WSTĘP:

Procesy endogeniczne są to procesy mające miejsce we wnętrzu litosfery. Powodują zmiany w ukształtowaniu powierzchni terenu poprzez wypiętrzenie terenu, jego zapadnięcie, nadbudowanie spowodowane ruchami pionowymi, poziomymi oraz erupcjami wulkanicznymi. Wynikiem tych procesów jest powstanie nowych form w ukształtowaniu terenu lub przeobrażenie starych. Zapis ich przebiegu jest zaznaczony w budowie geologicznej, upadzie warstw skalnych i charakterze budujących podłoże skał.

RUCHY IZOSTATYCZNE:

Ruchy izostatyczne to ruchy pionowe litosfery. Polegają na utrzymaniu izostazji, czyli równowagi izostatycznej, związanej z równowaga mas skalnych. Polega to na równoważeniu skał o większej gęstości przez większą objętość skał o mniejszej gęstości, gdyż wywierają one mniejszy nacisk niż bloki cięższe. W przypadku zachwiania tej równowagi dochodzi do ruchów wypiętrzających lub obniżających pewne obszary. Taka sytuacja może mieć miejsce również w przypadku tworzenia się i zanikania grubej pokrywy lądolodu, odkładania się nowych osadów w basenach sedymentacyjnych lub też nakładaniu się nowych warstw pokrywy lawowej. Mają one głównie zasięg regionalny. Ich wynikiem jest tworzenie się gór zrębowych, które powstają poprzez pionowe przesuwanie się skał wzdłuż uskoków.

RUCHY EPEJROGENICZNE:

Ruchy epejrogeniczne, zwane inaczej ruchami lądotwórczymi, to zachodzące bardzo powoli i trwające niezmiernie długo pionowe ruchy litosfery. Są one spowodowane pewnymi procesami, mającymi miejsce we wnętrzu Ziemi. Ich skutkiem jest podniesienie się obszarów lądowych lub obniżenie den oceanicznych, co powoduje wynurzanie się spod wód morskich pewnych terenów lub ich zalewanie na przemian. Ruchy te nie wpływają znacząco na zmianę układu warstw skalnych w podłożu. Przyczyn tych ruchów doszukuje się w zmianach objętości oraz gęstości pokładów skalnych w okolicach nieciągłości Moho.

RUCHY OROGENICZNE:

Ruchy orogeniczne, czyli inaczej mówiąc ruchy górotwórcze, są to poziome ruchy płyt litosfery, które prowadzą do sfałdowania wypiętrzonych masywów skalnych w wyniku ich kolizji. Dodatkowo ich skutkiem jest tworzenie płaszczowin na linii kontaktu dwóch płyt. Według teorii płyt litosfery, ich poziomy ruch jest spowodowany przenoszeniem energii przez prądy konwekcyjne z wnętrza ziemi na jej powierzchnię. Ta energia powoduje stopienie skał plutonicznych, wchodzących w skład płaszcza litosfery. W wyniku tego wytapia się magma bazaltowa, która zostaje wyciskana na powierzchnię Ziemi w obrębie dolin ryftowych z przewodów i kraterów przez szczeliny w cienkiej warstwie skorupy oceanicznej. Magma wydostając się na powierzchnię, zastyga pod wpływem zimnej wody, tworząc stożki tarczowych wulkanów bazaltowych i grzbiety śródoceaniczne. Ten ciągły dopływ magmy z ryftów powoduje rozrastanie się dna oceanicznego. Teoretycznie powinno to powodować stały przyrost powierzchni Ziemi. Nie dzieje się tak jednak dzięki istnieniu stref subdukcji, czyli miejsc, gdzie płyty oceaniczne podsuwają się pod płyty kontynentalne. To zjawisko pod wpływem kolizji płyt powoduje powstanie łuków wyspowych, młodych gór nadbrzeżnych oraz mórz marginalnych.

