1. Povijesni razvoj, podjela i opi pojmoviGeologija Geologija (gr. , Gea Zemlja, , logos znanost) je znanost o grai, dinamici i razvitku Zemlje. Iako prve geoloke spoznaje datiraju jo iz antikih vremena, te kao i u drugim znanostima znaajniji napredak u geolokoj znanosti temeljen je na akumulaciji znanja ranijih generacija istraivaa, tek u 15. stoljeu dolazi do prvih pokuaja sistematizacije znanja o Zemlji. Leonardo da Vinci (1452. 1519.) prvi opisuje geokemijski ciklus: voda ispire sol iz tla i odnosi je u more koje se tako zaslanjuje, a zbog izdizanja morskog dna stvara se laguna gdje voda isparuje i taloi novi sloj, koji opet moe biti otopljen.... Shvaa odnos erozije tla i izdizanja kopna, te upozorava da ostaci izumrlih organizama (koji su do tada smatrani dokazima opeg potopa) nisu mogli nastati kao rezultat jednog takvog dogaaja. Britanski znanstvenik Robert Hooke (1635. 1703.) na temelju opaanja fosila iznosi prve ideje o biolokoj evoluciji. Prouavajui sedimentne stijene sjeverne Italije danski znanstvenik Niels Stensen (1638. 1687.) postavlja osnovne stratigrafske principe za odreivanje starosti stijena: princip superpozicije, princip originalnog horizontaliteta i princip bonog kontinuiteta. Zakljuuje da se slojevi taloe jedan na drugi, te se na temelju njihove superpozicije moe odrediti relativna starost svakoga od njih. U 18. stoljeu javljaju se dvije skupine miljenja vezane na postanak Zemlje. Neptunisti (nazvani prema bogu oceana Neptunu) oivljavaju ideju Talesa iz Mileta (oko 640. 547. pr. Kr.) pripisujui postanak stijena (izuzev amorfne lave) vodi. Plutonisti (nazvani prema bogu podzemlja Plutonu) s druge strane oivljavaju zapaanje Strabona (oko 64. pr. Kr. 24.) koji smatra da je nastanak pojedinih stijena vezan na vulkanske erupcije. James Hutton (1726. 1797.), zastupnik plutonizma, predstavlja cikliki model razvoja Zemlje, te daje svoj doprinos razumijevanju kako geoloki procesi mijenjaju njenu povrinu. Smatrao je da je Zemlja dinamino, stalno mijenjajue mjesto gdje nastaju nove stijene, kopno i planine kao ravnotea eroziji.

1

Zaetnikom biostratigrafije smatra se Georges Cuvier (1769. 1832.) koji postavlja temelje znanstvenog prouavanja fosila. Na temelju povrina diskontinuiteta, odnosno prekida u taloenju, zakljuuje da je u prolosti ivot na Zemlji bio prekidan velikim katastrofama. Njegova saznanja primjenjuje i razvija William Smith (1769. 1839.) koji osim prve geoloke karte (sl.1), postavlja i princip bioloke sukcesije (ivotne forme iz svakog razdoblja Zemljine prolosti karakteristine su samo za to razdoblje). Charles Lyell (1797. 1877.) u djelu Principles of geology uvodi aktualistiki princip u geologiju. Smatra da su na Zemlju od samoga poetka djelovale iste prirodne sile koje i danas djeluju, pa su i posljedice bile identine. E. Haug 1900. g. u geologiju uvodi pojam geosinklinale sl. 1. Prva geoloka karta (labilni sedimentacijski prostor nastao lomljenjem i savijanjem Zemljine kore) pridajui mu vanost pri postanku ulananih gorskih sustava. Teorija geosinklinale egzistira do sredine 1960-ih kada biva zamijenjena teorijom tektonike ploa za koju se najzaslunijim smatra njemaki geofiziar Alfred Wegener (1880. 1930.). U ranim fazama razvitka znanosti o Zemlji istiu se i hrvatski istraivai koji svojim doprinosima oblikuju geoloku znanost. Temelje u razvoju teorije izostazije postavlja Ruer Bokovi (1711. 1787.) koji regionalne poremeaje sile tee tumai razliitom gustoom gornjih i donjih dijelova Zemljine kore. O uzrocima ledenih doba raspravlja Gjuro Pilar (1846. 1893.) te ih povezuje s ekscentrinou Zemljine putanje, a za potrese navodi da su najue povezani sa stvaranjem pukotina i rasjeda u Zemljinoj kori. Na osnovu potresa u Pokuplju 1909. god. (25 km od Zagreba) Andrija Mohorovii (1857. 1936.) uspio je dokazati da na dubini od 54 km postoji jak diskontinuitet u irenju potresnih valova (koji po njemu dobiva ime).

2

Kao znanstvena disciplina geologija je podijeljena na mnogo znanstvenih poddisciplina i specijalnosti (npr. paleontologija, mineralogija, petrologija, stratigrafija, sedimentologija, hidrogeologija, paleogeografija), no esto se dijeli i na: - fiziku (dinamiku) geologiju materijali od kojih je graena Zemlja (minerali i stijene), procesi unutar Zemlje i na njenoj povrini - historijsku geologiju porijeklo i evolucija Zemlje, kontinenata, oceana, atmosfere i ivota na Zemlji.

1.2. Geomorfologija Geomorfologija (gr. , Gea Zemlja, , morf oblik, , logos znanost) je znanost o reljefu, a prouava njegove znaajke, postanak i razvoj, te procese koji ga oblikuju. Pojam geomorfologija novijeg je porijekla. Stariji pojmovi koji su se koristili su orografija (nedovoljno irok termin), fiziografija (nedovoljno toan) i geomorfogenija (neprihvaen).

Iako reljef Zemlje pobuuje zanimanje znanstvenika jo od antikog doba, geomorfologija se do 17. stoljea uglavnom razvija u okviru geografije. Potaknute novim spoznajama o Zemlji, dolazi do bitnih promjena u znanosti o reljefu i razvoja odgovarajuih uenja. vedski astronom Anders Celsius (1701. -1744.) u svom djelu Opservacija za odreivanje oblika Zemlje iz 1783. iznosi opaanja o izdizanju Skandinavije (niz obalnih linija do 300 mnv), to je bio dokaz o promjenljivosti reljefa, odnosno pokretima Zemljine kore. Nakon to poetkom 17. stoljea Willebrord Snellius (1580. 1626.) postavlja principe triangulacije, poinje razvoj geodezije i iroka uporaba triangulacijskih mjerenja. Sistematiku geomorfolokih pojava zajedno sa vulkanima i potresima u svom djelu Geographia generalis iz 1650. daje Bernhardus Varenius (1622. 1650.). Prouavanja povijesti razvoja Zemlje se od druge polovice 18. stoljea izdvajaju u zasebnu znanost geologiju. Iako se geomorfoloki se problemi rjeavaju i ranije,

3

uglavnom u okviru geologije, poetkom 19. stoljea nastaju prvi geomorfoloki radovi. Francuski znanstvenik lie de Beaumont (1798. 1874.) u svom znamenitom djelu Notice sur le systeme des montagnes (1852) uvodi znanstveni pristup prouavanju reljefnih formi. Utemeljuje teoriju kontrakcije, te naglaava utjecaj endogenih sila i procesa u oblikovanju reljefa. Tijekom druge polovice 19. stoljea dolazi do izdvajanja geomorfologije kao zasebne discipline. Objavljuju se prvi geomorfoloki znanstveni radovi (emu je prethodilo deskriptivno sakupljanje geomorfolokih podataka i injenica), te znanstvene teorije i koncepcije. Izmeu 1875. i 1890. grupa amerikih geomorfologa (Gilbert i dr.) u sklopu istraivanja sjevernoamerikog zapada razvijaju ideju o pineplenu (prostranoj zaravni nastaloj djelovanjem erozije) i o evolucijskim razdobljima kroz koja prolaze razni oblici tijekom svog razvoja. Takoer naglaavaju znaenje donje erozijske baze za proces fluvijalne erozije. Evolucijsku metodu u geomorfologiju (promjene tijekom morfoloke evolucije) unosi Sir Andrew Crombie Ramsay (1814. 1891.) koji u sklopu prouavanja reljefa u Walesu zakljuuje da su vrhovi nastali diseciranjem zaravni marinskog porijekla. Teorijska koncepcija o geomorfolokom ciklusu (struktura + proces + ciklus) koju je 1884. formirao William Moris Davis (1850. 1934.) najznaajniji je doprinos u razvitku geomorfologije. Smatrao je da se reljef Zemlje razvija cikliki, te u svojoj morfolokoj evoluciji prolazi kroz stadije mladosti, zrelosti i starosti. U svom djelu Morphologie der Erdoberflche iz 1884. Albrecht Penck (1858. 1945.) na temelju vlastitog iskustva i dostupne literature daje prvu sistematiku geomorfologije. Walter Penck (1888. 1923.) razvio je novu globalnu teoriju o razvoju reljefa u djelu (1924) Die morphologische Analyse. Smatra da su padine osnovni element reljefa, te ih dovodi u vezu s tektonikom: pri izdizanju nastaju konveksne forme, a pri mirovanju konkavne forme. Povezuje padine s intenzitetom i karakterom tektonskih pokreta.

4

Razdoblje izmeu dva svjetska rata karakterizira kritiziranje teorija W. M. Davisa i W. Pencka. Ruski geograf Konstantin Konstantinovich Markov 1948. razvija koncepciju o geomorfolokim nivoima. Smatra da egzogene sile, djelujui preko razliitih geomorfolokih procesa, zaravnjuju reljef stvarajui odreene nivoe. Razlikuje etiri osnovna geomorfoloka nivoa: - abrazijsko-akumulacijski nivo - u razini mora - denudacijski nivo - u razini platoa kontinenata (planine). Dominiraju fluviodenudacijski procesi, odnosno dolazi do razvoja padinskog i fluvialnog reljefa. - nivalno-glacijalni nivo vezan za najvie planine. Dominiraju procesi nivacije i glacijalne erozije, te akumulacije. - gornji denudacijski nivo razina planinskih vrhova Na osnovu odnosa tih nivoa, odnosno njihovom poloaju, moe se ustanoviti intenzitet pokreta i njihov karakter. Koliko tektonika djeluje u smislu izdizanja toliko denudacija djeluje u suprotnom smijeru. Zemljina kora e se izdizati dok se utjecaji tektonike i denudacije ne izjednae. U svom djelu The morphology of the Earth iz 1962. Lester C. King razvija teoriju pediplenizacije kojim objanjava bono oblikovanje reljefa. Kao posljedica klimatskih prilika (nedostatak vegetacije) na padinama djeluju destrukcijski procesi to utjee na paralelno odstupanje - unatrano pomicanje padina u obliku blagih kosina pedimenata ili predgorskih stepenica. Na taj nain nastaje blago valovita zaravan ili pediplen. Ruski geomorfolozi Gerasimov (1946) i Mescerjakov (1972) razvijaju teorije o geomorfolokim etapama razvoja Zemljine povrine i reljefa. Razdoblje mezozoika karakterizirano je epirogenim pokretima. Tijekom trijasa (mezozoik) nastaju najstariji elementi reljefa na Zemlji (zaravnjene ili blago valovite forme (pinepleni i pedipleni)). Tijekom tercijara zapoinje alpska tektonska faza tijekom koje dolazi do intenzivnog ralanjivanja reljefnih formi (planinski sustavi).

5

U geomorfoloku znanost uvode pojam morfostruktura reljefnih oblika koji su nastali kao posljedica uzajamnog djelovanja endogenih i egzogenih imbenika, te prema veliini na Zemlji razlikuju tri osnovna tipa morfostruktura: - geoteksture - najvei geoloki oblici na Zemljinoj kori planetarni reljefni oblici (kontinentske i oceanske mase) -morfostrukture nastale djelovanjem prvenstveno endogenih sila -morfostrukture nastale djelovanjem prvenstveno engzogenih sila (manje veliine)

Objekt prouavanja geomorfologije su oblici Zemljine povrine ili RELJEF (sl. 2). Reljef je skup svih neravnina i ravnina na Zemlji. Neravnine i ravnine zajedno tvore oblike ili FORME. Reljef je dakle sastavljen od skupova reljefnih oblika ili RELJEFNIH FORMI. Dimenzije reljefa definirane su: -veliinom -visinom -ralanjenou -nagibima Oblici reljefa definirani su: -plohom -linijom -tokom Reljef je uvijek dvodimenzionalan predstavlja povrinu odreenog tijela (nikada ga ne smijemo identificirati sa tijelom) koja odraava njegov sastav i grau (pojavni oblik). Sl. 2 Povrina Zemlje

Podjela geomorfologije 1. Opa geomorfologija - prouava zakonitosti oblikovanja, nastanka i razvoja Zemljinog reljefa. Dijeli se na:

6

- strukturnu geomorfologiju - prouava utjecaj unutranjih (endogenih) sila i procesa - egzogenu geomorfologiju - prouava utjecaj vanjskih (egzogenih) sila i procesa 2. Regionalna geomorfologija - prouava zakonomjernosti oblikovanja, nastanka i razvoja reljefa pojedinih dijelova Zemljine povrine. 3. Specijalna geomorfologija. Dijeli se na: - primijenjenu (aplikativnu) geomorfologiju - prouava reljef s naglaskom na gospodarstvo - geomorfoloko kartiranje - predstavlja inventarizaciju geomorfolokih sadraja na Zemlji

7

2. Postanak Svemira, Sunevog sustava i ZemljePrvi pokuaji objanjenja nastanka Svemira datiraju jo iz doba antike. Danas je prihvaena teorija Velikog praska prema kojoj se prije oko 13,73 0,12 milijardi godina Svemir poeo iriti iz toke neizmjerne gustoe, te se nastavio iriti do danas.

