1. A Föld környezete és a Naprendszer. A Föld és a Hold mozgásai és ezek következményei.

Átírás

1 Általános természetföldrajz 1. A Föld környezete és a Naprendszer. A Föld és a Hold mozgásai és ezek következményei. 2. A Föld belsı szerkezete. Lemeztektonika és hegységképzıdés. 3. Kızetek és képzıdési körülményeik. Ásványkincsek és energiahordozók. Kormeghatározás. 4. Földtörténet, lemezmozgások a múltban. 5. A Föld felszínformái, a belsı erık és tömegmozgások felszínformáló ereje. 6. A szél, a jég és a folyóvíz, valamint felszínformáló folyamataik. 7. Óceánok, tengerek, tavak, tengeri mozgásgolyamatok. Vízszennyezıdés. 8. A légkör anyaga, szerkezete, csapadékképzıdés, felhıfajták. Üvegházhatás és légszennyezıdés. 9. Ciklonok, anticiklonok, a nagy földi légkörzés és légrendszerei. 10. A földrajzi övezetesség, talajtan. Általános emberföldrajz 11. I.: Népességföldrajz. 12. II.: Településföldrajz. 13. III.: Mezıgazdaság földrajza. 14. IV.: Iparföldrajz. 15. V.: A gazdasági fejlettség mutatói. A világgazdaság pólusai, globalizáció és regionalizmus. 16. Magyarország természetföldrajza 17. Magyarország népesség- és gazdaságföldrajza 18. A szomszédos országok regionális földrajza 19. Az Európai Unió kialakulása, intézményei, mőködése, távlatai 20. Az EU országok regionális földrajza 21. Európa egyéb országainak regionális földrajza 22. A FÁK regionális földrajza 23. Az USA és Kanada regionális földrajza 24. Japán, Ausztrália és Óceánia regionális földrajza 25. Fejlıdési és globális ökológiai problémák, jövımodellek a világgazdaságban 26. Kína valamint Kelet - Ázsia regionális földrajza 27. Izrael és a Közel-Kelet, valamint a Perzsa öböl országainak regionális földrajza 28. Dél-Ázsia regionális földrajza 29. Latin Amerika regionális földrajza 30. Afrika regionális földrajza

2 A FÖLD KÖRNYEZETE ÉS A NAPRENDSZER. A FÖLD ÉS A HOLD MOZGÁSAI ÉS EZEK KÖVETKEZMÉNYEI Nemerkényi: Általános természetföldrajz oldal Mértékegységek: Fényév: az a távolság, amelyet a fény egy év alatt tesz meg. A fény terjedési sebessége: km/s, így egy év alatt 9,5 * km-t tesz meg, ez egy fényév. Csillagászati egység (CsE): A Naprendszer vizsgálatakor használatos távolságegység, amely megegyezik a Föld Nap körüli ellipszispályája fél nagytengelyének hosszával, azaz a közepes Nap - Föld távolsággal, ami km. (Egy CsE közelítıleg 150 millió km.) Parszek (parsec = pc): 1 parsec távolságban van tılünk az az égitest, amelyrıl nézve a Föld Naptól mért közepes távolsága merıleges rálátás esetén 1 ívmásodperc nagyságú szögben látszik. (Az évi parallaxis az a szög, amely alatt a csillagból nézve a Földpálya sugara merıleges rálátás esetén látszik.) 1 parsec = 3,26 fényév = CsE = 3,1 * km 2

