Predavanje 4Predavanje 4Vanjska dinamika ZemljeVanjska dinamika Zemlje

Podzemna vodaPodzemna vodaPoroznostPoroznost

►► Zemlja je izvor i potroZemlja je izvor i potroššaaččenergije. Glavni vanjski energije. Glavni vanjski izvor energije je Sunce. izvor energije je Sunce. Dio SunDio Sunččevih zraka se, evih zraka se, prolaskom kroz zemljinu prolaskom kroz zemljinu atmosferu, reflektira atmosferu, reflektira natrag u svemirski natrag u svemirski prostor, dio se potroprostor, dio se potrošši, i, ostatak se apsorbira u ostatak se apsorbira u donjem dijelu atmosfere.donjem dijelu atmosfere.

►► Do Zemlje dopire 60 % Do Zemlje dopire 60 % zraka. Vizraka. Višše na ekvatoru, a e na ekvatoru, a manje na polovima.manje na polovima.

►►Te razlike u koliTe razlike u količčini energije, tj. topline ini energije, tj. topline uzrokuju cirkulaciju zraka na Zemljinoj uzrokuju cirkulaciju zraka na Zemljinoj povrpovrššini, kojom se pokuini, kojom se pokuššava toplina ava toplina pravilnije rasporediti (ciklonapravilnije rasporediti (ciklona--anticiklona).anticiklona).

►►Primarna sila koja djeluje na zemlji je Primarna sila koja djeluje na zemlji je gravitacija. Gravitacijsko djelovanje Sunca i gravitacija. Gravitacijsko djelovanje Sunca i Mjeseca (koji viMjeseca (koji višše?) uzrokuje morska doba e?) uzrokuje morska doba (plima i oseka).(plima i oseka).

►►Uz gravitaciju , zbog njezine vrtnje na Uz gravitaciju , zbog njezine vrtnje na Zemlju djeluje i centrifugalna sila. Zemlju djeluje i centrifugalna sila. RezutataRezutatadjelovanja gravitacije i centrifugalne sile je djelovanja gravitacije i centrifugalne sile je sila tesila težža.a.

►►PovrPovrššina Zemlje je nepravilna ina Zemlje je nepravilna tjtj unduliranaunduliranapa se nazva pa se nazva geoidgeoid ššto predstavlja plohu to predstavlja plohu koja ima vrijednost sile tekoja ima vrijednost sile težže na razini mora. e na razini mora.

►►Zemljin Zemljin magnetizammagnetizam. Najve. Najvećći dio Zemljina i dio Zemljina magnetskog pola potjemagnetskog pola potječče iz Zemljine e iz Zemljine unutraunutraššnjosti. Zemljino magnetsko polje njosti. Zemljino magnetsko polje odgovara velikom magnetu koji spaja odgovara velikom magnetu koji spaja sjeverni i jusjeverni i južžni pol, te prolazi sredini pol, te prolazi središštem tem Zemlje.Zemlje.

►►Primjer Primjer paleomagnetskihpaleomagnetskih bubuššotina. Promjer otina. Promjer 2,5 cm.2,5 cm.

►►Prikaz Prikaz paleomagpaleomag--netskihnetskihrezultata na rezultata na primjeru primjeru IstreIstre--rotacija rotacija suprotna od suprotna od kazaljke na kazaljke na satu tijekom satu tijekom krede i krede i tercijara.tercijara.

►► Neke stvari mogu postati magnetiNeke stvari mogu postati magnetiččne i zadrne i zadržžati ati magnetizammagnetizam samo ispod određene temperaturne samo ispod određene temperaturne totoččke. Ta temperatura za ke. Ta temperatura za žželjezo je 770 eljezo je 770 OOC, za C, za magnetit 580 magnetit 580 OOC, za nikal 330 C, za nikal 330 OOC itd. Danas se C itd. Danas se upotrebljavaju za upotrebljavaju za paleomagnetskapaleomagnetska istraistražživanja ivanja kojim se određuje koliko zakretanje kojim se određuje koliko zakretanje ((clockwiseclockwise i i counterclockwisecounterclockwise) i u kojem smjeru (strana ) i u kojem smjeru (strana svijeta) je bilo za pojedine dijelove svijeta) je bilo za pojedine dijelove litosferelitosfere..