Sl. 3. Veliki prasak i stvaranje Svemira Prije 4.65 milijardi godina, oko 10 milijardi godina nakon Velikog Praska, materijal od kojeg se danas sastoji Sunev sustav egzistirao je u obliku golemog oblaka plina i praine (99% vodik i helij te 1% tei elementi). Taj oblak (nebula) sporo se okretao oko svog sredita i mirno kruio oko sredita galaksije. U nekom se trenutku najvjerojatnije u blizini tog oblaka dogodila eksplozija zvijezde - supernova. Udarni val materijala s eksplodirajue zvijezde obogatio je oblak teim materijalima koji su nastali u supernovi, te uzrokovao sabijanje plina i praine koji su ve bili tu. Posljedica toga bila je poveanje gustoe oblaka i gravitacijske sile meu esticama. Zbog sila gravitacije dolazi do kolapsa (uruavanja) nebule koja postaje sve

8

plosnatija (rotira u smjeru suprotnom od kazaljke na satu), a oko 90 % mase prvotnog oblaka koncentrira se u sredinjem dijelu od kojeg nastaje protozvijezda (sl. 4).

Sl.4. Nebula Hlaenjem plina nastaju povoljni uvjeti za okupljanje atoma i molekula plina i praine u manje estice. U turbulentnim vrtlozima manje se estice, zbog elektrinih i gravitacijskih sila, poinju udruivati u vee, tvorei prve planetezimale, pretee planeta. Dolazi do njihova meusobnog sudaranja, pri emu su se neki drobili u manje komade (pri brim sudarima), a neki udruivali (pri sporijim sudarima). Veliina do koje su mogli narasti ovisila je o udaljenosti njihovih orbita od Sunca te gustoi diska na toj udaljenosti. Nakon nekoliko desetaka milijuna godina, planeti su narasli do veliine kakvu imaju danas (nebularna hipoteza).

9

U sreditu nebule zbog poveanih pritisaka i temperatura dolazi do udruivanja atomskih jezgri. Dolazi do fuzije vodika u helij to za posljedicu ima oslobaanje velike koliine energije. Nakon milijun godina probijanja kroz Sunce, energija iz sredita Sunca je poela izbijati na povrinu, te Sunce poinje isijavati energiju. Uz energiju u obliku svjetla, Sunce takoer dolazi i do izbacivanja vee koliine protona i elektrona u Svemir ("Sunev vjetar"). Taj vjetar i zraenje sa Sunca "otpuhali" su prvobitne atmosfere od vodika i helija vruih unutarnjih (terestrikih) planeta. Sunev vjetar je, uz velike temperature na planetima bliim Suncu, razlog razlikama u sastavu unutarnjih i vanjskih planeta danas. U blizini sredita, samo su se neke tvari mogle odrati u krutom stanju, dok su se u vanjskim dijelovima diska plinovi mogli i zamrznuti. Unutarnji kameni planeti koje ini grupa od etiri planeta: Merkur, Venera, Zemlja i Mars imaju metalne jezgre, oko kojih se nalazi preteno kameni omota i kora. Vanjsku grupu ine etiri plinovita planeta: Jupiter, Saturn, Uran, Neptun.

Sl. 5. Planeti i patuljasti planeti Sunevog sustava U procesu formiranja planeta, od materijala koji se nije uspio zadrati u orbiti oko planeta formirali su se sateliti (ne vrijedi za Mars i Zemlju). Satelite u Sunevom sustavu imaju svi planeti osim Merkura i Venere. Marsovi sateliti Fobos i Deimos su najvjerojatnije zarobljeni asteroidi iz asteroidnog pojasa, dok je Mjesec nastao iz sudara Zemlje i jednog praplaneta veliine Marsa.

10

U pojasu izmeu putanja Marsa i Jupitera nije se formirao nijedan veliki planet, ve su tu nastali milijuni manjih planeta koje zovemo asteroidi. Na veim udaljenostima od Sunca, gdje su plin i praina bili prerijetki da bi formirali vea tijela, stvorili su se kometi koji nam po svom sastavu danas otkrivaju sastav prvobitnog oblaka. U ranoj fazi postanka Zemlja se sastojala od nakupine vrstih nebularnih fragmenata stijena i praine. Sastav joj je bio jednolian, a bila je graena od smjese, odnosno spojeva silicija, eljeza, magnezija, kisika, aluminija i manjeg udjela drugih kemijskih elemenata. Iako u poetku hladna, pod utjecajem gravitacijskog zbijanja, radioaktivnog raspada u njenoj unutranjosti, te zagrijavanja od Sunca dolazi do zagrijavanja Zemlje i diferencijacije u njenoj unutranjosti. Nastaju koncentrini slojevi razliitog sastava i gustoe. Dolazi do formiranja kore, litosfere, i kontinenata, te do emisije plinova iz unutranjosti koja vjerojatno dovodi do formiranja oceana i atmosfere.

3. Graa ZemljeSve do druge polovice prolog stoljea o unutranjoj grai Zemlje znalo se vrlo malo. Postojanje prijelaza u unutranjosti Zemlje prvi je uoio ravnatelj Hidrometeorolokog opservatorija u Zagrebu Andrija Mohorovii. Analizom potresa u Pokuplju 1909. uoio je da se potresni valovi u Zemljinoj unutranjosti ire razliitom brzinama. Kasnije su geofiziari ustanovili da u Zemljinoj unutranjosti postoji vie takvih ploha gdje dolazi do promjene brzine kretanja potresnih valova. Na osnovi tih spoznaja, ali i one da se potresni valovi ire razliitom brzinom u materijalima razliitih fizikih i kemijskih svojstava, Zemljina unutranjost (sl. 6) podijeljena je na jezgru, plat i koru. Zone dodira razliitih svojstava nazivaju se plohe diskontinuiteta (zone prekida koje odvajaju pojedine Zemljine lupine). Sl. 6. Graa Zemlje

11

Centralni dio Zemlje (od 6370 km do 2898 km) zauzima jezgra ili barisfera (gr. barys teak, , sfara kugla). Izgraena je uglavnom od eljeza i nikla (plus mali udio silicija, kisika i sumpora). Dijeli se na dva dijela: unutranja - kruta, do dubine od 5145 km ( 10 - 13 g/cm, t 5 000 C) vanjska likvidna, od 5145 km do 2898 km

Jezgru od plata odvaja ploha Gutenbergova diskontinuiteta. Plat obuhvaa prostor Zemljine unutranjosti od dubine od 2898 km do granice s korom koja je predstavljena Mohoroviievim diskontinuitetom. Mohoroviiev diskontinuitet ili moho sloj granica je izmeu plata i kore Zemlje na kojoj se zbog razliitih svojstava brzina seizmikih valova iznenada mijenja. Dubina na kojoj se diskontinuitet nalazi varira od oko 5 km (ispod oceana) do oko 75 km (ispod Tibetanskog platoa). Plat je sastavljen uglavnom od vrstih stijena bogatih eljezom i magnezijem, dok mu se manji dio nalazi u rastaljenom stanju (magma). Mineralni sastav i mehanika svojstva variraju mu s dubinom. Dijeli se na: donji (unutranji) ili mezosfera (od 2898 km do oko 660 km) kruti tranzicijska / prijelazna zona (od oko 660 km do oko 410 km) - kruti gornji (vanjski) (od oko 410 km do kore ija debljina varira) uglavnom kruti

Unutar gornjeg plata na dubinama izmeu otprilike 75 km i 200 km (po nekim znanstvenicima moda i do 400 km) protee se zona karakterizirana smanjenjem brzine seizmikih valova nazvana astenosfera (gr. asthenos slab). Naime, zbog razliitih uvjeta temperature i tlaka, stijene gornjeg dijela astenosfere ponaaju se plastino, odnosno dolazi do njihova parcijalnog taljenja. Konvekcijski se kreu zraei toplinu iz Zemljine unutranjosti. Konvekcijsko kretanje u astenosferi uzrokuje pomicanje litosfernih ploa i izbijanje magme na povrinu Zemlje. Gornji dio plata (iznad astenosfere) sastavljen je od stijena vee specifine teine i gustoe (tvrdih, ultrabazinih stijena) od onih Zemljine kore, te s korom ini jedinstvenu cjelinu - litosferu.

12

Na prosjenoj dubini od oko 40 km gornji plat i Zemljina kora odvojeni su plohom Mohoroviieva diskontinuiteta. Zemljina kora je kruti, povrinski dio Zemlje. Kao posljedica razlika u sastavu, odnosno gustoi minerala koji ju izgrauju, dijeli se na: kontinentalnu oceansku

Kontinentalna kora preteito je granitnog sastava, a naziva se i SiAl prema glavnim elementima koji ju izgrauju, siliciju i aluminiju. Debljine je izmeu 20 km do oko 75 km, a gustoe oko 2,7 g/cm3. Obuhvaa 34,5% povrine Zemlje i izrazito je heterogenog sastava. Vertikalno, porastom dubine sastav joj se mijenja i pribliuje sastavu oceanske kore. Oceanska kora preteito je bazaltnog sastava, a prema glavnim elementima siliciju i magneziju naziva se i SiMa. Debljina joj varira izmeu 5 i 12 km, a gustoa iznosi 3,0 g/cm3. Izrazito je homogenog sastava, a obuhvaa 59,5 % povrine Zemlje.

MINERALI I STIJENE MINERALI Minerali predstavljaju osnovnu komponentu od koje su izgraene stijene vrste Zemljine kore. Mineral je tvar koja unutar svojih najmanjih estica koje je mogue fiziki proizvesti ima homogenu strukturu, no to ne znai i isti sastav. Sastav im se izraava kemijskom formulom. U prirodi, najee se javljaju u vrstom kristalinom stanju, s pravilnim vanjskim oblikom i simetrinom unutranjom graom, pa se zbog toga nazivaju kristali, a nastaju procesom kristalizacije. Izgraeni su od atoma koji su meusobno pravilno rasporeeni u okviru prostornih reetki. Ipak, iako rijetko, dogaa se da neki minerali nemaju pravilnu unutranju grau, pa ih nazivamo amorfnima. Veliina pojedinih zrna moe biti tako velika da se vide prostim okom, ali i da su vidljiva tek pod mikroskopom. Od fizikih osobina minerala najvanije su tvrdoa, boja, sjaj, elastinost, specifina teina, gustoa, kalavost i indeks loma. Tvrdoa minerala je opiranje materijala na mehanike deformacije. Tvrdoa minerala je vea, to su atomi u strukturi gue pakirani. Odreujemo relativnu i apsolutnu tvrdou. Pri odreivanju apsolutne tvrdoe primjenjujemo tehnike bruenja,

13

deformiranja i dr., dok se pri odreivanju relativne tvrdoe minerala koristimo Mosovom ljestvicom od 1 do 10 u kojoj su odnosi tvrdoe meu susjednim mineralima relativni. 1. talk 0,04 2. gips 1,25 3. kalcit 4,5 4. fluorit 5 5. apatit 6,5 6. ortoklas 37 7. kremen 120 8. topaz 175 9. korund 1000 10. dijamant 140 000

14

Sl. Almandinski kristali na granitu, Kina Minerali nastaju hlaenjem i kristalizacijom iz magme (najei su), vodenih otopina (nekad uz pomo biljnih i ivotinjskih organizama), plinova i para, te preobrazbom iz drugih minerala. Od kemijskih elemenata to izgrauju minerale litosfere, 99 % otpada na kisik, silicij, eljezo, aluminij, kalcij, natrij ,magnezij i kalij. Pri podjeli minerala najea je ona klasifikacija koja je zasnovana na osnovu njihovog kemijskog sastava. Od ukupno devet grupa po svom znaenju izdvajaju se silikati, oksidi i hidroksidi, karbonati i samorodni elementi. Silikatni minerali uestvuju sa 75 % u grai Zemljine kore. Zajednika znaajka im je tvrdoa, slaba taljivost, kemijska postojanost i vrlo esto sloen kemijski sastav. Oksidi i hidroksidi su spojevi kisika i vodika, najee s metalima, a sudjeluju s 17 % u sastavu Zemljine kore. Okside karakterizira velika tvrdoa i gustoa, dok su hidroksidi suprotno tome, male tvrdoe i gustoe. Meu njima najznaajniji je kvarc ili kremen (SiO2), hidroksidi aluminija, a ovoj grupi pripada i voda (H2O), odnosno led. Karbonati sudjeluju u grai 1.7 % Zemljine kore, a nastaju u razliitim sredinama, a najei su kalcit (CaCO3) i dolomit /CaMg(CO3)2. Samorodni elementi, odnosno minerali sastoje se iz jednog kemijskog elementa, dok se veina kemijskih elemenata javlja u spojevima. Iako nisu jako rasprostranjeni, ovoj grupi pripadaju izuzetno vani minerali koji imaju veliko znaenje kao to su: grafit (C), dijamant (C), sumpor (S), zlato (Au), bakar (Cu), iva (Hg). Meu ostalim mineralima treba spomenuti po njihovom znaenju halit (kuhinjsku sol, NaCl) i gips (CaSO4X2 H2O). STIJENE Stijene su mineralni agregati koji se sastoje od jedne ili vie vrsta minerala. Struktura stijene ovisi o obliku, veliini i meusobnom odnosu minerala u njoj. Struktura je najvanije obiljeje stijena i na osnovu nje se moe zakljuiti kakvi su bili uvjeti nastanka odreene stijene. Prema postanku stijene se dijele na: magmatske, sedimentne ili talone metamorfne ili preobraene. 1. Magmatske stijene