3 A Föld környezete 1. A Világegyetem (Univerzum) kiterjedésére, határaira vonatkozó kérdések a tudomány mai állása szerint nyitottak, nem tudjuk, hogy a Világmindenség véges-e vagy végtelen. 2. Jelenlegi mőszereinkkel a Világegyetembıl egy kb. 10 milliárd fényév (3 milliárd parsec) sugarú tartományt látunk be, melynek középpontja természetesen a Föld. Ezt a tartományt Metagalaxisnak hívjuk, ami természetesen kisebb, mint az Univerzum. 3. A Metagalaxisban több mint 1 milliárd galaxis található. Az egyes galaxisokban elhelyezkedı csillagok száma átlagosan A galaxisokat alakjuk szerint három nagy csoportba oszthatjuk: - elliptikus (forgási ellipszoid alakúak) - spirális (középponti részükbıl általában két, kissé feltekeredett kar indul ki) - irreguláris (szabálytalan alakúak) 4. Azt a galaxist, amelyben a Nap és Földünk is elhelyezkedik Tejútrendszernek vagy más néven a Galaxisnak nevezzük. (Az összes többi galaxis összefoglaló neve: extragalaxis. A hozzánk legközelebb lévı extragalaxis az Androméda-köd.) A Tejútrendszer egy 100 ezer fényév (30 ezer parsec) átmérıjő spirális galaxis, melyben kb. százmilliárd (10 11 ) csillag található. A Földhöz legközelebbi csillag, a Nap a Tejútrendszer egyik karjában helyezkedik el, a középponttól mintegy 30 ezer fényév távolságban. 3

4 A Naprendszer A Naprendszer a Nap környezetének az a tartománya, amelyben a Nap gravitációs tere dominál. Ez a tér egy kb. 2 fényév sugarú gömb, melyben a Nap, a 9 nagybolygó és azok több mint 60 holdja, a kb. 100 ezer kisbolygó, az üstökösök, meteorok és a bolygóközi anyag helyezkedik el. A Nap egy 1,4 millió km átmérıjő, 2*10 30 kg tömegő sárga törpe típusú csillag, melynek anyaga gáz halmazállapotú plazma (elektromos áramot jól vezetı gáz), 80 % hidrogénbıl és 20 % héliumból áll. A Nap nem merev testként forog, hanem differenciálisan rotál, ami azt jelenti, hogy az egyenlítıhöz közelebbi tartományok nagyobb, a pólusokhoz közelebbi területek kisebb szögsebességgel forognak. A Nap szerkezete: o o o A Nap belseje három részbıl áll: Legbelül a centrális mag található, melynek hımérséklete millió Kelvin, itt megy végbe a Nap energiatermelése (H atommagok fúziójával He keletkezik). Röntgensugárzási zóna: a centrális mag körül helyezkedik el, az ott keletkezett energiát röntgensugárzás formájában továbbítja a külsı rétegek felé. Konvektív zóna: konvekciós áramlások formájában továbbítja az energiát. Ezek fölött helyezkedik el Nap felszíne vagy légköre (hımérséklete kb Kelvin), amely szintén három részbıl áll: Fotoszféra: Az energiatovábbítás itt fény formájában történik, ezt a réteget látjuk, itt keletkeznek a napfoltok. Kromoszféra: Ez a réteg csak napfogyatkozások alkalmával látható, itt jönnek létre a napkitörések vagy flerek és a protuberanciák. Korona: Folyamatosan megy át a bolygóközi anyagba. A Napból kijutó sugárzás a napszél, amely a teljes elektromágneses spektrumot tartalmazza. A bolygók a Nap körül direkt irányban (az óramutató járásával ellentétes irányban), ellipszis alakú pályán keringı, saját fénnyel nem rendelkezı égitestek. Két nagy csoportjukat szokták megkülönböztetni: o o A Föld típusú vagy belsı bolygók, a Nap közelében helyezkednek el, szilárd a felszínük, kicsi az átmérıjük és a tömegük, de nagy a sőrőségük, kevés holdjuk van (Merkúr: 0, Vénusz: 0, Föld: 1, Mars: 2). A Jupiter típusú vagy külsı bolygók a Naptól távolabb találhatók, túlnyomórészt gáz halmazállapotúak, nagy az átmérıjük és a tömegük, de kicsi a sőrőségük, sok holdjuk van (Jupiter: 16, Szaturnusz: 18, Uránusz: 20, Neptunusz: 8). A Naprendszer legkülsı bolygója a Plútó naptávolsága alapján a külsı, összes többi 4

