Profil stratygraficzny

World_geologic_provinces_North_America_croppedProfil stratygraficzny osadów czwartorzędu Niżu Europejskiego uboższy jest na południu, gdzie sięgało zlodowacenie południowopolskie, zwane też krakowskim. W Europie znane jako Mindel. Osady przyniesione przez lądolód nie występują tu ciągłą pokrywą, lecz płatami, nie zachowały się też jakieś odrębności form morenowych. Gliny zwałowe przemieszane są z wietrzejącymi skałami lokalnymi. Ich lodowcowe pochodzenie rozpoznać można jedynie przez wyróżnienie żwirów i głazów przywleczonych ze Skandynawii. W tej strefie stosunki wodne związane są bardziej ze skałami starszego podłoża niż z zasypaniem polodowcowym. Na obszarze zlodowacenia środkowopolskiego (czyli Rissu) występują już co najmniej dwa poziomy glin zwałowych, pozostawiły je zlodowacenia: krakowskie i środkowopolskie. Na obszarach północo-wschodnich leży jeszcze poziom trzeci — najstarszy, pozostawiony przez zlodowacenie najstarsze (Giinz). Między tymi poziomami glin występują z reguły osady piaszczyste i mułkowate interglacjałów, tworzące zwykle poziom wodonośny. Pod najstarszymi glinami zwałowymi leżą na znacznych obszarach osady preglacjału, czyli przed-lodowcowe. Są to praski i żwiry prawie czysto kwarcowe, dobrze obtoczone, które np. na Nizinie Wielkopolskiej i na Mazowszu, stanowią pierwszorzędny poziom wodonośny. Są one podścielone przez nieprzepuszczalne iły trzeciorzędowe.

Prądy oceaniczne

The_Blue_Anchor_Fault_-_geograph.org.uk_-_2455274Najbardziej znane są na powierzchni oceanów prądy ciepłe i zimne. Są to potężne rzeki wodne wśród wód oceanicznych, których kierunek i szybkość wywołane są przez stałe wiatry wiejące do równika. Inne czynniki, jak nierównomierne rozmieszczenie gęstości wody i jej zasolenie, a także wpływ ruchu obrotowego Ziemi i linii brzegowej współdziałają i modyfikują drogi prądów. Znane są obszary oceanu, gdzie spotykają się dwa niezgodne kierunki prądów, powstają wtedy potężne wirowe prądy pionowe, które spychają wody powierzchniowe ku dołowi. Zaś w przypadku, gdy rozchodzą się prądy w dwu kierunkach podnoszą się tam wody głębinowe do powierzchni oceanu. Podobne zjawiska zachodzą przy okresowych prądach przybrzeżnych. Wiatry wiejące od brzegu spychają wody powierzchniowe, a na ich miejsce napływają wody z głębi. Wielkie zmiany wywołuje stałe parowanie z całej powierzchni oceanu. Corocznie wyparowuje z niej około 450 tyś. km3 wody. Jest to wartość olbrzymia. Wszystkie rzeki lądów przynoszą do oceanów rocznie tylko 36 tyś. km3. Bilans wodny wyrównują więc opady. Wielkość parowania rozłożona jest zależnie od temperatury, a więc od nasłonecznienia powierzchni Ziemi. Obszar międzyzwrotnikowy paruje najintensywniej. Parowanie przeważa tam nad opadami.