15

Ishodine stijene od kojih je izgraena Zemljina kora su magmatske stijene, a nastaju kristalizacijom minerala iz magme. Od minerala u njihovom sastavu najzastupljeniji su silikatni minerali, dok je drugih vrlo malo. Prema estini pojave najznaajniji su glinenci, pirokseni, amfiboli i kvarc. Prema mjestu nastanka dijelimo ih na: intruzivne (dubinske) stijene efuzivne (izljevne) stijene ine stijene Intruzivne stijene nastaju u unutranjosti Zemlje dugotrajnim polaganim hlaenjem magme, ali pod visokim tlakom. Kao posljedica toga minerali se jasno raspoznaju, imaju priblino istu veliinu i zrnate su strukture. Efuzivne stijene nastaju prilikom izbijanja magme u obliku lave na Zemljinu povrinu. Hlaenje se tada odvija vrlo brzo (svega par dana ili tjedana), pa se lava stvrdne u amorfnu (nekristaliziranu) masu ili opsidijan, koja izgleda poput stakla. Najee, ipak doe do kristalizacije, no minerali su vrlo sitni, a pojedini vei minerali (nastali u dubljim dijelovima) pojavljuju se kao utrusci. Obzirom, da se u lavi esto pojavljuju vodena para i plinovi pri hlaenju oni stvaraju mjehurie, te nastaju stijene upljikave strukture, meu takvim stijenama je najpoznatiji plovuac (toliko je lagan da plovi na vodi). ine stijene predstavljaju prijelazni oblik izmeu intruzivnih i efuzivnih stijena, a nastaju u pukotinama kroz koje su se magma ili plinovi probijali na Zemljinu povrinu. Vrijeme hlaenja je due nego za tipine povrinske uvijete. Prema koliini SiO2 magmatske stijene dijele se na: kisele (kad je udio vei od 62 %), neutralne (52 - 62 %), bazine (40 - 52 %) i ultrabazine (kad je udio manji od 40 %). Od magmatskih stijena najzastupljenije su granit (kisela intruzivna stijena), bazalt (bazina efuzivna stijena), peridot (ultrabazina intruzivna stijena) i andenzit (neutralna efuzivna stijena). 2. Sedimentne ili talone stijene u vrstom dijelu Zemljine kore zauzimaju svega 5 % volumena, ali zato ine 75 % povrine njenog kopnenog dijela. Za razliku od drugih vrsta stijena lako ih prepoznajemo jer su uglavnom uslojene. Nastaju taloenjem (sedimentacijom) materijala koji je nastao razgradnjom drugih stijena na

16

povrinskom dijelu Zemljine kore, kemijskim taloenjem iz prezasienih otopina (precipitacijom), te sedimentacijom ostataka organizama. Prema postanku sedimentne stijene dijelimo na: klastine, kemogene biogene. Klastine sedimentne stijene nastaju mehanikim taloenjem estica (npr. od odlomaka starijih stijena koje su izloene razliitim nainima troenja, a najizrazitiji su uinci atmosferskog djelovanja. U podrujima gdje je prisutno dnevno kolebanje temperature zbog mehanikog naprezanja dolazi do pucanja stijena, takav nain troenja najizraeniji je u pustinjama i prisojnim padinama planina. u podrujima gdje temperature padaju ispod 0 0C veliko znaenje ima i djelovanje leda. Led koji dospije u pukotine poveanjem svog volumena vri pritisak i drobi stijenu, dok se na obalama uoava razorni rezultat djelovanja valova. Dalje, materijal nastao troenjem ponekad ostaje na mjestu ili se akumulira u neposrednoj blizini gdje je dospio pod utjecajem sile gravitacije (podnoje padina). Raspadnuti materijal esto prenose voda, vjetar ili ledenjaci, pri emu ih dodatno usitnjavaju, a u prenoen tekuicama i valjan morskim valovima dolazi do njihovog zaobljavanja. Zbog razliite tvrdoe zaobljavanje nije jednako. Tako npr. vapnenac tekuica mora kotrljati 1 - 5 km, a granit 80 - 100 km. Na mjestima gdje prestaje transportna snaga vode, leda ili vjetra dolazi do taloenja fragmenata. Razlikujemo vezane (npr. pjeenjaci) i nevezane (npr. pijesak) klastine stijene. Osnovna podjela klastinih stijena je prema veliini fragmenata od kojih su izgraeni. Razlikujemo: a) Krupnozrnati klastiti ili ruditi (fragmenti > 2 mm). Ovoj grupi pripadaju uglato krje i zaobljeni ljunci. Ukoliko doe do spajanja vezivom (koje je najee kalcitno) od krja nastaju bree ili krnici, a od ljunka konglomerati. b) Srednjezrnati klastiti ili areniti (fragmenti 0,06 - 2 mm). Ovoj grupi pripadaju nevezani pijesak, odnosno ako doe do njegovog spajanja pjeenjak. c) Sitnozrni klastiti ili lutiti (fragmenti < 0,06 mm). Najznaajniji predstavnici su mulj, koji u sebi sadri dosta vode i glina kod koje sadraj vode varira. Starenjem i gubitkom vode pod teinom gornjih slojeva nastaje vrsta povezana stijena -ejl, koji predstavlja oko 50 % volumena svih sedimentnih stijena. Znaajan predstavnik je i

17

prapor ili les. Nastaje taloenjem sitnih estica koje nanosi vjetar iz glacijalnih ili pustinjskih podruja. Kemogene sedimentne stijene nastaju kristalizacijom iz otopina visoke koncentracije nekih elemenata. Npr.: soli (kloridi, sulvati, karbonati, sulfati i dr.). Najee, se to dogaa u jezerima, lagunama i morskim zaljevima u kojima je koliina vode to ispari je vea od njenog dotjecanja. Znaajni predstavnici ove grupe stijena su gips i kuhinjska sol, dok joj samo djelomino pripadaju vapnenac i dolomit. Biogene sedimentne stijene nastaju taloenjem skeleta organizama, odnosno estica organskog podrijetla. Ovisno o tome da li u sastavu prevladava biljna ili ivotinjska komponenta dijele se na fitogene i zoogene. Iako po nastanku mogu biti i kemijske sedimentne stijene, vapnenci i dolomiti su najznaajniji predstavnici ove grupe, no nama su posebno interesantni jer izgrauju 54 % povrine nae domovine. Vapnenci se sastoje od fragmenata skeleta organizama koji su ih za ivota izgradili od kalcij - karbonata (CaCO3), uzimajui ga iz vode. esto, vapnenci imaju naziv prema organizama od kojih su izgraeni vapnence (foraminiferski, koraljni, rudistni i dr.). Vaan sastojak vapnenaca je vapnenaki mulj (mikrit), a sastoji se od estica veliine do 4 mikrometra (0,001mm). Ovaj mulj moe nastati kemijskim taloenjem ili kao nakupina najsitnijih dijelova ljuturica organizama. Dolomit /CaMg (CO3)2/ nastaje iz vapnenaca kad jo u vlanom i rahlom talogu, ili poslije, doe do zamjene polovice kalcijevih iona magnezijskim. Dolomit i vapnenac se razlikuju pomou 10 % otopine klorovodine kiseline (HCl). Naime, vapnenci reagiraju na hladnu otopinu burno umei. Lapor ili tupina sastoje se od minerala kalcita i dolomita (karbonata), te gline koja u sastavu sudjeluje sa 25 % do 75 %. Lapor se koristi kao sirovina za proizvodnju cementa. Sedimentnim stijenama pripadaju i razne vrste ugljena. Nastaju od biljnih organizama procesom karbonizacije. Raspadanjem bez prisutstva kisika biljna masa gubi neke elemente koje sadri (vodik i kisik), a pri tom dolazi do obogaenja na ugljiku. Nastanak poinje tresetom, u kojem jo jasno moemo raspoznati biljne tvari od kojih je nastao. Daljim procesom karbonizacije nastaju lignit, smei ugljen, kameni ugljen i na kraju antracit. Rauna se da su ligniti i smei ugljen stari oko 50 mil. godina, a kameni da imaju starost ak 250 mil. godina.

18

Leita nafte, danas jednog od najvanijih energenata vezana su uz sedimentne stijene. Nafta nastaje na dnima zatvorenih mora, laguna I movara gdje vladaju anoksini uvjeti. Organizmi koji ive u gornjim dijelovima mora bogatim kisikom, nakon ugibanja padaju na dno i tu ne trunu ve ih razgrauju anaerobne bakterije u takav oblik ugljikovodika iz kojeg e s vremenom nastati nafta. Pod pritiskom gornji slojevi stijena naftu potiskuju u stijene vee poroznosti (pijesci, ljunci i neke vrste vapnenaca). Na mjestima gdje je kretanje nafte zaustavljeno nepropusnim stijenama u krovini nastaju naftna leita. 3. Metamorfne ili preobraene stijene nastaju preobrazbom strukture, a najee i mineralnog sastava starijih eruptivnih i sedimentnih stijena, u uvjetima povienog tlaka i temperature. Temperatura i tlak mijenjaju se u Zemljinoj kori razliitim intenzitetom. Dok se na jednom mjestu bre poveava temperatura, na drugom se bre poveava tlak. Mineralni sastav i struktura u stijenama podloni su termikim promjenama koje nastaju na dva naina: stalnim povienjem od povrine prema unutranjosti i povienjem nakon prodiranja magme u Zemljinu koru. U sluajevima kad je metamorfoza izazvana samo promjenom temperature kristali u stijeni nee imati ureenu orijentaciju, ve moe doi do njene prekristalizacije. U takvim sluajevima stijena zadrava svoj mineralni i kemijski sastav, ali se poveava veliina zrna. Na taj nain nastaje npr. mramor, pa se od vapnenaca od kojih je nastao razlikuje po velikim kristalima. Ako doe do daljeg povienja temperature moe doi do taljenja stijene i nastanka novih minerala. Nova stijena ima izmijenjen mineralni, ali ne i kemijski sastav. Do promjene mineralnog i kemijskog sastava stijene dolazi tek u uvjetima kad je rastaljena stijena u kontaktu sa magmom. Pri promjeni tlaka metamorfoza zapoinje onog trenutka kad on pree kritinu toku koju mineralni sastav i struktura stijene mogu izdrati pri odreenoj temperaturi. Ako neka stijena zbog razliitih geolokih procesa dospije u dublje dijelove litosfere, automatski dospijeva i pod povien tlak. U viim dijelovima kamene kore djeluje jednostrani tlak (stres), a oituje se u sniavanju talita minerala. To dovodi do njihove prekristalizacije, pa oni poprimaju izgled tapia ili listia koji su sloeni u paralelnim nizovima okomito na smjer djelovanja tlaka. Tu prepoznatljivu strukturu za metamorfne stijene nazivamo kriljavom, a stijene kriljavcima (npr. od tinjaca nastaju tinjevi kriljavci). Stijene koje dospiju u veliku dubinu izloene su djelovanju

19

tlaka sa svih strana (hidrostatski tlak). Kao rezultat toga novi minerali imaju manji volumen od prijanjih. Proces preobrazbe stijena rijetko se dogaa samo zbog porasta temperature ili tlaka, ve su povezani i djeluju zajedno. Sedimentne stijene, koje su nastale pri niskim temperaturama i tlaku podlone su metamorfozi ve kod temperatura od 180 - 2000

C. Eruptivne i ve postojee metamorfne stijene koje su nastale kod visokih

temperatura i tlaka podlone su metamorfozi i pri niim temperaturama ali uz prisutstvo vode. Kao posljedica razliitih uvjeta iz iste vrste stijene procesom metamorfoze mogu nastati razliite nove metamorfne stijene. Tako na primjer, od ve metamorfoziranih tinjevih kriljaca, u dubljim uvjetima pri veem tlaku i temperaturama nastaje gnajs.

4. Tektonika ploaKao to je ve spomenuto, litosfera (gr. , lthos kamen, , sfara kugla) predstavlja kruti dio Zemljine povrine sastavljen od Zemljine kore i gornjeg plata. Debljine od oko 100 km (od 50 km (na podruju oceana) do 250 km (na podruju kontinenata)), litosfera je razlomljena na litosferne / tektonske ploe. Na temelju podudarnosti obala i fosilnih zajednica June Amerike, Afrike, Indije, Antarktike i Australije A. Wegener poetkom 20. stoljea iznosi teoriju kontinentalnog drifta (plutanja kontinenata) (sl. 7). Smatrao je da je u vrijeme paleozoika postojao superkontinent Pangea. koji je se nazvao najprije Pangea

raspala na dva dijela Lauraziju i Gondwanu koji su se zatim raspali na manje kontinente. Teoriju je kasnije dopunio ameriki Sl. 7. Dokazi pomicanja kontinenata geolog Harry Hess 1962. teorijom o irenju morskog dna. Prema Hessu irenje morskog dna uzrokovano je konvekcijom materijala u platu koji se ponaa plastino.