5 tulajdonsága alapján a belsı bolygók közé sorolható, 1 holdja van. A kisbolygók (aszteroidák) a Naptól 2,2-4,5 CsE távolságban, a Mars és a Jupiter között keringı, kis mérető (a legnagyobb kisbolygó, a Ceres átmérıje is csak 1000 km) égitestek. Az üstökösök talán a leglátványosabb égitestek Naprendszerünkben. Szinte teljes tömegük a magban összpontosul, melynek átmérıje 10 km körüli. Amikor az üstökös a Nap közelébe kerül, a magból gáz és por áramlik ki, ez hozza létre az üstököt vagy kómát, az üstökös fényleni kezd. A Napból áradó fénynyomás, a napszél a gáz- és porrészecskéket a Nappal ellentétes irányba fújja, így kialakul az átlagosan millió km hosszú, látványos csóva. A meteorok ("hullócsillagok") különbözı tömegő (a grammtól a több száz tonnáig), a Nap körül keringı égitestek, amelyeknek a pályája gyakran keresztezheti a Föld pályáját. Ha a Föld légterébe kerülnek, kb. 500 km-es magasságtól a légkör molekuláival ütközve felizzanak, hımérsékletük az C-ot is elérheti. A meteo rok jelentıs része a légkörön való áthaladás közben, km-es magasságban elhamvad, néhány (évente db) azonban a Föld felszínét is elérheti, ezeket meteoritnak nevezzük. A meteoritokat anyaguk szerint csoportosítják, így beszélhetünk vas-, kı-vas- és kımeteoritokról. A jelentısebb tömegő meteoritok a becsapódás pillanatában szétrobbannak, így meteorkráterek keletkeznek (például az arizónai Barringer-kráter, a szibériai Tunguszka-kráter). A bolygóközi anyag egyik része por, amely az üstökösök szétszóródásából, a kisbolygók feldarabolódásából keletkezik, másik része gáz, amely fıleg a Napból származik, de a kozmikus sugárzással érkezı részecskék is csatlakoznak hozzá. 5

6 A Föld mozgásai 1. A Föld tengely körüli forgása A mozgás jellemzıi o o o A forgás idıtartama: A Föld képzelt tengelye körül, melynek felszíni döféspontjai a földrajzi pólusok kb. 24 óránként (23 óra 56 perc 4 mp) tesz meg egy teljes fordulatot. Ez az idıtartam a csillagnap. A forgás iránya: az északi sarkpont felıl nézve az óramutató járásával ellentétes, tehát nyugatról keletre tart, ezt a csillagászatban direkt forgásiránynak nevezzük. A forgás sebességét a szögsebességgel és a kerületi sebességgel jellemezhetjük. A szögsebesség a földfelszín minden pontján egyforma (15 /óra), a kerületi sebesség azonban a forgástengelytıl való távolsággal nı, így az Egyenlítın 461 m/s, a pólusokon pedig 0 m/s. A szögsebesség a forgó mozgás során az idıegység alatt megtett elfordulás mértéke szögben kifejezve (ω=α/t) A kerületi sebesség a forgó mozgás során idıegység alatt megtett út a kör kerületén (v=s/t) A Föld forgásában kisebb egyenetlenségek mutathatók ki, mint például a folyamatos lassulás (évi 0,0029 s) és a periodikus sebességingadozás (májustól októberig lassul, aztán gyorsul). 6