►► Pretpostavlja se da vanjski dio Zemljine jezgre Pretpostavlja se da vanjski dio Zemljine jezgre najbolje odgovara uvjetima koji bi stvorili najbolje odgovara uvjetima koji bi stvorili magnetizammagnetizam. . NerjeNerješšenoeno je odakle Zemlji primarni je odakle Zemlji primarni magnetizammagnetizam..

►► Kroz vremenske promjene Kroz vremenske promjene magnetske deklinacije (odstupanje magnetske deklinacije (odstupanje geomagnetskihgeomagnetskih polova od polova od rotacijskih tj. geografskih polova), rotacijskih tj. geografskih polova), vidljivo je da su vidljivo je da su geomagnetskigeomagnetskimijenjali polomijenjali položžaj kroz vrijeme.aj kroz vrijeme.

►► Zapis o poloZapis o položžaju aju geomagnetskoggeomagnetskogpola je vidljiv u pola je vidljiv u magmatskimmagmatskim stijenama (kada se stijenama (kada se temperatura temperatura spusti ispod određene vrijednosti spusti ispod određene vrijednosti (770 (770 OOC, 580 C, 580 OOC i 330 C i 330 OOC).C).

►► U sedimentnim stijenama U sedimentnim stijenama pretalopretaložženeene ččestice magnetita, estice magnetita, uklopljene u uklopljene u ““novunovu”” stijenu stijenu (sediment) su ve(sediment) su većć magnetizirani magnetizirani, i, i raspoređuju se kao magnetska igla raspoređuju se kao magnetska igla prema prema geomagnetskimgeomagnetskim polovima. polovima. To se moTo se možže opet e opet promjenitipromjeniti kada u kada u sedimente prodre magnetska sedimente prodre magnetska erupcija, pa se magnetit (770 erupcija, pa se magnetit (770 OOC) i C) i ostali rastale, izgube postojeostali rastale, izgube postojećći i magnetizammagnetizam i poprime novi.i poprime novi.

Uslojene stijenePukotine u stijenama

Dajk

Sil

Sil

►►PaleomagnetskimPaleomagnetskim mjerenjem uzoraka mjerenjem uzoraka razlirazliččite starosti, pite starosti, potvrđeno je da su polovi otvrđeno je da su polovi mjenjalimjenjali svoj polosvoj položžaj kroz geoloaj kroz geološšku proku proššlost, lost, tjtj daje sjeverni postao judaje sjeverni postao južžni i obrnuto. ni i obrnuto.

►► Temperatura na povrTemperatura na površšini Zemlje do određene dubine ovisi ini Zemlje do određene dubine ovisi o Suncu, i odlikuje se stalnom temperaturomo Suncu, i odlikuje se stalnom temperaturom-- neutralni neutralni temperaturni slojtemperaturni sloj..

►► Na razliNa različčitim je dubinama u raznim dijelovima svijeta: Pariz, itim je dubinama u raznim dijelovima svijeta: Pariz, 28 m, 11,83 28 m, 11,83 OOC; Moskva, 20 m, 4,2 C; Moskva, 20 m, 4,2 OOC.C.

►► 20 km dubine 600 20 km dubine 600 OOC, 6370 km (srediC, 6370 km (središšte Zemlje) 2000te Zemlje) 2000--5000 5000 OOC.C.

►► Dubinski razmak za koji Dubinski razmak za koji temptemp. raste za 1 . raste za 1 OOC C –– geotermigeotermiččkikistupanjstupanj. Linija koja spaja mjesta iste temperature . Linija koja spaja mjesta iste temperature geoizotermageoizoterma..