20

Osnovni prihvaene

princip

danas teorije

tektonike ploa objanjava pokrete litosfernih ploa (sl. 8) neovisno jedna o drugoj pomou konvekcijskog kretanja topline i materijala u astenosferi. Brzina kretanja ploa varira od nekoliko Sl. 8. Najvanije Zemljine litosferne ploe s oznaenim smjerovima kretanja milimetara, pa do oko 5 centimetara godinje (do 18 cm).

Ploe (debljine do 100 km) izgrauje gornji dio plata prekriven jednim od dva ili oba tipa kore (najvea Pacifika ploa izgraena je od oceanske kore). Mjesta dodira litosfernih ploa (rubovi ploa) najee su karakterizirana pojaanom tektonskom aktivnou (pojava vulkana i potresa, izdizanje planinskih lanaca). Razlikujemo tri tipa granica meu ploama: konvergentne divergentne transformne

Konvergentne (destruktivne) granice ploa su mjesta gdje pod utjecajem kompresijske tektonike dvije ploe kreu jedna prema drugoj i sudaraju se. Pri tome dolazi do subdukcije ili kolizije ploa. U pod zoni subdukcije s dolazi do ili

podvlaenja ploe s oceanskom korom plou oceanskom kontinentalnom korom. Ploa koja se podvlai tone pod nagibom od oko 45 i brzinom do 37 centimetara godinje (Aleutski jarak 20 cm/god, Javanski jarak 37 cm/god) ponekad do dubine i 21

od 730 km (nedostatak pojave hipocentra potresa ukazuje na potpuno taljenje ploe). Du kontakta nastaju dubokomorski jarci irine do 100 km, te dubine od 6 000 do 11 000 m. Rezultat subdukcije je formiranje velikog broja vulkana (vulkanskog lanca) na navuenoj kontinentalnoj (vulkanski luk, npr. Ande) ili oceanskoj ploi (otoni luk, npr. Japansko otoje) (sl. 9). Naime, ploi koja tone raste temperatura, te dolazi do otputanja volatila (od kojih je najvanija voda). Volatili se izdiu u plat nalijeue ploe, smanjuju temperaturu talita okolnih stijena, te dolazi do taljenja stijena (nastaje magma s velikim koliinama otopljenog plina). Taljevina ekstremno stlaenih plinova (npr. Mt St. Helens). Tonjenje i taljenje litosfernih ploa karakterizirano je i pojavom velikog broja potresa (ukazuju na nain tonjenja i dubinu taljenja ploa). Hipocentri potresa javljaju se u nizu na zakoenoj plohi, Benioff zoni. U zoni kolizije dolazi do sudaranja dvije kontinentalne ploe (sl. 10), to rezultira izdizanjem (orogeneza) planinskih (npr. lanaca Himalaja). Sl. 9. Subdukcija se uzdie do povrine i dolazi do formiranja eksplozivnih vulkana zbog velike koliine

Kontinentalna kora na ovim mjestima dosee najvee debljine. Oceanska kora koja se nalazila izmeu dvije kontinentske nestala je ranijim procesom Sl. 10. Kolizija subdukcije. Divergentne (konstruktivne) granice ploa su mjesta razmicanja dvije litosferne ploe pod utjecajem ekstenzijske tektonike (zone spredinga) (sl. 11). Brzina razmicanja varira od 2 do 10 cm godinje. U inicijalnoj kori fazi na do rift). novim 22 kontinentalnoj doline se (npr. dolazi

nastanka tektonskog jaraka / riftne istonoafriki se puni Daljnjim razmicanjem ploa stvara prostor koji

materijalom koji potjee od magme nakupljene ispod, odnosno nastaje nova oceanska kora. Dolazi do otvaranja novog oceana (oceanizacija), a mjesta nastanka Sl. 11. Divergencija nove oceanske kore na oceanskoj litosferi nazivaju se srednjeoceanski hrptovi (npr. Srednjeatlanski hrbat). Razmicanje ploa nije uniformno, te se na mjestima gdje postoji razlika u brzini razmicanja susjednih blokova javljaju transformni rasjedi (pukotinske zone, glavni izvor podmorskih potresa). Konzervativne (transformne) granice ploa su mjesta gdje dolazi do horizontalnog smicanja jedne ploe uz drugu (sl. 12). Zbog sile trenja meu ploama dolazi do deformacije stijena i pucanja, odnosno nastanka horizontalnih rasjeda. Brzina pomicanja dosee do 2 cm godinje (npr. rasjed San Andreas, Kalifornija), a zonu pomaka karakterizira pojava Sl. 12. Transformna granica velikog broja potresa.

Dokaz pomicanja litosfernih ploa je i pojava niza ugaslih vulkana koji zavrava aktivnim vulkanom (npr. Hawaii). Naime, kanadski geofiziar J. T. Wilson zakljuio je da je ovakva pojava mogua samo ako se ispod ploe nalazi stalni izvor topline (vrua toka), a ploa se kree preko nje (sl. 13).

Sl. 13. Vrua toka, Hawaii Teorija globalne tektonike ploa objanjava vodoravne pokrete planetarnih razmjera istodobno izdvajajui tri etape u razvoju Zemljine kore: oceanizaciju orogenezu 23

-

kratonizaciju

Kraton star i stabilan dio zemljine litosfere na kontinentskim masama, karakteriziran niskim reljefom, jakom povrinskom erozijom (denudacija) i malim brojem potresa. Izdvajaju se: - titovi (blagi vii dijelovi izloeni denudaciji - Baltiki, Kanadski tit) - platforme (podruja akumulacije materijala sa titova Kaspijska, Amazonska nizina)

5. Magmatizam i vulkanizamPojava vulkana i potresa posljedica je djelovanja endogenih sila. Njihove pojave vezane su uz kontaktne dijelove litosfernih ploa i ukazuju na kretanje litosfernih ploa. Prostorno, najvei broj aktivnih vulkana (oko 65%) nalazi se u podruju Tihog oceana, prvenstveno u njegovom priobalnom podruju, a poznat je pod nazivom Pacifiki vatreni krug (sl. 14).

Sl. 14. Divergentne granice i recentni vulkani na Zemlji 5.1. Magmatizam

24

Magma (gr. , mgma ,mss - mijesiti, gnjeiti) je mineralna taljevina promjenjivog sastava nastala taljenjem stijena u gornjem platu. Sastav joj ovisi o sastavu ishodinog materijala, no glavni elementi u sastavu magme su: kisik, silicij, aluminij, eljezo, kalcij, kalij, natrij i magnezij. Magma takoer sadri i fluidne sastojke plinova i para. Kemijski sastav magme ovisi i o taljenju stijena pri prodiranju magme na povrinu. Magme prema sastavu dijelimo na kisele, neutralne, bazine i ultrabazine. Zbog razlike u gustoi izmeu okolnih stijena i magme ( m < s), magma se kree prema povrini usput talei okolne stijene i mijenjajui svoj sastav. Prilikom izdizanja dolazi do smanjenja tlaka i temperature, odnosno do hlaenja magme, te se iz magme poinju izdvajati razliiti minerali. Magma je izvor za grau magmatskih stijena koje izgrauju oko 95% zemljine kore. Prema nastanku te stijene, kao i reljefne oblike nastale hlaenjem (kristalizacijom) magme dijelimo na intruzivne (dubinske) i efuzivne (izljevne). Prilikom izdizanja prema povrini, magma ne prodre uvijek do povrine, ve se poinje polagano hladiti u unutranjosti. Hlaenjem i skrutnjavanjem magme ispod povrine Zemlje nastaju razni intruzivni oblici (sl. 15). Tipini intruzivni oblici su: - batolit (B) intruzivno tijelo povrine vee od 100 km2, nepoznate osnovice - tok ili greda (A) batolit manjih dimenzija (manje od 100 km2) - lakolit (C) intruzivno tijelo leastog (zvonastog, utiskivanjem gljivastog) magme oblika, u nastalo ili Sl. 15. Magmatski oblici pukotine

meuslojne prostore pri emu dolazi do izdizanja krovine

- ila ili dike (E) nastaje ispunjavanjem pukotina magmom (D) presijecajui slojeve sedimenata pod raznim kutovima - sill ili sklad (F) intruzivno tijelo ploasta oblika nastalo utiskivanjem magme (D) meu slojeve sedimenata (debljine od nekoliko cm, do 1 km, povrine nekoliko km2)

25

- dimnjak ili neck (G) kanal kojim magma prodire prema povrini. Hlaenjem magme, te naknadnom erozijom ovi intruzivni oblici mogu izbiti na povrinu, gdje zaostaju u obliku uzvienja (K) 5.2. Vulkanizam Vulkanizam podrazumijeva sve procese izbacivanja krutog, tekueg ili plinovitog materijala iz Zemljine unutranjosti na povrinu. Magma iz unutranjosti na povrinu izbija kroz pukotine u zemljinoj kori ili vulkane. Magmu koja se izlila na Zemljinu povrinu nazivamo lava. Nain na koji e magma izbiti na povrinu ovisi o tipu pukotina, ali i o svojstvima magme. Magma koja sadri puno uklopljenih plinova i para je viskoznija, te na povrinu izbija eksplozivnim erupcijama, dok se magma manje viskoznosti polako izlijeva iz pukotina. Magma na povrinu izbija na dva naina: - izlijevanjem mirna izlijevanja lave karakteristina su za duge pukotine (konstruktivne granice). Izljevima nastaju ploe ija povrina ponekad premauje i 100 km2, debljine i do 1 km (npr. Columbia Plateau ~ 200 000 km2) - erupcijom izbacivanje lave, piroklastinog materijala, plinova i para kroz krater vulkana. Eksplozivne erupcije najee su praene potresima i tektonskim pokretima (npr. Mount St. Helens, 1980). Vulkanske erupcije i eksplozije karakteristine su za podruja destruktivnih granica. Iz magmatskog ognjita (sl. 16), a pod utjecajem magmatskog uzgona magma se kroz vulkanski dimnjak kree prema gore i izbija na povrinu. Lava i ostali vulkanski materijal (pepeo i fragmenti stijena) taloe se oko dimnjaka u visinu stvarajui pri tom vulkansku kupu/unj, na ijem se vrhu nalazi ljevkasto udubljenje krater. esto na padinama glavne kupe, vulkani imaju bone, sekundarne Sl. 16. Graa vulkana

26

parazitske kupe (npr. Etna ~ 200 aktivnih i nekoliko stotina ugaslih). Vulkanska aktivnost na parazitskim kupama u pravilu se odvija paralelno s glavnom kupom, no u neki sluajevima vulkanska se aktivnost odvija samo kroz sekundarne kupe. Nakon erupcije, magma u krateru moe se stvrdnuti, te vulkan ima prividno ugasli karakter. U sluaju da ispod stvrdnutog pokrova u krateru doe do nakupljanja plinova i vodene pare, zbog povienja pritiska moe doi do jake eksplozije, te nastanka proirenja kaldere (sl. 17) (npr. Krakatau u Indoneziji eksplozija je do dubine od 330 m ispod razine mora raznijela otok, a izbaeni vulkanski pepeo prekrio je oko 4 000 000 km2). Sl. 17. Kaladera, Santorini

Izbijanjem lave kroz pukotine i kanale na povrinu nastaju razni efuzivni oblici. Njihov nastanak povezan je s vrstama magmatskih erupcija (uvjetovane svojstvima magme, osobito koliinom plinova). Tipini efuzivni oblici su: - ploa tijelo velike povrine i relativno male debljine nastalo izlijevanjem lave male viskoznosti kroz pukotine u kori (tipino za bazinu magmu) - kupa tijelo izgraeno od slojeva ohlaene lave velike viskoznosti i drugog vulkanskog materijala, a predstavlja nekadanji vulkanski unj (tipino za kiselu magmu). Podjela vulkana Prema mjestu izbijanja lave, aktivnosti, vrstama erupcije i obliku razlikujemo nekoliko vrsta vulkana. Prema mjestu izbijanja lave, vulkane dijelimo na podmorske i kopnene. Ponekad se dogaa da podmorski vulkani zbog rasta kupe izbiju iznad razine mora stvarajui tako vulkanske otoke (npr. Hawaii). S obzirom na aktivnost razlikujemo ugasle, pritajene i aktivne, no ova je podjela vrlo upitna jer mnogi vulkani za koje se smatralo da su ugasli obnovili su svoju aktivnost (npr. Vezuv). 27

