Physical geology I - MG421P00

• Title: Všeobecná geologie I (Vnitřní dynamika Země)
• Czech title: Všeobecná geologie I (Vnitřní dynamika Země)
• Guaranteed by: Institute of Geology and Paleontology (31-420)
• Faculty: Faculty of Science
• Actual: from 2024
• Semester: winter
• E-Credits: 5
• Examination process: winter s.:
• Hours per week, examination: winter s.:3/0, Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Additional information: https://dl3.cuni.cz/course/view.php?id=176
• Note: enabled for web enrollment; priority enrollment if the course is part of the study plan
• Guarantor: prof. RNDr. Jiří Žák, Ph.D.
• Teacher(s): prof. RNDr. Jiří Žák, Ph.D.
• Class: Kvadrupólové ICP-MS; Rotační magnetometr; Demagnetizér střídavého pole; QUICKpress Piston Cylinder Apparatus
• Incompatibility : MG421P00U
• Is incompatible with: MG421P00U, MG421P47, MG421P31
• Is pre-requisite for: MG431P78, MG420P05

Annotation

Hlavním cílem přednášky je poskytnout studentům 1. ročníku úvod do moderní geologie a podat ucelený přehled hlavních geologických procesů, jejich fyzikální podstaty, geodynamických příčin a řídících sil a vytvořit tak odrazový můstek k dalšímu studiu věd o Zemi. Ve své první části je kurz zaměřen zejména na vnitřní stavbu a složení Země a magmatické a metamorfní procesy, druhá část je pak zaměřena na globální deskovou tektoniku a pohyby litosférických desek, jakožto základní paradigma vysvětlující procesy nejen uvnitř planety Země, ale i na jejím povrchu. Třetí část kurzu je věnována vzniku sedimentárních pánví a konceptu geologického času, určování stáří geologických těles a globálním změnám a vývoji Země od jejího vzniku po současnost.

Last update: Žák Jiří, prof. RNDr., Ph.D. (01.10.2024)

Literature

English

Grotzinger, J., Jordan, T.H., 2014. Understanding Earth, 7th Edition. W.H. Freeman and Co., 650 pp, ISBN 978-1464138744.

Kachlík V., Chlupáč I., 2008. Základy geologie. Historická geologie. Karolinum Praha, 342 pp, ISBN 978-80-246-0212-7.

Plummer Ch., McGeary D., Carlson, D., Hammersley, L., 2012. Physical Geology, 14th Edition. McGraw-Hill Education, 704 pp, ISBN 978-0073369389.

Tarbuck, E.J., Lutgens, F.K., Tasa, D.G., Linnemann, S., 2020. Earth: An Introduction to Physical Geology, 13th Edition, Pearson, 816 pp, ISBN-13: 9780135188316.

Last update: Žák Jiří, prof. RNDr., Ph.D. (13.08.2024)

Requirements to the exam

Obsahem zkoušky může být veškeré učivo, které je probíráno na přednášce a/nebo je uvedeno v prezentacích k přednášce. Zkouška je písemná formou testu, který zahrnuje tři části: (1) řešení grafických úloh (diagramy) - váha 40 %, (2) otázky s výběrem jedné ze tří možností (uzavřené otázky) - váha 40 % a (3) otevřené otázky - váha 20 %. Celkové hodnocení testu (suma ze všech tří částí) je: 100–80% - výborně, 79–65% - velmi dobře, 64–50% - dobře, <49% - neprospěl/a. Celkový čas na test je 1,5 hod.

Last update: Žák Jiří, prof. RNDr., Ph.D. (13.08.2024)

Syllabus

Přednáška 1: Úvod do studia geologie, vznik a raný vývoj planety Země 

1.1. Základní informace k přednášce

1.2. Předmět, cíle a vědecké metody moderní geologie a její vztah k ostatním přírodním vědám

1.3. Vznik Země, její postavení v rámci sluneční soustavy, základní geometrické a fyzikální vlastnosti planety Země

1.4. Raná gravitační diferenciace Země a vznik geosfér

1.5. Seismické vlny a seismický model Země

 