Vanjska dinamika Zemlje Vanjska dinamika Zemlje ((EgzodinamikaEgzodinamika))

►►Tu spadaju Sunce, voda, snijeg i led, vjetar i Tu spadaju Sunce, voda, snijeg i led, vjetar i organizmi.organizmi.

►►Sunce: direktno utjeSunce: direktno utječče na ostale pokretae na ostale pokretačče e vanjske Zemljine dinamike i to :vanjske Zemljine dinamike i to :

--gravitacijskim privlagravitacijskim privlaččenjemenjem (plima i oseka (plima i oseka (mali utjecaj) , unutra(mali utjecaj) , unutraššnja ravnotenja ravnotežža a Zemlje)Zemlje)

--toplinskom energijomtoplinskom energijom (klima)(klima)--insolacijominsolacijom (tro(troššenje stijena)enje stijena)

►►Voda: Voda: prisutna prisutna svugdje: svugdje: atmosfera, atmosfera, povrpovrššinske inske vode, vode, podzemlje.podzemlje.

Kondenzacija

Površinski tokovi

Podzemna vodaSlana voda

Evaporacija

Precipitacija Transpiracija

►► Djelovanje vode u tekuDjelovanje vode u tekuććem stanju:em stanju:--glacijalno podruglacijalno područčje: vje: voda se oslobađa otapanjem leda u oda se oslobađa otapanjem leda u

granigraniččnoj zoni, gdje se ledenjaci otapaju, stvarajunoj zoni, gdje se ledenjaci otapaju, stvarajućći i fluvioglacijalnefluvioglacijalne sedimente.sedimente.

--aridnoaridno podrupodruččje: vje: vode ima puno no nepravilno je ode ima puno no nepravilno je raspoređena raspoređena (pljuskovi) te prenosi (pljuskovi) te prenosi materjalmaterjal na kratke na kratke udaljenosti stvarajuudaljenosti stvarajućći nanose, i nanose, fanglomeratefanglomerate..

--humidnohumidno podrupodruččje: voda djeluje i mehanije: voda djeluje i mehaniččki i kemijski, na ki i kemijski, na povrpovrššini i u podzemlju. Rezultat: razaranje, sedimentacija, ini i u podzemlju. Rezultat: razaranje, sedimentacija, morfolomorfološške forme.ke forme.Dio vode ispari, dio teDio vode ispari, dio tečče povre površšinom, a dio prodire u inom, a dio prodire u podzemlje gdje dijelom ostaje a dijelom ponovo istjepodzemlje gdje dijelom ostaje a dijelom ponovo istječče na e na povrpovrššinu i prikljuinu i priključčuje se rijekama, jezerima, morimauje se rijekama, jezerima, morima……..

►►Voda u podzemlju: voda koja ulazi s Voda u podzemlju: voda koja ulazi s povrpovrššne (meteorska ili ne (meteorska ili vadoznavadozna voda) u voda) u podzemlju se pridrupodzemlju se pridružžuje primarnoj uje primarnoj (juvenilnoj vodi) te s vodom koja je sastavni (juvenilnoj vodi) te s vodom koja je sastavni dio dio stjenastjena od njihova postanka (od njihova postanka (konatnakonatnavoda).voda).

Nesaturirana zona

Saturirana zona

Jezero

Vodno lice

►►Na koliNa količčinu vode inu vode u podzemlju u podzemlju utjeutječče nagib e nagib povrpovrššine, biljni ine, biljni pokrov, pokrov, propusnost propusnost stijena i kolistijena i količčina ina vode koja se vevode koja se veććnalazi u nalazi u podzemlju podzemlju tjtjstjenamastjenama(poplave!!!!)(poplave!!!!)

Vodno lice

Nestaurirana zona

Saturirana zona

Bunar

►► HidrodinamskiHidrodinamski podzemna podzemna voda se dijeli u 3 skupine:voda se dijeli u 3 skupine:

--Vode prozraVode prozraččne zone ili ne zone ili zone zone areacijeareacije. . ŠŠupljine upljine nisu potpuno ispunjene, a nisu potpuno ispunjene, a voda iz ove zone se gubi voda iz ove zone se gubi na evaporaciju (toplina) i na evaporaciju (toplina) i transpiracijutranspiraciju (biljke).(biljke).