Prema vrstama erupcije vulkani se dijele na izljevne i eksplozivne. Razlikujemo nekoliko tipova erupcija: - mirni izljevi lave iz pukotina islandski tip - mirne erupcije havajski tip (lagano izlijevanje lave preko ruba vulkana) - eksplozivne erupcije kaladerski tip - podtipovi stromboli - este, ali slabe erupcije s rijetkim izljevima lave - vezuvski snane eksplozije nakon dueg perioda mirovanja, velika koliina izbaenog pepela - pelejski snano izbijanje plinova, puno pepela - plinijski - najburnije erupcije praene izbacivanjem materijala Prema obliku vulkane dijelimo na: - cinder vulkane (piroklastini) malih dimenzija (do 300 m visine, nagib vulkanske kupe oko 350), graeni od piroklastita, vulkanske ljake, troske (napola stijena) rastaljenih bazaltnog i do nerastaljenih andenzitnog Sl. 18. Cinder vulkan, Sunset Crater erupcije

sastava, s velikim kraterom na vrhu (sl. 18). Nastaju strombolijskim tipom (npr. Paricutin, Mexico, 1943) - titaste vulkane vulkani blago nagnutih (oko 150) konveksnih padina, nastaju izlijevanjem bazaltne lave iznad vruih toaka. Izbacuju malo dima i pepela, a rastu s oceanskog dna, kroz period i do nekoliko milijuna godina (npr. Hawaii). erupcije. Nastaju havajskim tipom Sl. 19. titasti vulkan, Belknap, Oregon

- stratovulkane (kompozitni vulkani) vulkani stoastog oblika, velikih dimenzija, strmijih gornjih i blaih donjih dijelova padina (sl. 20). Izgrauju ih izmjenini slojevi slijevova lave i naslaga piroklastinog materijala, a na padinama je esta

28

pojava parazitskih kupa. Erupcije bazaltne do riolitne lave i tefre andezitnog sastava su plinijskog (vezuvskog) tipa. Specifian vulkanski oblik predstavljaju udubljenja nastala eksplozijama plina. 20. Stratovulkan, Mount Shasta and Karakteriziraju ih kratkotrajna vulkanska Shastina, California aktivnost, te gotovo vertikalan krater na vrhu ispunjen vodom. Na podruju Francuskog centralnog masiva i Njemakog sredogorja poznati su pod nazivom maar, a u junoj Africi kao dijatremi (poznata nalazita dijamanata). Tijekom eksplozivnih erupcija dolazi i do naglih erupcija ekspandirajuih plinova, posljedica ega je fragmentacija magme i okolnih stijena, te nastanak piroklastinog materijala. Prema veliini estica, odnosno piroklasta razlikujemo: - nevezani vulkanski pepeo (tefra) sitnozrnati fragmenti (< 2 mm), uglavnom sastavljeni od krhotina vulkanskog stakla i krhotina stijena - lapile piroklastini fragmenti (2 64 mm) - vulkanske blokove i bombe vulkanske bombe su piroklastini fragmenti aerodinaminog oblika (> 64 mm), nastali izbacivanjem lave tijekom erupcije, a ohlaeni jo u zraku, dok su blokovi izbaeni kao ve stvrdnuti fragmenti. Pratee vulkanske pojave Prije i tijekom, a esto i dugo vremena nakon erupcije, prisutno je izbijanje plinova i para iz unutranjosti. Meu njima najznaajnije su fumarole (pojave kad na Zemljinu povrinu izbijaju plinovi i para), mofete (izbija CO2), solfatare (izbija H2S) i termalna i mineralna vrela (toplice). Poseban tip termalnih izvora predstavljaju gejziri iz kojih voda i vodena para izbijaju periodiki u vidu naglih vodoskoka, a u svijetu ih je poznato oko 400. Vulkanske erupcije izazivaju katastrofalne posljedice. Lava koja tee u potocima niz padine unitava sve pred sobom. Iznimno veliku opasnost okolnim prostoru predstavljaju lahari, a osobito uarene lavine. Lahari su muljeviti tokovi (bujice) nastali od vodom natopljenog pepela, a karakteristine su za vulkane u hladnijim podrujima iji su vrhovi u doba erupcije prekriveni ledom i snijegom. Tako je npr. 1985. prilikom erupcije vulkana Nevado del Ruiz (Kolumbijske Ande) lahar nastao mijeanjem pepela sa otopljenim ledom i snijegom prilikom kretanja niz padinu 29 Sl.

dosegao brzinu od 145 km/h, pri emu je u podnoju poginulo 20 000 ljudi. Uarene lavine nastaju od pregrijanih plinova (do 800 C), a niz padine se kreu brzinama veim od 150 km na sat. S obzirom da vulkanske erupcije u pravilu prate i manji potresi koji upozoravaju na dolazeu opasnost, osobito su opasne nagle eksplozije. Visoki stupovi pepela i gustih pregrijanih plinova negativan utjecaj imaju i na znatno veim podrujima. Vulkan Mount St. Helens mirovao je od 1857. do 1980. god. kad je dolo do jake eksplozije koja je trajala skoro 2 mjeseca. Prvo su se pojavili manji potresi, a iza toga je uslijedilo izbacivanje plinova i pepela praeno eksplozijom koja je razorila vrh u promjeru 1.5 km. Oblak od pepela i plinova dosezao je visinu od 20 km, a iza toga se niz padine obruila pregrijana lavina, dok je pepeo padao u promjeru od 2 000 km. Neke vanije erupcije U povijesti su, vulkanske erupcije praene teenjem itke lave, uarenim lavinama, laharima i zasipavanjem pepela prouzroile nesree s velikim brojem ljudskih rtava: - Vezuv, 24. kolovoza 79. god. - od uarene lavine poginulo je oko 20 000 stanovnika gradova Pompeiia i Heculaneuma - Etna, 1666. god. - poginulo oko 50 000 ljudi, a svega 2 mjeseca kasnije ponovo je zatrpala 50 naselja s oko 94 000 stanovnika - Mount Tambora, Indonezija, 1815. god. - zatrpan je grad Sumbawa s priblino 13 000 stanovnika, ukupno 44 000 rtava - Krakatoa, 1883. god. pri eksploziji vulkana nastao je 35 m visok tsunami od kojeg je stradalo oko 40 000 stanovnika Jave i Sumatre. Pretpostavlja se da je val obiao Zemlju 4,5 puta - Mount Pele, Martinique, 8. 5. 1902. god. - stradalo je 28 000 stanovnika grada St. Pierre (preivio jedino crnac u dubokim prostorijama zatvora) Ovako velike nesree meu ostalim su i posljedica velike naseljenosti vulkanskih podruja, a na njih su ovjeka privukla plodna tla.

30

POTRESI Potresima ili zemljotresima nazivamo pojave koje se oituju u vidu iznenadnih i kratkotrajnih podrhtavanja tla, a nastaju prilikom naglog oslobaanja energije u litosferi. Podrhtavanja izazivaju valovi koji prenose osloboenu energiju u svim smjerovima iz centra potresa u unutranjosti Zemlje. Centri iz kojih se ire valovi u obliku koncentrinih kugli, nazivaju se fokusi ili hipocentri. Mjesto na Zemljinoj povrini, koje se nalazi iznad hipocentra i gdje se potres najjae osjeti naziva se epicentar. Prosjeno godinje ljudi u svijetu osjete oko 30 000 potresa, dok se registrira oko 1 mil. Naime, mnogi potresi se dogode u podrujima koja nisu naseljena, ali ih registriraju u seizmolokim stanicama. Prema uzrocima potrese dijelimo na urune (3%), vulkanske (7%) i tektonske. Uruni potresi nastaju uruavanjem u veim podzemnim upljinama. Hipocentar im je vrlo plitko (na dubini od svega nekoliko kilometara) i neznatne energije. Vulkanski potresi nastaju kao posljedica kretanja magme iz unutranjosti prema povrini Zemlje, a najee se javljaju u oceanima. Pri tome osloboena energija izaziva potrese srednje jaine, a javljaju se lokalno, na udaljenostima do 50 km od vulkana. Tektonski potresi su najjai, a njihov nastanak u veini sluajeva je posljedica kretanja blokova du rasjeda. Snaga ovih potresa ovisi o veliini pomicanja blokova. to je ono jae i bre, to je potres inenziviji i jai. Prema dubini hipocentre dijelimo na plitke (do dubine od 70 km) srednje duboke (od 70 do 300 km) i duboke (300 do 700 km). S obzirom na estinu pojavljivanja uoava se da veina potresa nastaje na granicma litosfernih ploa. Potresi s dubokim i srednje dubokim hipocentrima najei u zonama subdukcije (oko 90% nalazi se u graninoj zoni oceanske i kontinentske kore oko Tihog oceana), dok su plitki potresi najei u zonama spredinga i transformnim rasjedima (oceanski hrptovi). Po svojoj snazi su znaajni plitki potresi na transformnim rasjedima, a meu njima posebno se istie rajed San Angreas u Kaliforniji (SAD). Kao drugo arite potresa istie ire Sredozemno podruje koje se produava na Aziju, a kod Malajskog arhipelaga se spaja s Pacifikim podrujem. Seizmizam Europe, koji predstavlja 3-4% svjetskog, ogranien je upravo na njen Sredozemni dio. Prilikom pojave potresa mjeri se njihova jaina na povrini Zemlje i osloboena energija u hipocentru. Jaina potresa na povrini Zemlje naziva se intenzitet, a mjeri 31

se na osnovu iskustvene ljestvice zasnovanom na osnovu ljudskih opaanja na osnovu dogaanja na povrini (tete na zgradama i promjene na tlu). Od vie ljestvica takve vrste, a na osnovu prijedloga meunarodog seizmolokog udruenja 1917. god. u primjeni je Mercalli - Cancani - Siebergova (MCS) ljestvica od 12 stupnjeva. Jaina osloboene energije u hipocentru naziva se magnituda, a mjeri se u 9 stupanjskoj Richterovoj (koji ju je prvi primijenio) skali posebnim instrumentima seizmografima. Osloboena energija mjeri se u joulima, a ljestvica je logaritamska (amplituda potresnih valova raste deseterostruko za svaki broj na ljestvici). Seizmografi su ureaji koji mjere brzinu potresnih valova i osloboenu energiju koju prenose, a na osnovu njihovog irenja se i odreuje mjesto hipocentra. Meutim, postoji vie vrsta potresnih valova koji se ne ire jednakom brzinom, a uz to na njihovu brzinu utjee i unutranji sastav Zemlje. Povrinski valovi (L) se najsporije ire i to samo kroz litosferu, ali zato imaju najveu ruilaku snagu potresa. Njihovo irenje uz povrinu Zemlje je dvojako: u obliku koncentrinih krugova i vodoravno. Meu dubinskim valovima po brzini i nainu irenja od hipocentra razlikujemo longitudinalne (primarne P) i transverzalne (sekundarne S) valove. Longitudinalni valovi ire se velikom brzinom (prosjeno oko 8 km/sek) u obliku kuglastih valova kroz sve materijale u unutranjosti Zemlje. Pri tome osciliraju u smijeru irenja steui i rasteui materijal. Za razliku od njih, transverzalni valovi su sporiji (prosjeno oko 6 km/sek), vibriraju okomito na smijer irenja, a pri tom prolaze samo kroz vrst materijal, te zaobilaze Zemjinu jezgru. Upravo brzina irenja valova (odnosno vremenska razlika pojave P, S i L valova koji su najsporiji) omoguava tono odreivanje epicentra. On se odreuje na osnovu dobivenih mjerenja vie (obino tri) seizmografa, a na mjestu gdje se oni presijecaju nalazi se epicentar. Izoseiste su linije koje spajaju sva mjesta jednakog intenziteta potresa. irenje unutranjih potresnih valova ima veliko znaenje u geofizici pri upoznavanju unutranje grae Zemlje. Upravo na osnovu razliite brzine irenja valova, a osobito zbog promjene pravca irenja pri nailasku na dijelove razliite gustoe gdje dolazi i do njihovog skretanja, dolo se do spoznaja o lupinastoj grai Zemlje. Ove promjene prvi je uoio prilikom potresa u Pokupskom (1909. god.) voditelj opservatorija u Zagrebu Andrija Mohorovii, te je njemu u ast nazvana granica izmeu Zemljine kore i plata. Vibriranje i pomicanje tla utjee na njegovo pucanje. Tako je npr. 1891. god. u Japanu dolo do stvaranja pukotine duge 100 km sa skokom i do 6 m, a jedna od 32

najuoljivijih takovih pukotina je rasjed San Andreas dug oko 1000 km. Podrhtavanje tla uz to aktivira brojne odrone i klizita koji takoer stvaraju velike tete. Potresni valovi izazivaju stiskanje pukotina u stijenama, pa i u suno doba moe doi do poplava kao to je bio sluaj 1993. god. u Luisiani (SAD). Osim toga potresi utjeu na promjenu kretanja vode u podzemlju, promjenu njenog nivoa, presuivanje i pojavu novih izvora, te promjenu teenja rijeka. Takoer prilikom potresa dolazi do oteenja plinskih i vodovodnih cjevovoda, elektrinih instalacija, a esto uzrokuju poare u gradovima (Dubrovnik 1667., Zagreb 1880., San Francisco 1906., Yokohama 1923.). Potresi jai od 5 stupnjeva MCS ljestvice poinju izazivati materijalne tete, a oni jai od 8 stupnjeva se nazivaju tetnim jer rue oko 25% zgrada. Osim ruilake snage oni pri tom izazivaju i ljudske nesree, jer pri ruenju mnogi ljudi stradaju. Na naem podruju poznati su jaki potresi koji su pogodili Dubrovnik (1667. g.), Rijeku (1750. g.), Zagreb (1880. g.), Makarsku (1923. i 1962. g.), Imotski (1942. g.) Slavonski Brod (1964. g.) Knin (1976.) i Ston (1996.). Razorna snaga potresa osobito dolazi do izraaja na graevinama koje se nalaze na rastresitim materijalima (u nevezanom tlu moe nastati vidljivo valovito gibanje valovi visine do 30 cm, razmaka do 9 m). Dok te graevine mogu biti u potpunosti sruene, one izgraene na vrstoj podlozi u njihovoj neposrednoj blizini ostaju ak neoteena. Takav sluaj bio je prilikom potresa u Mexico Citiju 1985. god. Zbog toga se prije gradnje veih objekata, radi pravilnog temeljenja da se izbjegne rizik prilikom mogueg potresa, provode mikroseizmika istraivanja. Podmorski potresi izazivaju tsunamije. Ovi valovi ire se velikom brzinom (800 km/sat), a na moru su jedva vidljivi (do 1 m visine), dok u obalnom dijelu dosegnu visinu veu i od 30 m, a svojom snagom izazivaju velike katastrofe. Prilikom izvoenja radova ovjek vrlo esto stvara umjetne potrese. To se prvenstveno odnosi na zahvate u kojima se obavljaju minerski zahvati. Ovi potresi utjeu na promjenu postojeih odnosa u litosferi, a meu njima se osobito istiu oni potresi koji su izazvani podzemnim ekspozijama atomskih i hidrogenskih bombi. MCS LJESTVICA: I. stupanj: slabi potresi koje registriraju samo seizmografi. II. stupanj: lagani potresi koji se osjete samo na viim katovima zgrada. III. stupanj potresi koje neke osobe osjete kao da kola prolaze ulicom. 33