Ruchy górotwórcze powodują powstanie nowych form terenu. Pierwszymi z nich są góry fałdowe. Mogą one powstawać na kilka sposobów:

  1. na skutek zamykania morza międzykontynentalnego zbliżającymi się do siebie blokami skalnymi o znacznych rozmiarach. Wówczas następuje ściśnięcie grubych serii osadów zalegających na dnie tego morza. Pod wpływem ciśnienia, jakie wywierają zbliżające się do siebie bloki skalne na te osady, dochodzi do ich sfałdowania i wypiętrzenia. Taki rodzaj powstawania gór fałdowych nazywa się typem kolizyjnym. W ten sposób powstały między innymi Alpy i Himalaje, dlatego góry takie nazwano górami typu himalajskiego. Alpy zostały wypiętrzone poprzez wsuwanie się płyty afrykańskiej pod płytę euroazjatycką, natomiast Himalaje są wynikiem kolizji płyty dekańskiej z euroazjatycką, pod którą się podsuwa.
  2. poprzez kolizji płyty oceanicznej i jej podsuwanie się pod płytę kontynentalną. Wówczas w strefie subdukcji następuje wypychanie w górę płyty kontynentalnej. Prowadzi to do powstania głębokiego spękania. Na tym odcinku dochodzi do uaktywnienia się procesów wulkanicznych. Na tej drodze tworzą się góry typu andyjskiego.
  3. inną drogą powstawania gór fałdowych jest zamykanie morza marginalnego. Dochodzi wtedy do sfałdowania zalegających na jego dnie osadów. W końcu następuje zderzenie się mas kontynentalnych z łukiem wysp wulkanicznych, czego wynikiem jest wypiętrzenie gór fałdowych typu kordylierowego.

Kolejną formą terenu są wspomniane wyżej łuki wyspowe. Są to łańcuchy wysp pochodzenia wulkanicznego, ułożone w formie łuku. Ramiona łuku są skierowane przeważnie w stronę oceanu. Powstają na skutek intensywnej podwodnej działalności wulkanicznej w strefie subdukcji, gdzie płyta oceaniczna podchodzi pod płytę kontynentalną. Stanowią zakrzepłą pod wpływem niskiej temperatury wód oceanicznych lawę. Często leżą jeden koło drugiego ze względu na przesuwanie się płyty litosferycznej nad punktami gorąca, gdzie wydobywa się magma. Wskutek tych ruchów tworzą się nowe stożki wulkaniczne obok siebie.

Morze marginalne jest to natomiast morze, które zostało oddzielone od obszaru otwartego oceanu poprzez łuki wyspowy. Taki akwen morski jest wypełniony zarówno osadami morskimi, jak i lądowymi. Często ulegają one sfałdowaniu, tworząc młode góry nadbrzeżne typu kordylierowego.

TRZĘSIENIA ZIEMI:

Trzęsienia ziemi polegają na drganiach zewnętrznej (górnej) części płaszcza Ziemi na skutek przemieszczania się mas skalnych i ich ścierania ze sobą. W skutek tego powstają fale sejsmiczne, które rozchodzą się w postaci charakterystycznych kół promieniście od miejsca ich powstania, czyli hipocentrum. Jest to punkt położony we wnętrzu litosfery, stanowiący źródło rozchodzenia się fal sejsmicznych. Może się ono znajdować na różnych głębokościach, co warunkuje podział trzęsień ziemi na:

  1. trzęsienia płytkie - hipocentrum na głębokości 60-70 km,
  2. trzęsienia średniogłębokie - hipocentrum na głębokości 70-300 km,
  3. trzęsienia głębokie - hipocentrum na głębokości 300-700 km.

Punkt znajdujący się na powierzchni Ziemi, położony dokładnie nad hipocentrum, nazywa się epicentrum. W miarę oddalania się od epicentrum, słabnie siła fal sejsmicznych, aż w końcu zanikają całkowicie na pewnej odległości, w zależności od siły trzęsienia. Odczuwalnym skutkiem oddziaływania fal sejsmicznych są krótkotrwałe drżenia powierzchni litosfery i jej kołysanie. Często powtarzają się one jako ciągi serii drgań, niejednokrotnie o różnych siłach.