Přednáška 2: Vnitřní stavba planety Země, oceánská a kontinentální litosféra

2.1. Vnitřní stavba Země 

2.2. Základní charakteristiky a procesy v zemském jádru a plášti 

2.3. Základní charakteristiky oceánské litosféry a topografie mořského dna 

2.4. Ofiolitové komplexy   

2.5. Základní charakteristiky kontinentální litosféry, topografie a morfotektonické členění zemského povrchu

 

Přednáška 3: Magmatické procesy I

3.1. Horninový cyklus

3.2. Magmatické systémy a základní rozdělení magmatických hornin

3.3. Základní fyzikální a chemické vlastnosti magmatu

3.4. Vznik magmatu parciálním tavením hornin

3.5. Výstup a akumulace magmatu v zemské kůře

3.6. Procesy diferenciace magmatu a magmatické krby

 

Přednáška 4: Magmatické procesy II

4.1. Tělesa plutonitů

4.2. Žíly a mělce podpovrchová intruzivní tělesa

4.3. Vulkanismus a vulkanické procesy

4.4. Efuzívní vulkanismus

4.5. Explozívní vulkanismus

4.6. Hlavní typy vulkánů a sopečných erupcí

 

Přednáška 5: Metamorfní procesy

5.1. Úvod do studia metamorfních procesů

5.2. Hlavní typy a tektonické prostředí metamorfózy

5.3. Teplotně-tlakové dráhy hornin a metamorfní stupeň

5.4. Mikrostrukturní změny a rekrystalizace hornin při metamorfóze

5.5. Metamorfóza pelitů a barrowienská metamorfní zonalita

5.6. Metamorfóza bazických hornin a metamorfní facie

5.7. Extrémní metamomorfóza

 

Přednáška 6: Tektonická deformace zemské kůry I

6.1. Úvod do studia deformace geologických těles

6.2. Hlavní typy deformací a faktory, které je ovlivňují

6.3. Pohyb litosférických desek jako hlavní příčina deformace

6.4. Duktilní deformace, vrásy

6.5. Struktury spjaté s vrásněním, kliváž a budináž

6.6 Mechanismy vrásnění

 

Přednáška 7: Tektonická deformace zemské kůry II

7.1. Křehká deformace

7.2. Kinematické typy zlomů a jejich vztah k napětí

6.3. Přesmyky, poklesy, horizontální posuny

7.4. Mechanismy vzniku puklin

7.5. Extenzní pukliny a jejich charakteristiky

7.6. Střižné pukliny a jejich charakteristiky

 

Přednáška 8: Globální desková tektonika I

8.1. Desková tektonika – stručná historie konceptu

8.2. Magnetické anomálie a rozpínání mořského dna

8.3. Řídící síly a podmínky pro pohyb litosférických desek

8.4. Kontinentální drift, paleomagnetismus, relativní a absolutní pohyb litosférických desek, horké skvrny

8.5. Kinematické typy deskových rozhraní

8.6. Divergentní rozhraní – středooceánské hřbety a kontinentální rifty

8.7. Transformní rozhraní a trojné body

 

Přednáška 9: Globální desková tektonika II

9.1. Základní typy konvergentních deskových rozhraní

9.2. Subdukce oceánské litosféry

9.3. Ostrovní oblouky

9.4. Aktivní kontinentální okraje

9.5. Akreční a kolizní orogény

9.6. Wilsonův cyklus

 

10. Vznik, vývoj a tektonické prostředí sedimentárních pánví

10.1. Co jsou to sedimentární pánve

10.2. Základní principy vzniku a vyplňování sedimentárních pánví

10.3. Subsidence a její geodynamické příčiny

10.4. Sedimentární pánve v různých tektonických prostředích

10.5. Tektonická klasifikace sedimentárních pánví

 

Přednáška 11: Geologický čas a stáří hornin a geologických těles

11.1. Koncept geologického času a časová měřítka geologických procesů

11.2. Relativní stáří geologických těles

11.3. Základní principy stratigrafie

11.4. Sekvenční stratigrafie a speciální stratigrafické metody

11.5. Absolutní stáří hornin a geochronologie

11.6. Geologická časová škála

 

