektu kolizji

• Odgazowanie + komety = woda na Ziemi

• Odgazowanie = powstaje atmosfera: azot, wodór,CO2, H2O, HCl

• Wyodrębnienie jądra, płaszcza, skorupy

kiedy powstały protokontynenty

4-? mld lat temu

co się stało podczas powstania protokontynentów

• Pojawia się zapis pola magnetycznego Ziemi

• Pojawia się subdukcja

co jest modelem powstania protokontynentów w miejscu plan gorąca

Islandia

akrecja dolna i boczna 

akrecja - proces gromadzenia się materiału (np. osadów, skorupy oceanicznej) na skraju płyty tektonicznej w strefie subdukcji

akrecja dolna odnosi się do dodawania materiału do spodniej strony płyty (np. w nadległej płycie), podczas gdy akrecja boczna odnosi się do dodawania materiału do bocznych krawędzi płyty, często na jej krawędziach lądowych. 

co się działo w osadowych protolitach archaicznych skał metamorifcznych w archaiku

- bardzo nikły udział skał lądowych i płytkomorskich

- przeważają szarogłazy, mułowce, brekcje, skały osadowe pochodzenia

wulkanicznego

co było przyczyną powstania małych kratonów o stromych krawędziach i brak szelfów

znaczny dopływ ciepła z wnętrza planety – „szybsza geotektonika”

kraton def.

najstarsza, najbardziej stabilna część kontynentalnej skorupy Ziemi, to fragment litosfery, który przetrwał miliardy lat bez większych deformacji tektonicznych

co było pierwszym kratonem

Afryka Południowa (kraton Kaapvaal)

czym była nadgrupa Pongola

jeden z najstarszych zespołów osadów płytkowodnych na świecie.
Charakterystyka:

• powstała na obrzeżu kratonu Kaapvaal,

• reprezentuje płytkowodny cykl regresywny – czyli cofanie się morza i przechodzenie osadów morskich w lądowe,

• wiek ok. 3 miliardy lat (Ga),

• świadczy o tym, że już wtedy istniały stabilne kontynentalne fragmenty skorupy.

czym była formacja Witwatersrand

słynna jednostka osadowa z kratonu Afryki Południowej.
Charakterystyka:

• zbudowana głównie ze zlepieńców kontynentalnych (czyli osadów rzecznych, żwirowych),

• obejmuje ogromny obszar – około 40 tys. km²,

• zawiera złoża złota i uranu, jedne z największych na świecie,

• powstała, gdy kraton był już stabilny i wystawał ponad poziom morza.

co się stało z pierwotnymi protokontynentami

połączyły się w duże kontynenty

czym jest pas zieleńcowy Barberton

stary kompleks skał zielonoskórkowych, składający się głównie ze zmetamorfizowanych skał wulkanicznych i osadowych, otoczony blokami granitowo-gnejsowymi

co się dzieje na przełomie archaiku i proterozoiku

- łączenie się kier,

- pojawia się mechanizm deformacji tektonicznych związanych ze zderzeniami

- „Początek tektoniki płyt”

- powstaje większość współczesnej skorupy kontynentalnej

- przewaga skał osadowych nad magmowymi

jak się nazywa pierwszy orogen i kiedy powstał

orogen wompay - 2mld lat temu 

jakiego wieku są najstarsze znane stromatolity proterozoiczne

ok. 3,5 mld lat

kiedy powstało najwięcej stromatolitów proterozoicznych

ok. 2-1,2mld lat temu

czym są banded iron formation i kiedy powstawały

żelaziste formacje wstęgowe, 3,2-1,8mld lat temu

czym są red beds i kiedy powstawały

czerwone formacje klastyczne, 2mld lat temu do dziś

na czym polegała ewolucja atmosfery prekambryjskiej

cyjanobakterie spowodowały spadek poziomu CO2 i H i wzrost poziomu N i lekko O2

jakie były zlodowacenia prekambryjskie

dwie epoki glacjalne w neoproterozoiku:

1. kriogeniczna - zlodowacenia Sturtian i Marinoan

2. ediakarańska - zlodowacenie Gaskiers

scharakteryzuj erę kriogeniczną

• “ziemia śnieżka“ - pokrycie całej ziemi lodem

• dwa główne zlodowacenia: Sturtian i Marinoan

• przyczyny: rozpad superkontynentu Rodinia, co zmieniło cyrkulację oceaniczną i atmosferyczną, wzrost erozji lądów → więcej węglanów spłukiwanych do oceanów → spadek CO₂ → ochłodzenie klimatu, położenie kontynentów w strefach polarnych sprzyjało powstawaniu lodowców, pozytywne sprzężenie lodowo-albedo: więcej lodu → więcej odbitego światła → dalsze ochłodzenie

• skutki - późniejsze odmrożenie związane ze wzrostem dwutlenku węgla po erupcjach wulkanicznych 

scharakteryzuj ediakar

• łagodniejszy klimat niż w kriogenicznej, ale wystąpiło niewielkie zlodowacenie Gaskiers 

• pojawiły się pierwsze makroskopowych organizmów wielokomórkowych

• przyczyny: stopniowy wzrost CO₂ po zlodowaceniach Marinoan i końcu Snowball Earth, stabilizacja kontynentów – większość lądów w umiarkowanych szerokościach geograficznych, powstanie tzw. epickiego ekosystemu: rozwój alg, protistów i pierwszych zwierząt.

