Geologie (neživá příroda)

Země je třetí planetou od Slunce. Vznikla asi před 4,54 miliardami let. Život je v současnosti známý pouze z ní. Z hlediska tvaru se jedná o geoid (je na pólech zploštělá), její poloměr na rovníku činí 6378 km. Součástí Země je:

• atmosféra – plynný obal
• hydrosféra – soubor vodstva
• biosféra – v rámci ní se vyskytují živé organizmy
• pedosféra – půdní obal

Z hlediska geologie lze Země na průřezu rozčlenit na následující části (od povrchu do středu):

Magnetické pole chrání planetu před kosmickým zářením. To by jednak přímo ohrožovalo živé organizmy, jednak by způsobovalo úbytek atmosféry.

Zemská kůra a nejsvrchnější část pláště tvoří litosféru (g), která je rozčleněná v litosférické desky. Ty se v dlouhodobém měřítku pohybují po astenosféře (rychlostí několika cm za rok). Z tohoto důvodu se v geologické minulosti mj. měnily (a stále se pomalu mění) pozice kontinentů.

Teplota stoupá směrem do středu Země, teplota jádra je asi 4400–6000 °C. Vnitřní teplo vzniká rozpadem radioaktivních izotopů.

Minerály (také česky nerosty) jsou většinou anorganické stejnorodé přírodniny. Jejich složení jde vyjádřit chemickým vzorcem (např. křemen je chemicky oxid křemičitý = SiO₂) či značkou. Minerály jsou většinou krystalické. Minerály tvoří horniny či vyplňují dutiny a pukliny v nich. Dělí se do skupin podle svého chemického složení (např. prvky, halogenidy, oxidy…).

Horniny jsou přírodniny složené z jednoho či více druhů minerálů. Např. žula (e) je tvořena více minerály: křemenem (a), plagioklasem (b), draselným živcem (c) a biotitem (d). V různých místech horniny mívají různé vlastnosti, jsou nestejnorodé.

Horniny tvoří geologická tělesa, sestává z nich litosféra. Dělí se na:

• magmatické (vyvřelé) – vznikají tuhnutím magmatu nebo lávy, např. žula, čedič
• sedimentární (usazené) – vznikají usazováním úlomků hornin, zbytků organizmů či krystalizací z roztoků, např. vápenec, pískovec
• metamorfované (přeměněné) – vznikají přeměnou magmatických, sedimentárních i metamorfovaných hornin za působení teploty a tlaku, např. mramor, pararula

Z jednoho typu horniny může vzniknout jiný typ:

Horniny a minerály se nenacházejí jen na Zemi, jsou z nich složena i vesmírná tělesa.

Bližší informace a cvičení naleznete v podkapitolách:

• Minerály a jejich vlastnosti
• Systém a příklady minerálů
• Usazené horniny
• Vyvřelé horniny
• Přeměněné horniny

Půda pokrývá povrch Země. Je složitým systémem, který se skládá z látek různého skupenství a živé hmoty. Půda se člení na půdní horizonty (vrstvy). Soubor půd se nazývá pedosféra.

Půdy vznikají zvětráváním matečné horniny, její složení ovlivňuje i vlastnosti půdy. Vznik půd je ovlivněn podnebím, povahou terénu, přítomností vody či živých organizmů. V mírném pásu vznikne 1 cm půdy asi za 100–150 let. Na půdy má vliv i člověk, a to např. ve spojitosti se zemědělstvím či budováním staveb.

Složky půdy jsou tyto:

• plynná složka – zahrnuje půdní vzduch, součástí je např. dusík (N₂), kyslík (O₂), oxid uhličitý (CO₂), vodní pára (H₂O), ale i amoniak (NH₃) či methan (CH₄), které vznikají rozkladem organické hmoty
• kapalná složka – voda s rozpuštěnými látkami, půdní roztok mívá různé pH
• pevná složka
  • anorganická – úlomky matečné horniny
  • organická – živé organizmy (edafon), humus (organická hmota z odumřelých organizmů)

Pro vznik humusu je zásadní činnost rozkladačů (reducentů), např. bakterií či hub.

Podle zrnitosti částic se rozlišují půdní druhy: půdy písčité, hlinité či jílovité. Čím větší částice se v půde nacházejí, tím je zpravidla propustnější.

Podle povahy půdního profilu (to je svislý řez půdou a jejím bezprostředním podložím) se rozlišují půdní typy. Mezi ty náleží:

• černozemě – zejména v nížinách, na spraších, bohaté na humus, značně úrodné
• kambizemě (dříve hnědé půdy) – nejrozšířenější v mírném pásu, obsahují málo humusu
• podzoly – vyluhované, neúrodné půdy, časté v horských oblastech
• nivní půdy (fluvizemě) – v blízkosti velkých řek
• rendziny – ná vápencovém nebo dolomitovém podkladu, v krasech

Půdy jsou zcela klíčové pro produkci potravin. Vznikají velmi pomalu, proto jsou cenné a těžko nahraditelné. Ohrožuje je například:

• ukládání chemických látek z hnojiv a pesticidů
• větrná a vodní eroze
• zastavování

Jako zemina se označuje nezpevněná část litosféry, která není členěná na půdní profily. Hlína je zemina konkrétního složení.

Půdy obsahují živou složku. Nezpevněný horninový pokryv jiných vesmírných těles (např. Měsíc, Mars) se označuje jako regolit.