IV. stupanj: umjereni potresi koji se osjete u zgradama, ali ne i na otvorenom prostoru. V. stupanj: jaki potresi koji se osjete i u zgradama i na otvorenom prostoru. VI. stupanj: jaki potresi koji ve oteuju slabije zgrade i stvaraju pukotine na jaima. VII. stupanj: vrlo jaki potresi koji uzrokuju vee tete na zgradama. VIII. stupanj: potresi koji se nazivaju tetnima, a oteuju oko 25% zgrada, stvaraju pukotine u tlu i klizanje. IX. stupanj: razorni potresi koji teko oteuju 75% zgrada; mostovi se rue, brane pucaju, eljeznike tranice se savijaju, nastaju pukotine u tlu, pojavljuje se voda, teren klizi itd. X. stupanj: pustoni potresi koji oteuju 75% zgrada, rue se mostovi, pucaju brane itd. XI. stupanj: katastrofalni potresi s razaranjem gotovo svih zgrada do temelja, nastaju iroke pukotine u tlu, klizanje, uruavanje itd. XII. stupanj: veliki katastrofalni potresi koji rue sve kue do temelja i uzrokuju sve promjene koje su ve spomenute kod niih stupnjeva, samo u jaem intenzitetu.

ENDOGENI POKRETI I OBLICI SLOJ Stijene nam mogu odgovoriti na pitanje kakvi su odnosi vladali pri njihovom nastanku. Meutim, vrlo rijetko se dogaa da one nisu poremeene i premjetene. Pri rekonstrukciji dogaanja veliko znaenje imaju slojevi, jer oni nam odraavaju uvjete u kojima su nastali. Sloj je osnovni pojavni oblik litosfere koji je najee izgraen od sedimentnih stijena (slojevi mogu biti i magmatskog postanka, nastali polaganim izlijevanjem magme ili stratifikacijom minerala prilikom hlaenja magmatskog tijela). Pojedini sloj nastaje u istovjetnim uvjetima taloenja i odraz je prilika u kojima je nastao, a na to nam ukazuje materijal od kojeg je izgraen (npr. od finog mulja u moru, pijeska naneenog vjetrom ili vodama tekuica, i dr.). Debljina slojeva varira od svega nekoliko mm, pa do 100 m, to ovisi o prostranosti bazena, vremenu i koliini istaloenog materijala. U pravilu, prvobitni poloaj slojeva je horizontalan, dok ih danas zbog utjecaja endogenih pokreta moemo nai u razliitim 34

poloajima, a s obzirom na starost i u razliitim odnosima. Izuzetno, moemo pronai primarno nagnute slojeve neposredno uz obalu mirnih jezera, deltama ua rijeka, na strmoj strani sipina itd. Kosu i unakrsnu slojevitost proizvode struje koje donose materijal, ako su dovoljno jake i ako esto mijenjaju smjer. U veini sluajeva nagnutost i savijenost slojeva posljedica je naknadnih tektonskih poremeaja, te je vano makar samo pretpostaviti njihov primarni poloaj, da bi se mogao ocijeniti stupanj poremeenosti.

Sl. Fluvial cross beds of Devonian age at Pease Bay, Scotland. Sloj je ogranien vertikalno i horizontalno. Njegovo horizontalno protezanje odraava povrinu prostora u kojem je nastao kao produkt potpuno odreenih uvjeta. Sloj prestaje tamo gdje takvih uvjeta nije bilo, to ne znai da nije bilo taloenja pod drugim uvjetima, odnosno nastanka slojeva drugaijih znaajki. Takva mjesta gdje se dodiruju slojevi razliitih obiljeja uvrijeen je izraz isklinjavanje. Odreivanje poloaja slojeva omoguavaju izdanci (dijelovi sloja vidljivi na Zemljinoj povrini). Kod poloaja sloja mjere se tri dimenzije: smjer nagiba, nagib sloja i pravac pruanja, a odreuju se geolokim kompasom. Pruanje sloja odreuje se prema stranama svijeta, a predstavlja njegovo sjecite s vodoravnom ravninom. Smjer nagiba predstavlja pravac u kojem je sloj nagnut, a odreuje se kutem to ga taj

35

pravac zatvara sa smjerom sjevera, dok nagib predstavlja ustrmljenje prema horizontalnoj ravnini. Svaki sloj je omeen sa dvije slojne plohe, donjom i gornjom, koje nastaju kao posljedica prekida ili promjene uvjeta taloenja. Donja slojna ploha nastaje prilikom poetka taloenja, a gornja na prestanku taloenja. Odnos meu slojevima moe biti dvojak. Svi slojevi koji se nalaze ispod odreenog (promatranog) sloja ine njegovu topografsku krovinu, dok oni ispod ine njegovu topografsku podinu, a prema starosti se dijele na starije koji ine stratigrafsku podinu i na mlae koji ine stratigrafsku krovinu. Kod slojeva, koji su u normalnom poloaju topografska i stratigrafska krovina i podina se podudaraju, dok je kod prebaenih naslaga to obrnuto (u topografskoj krovini se nalaze mlai, a u podini stariji slojevi). Da bi se odredilo u kakvom su meusobnom odnosu slojevi, potrebno je poznavati njegov poloaj, odnosno razlikovati donju od gornje plohe. Tim se bavi stratigrafija, dio geologije koji prouava geoloku prolost Zemlje. Kad su slojevi paralelni, bez veih prekida sedimentacije (bez obzira jesu li vodoravni ili borani) nazivamo ih konkordantni ili konformni slojevi. No esto se dogaa da su slojevi meusobno poloeni pod nekim kutom divergencije te se tad kae da su meusobno diskordantni. Uzrok takvom poloaju je razliit, ali je prekid najee vezan uz poremeaje sedimentacije, a izmeu slojeva tada postoji stratigrafska praznina (hiatus).

36

37

38

39

40

BORE Tektonskim pokretima litosfera je deformirana pri emu su nastale plastine i krte deformacije stijena. Plastine deformacije stijena predstavljaju bore.

Sl. Borani jurski sedimenti Dorset, Engleska. Nastaju savijanjem stijena pod utjecajem bonih pritisaka ili kompresije koji dolaze iz dva suprotna pravca u litosferi. Potpuna bora sastoji se od njenog ispupenog (konveksnog) dijela antiklinale i ulegnutog (konkavnog) sinklinale, dok se dio koji ih spaja naziva srednji krak bore. Tjeme antiklinale predstavlja najizboeniji dio izgraen od stratigrafski najmlaih naslaga, a jezgra sredinji dio antiklinale izgraen od najstarijih naslaga. Kod sinklinale njena jezgra predstavlja dio izgraen od stratigrafski najmlaih, a dno dio izgraen od stratigrafski najstarijih naslaga. Osna ploha prolazi kroz najzakrivljeniji dio antiklinale i sinklinale dijelei ju na dva krila. Obzirom na poloaj osne plohe prema vodoravnoj ravnini bore se dijele na uspravne, kose, prebaene, polegle i utonule bore. Na osnovu poloaja osne plohe i krila bore mogu biti normalne, izoklinalne i lepezaste, kutijaste. Dijapirske i koljenaste bore ili fleksure predstavljaju posebne vrste bora. Dijapirske bore imaju izgled poput lee. Nastaju od materijala koji imaju manju gustou te pod tlakom doe do njihovog probijanja prema viim dijelovima litosfere. Leita soli i gipsa esto zapravo predstavljaju dijapirske bore.

41

Koljenaste bore jedine nastaju irenjem prostora, i imaju samo jedno krilo, a njegovim daljim kretanjem mogu prei u rasjed. Bore, odnosno njihovi dijelovi antiklinale i sinklinale esto su prepoznatljivi u reljefu. Antiklinale predstavljaju uzvienja, a sinklinale udubljenja. Takav je sluaj i na podruju Kornatskog otoja, gdje antiklinale zapravo otoci, a sinklinale paralelni kanali. U tom sluaju odnosa bora i morfologije terena radi se o normalnom reljefu. Takoer, i naa najdua planina Velebit zapravo predstavlja krilo antiklinale. meutim ponekad se dogaa u prirodi da moe doi do obrata, da sinklinale predstavljaju uzvienja, a antiklinale udubljenja, pa se tada radi o inverznom reljefu, no to je uvjetovano oblikom bora (polegle, utonule i dr.).

Sl. Cheveron Folds, Devon

42

43

44

45

46

RASJEDI Rasjedi predstavljaju krte deformacije stijenskih naslaga u litosferi, a mogu nastati pod utjecajem sila gravitacije, ekspanzije (razdvajanja) ili kompresijskim pritiscima. U trenutku kad pritisak nadjaa elastinost stijena dolazi do njihovog pucanja i stvaranja dvaju stijenskih blokova -krila. Ona se kreu du rasjedne plohe -paraklaze, koje mogu biti uspravne ili nagnute u razliitim pravcima. Krilo koje se nalazi iznad paraklaze naziva se krovinsko, a ono ispod -podinsko. Ovisno o smjeru pritiska, pomak krila moe biti prema gore, dolje i horizontalan. O odnosu kretanja krovinskog prema podinskom krilu uz nagnute (kose) paraklaze, rasjede dijelimo na normalne i reversne. Kod normalnog rasjeda dolazi do sputanja krovinskog krila u odnosu na podinsko, a karakteristini su za ekspanziju prostora. Suprotno tome, kod reversnih rasjeda krovinsko krilo se izdiglo, a karakteristini su za prostore koji su izloeni kompresijskim pritiscima. Du paraklaze krila se mogu kretati preteno okomito, uz male horizontalne pomake. Meutim, kod nekih rasjeda zabiljeen je samo horizontalni pomak krila du paraklaze, a nazivamo ih horizontalnim ili transkurentnim. U prirodi, pojedinani rasjedi su rijetki. Najee se javljaju u grupama, pa se mogu razlikovati strukture izgraene od njih. Tektonske grabe nastaju od dva ili vie rasjeda kad doe do sputanja krila. Za razliku od tektonskih graba, horstovi su uzvienja koja su omeena rasjedima. Ljuskave strukture nastaju sistemom reversnih rasjeda, dok stepeniaste strukture nastaju od veeg broja normalnih rasjeda, a esto omeuju horstove ili tektonske grabe. Reljefni oblici nastali rasjedanjem esti su u prirodi. Tako na primjer, doline rijeka Rajne u Njemakoj i Save predstavljaju tektonske grabe. Meutim, dubina ovih tektonskih graba znatno je vea, ali je ispunjena mlaim sedimentima. Gromadna gorja u naem dijelu Panonske nizine predstavljaju horstove koji su izdignuti mlaim tektonskim pokretima. Rasjedi koji imaju strmiji nagib paraklaze, odnosno izdignutog krila mogu se prepoznati u prirodi kao strmci. No, pri vanjskom oblikovanju reljefa veliko znaenje imaju manje bone i paralelne pukotine koje nastaju prilikom rasjedanja. Uz to one stijene ine poroznima, a neke i vodopropusnima (karbonate) to osobito veliko znaenje ima u karbonatnim stijenama pri oblikovanju krkog reljefa.