--Voda Voda temeljincatemeljinca ili ili freatskafreatskavodavoda. Z. Zona potpuno ona potpuno ispunjena vodom. ispunjena vodom. Granica između ove dvije Granica između ove dvije zone nije ozone nije ošštra nego ima tra nego ima kapilarni obrub (vlakapilarni obrub (vlažžni ni zidovi na starim kuzidovi na starim kuććama).ama).PovrPovrššina vode temeljniceina vode temeljnice--vodno licevodno lice (nivo vode u (nivo vode u bunaru).bunaru).

Površinazemlje

Bunar

Vodno liceIzvor

Bunar s niskimvodostajem

Suhi izvor

Suhi bunar

Bunar

►► Poroznost moPoroznost možže biti e biti primarna i primarna i sekundarna.sekundarna.

►► PrimarnaPrimarna--karakteristikarakterističčna za na za zrnate zrnate stjenestjene(raspored i veli(raspored i veliččina ina zrnazrna-- međuzrnskameđuzrnskaporoznostporoznost))

►► SekundarnaSekundarna--nastala nastala nakon formiranja nakon formiranja stijene tektonskim stijene tektonskim silama (silama (pukotinskapukotinskaporoznostporoznost). Ako je ). Ako je stijena topiva (stijena topiva (nprnprvapnenac javlja se vapnenac javlja se pukotinskopukotinsko--disolucijskadisolucijskaporoznostporoznost).).

►►Primjer Primjer pukotinskopukotinsko--disolucijskedisolucijske poroznosti u poroznosti u vapnencu koja je dovela do stvaranja vapnencu koja je dovela do stvaranja pepeććine.ine.

Vodno lice

Vodno lice

►►Na vodno lice utjeNa vodno lice utječču i propusnost i u i propusnost i poroznost. poroznost. HidroizohipseHidroizohipse -- linije koje spajaju linije koje spajaju jednake tojednake toččke vodnog lica.ke vodnog lica.

Saturirani sloj

Linije tokova

Nepropusne naslage

Dan

Godina

Desetljeće

Stoljeće

BunariVodno lice

Rijeka

►►Usporedba Usporedba vode u vode u krkršškom kom terenu i u terenu i u granuliraimgranuliraimnaslagama.naslagama.

►►Gdje ima Gdje ima bunara?bunara?

Saturirani sloj

Linije tokova

Nepropusne naslage

Dan

Godina

Desetljeće

Stoljeće

BunariVodno lice

Rijeka

Izvor

PonornicaJamaPonor

Špilja

Kraška dolina

►► Raspored propusnih i nepropusnih naslaga uvjetuje Raspored propusnih i nepropusnih naslaga uvjetuje formiranje odvojenih slivova podzemne vode (formiranje odvojenih slivova podzemne vode (ššto to jojošš?).?).

►► GraniGraniččno podruno područčje u kojem ne postoji moguje u kojem ne postoji moguććnost nost mjemješšanjaanja voda susjednih slivova nazivamo voda susjednih slivova nazivamo razvodnicarazvodnica..

Saturirani sloj

Linije tokova

Nepropusne naslage

Dan

Godina

Desetljeće

Stoljeće

BunariVodno lice

Rijeka

►► KrKršške razvodniceke razvodnice--razlika u sastavu stijena i razlika u sastavu stijena i raspored tektonskih jedinica nezavisno od raspored tektonskih jedinica nezavisno od povrpovrššinskog reljefa. Joinskog reljefa. Jošš se zovu podzemne se zovu podzemne razvodnice. razvodnice. NprNpr, Velebit, Velebit--ne ne sprijespriječčavaava da voda da voda tetečče prema moru.e prema moru.