Trzęsienia ziemi klasyfikuje się również ze względu na przyczynę tworzenia się fal sejsmicznych na:

  1. zapadliskowe - w wyniku zapadania się stropów podziemnych komór pochodzenia naturalnego, np. jaskiń krasowych lub antropogenicznego, jak wyrobisk poeksploatacyjnych na terenach górniczych. Towarzyszom również zejściom lawin skalnych w obszarach górskich. Są najmniej groźne i odznaczają się najmniejszą siłą,
  2. tektoniczne - występują na linii styku płyt litosferycznych. Należą do najbardziej powszechnych, gdyż stanowią około 90% przypadków trzęsień na Ziemi. Powodują wstrząsy o największej sile w stosunku do pozostałych, o katastrofalnych skutkach,
  3. wulkaniczne - są związane z erupcjami wulkanicznymi. Ich siła jest znacznie słabsza, niż trzęsień tektonicznych.

Chociaż trwają jedynie kilka minut, powodują ogromne zmiany w rzeźbie terenu na powierzchni Ziemi. Powstają wówczas liczne rozpadliny, zapadliska terenu oraz góry zrębowe. Poza tym przynoszą ogromne straty materialne. Powodują zawalanie się budynków mieszkalnych, zwłaszcza wysokiej zabudowy miast, niszczenie infrastruktury (kanalizacji, linii wysokiego napięcia, przewodów doprowadzających gaz i wodę, itp.), pękanie zapór wodnych, dróg, mostów oraz tuneli (zarówno drogowych jak i kolei szynowych, jak metro). Przy okazji mogą spowodować liczne pożary i podtopienia budowli. W przypadku wcześniejszego nie wykrycia zbliżającego się trzęsienia ziemi lub braku systemów wczesnego ostrzegania powodują także straty w ludności.

Najgroźniejsze są jednak wstrząsy mające miejsce pod powierzchnią oceanów. Powodują one ogromne spiętrzenie wody, tworząc fale tsunami. Są to ogromne fale o wysokości czoła sięgającym kilkunastu metrów. Wdzierają się one z ogromną siłą na ląd, powodując ogromne zniszczenia i tragiczne skutki. Powstają one przeważnie na Pacyfiku.

Na kuli ziemskiej ma miejsce rok w rok około 50 tysięcy wstrząsów skorupy Ziemskiej. Dzieje się tak dlatego, że na świecie znajdują się pewne charakterystyczne rejony,

w których trzęsienia ziemi zachodzą niezmiernie często. Powodem tego jest występowanie tam granic płyt litosferycznych i ich stosunkowo częste kolizje spowodowane ich poruszaniem się po płynnej astenosferze. W dużej mierze rejony aktywne sejsmicznie pokrywają się z obszarami występowania wulkanów. Są to tzw. obszary sejsmiczne. Należą do nich:

  • północne wybrzeża Morza Śródziemnego,
  • Włochy,
  • Grecja,
  • część Półwyspu Pirenejskiego,
  • część Półwyspu Bałkańskiego,
  • północna Afryka,
  • Islandia,
  • Nowa Gwinea,
  • Japonia,
  • Nowa Zelandia,
  • zachodnie wybrzeża Ameryki Północnej (Kordyliery),
  • zachodnie wybrzeża Ameryki Południowej (Andy),
  • wyspy na Pacyfiku (tzw. "Ognisty Pierścień"),
  • pas ciągnący się od Kaukazu po południowe podnóża Himalajów.

Obszary, na których trzęsienia ziemi występują bardzo rzadko, a kiedy już się pojawiają, ich siła jest nieznaczna, więc nie powodują zbyt dużych strat. Tereny, na których występują takie sporadyczne trzęsienia nazywa się obszarami pensejsmicznymi. Należą tutaj północne fragmenty Europy, Polska oraz Masyw Centralny we Francji. Ponadto istnieją jeszcze takie obszary, na których nie notuje się żadnych wstrząsów tektonicznych. Znajdują się one na starych platformach kontynentalnych oraz w obrębie basenów oceanicznych. Są to obszary asejsmiczne.