47

48

49

NAVLAKE Navlake predstavljaju strukturne jedinice litosfere u kojima krovinske naslage lee preko podinskih naslaga, a nastaju kao posljedica kompresije. Grade velike planinske lance kao to su Alpe, tako da ih se zbog velikih dimenzija teko moe vidjeti u cjelini. Vanjskim procesima navlake su esto erodirane tako da podinske naslage mjestimino izbijaju na povrinu kao okna, a izolirani manji dijelovi navlake zaostaju kao navlaci. Epirogeni pokreti koji djeluju u litosferi izazivaju polagano izdizanje i sputanje pojedinih dijelova litosfere, pri emu ne dolazi do boranja, rasjedanja i navlaenja. Prilikom sputanja dolazi do stvaranja mora i oceana, a pri izdizanju kopna. Epirogeni pokreti su najuoljiviji upravo u priobalnim podrujima. Napredovanje vode na kopno poznato je kao transgresija, a povlaenje mora kao regresija. Tako se na primjer uoava da naa, istona strana Jadranskog mora tone, dok se zapadna (talijanska) izdie.

50

GEOLOKA PROLOST Stijene Zemljine kore kriju u sebi tragove nekadanjeg ivota. To osobito vrijedi za sedimentne stijene koje u sebi kriju fosile. Fosili su ostaci ivotinja i biljaka iz proteklih razdoblja Zemlje, a proces pretvorbe uginulog organizma u fosil nazivamo fosilizacija. Fosili pobuuju panju od pradavnih vremena, koriste se kao nakit i ugrauju u mitove. Meutim jo staroegipatski sveenici i stari Grci pokuavaju ih interpretirati kao dokumente prolog ivota na Zemlji. No sve do druge polovice 18. stoljea trebalo je ekati da se fosili primijene za datiranje starosti sedimenata litosfere. Danas, fosili se koriste kao dokumenti za rekonstrukciju razvoja Zemlje i uvjeta ivota na njoj. Velik broj ivotinja, ali i biljaka izluuje karbonatne skelete, pa se zbog toga lake fosiliziraju. Procesi fosilizacije su: petrifikacija inkrustacija karbonizacija mumifkacija konzervacija Petrifikacija (okamenjivanje) vrlo malo izmijeni ljuture, kuice, oklope i karbonatne cijevi koje su izluile ivotinje i biljke kao sastavni dio tijela. Prilikom procesa fosilizacije voda koja sadri otopljene mineralne tvari ispuni svaku mikroskopsku poru skeleta. Organska tvar zamjenjuje se anorganskom, te nastaje okamina. Oblik ostatka se posve sauva, a skelet postaje vri i tei. Za paleontologiju (dio geologije koja se bavi prouavanjem fosila) osobito su znaajni fosili prelaznih oblika koji imaju osobine primitivnih i naprednih skupina. Na osnovu njih mogue je napraviti rekonstrukciju razvojnog puta ivotinjskog i biljnog svijeta, jer mlai organizmi redovito su savreniji od starijih. Pri odreivanju starosti pojedinih slojeva sedimentnih stijena koriste se provodni fosili. Naime, oni su karakteristini samo za manja geoloka razdoblja, pa je na osnovu njih mogue odrediti relativnu 51 sl. Ellipsocephalus hoffi, s. kambrij, eka

starost. Upravo na osnovu pojave provodnih fosila mogue je odrediti redoslijed slojeva stijena i utvrditi poremeaje do kojih je dolo. Za razliku od fosila, pomou novih metoda, koje se zasnivaju na brzini raspada radioaktivnih elemenata je mogue odrediti apsolutnu starost. No ee se koristi vrijeme njihovog poluraspada, odnosno vremenski raspon u kojem je potrebno da se od bilo kojeg broja radioaktivnih elemenata raspadne polovica. Meu njima se istiu s obzirom na vrijeme poluraspada izotopi rubidija (Rb87), urana (U235) s 713 mil., i uran (U238) sa 4 milijarde i 498 mil. godina to odgovara i starosti Zemlje. Meutim za mjerenja mlaih sedimentnih stijena koristi se i ugljik (C 14) iji je vijek poluraspada 5770 godina, a s njim se mogu dobiti podaci za starost od 70 000 godina. Povijesni razvoj Zemlje dijeli se na etiri osnovne ere: predkambrijsku ili prethistorijsku, paleozojsku ili primarnu, mezozojsku ili sekundarnu i kenozojsku ili tercijarnu, a svaka era se dalje dijeli na manje periode i epohe. Predkambrijska era predstavlja razdoblje Zemljine povijesti koje je poelo pred 4,5 milijardi godina, a prestalo je pred priblino 570 mil. godina. iz tog razdoblja Zemljinu povrinu izgrauje 20 % stijena. Prvenstveno su to eruptivne i metamorfne stijene. Magmatske stijene nam ukazuju da je Zemljina kora nastala hlaenjem magme. Danas, uzdignuti dijelovi ovog prvog kopna predstavljaju titove (npr. Kanadski), dok su nii dijelovi ispunjeni sedimentima i predstavljaju ploe (Ruska). Za ovo razdoblje vezani su i prvi tragovi ivota. Oni su otkriveni na podruju june Afrike, a stari su 3,5 milijardi godina, a najvjerojatnije se radi o modrozelenim algama. Postupno javljaju se i drugi organizmi (meduze, koralji, spuve) koji ukazuju da je ivot u prekambriju proao znatan evolucijski put u dva smjera, u jednom su se razvijali biljni, a u drugom ivotinjski organizmi. U paleozoiku su poznate starija, kaledonska orogeneza (koja traje oko 200 godina) u periodu od kambrija do devona i mlaa, hercinska orogeneza u periodu karbona i perma. Prema A. Wegeneru postojao je samo jedan kontinent Pangea koji se poslije postupno razlomio na manje dananje. Mlai paleozoik obiljeava bujan ivot beskraljenjaka u morima, koji u starijem paleozoiku izumiru. Tijekom starijeg paleozoika javljaju se prvi morski kraljenjaci (ali s hrskaviavim kraljenicama). Paleozoik obiljeava i pojava prvih kopnenih biljaka (papratnjae visoke do 30 metara), vodozemaca, gmazova. Tijekom mezozoika dolazi do raspadanja Pangee na pojedine kontinente. U geosinklinali Tetidi, izmeu june Azije i Europe bila je jaka sedimentacija, a meu njima karbonatnih stijena od kojih su izgraeni Dinaridi i Alpe. Od perioda srednjeg trijasa poinje alpska orogeneza za 52

koje su nastala svi mlai gorski masivi na Zemlji. Meu ivotinjama ovog razdoblja istiu se veliki gmazovi, pojavljuju se prvi sisavci, dok kod biljaka prevladavaju kritosjemenjae. Kenozoik se dijeli na dva perioda: tercijar (traje oko 70 mil. god i kvartar (oko 2 mil. god.). Tijekom tercijara nastavlja se alpska orogeneza, i tad su zabiljeena najjaa izdizanja mladih planina. Na Zemlji se pojavljuju prvi primati, a prije 1,5 - 5,5 mil. god. i prvi Austrlopitek na podruju Afrike koji ini prijelaz izmeu majmuna subhumanog razvojnog smjera i pravih hominida. Period kvartara dijeli se na epohu pleistocena i holocena. Tijekom pleistocena obiljeava promjena ledenih i meuledenih doba koja su ostavila traga na oblikovanje reljefa i u viim podrujima Hrvatske. Pred 50 000 godina pojavljuje se ovjek. Zadnju epohu, odnosno holocen, zapoela je pred 10000 godina, a klimatske osobine sline su dananjima. No nju zapravo obiljeava razvoj ovjeka i njegov sve jai utjecaj, esto u suprotnosti s prirodom na dogaanja na Zemlji.

53

OBLICI I ELEMENTI RELJEFA

Zemljina povrina sastoji se od ravnina i neravnina koje nazivamo reljef. Oblikovanje reljefa posljedica je uzajamnog djelovanja endogenih (unutranjih) i egzogenih (vanjskih) procesa. Glavni endogeni pokretai oblikovanja reljefa Zemlje su njena unutranja toplina, tlak i sila gravitacije. Kao posljedica endogenih sila dolazi prvenstveno do kretanja (razmicanja i sudaranja) litosfernih ploa, pri emu nastaju najvei reljefni oblici na Zemljinoj povrini. Suneva energija i sila gravitacije (Sunca i Mjeseca) predstavljaju glavne pokretae egzogenih procesa pri oblikovanju reljefa. Egzogeni procesi svojim djelovanjem utjeu na preoblikovanje reljefa nastalog endogenim silama. To je najizraenije u viim podrujima gdje dolazi do sniavanja reljefa erozijom, dok s druge strane, u depresijama dolazi do akumuliranja erodiranog materijala. Pri tome nastaju razni reljefni oblici kao posljedica dugotrajnog, neprestanog, kombiniranog djelovanja endogenih i egzogenih sila i procesa, a dananji njihov izgled predstavlja samo trenutano stanje. Osnovni reljefni oblici Mogu se razlikovati pojedini reljefi oblici kao to su: uzvienja, udubljenja i ravnice, a mogu biti raznih veliina. Meu uzvienjima je brijeg najmanji, a visina mu ponekad dosee samo nekoliko desetaka metara. Slijede brdo, gora i planina, a mogu biti izdueni u obliku hrpta ili u obliku masiva bez prostorne orijentacije. Planinski sustavi i pojasevi posebno se istiu svojom veliinom i pruanjem. Udubljenja takoer mogu biti iznimno malih dimenzija kao ponikve u kru (samo nekoliko metara). Kotline su udubljenja koja su sa svih strana omeena planinama, a zavale su jo vee i od okolnog prostora su odijeljene velikim planinskim sustavima. Radom tekuica nastala su izduena udubljenja doline koje su nagnute u smijeru otjecanja rijeka. Dimenzije reljefnih oblika Prema dimenzijama, reljefni oblici mogu biti mali, obuhvaajui povrinu od samo nekoliko etvornih milimetara, pa do planetarnih dimenzija (kontinrnti i oceani). Kopneni dio Zemlje obuhvaa samo 29% njene povrine i ima primarno znaenje u ivotu ljudi. Reljef je od samog poetka znatno utjecao na prostorni razmjetaj i 54

njihov nain ivota. Nii predjeli osobito ravnice, oduvijek su privlaili ljude. Suprotno tome, planine su oteavale kmunikaciju i razdvajale ih. Na odnose visina kopna i dubina mora najbolje upuuje hipsografska krivulja. Takoje srednja visina kopna 840 metara, a najvii vrh 8848 metara (Mt. Everest). Prelaz s kontinenskih blokova u oceanske zavale predstavlja blago nagnuto priobalje (1-2) koje see do dubine od 200 metara i naziva se elf. Svjetsko more obuhvaa 71 % povrine Zemlje. Srednja dubina iznosi oko 3800 m, a najnia se toka nalazi na dubini od 11 304 m (Marijanski jarak), a srednja visina visina Zemljine povrine iznosi -2400 m. S obzirom na nadmorsku visinu, odnosno hipsometrijska obiljeja reljefa, izdvajaju se slijedea podruja: Nizne (0 do 200,) Pobra i nia gorja (200 do 500 m) Sredogorja (500 do 1500 m) Visoka gorja ili planine (vie od 1500 m) Podruje Svjetskog morja izdvaja se prema batimetrijskim (dubinskim) obiljejima na: Neritsku zonu (o do 200 m) Batijalnu zonu (200 do 3000 m) Abisalnu zonu (3000 do 6000 m) Hadalnu zonu (vie od 6000 m) Energija reljefa Energija reljefa ili vertikalna raslanjenost zapravo predstavlja relativnu visinu odreenog podruja u okviru 1 km, a najee se dijeli na: Ravnice (0 do 5m/km) Slabo raslanjene ravnice (5 do 30 m/km) Slabo raslanjen reljef (30 do 100 m/km) Umjereno raslanjen reljef (100 do 300 m/km) Izrazito raslanjen reljef (300 do 800 m/km) Vrlo izrazito raslanjen reljef (vie od 800 m/km)

55

Nagibi padina Nagibi padina takoer predstavljaju vaan elemrnt reljefa. Prema odnosu vertikalnog kuta to ga ini povrina padine s horizontalnom ravninom, reljef dijelimona: Ravnice (0 do 2) Blago nagnute padine (2 do 5) Nagnute padine (5 do 12) Znatno nagnute padine (12 do 32) Vrlo strme padine (32 do 55) Strmce ili litice (vie od 55)