►► PovrPovrššinske razvodniceinske razvodnice-- u podruu područčjima bez krjima bez kršških kih pojava. U ovim podrupojava. U ovim područčjima se javljaju i podzemne jima se javljaju i podzemne razvodnice (? ,vodno lice, izvori).razvodnice (? ,vodno lice, izvori).

►► FiziFiziččkoko--kemijska svojstva podzemne vode: kemijska svojstva podzemne vode: temperatura, elektritemperatura, električčna provodljivost, pH na provodljivost, pH vrijednost, kolivrijednost, količčina otopljenih minerala.ina otopljenih minerala.

►► Mineralna vodaMineralna voda--nakon isparavanja suhi ostatak nakon isparavanja suhi ostatak vevećći od 1 g, slatka voda manje od 1 g.i od 1 g, slatka voda manje od 1 g.

►► TvrdoTvrdoćća vode: jedan stupanj je 10 mg CaCOa vode: jedan stupanj je 10 mg CaCO33 ili ili 7,19 mg MgO na litru (Europa), pet stupnjeva 7,19 mg MgO na litru (Europa), pet stupnjeva odgovara 1 odgovara 1 ppmppm CaCOCaCO33 na litru (Amerika). na litru (Amerika).

►►Odnos slane i slatke vodeOdnos slane i slatke vode-- vavažžan u an u priobalju, gdje njihov odnos ovisi o odnosu priobalju, gdje njihov odnos ovisi o odnosu njihovih gustonjihovih gustoćća i geoloa i geološškom okviru.kom okviru.

Slana voda

Vodno lice

Slatka voda

Slana voda

Slatka voda

Vodno lice

Bunar prije ispumpavanja

Bunar poslije ispumpavanja

►► Kod Kod pjepješšććanihanih obala na svaki metar obala na svaki metar slatke vode iznad razine mora dolazi slatke vode iznad razine mora dolazi 30 m slatke vode ispod razine mora.30 m slatke vode ispod razine mora.

►► Na taj idealni odnos utjeNa taj idealni odnos utječče tektonika e tektonika i izmjena propusnih i nepropusnih i izmjena propusnih i nepropusnih naslaga. To je posebice vanaslaga. To je posebice važžno u no u krkršškim terenima gdje postoji kim terenima gdje postoji posebna (?) poroznost. posebna (?) poroznost.

►► ČČesto je i esto je i mjemješšanjeanje slane i slatke slane i slatke vode vode –– boboččataata voda, voda, ččije je javljanje ije je javljanje u vezi s plimom i osekom, difuzijom u vezi s plimom i osekom, difuzijom (granica slane(granica slane--slatke nije oslatke nije ošštra) i tra) i dinamidinamiččkim djelovanjem (izlaz vode kim djelovanjem (izlaz vode susužženen--usisni usisni momenatmomenat). ).

►►GeoloGeološška uloga podzemnih vodaka uloga podzemnih voda►►Kemijska: otapanje, oksidacija, kemijska Kemijska: otapanje, oksidacija, kemijska

promjena promjena ččvrstog minerala, petrifikacija vrstog minerala, petrifikacija (okamenjivanje), talo(okamenjivanje), taložženje (gubitak COenje (gubitak CO22), ), cementacijacementacija (talo(taložženje u porama), enje u porama), geodegeode--konkrecijekonkrecije, sige., sige.

A Sedimentacija B Kompakcija C Cementacija

Pritisak usljed sedimentacije mlađih slojeva

Pore

►►FiziFiziččka: prenoka: prenoššenje neotopljenih enje neotopljenih ččestica estica podzemnim tokovima na razlipodzemnim tokovima na različčite ite udaljenosti.udaljenosti.

►►Spilje su rezultat fiziSpilje su rezultat fiziččkog i mehanikog i mehaniččkog kog djelovanja podzemne vode (speleologija).djelovanja podzemne vode (speleologija).

►►SpiljaSpilja-- ššupljina visine upljina visine ččovjeka i duljine veovjeka i duljine većće e od 5 m.od 5 m.