• skutek: przygotowanie ziemi do kambryjskiej eksplozji życia  

czym był LUCA

ostatni wspólny przodek bakterii, archeowców i eukariontów

opisz pochodzenie życia

• jedność biochemiczna organizmów żywych 

• informacja genetyczna zawarta w kwasach nukleinowych

• teza: życie powstało ze związków nieorganicznych, na drodze przemian chemicznych 

wymień koncepcje prekambryjskich początków życia na ziemi

1. Arrheniusa koncepcja panspermii (1907)

2. Oparina koncepcja bulionu pierwotnego (1930...)

3. Koncepcja wysokotemperaturowych extremofili i „aktywnej gliny”

czym jest koncepcja panspermia? jakie są jej argumenty + i -

koncepcja głosząca, że Życie jest pochodzenia pozaziemskiego – zostało przyniesione na Ziemię przez meteoryty.

argumenty + : Chondryty węgliste (meteory) zawierają aminokwasy

argumenty - : Aminokwasy te są prawoskrętne, podczas gdy te na Ziemi są zarówno lewo- jak i prawoskrętne, Stosunek izotopów węgla jest odmienny na Ziemi i w chondrytach

czym jest synteza zupy pierwotnej?

zakłada, że proste związki organiczne, takie jak aminokwasy, powstały spontanicznie w oceanach na wczesnej Ziemi pod wpływem energii (np. wyładowań atmosferycznych) i w atmosferze bogatej w redukujące gazy: HN3, CH3, H2, H2O (para wodna) co dało 20 aminokwasów, została zapoczątkowana w 1953r przez:  Oparin → Haldene → Miller

czym są black smokers

podmorskie gorące źródła odkryte w 1979r., powstaje na nich niezwykła fauna

kondensacja stratygraficzna

w obrębie 1 warstwy występują 2 poziomy biostratygraficzne

materiał terygeniczny

materiał pochodzący z lądu

dwa powody powstania kondensacji stratygraficznej

1. lokalne wyniesienie i rozmywanie osadów przez prądy 

2. odsunięcie obszarów alimentacyjnych od centrum basenu sedymentacyjnego 

jak wydzielamy poziom(zonę) stratygraficzną

na podstawie skamieniałości przewodnich

takson

gatunek

typy poziomów stratygraficznych

1. od momentu pojawienia się gatunku do wymarcia

2. poziom ścieśniony (między pierwszym pojawieniem się pierwszego gatunku a drugiego)

3. poziom zespolony 

4. poziom rozkwitu 

5. poziom następstwa

rozpuszczalność a wytrącalność minerałów

• im coś się lepiej rozpuszcza, tym się trudniej wytrąca

• wytracanie w kolejności od pierwszej subst. która się wytrąca:

1. węglany - wapień

2. siarczany - gips, anhydryt

3. halogenki - sól kamienna, karnalit

reguła waltera

jeżeli jakieś sąsiadują ze sobą w pionie, to sąsiadują także w poziomie 

typy skał powstających przy na/lądzie

• zlepieńce

• piaskowce

• węgle

gdzie w zbiorniku powstają łupki ilaste i krzemionkowe

oba głęboko, ale krzemionkowe głębiej: jedyne co się osadza poniżej CCD to szczątki organizmów o szkieletach krzemionkowych

pochodzenie wapieni biohermowych, gdzie w zbiorniku

pochodzenie rafowe - płytko

gdzie w zbiorniku powstają wapienie oolitowe

strefa intensywnego falowania

jak powstają wapienie ziarniste

z niszczenia innych wapieni, mogą być głęboko w zbiorniku

co oznacza proterozoik, a co eozoik

proterozoik - czas przed życiem, eozoik - świt życia

w praktyce oznaczają to samo

scharakteryzuj proterozoik jako świadectwo życia na ziemi

• najstarsze świadectwo życia na ziemi - biogeniczny grafit ze skał metamorficznych zachodniej Grenlandii - 3,7 Ga

• królestwo stromatolitów

• pofałdowane laminacje w skałach metamorficznych - 3,5 Ga

• MISS - struktury powstałe przy udziale mat mikrobialnych, są to najstarsze spotykane struktury geologiczne

• po missach laminacje - najprawdopodobniej o genezie biogenicznej

scharakteryzuj życie w archaiku - struktury itp.

• od około 3,5 Ga

• laminacja płaska, stożkowa, kopuła

• stromatolity 3,5 - 0,8 Ga; najwięcej 2 - 1,2 Ga, do dziś, wszędzie

czym jest apex chert?

najstarsza (3,47 Ga) formacja czertów w zachodniej Australii, oprócz czertów spotkamy tam missy i laminacje; w czertach występowały mikroskamieniałości, ale nie wiadomo dokładnie jakie - przypuszcza się, że były to sinice/bakterie, które tworzyły podłużne kolonie

akritarchy

grupa bardzo małych skamieniałości występująca od 3 Ga, najprawdopodobniej grupa polifiletyczna, czyli sztuczna - występowały tam różne rzeczy, najwięcej 950-580 mln lat temu i dalej

co się stało w ryfeju

od ryfeju możemy mówić o biostratygrafii - jej początki oparte na akritarchach i stromatolitach, mezo i neoproterozoik

scharakteryzuj ediakar

• występowanie fauny ediakarańskiej (lub wendyjskiej, ale jest to po prostu wyższa część ediakaru, po zlodowaceniu gaskiers)

• 1 podejście: kompletnie nowy świat - 120 taksonów w charakterystycznym typie zachowania

• 2 podejście: grupuje na 3 kategorie - wzrost radialny, bipolarny i unipolarny, dalej jednokomórkowce, a nie bezkręgowce → cienkie workowate ciało,na dnie, giganty, “materace“, niepotrzebny szkielet i mechanizmy obronne, bo nie było drapieżników

• pierwsze szkielety kalcytowe 550 mln lat temu 

pierwsza granica oznaczona stratotypem, a nie datą

kriogen - ediakar