56

EGZOGENI PROCESI I RELJEFNI OBLICI Osnovni reljef, a predstavljaju ga velike neravnine na Zemlji, oblikovan je endogenim pokretima. Meutim, on je izloen stalnom preoblikovanju vanjskim ili egzogenim procesima koje pokreu Suneva energija i sila gravitacije (Zemlje, Sunca i Mjeseca). Sila gravitacije osobito dolazi do izraaja pri oblikovanju visokih i strmih reljefnih dijelova gdje veliko znaenje ima djelovanje padinskih procesa. U planinskim podrujima esto je osipanje i uruavanje krja koje je nastalo kao posljedica troenja stijenske podloge. Tako nastalo krje akumulira se u podnojima. LAVINE Kao posljedica velikih nagiba, voda tekuica u tim podrujima ima svoju najveu erozijsku snagu. Za oblikovanje marinskih (morskih) reljefnih oblika vane su i morske mijene, iji je pokreta sila gravitacije Sunca i Mjeseca. Suneva energija djeluje izravno na Zemlju, utjee na kretanje u atmosferi, hidroloki ciklus i ivot na Zemlji. Na taj nain ona utjee na djelatnost vanjskih imbenika oblikovanja reljefa, a to su voda, led, vjetar i organizmi. Procesi kojima vanjski imbenici utjeu na oblikovanje reljefa mogu biti mehaniki iili fiziki, kemijski, bioloki, a u posljednje vrijeme sve je vei utjecaj ljudske djelatnosti. Meutim, oni esto zajedno djeluju. Fiziko ili mehaniko djelovanje je najvanije. Voda tekuica svojom erozijskom snagom, prenosei materijal iz izvorinih u nie dijelove, oblikuju fluvijalni reljef. U morima i jezerima mehanikim djelovanjem valova, mjena (plima i oseka) i morskih struja nastaju marinski (morski) i lakustrijski (jezerski) reljefni oblici. Za hladnija podruja, gdje su prosjene temperature nie od 0 C, karakteristino je oblikovanje reljefa utjecajem leda, pa nastaju glacijalni i periglacijalni reljefni oblici. Atmosferske vode spiranjem, kao i mehaniko raspadanje stijena izazvano kolebanjima temperature, oblikuju padine. U sunijim podrujima vjetrovi zbog nedostatka i zatitnog djelovanja vegetacije svojom snagom prenose sitnije estice, oblikujui tako eolski reljef. Kemijsko oblikovanje reljefa karakteristino je za topljive stijene, osobito karbonate na kojima se formira krki reljef, i tropska podruja gdje su visoke temperature i vlanost. Biogeni procesi oituju se fizikim, kemijskim i organogenim djelovanjem. Biljke prilikom ukorjenjivanja pritiu i razaraju stijensku podlogu, ali istodobno je razaraju i kemijskim humusnim kiselinama. Suprotno tome, pri biogenom oblikovanju reljefa treba istaknuti sedrotvorce, koralje i ume mangrove ijim djelovanjem nastaju

57

akumulativni reljefni oblici. Na kraju, pri oblikovanju reljefa sve veu vanost ima ljudska djelatnost (gradnja nasipa, usjeka i dr.) TROENJE STIJENA Troenje stijena moe biti mehaniko ili fiziko, kemijsko i bioloko. Mehaniko raspadanje stijena karakteristino je za suna podruja s velikim dnevnim amplitudama temperature. Zbog nedostatka vegetacije i njezina zatitnog djelovanja tijekom dana dolazi do jakog zagrijavanja stjenovite podloge, pri emu se poveava njen volumen. Suprotno tome, tijekom noi dolazi do hlaenja koje prati smanjivanje volumena stijena. Zbog takvih izmjena dolazi do pucanja stijena. U podrujima s temperaturama niim od 0 C stijene se troe i zbog mehanikog djelovanja leda. Voda koja dospije u pukotine u stijenama, pri leenju poveava svoj volumen. To rezultira poveanjem pritiska, te led na taj nain drobi stijenu. Kao posljedica dugotrajnijeg i jaeg zamrzavanja prisojnih strana na planinama, na njima je izrazitije i mehaniko raspadanje. Korozija je najvaniji nain kemijskog troenja stijena. Oborine koje sadre apsorbirani ugljini dioksid (CO2) iz zraka otapaju karbonatne stijene, a meu njima se po svojoj podlonosti kemijskom troenju posebno istie vapnenac. Osim na povrini, korozija otapa vapnenake stijene i u unutranjosti Zemljine kora. Na to najbolje upuuju dosad poznate dubine jama. Lukina jama na Velebitu, najdublja u Hrvatskoj, istraena je do dubine od 1392 metra, a najdublja jama na Zemlji, Lamprechtsofen-Vogelschacht blizu Salzburga u Austriji, duboka je 1632 metra. Za vlana tropska podruja karakteristino je jako kemijsko troenje magmatskih i metamorfnih stijena. Voda ovdje prodire u njihovu kristalnu strukturu. Debeli pokrov tla, meu kojim prevladava glina kaolinit, dosee debljinu i od nekoliko desetaka metara. Zato to sadre veliku koliinu eljeza i aluminija ta tla imaju crvenu boju. Biogeno razaranje najee predstavlja kombinirano kemijsko i mehaniko troenje stijena. Biljke prilikom svog ukorjenjivanja mehaniki drobe stjenovitu podlogu, ali istodobno je i otapaju svojim kiselinama. Kemijsko troenje stijena osobito je izraeno kad biljni organizmi rastu na vapnenakoj podlozi. U takvim sluajevima troenje vapnenca zbog znatno vee koliine CO2 biljnog porijekla u talnoj vodi moe biti i do desetak puta vee. 58

-

Vanjski utjecaji koji uvjetuju pojavu odgovarajuih erozijskih procesa te oni stvaraju odreene reljefne forme (erozijske i akumulacijske) PADINSKI PROCESI: Fiziko troenje - mehaniko drobljenje i usitnjavanje stijena Denudacija spiranje i ogoljavanje rasteristog dijela pedosfere i ogoljavanje stijenske podloge KEMIJSKO TROENJE mijenjanje i preinaavanje stijenskog sastava stijena utjecajem vode, zraka i dr., a uvjetovano je klimom, litolokim sastavom i tektonikom. Najizraenije je u tropskom vlanom podruju gdje dosee do razine izdani (20 30 m), odnosno uslijed tektonike (pukotine) i dublje.

-

Proces topljenja stijena ne postoje stijene koje su u potpunosti netopive. Proces otapanja karbonatnih stijena korozija Proces oksidacije Proces hidratacije Abrazija mehaniki rad oceanskih, morskih i jezerskih valova Rijena ili fluvijalna erozija - mehaniki utjecaj vode tekuica Nivalni proces mehaniki utjecaj snijega Egzarazija mehaniko oblikovanje ledom deflacija mehaniko Oblikovanje vjetrom - korazija i deflacija Biogeni procesi Antropogeni procesi

Monogenetski oblici nastali oblikovanjem jednog od procesa Poligenetski oblici kad je prisutno dva ili vie procesa u oblikovanju Polimorfija promjene oblikovanja reljefa uslijed promjene fiziko-geografskih uvjeta (litoloki sastav, klima, reljef, vegetacija, tlo...) modifikatora Monofazni oblici kad se sve u njihovoj morfolokoj evoluciji odvija kontinuirano Polifazni oblici kad su prisutne promjene Eustatiki nivo predstavlja bazu za eroziju na kopnu, a predstavljena je razinom mora. Ujedno to je i apsolutna donja erozijska baza Lokalna erozijska baza predstavlja najniu razinu odreenog podruja

59

KLIMAGEOMORFOLOKA PODRUJA Klima predstavlja jedan od najvanijih egzogenih faktora oblikovanja reljefa na Zemlji. Utjee na pojavu i intenzitet geomorfolokih procesa, i to direktno i indirektno (voda, vegetacijski pokrov i pedosfera). S obzirom na klimatske osobine Zemlje, uoava se vie podruja u kojima dominiraju odreeni procesi pri oblikovanju reljefa. Humidno klimatsko podruje karakteristino je za podruja gdje vei dio oborinske vode otjee tekuicama, nego to ispari ili se gubi u podzemlju. Kao posljedica toga prevladava oblikovanje reljefa padinskim procesima i fluvijalnom erozijom. Tom klimatskom podruju pripadaju i tropski dijelovi gdje je jako kemijsko oblikovanje reljefa uvjetovano velikom koliinom vlage i visokim temperaturama. Aridno klimageomorfoloko podruje prevladava na dijelovima Zemljine povrine gdje je prosjena godinja koliina oborina manja od 250 mm. Obuhaa rubna tropska i suptropska podruja u zoni polja visokog tlaka, kontinentalne dijelove

60

Euroazije, Afrike i Australije. Velika dnevna kolebanja temperature i nedostatak vegetacije pogoduju jakom zagrijavanju stijenske podloge koja se zbog toga mehaniki raspada, stvarajui pustinje. U dijelovima tih pustinjskih podruja, gdje su jaka strujanja zraka, javlja se vjetar kao bitan inilac u oblikovanju reljefa. Periglacijalno klimageomorfoloko podruje obuhvaa subpolarna podruja, a u manjoj mjeri se javlja i u visokim planinama, gdje je srednja godinja temperatura nia od 0 C, a praena je malom koliinom oborina. Na tim podrujima prevladava smrznuto tlo ili permafrost, iji se povrinski dio samo povrinski otopi za kratkih ljeta. Obuhvaa velika podruja Aljaske, Kanade i Euroazije gdje se zbog kontinentalnosti javlja ve na 50 s. g. . Glacijalno klimageomorfoloko podruje obuhvaa polarne krajeve i vie planinske dijelove gdje su temperature takoer nie od 0 C. Prevladavaju oborine u obliku snijega, pri emu je otapanje manje od akumulacije. Na taj nain se postupno stvaraju ledenjaci koji su glavni faktor u oblikovanju reljefa.

61

PADINE, PADISKI PROCESI I RELJEFNI OBLICI PADINE Padine predstavljaju dijelovi Zemljine povrine iji je nagib vei od 2. Oblikovanje padina uvjetovano je endogenim i egzogenim silama i procesima. Osnovne neravnine uvjetuju endogene sile i procesi koje su poslije izloene kontinuiranom djelovanju egzogenih sila i procesa. Snaga kojom e egzogeni procesi djelovati na oblikovanje padina ovisi o tvrdoi i vodopropusnosti stijenskog sastava, nagibima, klimatskim osobinama i vegetaciji. Pod utjecajem sile gravitacije, mehaniki ili kemijski nastao rastresit mateijal regolit niz padinu pokreu padinski ili derazijski (lat. deradere = grebati) procesi. Prema obliku, padine dijelimo na: -Konveksne ili ispupene koje su istodobno i destrukcijske. Njihov oblik posljedica je mladog izdizanja. Ovaj tip padina dominira na Medvednici. -Konkavne ili udubljene su stare padine s odmaklom denudacijom. Izuzeci su vezani uz meandarsko korito i ledenjake doline. -Normalne padine kad dolazi do sukcesije konveksnog (gornjeg) i konkavnog (donjeg) dijela padine, a odvaja ih (zamiljena) inflekcijska linija. -Strmci, litice ili eskarpmani su padine (ili njihovi dijelovi) nagiba veeg od 550. Mogu biti egozogeni i strukturni. Egzogeni strmci su npr. Klifovi nastali mehanikim djelovanjem valova, a strukturni nastaju kao posljedica nagiba slojeva ili rasjedanjem. normalne, konveksne, konkavne, kose, a one s veim nagibom od 55 na strmce. SPIRANJE I JARUENJE Meu derazijskim procesima koji oblikuju padine najizraenije je spiranje i jaruenje oborinskim vodama. Spiranje ovisi o vie faktora. Najvaniji su su sastav zemljita, nagib padina, vegetacija i intenzitet oborina. Do spiranja dolazi u sluaju kada koliina oborina prijee kapacitet pukotina (upljina) u tlu ili stijenskoj podlozi, te dolazi do otjecanja niz padinu. Spiranje je izraenije na strmim padinama koje su prekrivene rastresitim pokrovom, nego na blagim padinama i onima na ijoj su povrini tvrde stijene. Vegetacija u znatnoj mjeri ublaava spiranje. Kronje stabala, osobito lie, smanjuje snagu oborina, korijenje vee tlo i usporavajui povrinsko otjecanje smanjuje erozijsku snagu vode. U sluajevima kad je otjecanje oborinske 62

vode plono to je spiranje, a ako je otjecanje linearno onda govorimo o bujienju ili jaruenju. Obilnije i jake oborine u obliku pljuskova poveavaju intenzitet spiranja i jaruenja. Svaka padina izloena je destrukciji udarom kinih kapi. Pri otjecanju niz padinu kine kapi oblikuju mala udubljenja kine brazede. Dalje, pri otjecanju niz padinu i spajajui se, oborinska voda na padinama stvara vodene mlazove koji odnose rastresit pokrov i stvaraju ljebasta udubljenja vododerine, te vea udubljenja jaruge, koje su zapravo nastale djelovanjem bujica (nastaju spajanjem vie vodenih mlazova). Raspadnuti materijal voda akumulira u podnojima gdje se smanjuje njena transportna snaga u obliku stoastih uzvienja deluvijalnih (podno vododerina) i proluvijalnih (podno jaruga) kupa. Jako spiranje ponekad oblikuje i duboke vododerine i jaruge na maloj povrini, poznate pod nazivom badland. Takve reljefne oblike imamo na flinom podruju Istre. U sluajevima kad se u rastresitom pokrivau nalaze vei kameni blokovi, oni podlogu ispod sebe tite od spiranja te ona zaostaje u obliku zemljanih piramida. PUENJE, TEENJE I KLIENJE Procesi puenja, teenja i klienja podrazumijevaju sputanje rastresitog pokrova ili stijenske mase niz padine pod utjecajem gravitacije. Puenje ili deflukcija se javlja u sluajevima kad se povrinski raspadnuti materijal - regolit prokomjerno navlai ili kad se ispod njega nalazi zaleeni dio. Puenje povrinskog raspadnutog materijala odvija se vrlo sporo, obino 1 do 2 cm godinje (maksimalno do 3 cm). Puenje je karakteristino za sve padine u umjerenom