Trzęsienia ziemi są rejestrowane przez sejsmografy. Ich wielkość podawana jest w dwóch skalach:

a. Mercallego - skala 12-stopniowa, poddająca ocenie skutki trzęsienia,

b. Richtera - skala od 0 do 9, gdzie każdy kolejny stopień oznacza wstrząsy o sile 10-krotnie większej od poprzedniego.

Porównanie skal:

Stopnie w skali

Charakterystyka trzęsienia

Mercallego

Richtera

1

< 2

Trzęsienie ziemi niewyczuwalne, rejestrowane tylko przez sejsmografy

2

2,5 - 3,0

Trzęsienie ziemi bardzo lekkie, zauważalne np. w wysokich budynkach

3

3,1 - 3,6

Trzęsienie ziemi bardzo lekkie, zauważalne przez ludzi, kołysanie, ruchy np. lamp

4

3,7 - 4,2

Trzęsienie ziemi umiarkowane, wyraźne drgania szyb, trzeszczenie ścian, wyraźne wstrząsy

5

4,3 - 4,8

Trzęsienie ziemi silniejsze, wstrząsy odczuwalne na otwartej przestrzeni

6

4,9 - 5,4

Trzęsienie ziemi silne, przesuwają się meble, powstają rysy na tynkach, spadają przedmioty z półek

7

5,5 - 6,0

Trzęsienie ziemi bardzo silne, powstają znaczne szkody w mieszkaniach, budynki słabszej konstrukcji zostają uszkodzone

8

6,1 - 6,6

Trzęsienie ziemi niszczące, pękają mury, pojawiają się szczeliny w gruncie

9

6,7 - 7,2

Trzęsienie ziemi pustoszące, walą się pojedyncze budynki, pękają rurociągi

10

7,3 - 7,8

Wali się większość budynków, pękają i gną się szyny kolejowe

11

7,9 - 8,0

Trzęsienie ziemi katastrofalne, występują powszechne zniszczenia, rozpadliny, drogi stają się nieprzejezdne, wszystkie budynki zniszczone, występują widoczne zmiany na powierzchni ziemi

12

> 8

Tabelka pochodzi z książki pt. "Podstawy geografii fizycznej i geologii da klasy I i II liceum ogólnokształcącego".

WULKANIZM:

Wulkanizm polega na wydobywaniu się magmy wraz z towarzyszącym jej materiałem piroklastycznym i produktami gazowymi na powierzchnię Ziemi. Należy do czynników mocno przekształcających rzeźbę dzięki tworzeniu nowych, różnorodnych i często o znacznych rozmiarach form terenu.

Sam proces jest wynikiem oddziaływania ciepła pochodzącego z wnętrza Ziemi (energii geotermicznej). W wyniku pionowego przenoszenia ciepła przez prądy konwekcyjne z jądra planety do górnych warstw litosfery, dochodzi do stopienia magmy pod wpływem bardzo wysokiej temperatury i jej wynoszenia w kierunku powierzchni Ziemi w postaci lawy. Wybuch wulkanu zwany jest inaczej erupcją.

Erupcje wulkaniczne dzieli się między innymi na:

  1. erupcje centralne - erupcje z jednego punktu, najczęściej z komina wulkanicznego, np. Etna i Wezuwiusz,
  2. erupcje linijne - wydobywanie się lawy wzdłuż szczelin, np. na Islandii,
  3. erupcje arealne - erupcje zachodzące na znacznym obszarze w wyniku stopienia się nakładu.

Wyróżnia się 5 typów erupcji wulkanicznych:

  1. Hawajska = efuzywna, o spokojnym wylewie lawy zasadowej, ze spora ilością gazów, rozlewanie się lawy na znaczne obszary, tworzą się strome stożki rozbryzgowe a w powietrzu unoszą się krople zastygającej lawy,
  2. Peleańska = eksplozywna, charakteryzująca się najsilniejszymi wybuchami, podczas których następuje rozrywanie czopu lawy, która zastygła w kraterze,
  3. Strombolijska = efuzywno-eksplozywna, z krótkimi i częstymi eksplozjami gazów, której towarzyszy wyrzucanie bomb i lapilli oraz wypływy mało ruchliwej lawy,
  4. Vulcano = eksplozywno-efuzywna, z rzadkimi lecz gwałtownymi wybuchami, podczas których wyrzucanych jest dużo gazu oraz materiału piroklastycznego, jak bomby, lapille oraz popiołu. Specyficzne są również czarne chmury unoszące się nad kraterem,
  5. Wezuwiańska - o gwałtownych wybuchach, z bogatą w różne gazy lawą, długie okresy spokoju miedzy kolejnymi erupcjami. Nad kraterem unoszą się charakterystyczne chmury gazu oraz pary wodnej do wysokości do kilku km.

Lawa dzieli się na:

  1. kwaśną - andezytową; jest to gęsta lawa, spływająca powoli i szybko zastygająca. Dzięki temu tworzy wysokie wzniesienia. Towarzyszom gwałtownym wybuchom wulkanicznym. Zawiera 65-70% SiO2,
  2. zasadową - bazaltową; jest to lawa rzadka, rozpływająca się szybko i na duże odległości. W obszarach nadmorskich może dopływać nawet do morza. Stygnie bardzo wolno. Wynikiem jej działalności są pokrywy lawowe w postaci skorup oraz wulkany tarczowe. Zawiera 55-65% SiO2,
  3. obojętną - zawiera 45-55% SiO2.

Lawa wypływa z miejsc zwanych ogniskami magmowymi poprzez komin wulkaniczny i wypływa przez krater. Temu wypływowi towarzyszy bardzo wysoka temperatura i ogromne ciśnienie, które powoduje nie tylko wyrzucenie lawy, ale także różnych innych produktów gazowych i stałych. Są to głównie gazy:

    • para wodna,
    • CO,
    • CO2,
    • F2,
    • Cl2,
    • H2,
    • N2,
    • SO2,
    • H2S,
    • NH3.

Ponadto wyrzucany zostaje materiał piroklastyczny w postaci:

a. popiołu wulkanicznego - jest to bardzo drobny materiał, wyrzucany w ogromnych ilościach na znaczne odległości. W historii znanych jest wiele przykładów, kiedy to popiół spowodował zasypanie ogromnych połaci terenu, np. w 79 roku w wyniku wybuchu Wezuwiusza zostały zasypane Pompeje, a w 1883 roku wybuch na wyspie Krakatau spowodował rozsypanie popiołów nawet do 2,5 tysiąca kilometrów od miejsca erupcji.

b. lapilli - są to niewielkie okruchy lawy, o średnicy przeciętnie 2-64 mm. Cechują się mniejszą lub większą porowatością.

c. bomb wulkanicznych - są to owalne fragmenty zastygłej lawy, których średnica wynosi od 64 mm do 1 m.

d. pumeksu - są to strzępy gąbczastej skały szklistej, powstaje z fragmentów gorącej lawy, bogatej w gazy. Podczas wyrzucania ich z krateru w powietrze bąbelki gazów zastygają w lawie, co powoduje powstanie charakterystycznego tworu.

Na skutek wulkanizmu powstają następujące formy terenu:

  1. wulkany tarczowe - rozległe stoki kawowe, otaczające punkt erupcji,
  2. stratowulkany - wysokie, przeważnie strome stożki zbudowane z zastygłej lawy oraz materiału piroklastycznego,
  3. wulkany popiołowe - stosunkowo niskie ale bardzo strome stożki, zbudowane z materiału piroklastycznego,
  4. stożki rozbryzgowe - o wysokości do 10 metrów, strome stożki rozbryzgów lawy na potokach lawy,
  5. plateau wulkaniczne - to rozległe, wyniesione tereny, zbudowane ze skał wylewnych, rodzaj płaskowyżu,
  6. kaldera - owalne zagłębienie na wulkanie o średnicy poniżej 1 km,
  7. maar - koliste zagłębienie terenu wokół komina wulkanicznego z niskim wałem, zbudowanym z materiału okruchowego,
  8. neki - pagóry wypreparowanych kominów wulkanicznych, które są wypełnione zastygłą lawą.