Historia księżyca

Stock_(Geology)Oderwana z powierzchni Ziemi masa utworzyła naszego naturalnego satelitę — Księżyc. H. Ojuiring oblicza, że mogło to nastąpić przez zderzenie Ziemi z ciałem niebieskim (może z jakąś planetoidą) o niewielkiej nawet średnicy — około 20 km. Ciało to, zanurzając się w głąb Ziemi, wyrzuciło w atmosferę część sialicznej powłoki i trochę magmy. Wyrzucona masa, gdy znalazła się w odległości warunkującej samodzielne okrążanie globu ziemskiego, utworzyła Księżyc. Reszta wyrzuconych brył bądź spadła na Ziemię, bądź dostała się w obszar grawitacji pobliskich ciał. Gdy w laboratoriach naukowych zostaną zakończone badania skał przywiezionych z Księżyca, być może okaże się, że są one ziemskiego pochodzenia i jest to część owej sialicznej powłoki, która powstawała na Ziemi w erze archaicznej. W chwili obecnej na podstawie badań 100-gramowej, próbki gruntu księżycowego dostarczonej przez „Łunę” 16, określono jej skład chemiczny oraz zawartość różnych minerałów. Wiek jej określono w granicach 4,25 do 4,85 miliarda lat. Określenie wieku skał księżycowych może pomóc oznaczyć czas powstania Pacyfiku — oceanu, który uważany jest za najstarszy na Ziemi, a prawdopodobnie też w najbliższych latach dowiemy się wiele nowego o Ziemi, dzięki badaniom Księżyca.

Przekroje podłużne

Simplified_Geology_Map_of_DorsetJuż bardzo dawno zauważono, jaką rolę spełniają rzeki w modelowaniu krajobrazu. Związanie życia człowieka z rzeką u początków historii kazało dokładnie obserwować zachowanie się wody, która mogła mu grozić powodzią lub posuchą, mogła przy zmianie swego koryta niszczyć pola, czy też podcinając wysoki brzeg powodować jego obsunięcie i zawalenie domostw. Każda zorganizowana społeczność bardzo troskliwie zajmowała się siecią rzek, widząc w niej drogi wiążące całe terytorium oraz zaopatrzenie w wodę, co jest niezwykle ważne w rozwoju gospodarczym. Powstanie wielkich kultur starożytności wiąże się z rzekami: Nilem, Eufratem i Tygrysem oraz Gangesem. W wieku Odrodzenia Galileusz sformułował jedno z pierwszych praw dotyczących rozwoju doliny w krajobrazie, prawo słuszne i wykorzystywane w rozważaniach i praktyce do dziś: „profil podłużny rzeki jest wypadkową działania siły płynącej wody i oporu podłoża”. Prawo to zwraca uwagę na rodzaj skał modelowanych przez wodę płynącą i przewiduje w związku z tym różne typy doliny rzecznej. Albrecht Penck, znakomity geomorfolog XIX wieku definiuje wygląd i genezę doliny w ten sposób: „dolina jest to wąska, długa i wklęsła forma terenu pochylona ku ujściu. Bieg dolin jest na ogół kręty, nigdy się one nie przecinają, lecz przy spotkaniu łączą we wspólną wklęsłą formę. Czynnikiem kształtującym dolinę jest woda, nie wyklucza to jednak współdziałania przy jej powstaniu innych czynników”.

Otoczenie największego Oceanu

rocks-191985_640Patrząc na otoczenie największego oceanu Ziemi zauważamy, że przy jego brzegach od czasu ery mezozoicznej, a może i wcześniej rozciągają się strefy geosynklinalne. Wynurzyły się z nich góry systemu okołopacyficznego, następnie młodsze góry systemu alpejskiego, a współcześnie istniejące łańcuchy wysp i rowy podmorskie południowo-wschodniej Azji i zachodnich brzegów Ameryk są elementami nowo powstających górotworów. Nieustająca aktywność wulkanów otaczających Pacyfik i drżenia sejsmiczne świadczą, o nie ustabilizowanych stosunkach układu mas w skorupie ziemskiej tych obszarów. Morza przybrzeżne i otwarta część Pacyfiku u wschodnich brzegów Azji wyścielone są osadami znoszonymi z lądu, a więc okruchowymi, jak: żwir, piasek, muł oraz ił. Dopiero środkowa część oceanu ma dno wolne od osadów terrygenicznych i pokrywana jest niezmiernie powoli przez czerwony ił głębinowy, w skład którego wchodzi pył kosmiczny z dużą ilością tlenków żelaza i produktów wybuchu podmorskich wulkanów. Na głębokim dnie Pacyfiku znajduje się jeszcze muł radiolariowy, pochodzenia organicznego, który jest cmentarzyskiem krzemionkowych szkielecików, najczęściej organizmów jednokomórkowych, jak radiolarie. Między środkową częścią basenu oceanicznego, gdzie występuje bazaltowe dno przykryte cienką osadową warstwą czerwonego iłu i mułów radiolariowych, a morzami przybrzeżnymi otaczającymi Pacyfik występuje strefa przejściowa, zwana andezytową. Są tam skały pośrednie między ciężkimi, zasadowymi bazaltami, a lekkimi, krzemionkowymi osadami znoszonymi z lądu. Wulkany w tej strefie wylewają lawę andezytową, podczas gdy wulkany właściwego dna oceanicznego mają lawę bazaltową.