Přednáška 12: Vývoj planety Země od archaika po současnost

12.1. Princip aktualismu

12.2. Raná Země a její vývoj v hadaiku

12.3. Geologické procesy v archaiku, vertikální tektonika, specifické horninové asociace (TTG, pásy zelenokamenů, BIF), vznik kontinentální jader

12.4. Přechod k horizontálním pohybům a moderní deskové tektonice

12.5. Pohyby litosférických desek a jejich vliv vývoj hydrosféry, atmosféry a biosféry

Last update: Žák Jiří, prof. RNDr., Ph.D. (01.10.2024)

Learning outcomes

Přednáška 1: Úvod do studia geologie, vznik a raný vývoj planety Země

• Student popíše základní metody moderní geologie a její vztah k ostatním přírodním vědám.
• Student vysvětlí vznik planety Země a její postavení v rámci Sluneční soustavy, včetně základních fyzikálních vlastností.

Přednáška 2: Vnitřní stavba planety Země, oceánská a kontinentální litosféra

• Student analyzuje vnitřní stavbu Země a základní charakteristiky zemského jádra a pláště.
• Student klasifikuje oceánskou a kontinentální litosféru a popíše jejich stavbu, vlastnosti a morfotektonické členění.

Přednáška 3: Magmatické procesy I

• Student vysvětlí procesy parciálního tavení hornin a jejich roli při vzniku magmatu.
• Student analyzuje fyzikální a chemické vlastnosti magmatu a popíše procesy diferenciace magmatu v zemské kůře.

Přednáška 4: Magmatické procesy II

• Student popíše různé typy magmatických těles, včetně plutonitů a vulkanických struktur.
• Student porovná efuzívní a explozívní vulkanismus, včetně hlavních typů vulkánů a sopečných erupcí.

Přednáška 5: Metamorfní procesy

• Student porovná hlavní typy metamorfózy a jejich vztah k tektonickým procesům.
• Student vysvětlí změny, které nastávají během metamorfózy hornin, a definuje metamorfní stupeň, zonalitu a facie.

Přednáška 6: Tektonická deformace zemské kůry I

• Student identifikuje hlavní typy deformací zemské kůry a vysvětlí faktory, které je ovlivňují.
• Student analyzuje mechanismy vrásnění a popíše hlavní prvky a typy vrás a s nimi spjatých struktur.

Přednáška 7: Tektonická deformace zemské kůry II

• Student popíše různé typy křehkých deformací a mechanismy a napěťové režimy vzniku zlomů.
• Student analyzuje charakteristiky extenzních a střižných puklin a jejich vztah k napětí v litosféře.

Přednáška 8: Globální desková tektonika I

• Student vysvětlí teorii deskové tektoniky a popíše historický vývoj tohoto konceptu.
• Student analyzuje řídící síly pohybu litosférických desek a kinematiku divergentních rozhraní.

Přednáška 9: Globální desková tektonika II

• Student porovná různé typy deskových rozhraní a popíše proces subdukce oceánské litosféry.
• Student vysvětlí vznik středooceánských hřbetů, intrakontinentálních riftů, ostrovních oblouků, aktivních kontinentálních okrajů a kolizních orogénů, vysvětlí princip Wilsonova cyklu a analyzuje základní vztaky mezi deskovými pohyby a klimatickými změnami.

Přednáška 10: Vznik, vývoj a tektonické prostředí sedimentárních pánví

• Student vysvětlí základní principy vzniku a vyplňování sedimentárních pánví.
• Student klasifikuje sedimentární pánve na základě jejich tektonického prostředí a geodynamických příčin subsidence.

Přednáška 11: Geologický čas a stáří hornin a geologických těles

• Student analyzuje základní principy relativního a absolutního datování geologických těles.
• Student vysvětlí základní principy geochronologických metod k určení absolutního stáří hornin a porozumí geologické časové škále.

Přednáška 12: Vývoj planety Země od archaika po současnost

• Student vysvětlí význam principu aktualismu pro porozumění geologickým procesům v minulosti.
• Student popíše vývoj planety Země od archaika po současnost, včetně hlavních geologických procesů a změn v atmosféře, hydrosféře a biosféře.

Last update: Žák Jiří, prof. RNDr., Ph.D. (22.12.2024)