Země vznikla asi před 4,54 miliardami let, první živé organizmy se objevily v období před 4,28–3,7 miliardami let. Vznik a vývoj Země i života na ní lze zkoumat na základě složení hornin (ty mohou pocházet i z jiných vesmírných těles) a díky fosiliím. Fosilie jsou zachovalé zbytky nebo stopy dříve žijících organizmů (patří mezi ně i zkameněliny). Obvykle se nacházejí v usazených horninách.

a – prekambrium

Období před 4600–541 miliony let se označuje jako prekambrium, zahrnuje mj. prahory a starohory. V prahorách existovaly bakterie, u některých se postupem času vyvinula fotosyntéza (vznikli předchůdci dnešních sinic). Díky fotosyntéze se dostával kyslík do atmosféry a mohly vzniknout organizmy se složitější stavbou buňky (eukaryotní organizmy, mezi které patří např. rostliny, živočichové či houby). U těch se objevila i mnohobuněčnost (a).

b – kambrium
a ordovik

c – silur, devon

d – karbon, perm

V období prvohor (před 541–252 miliony let) došlo nejprve k tzv. kambrické explozi, kdy vznikalo velké množství nových druhů organizmů. Složitější život byl vázán na vodní prostředí. V kambriu a ordoviku (b) žili nejrůznější členovci (vč. trilobitů), měkkýši či řasy. V siluru (c) se rozvíjeli např. koráli či rybovití obratlovci, souš osidlovaly cévnaté rostliny. V devonu (c) docházelo k rozvoji ryb či obojživelníků (obratlovci se dostávali na souš), součástí vegetace byly hlavně výtrusné rostliny. V karbonu (d) tehdejší rostliny vytvářely množství biomasy, z níž postupem času vzniklo černé uhlí. Rozvíjel se např. hmyz. V permu (d) se klima stalo sušším a na konci prvohor došlo k masovému vymírání.

e – trias

f – jura

g – křída

Druhohory (252–65 milionů let nazpět) zahrnují období zvaná trias (e), jura (f) a křída (g). Docházelo k rozvoji plazů, zejména v juře a křídě byli dominantními obratlovci dinosauři. Rozšířené byly nahosemenné rostliny (cykasy, jinany, jehličnany, obalosemenné). V průběhu křídy se rozvíjely krytosemenné (kvetoucí) rostliny, s nimi např. jejich opylovači a živočichové, kteří konzumovali jejich plody. Dopad asteroidu na konci druhohor vedl k vyhynutí neptačích dinosaurů.

h – třetihory

i – čtvrtohory

Ve třetihorách (h, paleogénu a neogénu, 65–2,58 milionů let nazpět) se rozvíjeli např. savci, ptáci a krytosemenné rostliny (včetně bylin).

Čtvrtohory (i, od 2,58 milionů let nazpět dodnes) zahrnují střídání ledových a meziledových dob. V tomto období již existovaly všechny současné skupiny organizmů, docházelo k vývoji člověka.

Česko je z hlediska geologické stavby značně různorodé. Na jeho území zasahují dva celky: Český masiv (na schématu níže ČM) a Západní Karpaty (ZK). Český masiv má blokovou stavbu: vznikl spojením více částí litosféry, tyto bloky na sebe víceméně navazují svými okraji. Západní Karpaty mají příkrovovou stavbu, v rámci jejich tvoření docházelo k rozsáhlému vrásnění a posunům. Hranice mezi Českým masivem a Západními Karpaty prochází zhruba v linii Znojmo-Brno-Ostrava.

Části Českého masivu byly ovlivněny kadomským vrásněním, které probíhalo koncem starohor (došlo např. ke vzniku četných přeměněných hornin v moldanubiku – a) a v kambriu. V prvohorách zhruba od kambria do devonu bylo např. bohemikum (středočeská oblast) do velké míry zaplaveno mořem: vyskytují se zde fosilie (trilobitů, hlavonožců aj., zejména v barrandienu – b), též se zde ukládaly vápence, které tvoří Český kras.

V období karbonu a permu se odehrávalo variské vrásnění. Díky němu se spojily části Českého masivu (mikrokontinenty) a došlo ke vzniku karbonských jezerních pánví. V nich se ukládala biomasa, ze které vzniklo černé uhlí (dříve se těžilo např. na Kladensku – c, dodnes se těží na Ostravsku, kde je překryto sedimenty Karpat – c'). Od karbonu a permu docházelo k ukládání víceméně nezvrásněných hornin (to se označuje jako platformní pokryv). Vzhledem k suchému klimatu v permu vznikaly červené sedimenty obsahující oxid železitý (Fe₂O₃) – díky tomu se např. na Kladensku či v Podkrkonoší vyskytují červené půdy.

Co se týká druhohor, horniny z triasu a jury nejsou na území Česka časté. V křídě bylo zdejší území pod mořskou hladinou, což dalo vzniknout české křídové pánvi (d, v geomorfologii označované jako Česká tabule).

Ve třetihorách vlivem alpinského vrásnění docházelo ke vzniku sopečných pohoří (České středohoří – e, Doupovské hory – f) i jednotlivých vrchů (např. Říp, Bezděz…). Vznikaly hnědouhelné pánve (chebská, sokolovská, mostecká – g). Zároveň se objevily mnohé zlomy a vyklenula se okrajová pohoří.

Ve čtvrtohorách vznikla soudobá říční síť a zvláště v meziledových dobách se tvořily dnešní půdy.

Součásti Západních Karpat zasahující na území Česka vznikaly zejména během druhohor a třetihor. Zahrnují karpatskou (čelní) předhlubeň (h) a flyšové pásmo (i), které sestává z mořských usazenin. V předhlubni (resp. vídeňské pánvi) se nacházejí zásoby ropy a zemního plynu (zejména druhohorního stáří). Do Česka zasahují i karpatská bradla (kopce a hřbety vyvýšené nad okolní terén), příkladem jsou vápencové Pavlovské vrchy na Jižní Moravě.