Platforma prekambryjska

P_geologySkłada się z trzech części: najbardziej poznanej tarczy kanadyjskiej, Labradoru i oddzielonej wąską Zatoką Baffina tarczy Grenlandii. Południowe obrzeżenia tarczy kanadyjskiej między Appalachami a Górami Skalistymi przykrywają skały paleozoiczne. Garby skał prekambryjskich odsłaniają się na wschód od jeziora Ontario. Między tymi garbami rozciągają się niewielkie niecko watę obniżenia wypełnione skałami najmłodszymi w części środkowej, a coraz starszymi na obrzeżeniach. Na zachód od wzniesienia Ozark znajduje się centralna depresja północnoamerykańska, a w kierunku Wielkich Jezior leżą niecki: Illinois, Ohio i Michigan, gdzie grubość osadów paleozoicznych, wzrasta ku środkowi niecek. Budowa najstarszej części lądu Ameryki przypomina kontynent Eurazji zarówno z typu skał — w większości krystalicznych, jak też z procesów, którym one podlegały. W morfologii dzisiejszych platform, zarówno Ameryki jak Eurazji, zauważyć można części mające tendencje do wypiętrzania, jak tarcze i garby, otoczone obniżeniami. Części brzeżne platform zanurzają się zarówno w Ameryce, jak i w Europie ku południowi. Przykrywają je mało zaburzone osady paleozoiczne.

Woda w ekosystemie

Ordovicium-SilurianPo wszystkich reakcjach, w których bierze udział, zostaje ona wydalona do atmosfery w postaci pary. Zjawisko to zwane jest transpiracją roślin. Różni się ono od parowania roślin, które zatrzymały na powierzchni swych liści i konarów część wody opadowej i zwracają ją przez parowanie atmosferyczne. Woda ta nie przechodzi przez tkanki roślin, nie bierze udziału w wewnętrznym życiu rośliny, nie jest więc transpirowana. Wpływ roślinności na stosunki klimatyczne przejawia się wyraźnie na pograniczu zwartych obszarów leśnych. Zaznacza się to np. w układzie temperatur latem i zimą. W lecie las jest chłodniejszy niż otoczenie, zimą raczej cieplejszy. Zatrzymuje więc i reguluje wydatkowanie ciepła. Pasy leśne są osłoną przed wiatrami, zmniejszają ich gwałtowność i wysuszające działanie. W dużym stopniu las wpływa także na ilość opadu w danym regionie. Wpływ ten jednak jest dość trudny do uchwycenia ze względu na brak możliwości wyłączenia innych czynników wpływających na zmienność opadów. Dopiero wycięcie lasów dało obraz porównawczy ze stanem poprzednio istniejącym. Lecz i w tym przypadku zjawisko jest zbyt złożone, by można je określić jednoznacznie. Przykładem staje się dewastacja lasów w Europie i Ameryce Północnej w ciągu ostatnich dwustu lat, lecz pomiary zjawisk klimatycznych w ciągu wielu leci dają zbyt trudne dla porównań wyniki i wnioski nie mogą być zadowalające.

Góry uralo-tienszańskie

5.0.3Między potężnymi, archaicznymi platformami, jak wschodnioeuropejska i syberyjska, a także między syberyjską a chińską, które w końcu prekambru stały się już usztywnionymi blokami, rozciągały się obszary geosynklinalne. W strefach tych, na dnie przybrzeżnych mórz gromadziły się osady znoszone z pralądów. Z początkiem ery paleozoicznej najbardziej czynną była geosynklina uralotienszańska, przebiegająca łukiem od Tajmyru i Nowej Ziemi przez Ural i zachodnią Syberię, przez Tien-Szan i Kunlun do Ałtaju i Sajanu. Fałdowania kaledońskie są bardzo intensywne i przejawiają się w całej niemal geosynklinie, sięgając aż po wschodnie brzegi Azji. Trwały one od środkowego kambru po dolny sylur. Najsilniej zaznaczyły się one w kuźnieckim Ała Tau, nieco słabiej, ale jeszcze dominują w środkowym Kazachstanie, a najsłabiej na Ałtaju i Uralu, gdzie były to ruchy krótkotrwałe. Fałdowania hercyńskie, odbywające się w drugiej połowie ery paleozoicznej przetworzyły cały obszar geosynkliny uralotienszańskiej w krainę górską, z łukami grzbietów rozchodzących się jak wachlarze przez cały środek Azji. Fałdowania te nałożyły się na struktury kaledońskie, otoczyły i wchłonęły masyw Tarymu, oraz drobne masywy Kazachstanu i Mongolii.

Wilgotność powietrza

Islay_GeologyParowanie w klimatach suchych jest bardzo duże, paruje cały opad, a często obserwowane jest parowanie wód gruntowych oraz intensywne ich podsiąkanie. Ale czy wartość parowania pełnych 100% opadu jest porównywalna z parowaniem w klimatach wilgotnych, gdzie opad jest o wiele większy, ale nie paruje nawet jego połowa? Para wodna zawarta w powietrzu decyduje o jego wilgotności, czyli „parności”. Można mierzyć ilość pary wodnej w gramach na metr sześcienny powietrza, jest to ilość bezwzględna pary. Ale odczuwamy parność powietrza wtedy, gdy ilość zawartej w nim pary jest bliska najwyższej ilości, jaka w tych warunkach może zmieścić się w powietrzu. Odczuwamy więc wilgotność powietrza względem jego nasycenia wilgocią, gdy każdy przedmiot mokry nie może już wyparować swej wilgoci. A więc regiony powietrza wilgotnego występują zarówno w klimatach gorących jak i umiarkowanych, zaś regiony powietrza suchego pokrywają się z obszarami pustyń. Woda, którą dostarczają opady, czyli będąca po stronie przychodu w równaniu bilansowym, zostaje wydatkowana na odpływ powierzchniowy, parowanie, czasami gromadzi się w zbiornikach powierzchniowych czy lodowcach — co nazywamy retencją, lub wsiąka w skały. Wsiąkanie w skały prowadzi do gromadzenia wód podziemnych.

Bilans wód

hammer-99105_640W strefie gorącej, gdzie rzeki zasilane są przez prawie stałe opady deszczowe zmiany temperatury są nieznaczne — bilans wód płynących jest prawie stały przez cały rok. W okolicach okołozwrotnikowych bilans przepływu zależy od pór roku: suchej i deszczowej. W klimacie umiarkowanym opady rozłożone są na cały rok, ale zmiany temperatur prowadzą do dużego parowania w lecie, co osłabia przepływ, a mniejsze parowanie zimą prowadzi do zwiększania przepływu w końcu zimy. Tam, gdzie sieć rzeczna zasilana jest przez śnieg — woda z opadów jest prawie unieruchomiona w zimie, dopiero na wiosnę przy topnieniu śniegów następują duże wylewy rzek, a w obszarach, gdzie istnieje też zasilanie z lodowców, bilans przez całe lato jest prawie wyrównany. Jeśli część obszaru sieci rzecznej zasilana jest przez wodę ze śniegu, a część przez deszcz — bilans wodny ma tendencję do względnej stałości w ciągu roku. Nie obywa się jednak bez wiosennych powodzi przy topnieniu śniegów. Regulujący wpływ na bilans wód powierzchniowych mają również jeziora, tym bardziej, im rozmiar ich jest większy. W strefie gorącej rozlane wody jezior ułatwiają parowanie, co dodatkowo wyrównuje stan wód.