7 A mozgás következményei A forgás legfontosabb következménye a nappalok és éjszakák váltakozása, valamint a Földön fellépı centrifugális és eltérítı (Coriolis) erı. A centrifugális erı a forgástengelyre merılegesen, kifelé hat, ennek következtében alakult ki a Föld lapultsága a sarkoknál. Az eltérítı erıt elsı tanulmányozójáról nevezik Coriolis erınek, ami egy látszólagos erı, mert a mozgó testek irányváltoztatását csak a forgó rendszerben lévı szemlélı érzékeli, a rendszeren kívülrıl nem észlelhetı. Ha a földfelszínen valami - pl. levegı vagy víz - az Egyenlítıtıl északra vagy délre, a sarkpontok felé mozdul el, akkor a nagyobb kerületi sebességő hely felıl mozog a kisebb kerületi sebességő hely felé, így a nagyobb kezdısebesség miatt egy kicsit "elıreszalad". Ha a sarkpontok felıl az Egyenlítı felé halad valami, akkor a kisebb kerületi sebességő hely felıl a nagyobb kerületi sebességő hely felé mozdul el, tehát egy kicsit "lemarad". Mindkét esetben belátható, hogy a mozgó anyagok az északi félgömbön jobb kéz felé, a déli félgömbön balkéz felé térülnek el. 2. A Föld Nap körüli keringése A mozgás jellemzıi o o o A keringés idıtartama: 365 nap 6 óra 9 perc 9 mp. Ez az idıtartam a csillagév vagy sziderikus év. A keringés iránya: a Föld északi pólusa felıl nézve az óramutató járásával ellentétes, azaz direkt. A keringés pályája: A Föld ellipszis alakú pályán kering, amelynek egyik gyújtópontjában van a Nap. A pályaellipszist általában az excentricitás (e) értékével jellemzik, ami a középpont (K) és a gyújtópont közti távolság (c), valamint a fél nagytengely hosszának (a) a hányadosa: e=c/a. A földpálya excentricitásának értéke: 0,0176. (A 0 excentricitás szabályos körpályát jelent, tehát a Föld pályája csak minimálisan tér el a körtıl.) Az ellipszis alakú pálya miatt a Nap - Föld távolság az év során mintegy 5 millió km-t ingadozik. A földpálya Nap közeli pontja a perihélium, itt XII. 22-én tartózkodik a Föld, míg a Naptól legtávolabbi pont az afélium, melyet bolygónk VI. 22-én ér el. A Nap - Föld távolság perihéliumban 147,1 millió km, aféliumban 152,1 millió km, így a közepes Naptávolság kb. 150 (149,6) millió km, ez a távolság a csillagászati egység (CsE). A Föld a Naphoz közelebb gyorsabban, a Naptól távolabb lassabban halad a pályáján. (Kepler 2. törvénye) o A keringés pályasíkja, az ekliptika nem esik egybe az Egyenlítı síkjával, a két sík által bezárt szöget (23,5 ) nevezzük az ekliptika ferdes égének. Ebbıl adódik, hogy a Föld forgástengelye és az ekliptika síkja 66,5 -os szög et zár be. A forgástengely és az ekliptikára merıleges sík által bezárt szöget pedig a forgástengely ferdeségének nevezzük, melynek értéke 23,5. 7

8 A mozgás következményei A Föld Nap körüli keringésének, a forgástengely ferdeségének és a tengelyferdeség keringés alatti állandóságának (az év során a Föld tengelyferdesége nem változik, mindvégig 23,5 ) legfontosabb következménye az évszakok váltakozása, mivel egy adott szélességi kör mentén az év során változik a napsugarak hajlásszöge. 8

9 3. A Föld kisebb mozgásai Precesszió: A Föld tengelyének az ekliptika tengelye körül végzett kúpos mozgása. A két tengely nyílásszöge 23,5, a precesszió id ıtartama kb. 26 ezer év, iránya az óramutató járásával megegyezı, azaz retrográd. Nutáció: A precesszió 26 ezer éves periódusára ráíródó finom hullámmozgás, melynek periódusa 18,6 év, így egy precessziós perióduson belül 1400 nutációs periódus különböztethetı meg. A Hold és mozgásai A Hold fıbb jellemzıi: o Átmérıje: 3476 km. o Felülete: 38 millió km 2. o Közepes távolsága Földünktıl: 384 ezer km. o Átlagos sőrősége: 3,34 g/cm 3. o Felszínén a nehézségi erı a földinek csak a hatoda. o Felszínén megkülönböztetnek sötétebb tónusú, alacsonyabban fekvı ún. Holdtengereket (mare - a Holdfelszín 15 %-án) és világosabb, magasabban fekvı szárazföldeket (terra - a Holdfelszín 85 %-án). Mindkét területen a becsapódásos formák (kráterek, medencék) uralkodnak. o A holdkızeteket két nagy csoportba lehet osztani: a nagyobb sőrőségő bazaltos kızetek a mélyebben fekvı medencékben helyezkednek el, a kisebb sőrőségő anortozitok a Holdfelszín legidısebb kızetei. o A Holdnak gyakorlatilag nincs légköre, emiatt óriási a napi hıingás (nappal akár +130 C, éjszaka pedig C is lehet). A Hold mozgásai o A Föld körüli keringés sebessége: 1 km/s, ideje: 27,3 nap, iránya: direkt, pályaexcentricitása elég nagy (0,055). o A saját tengelye körüli forgás ideje megegyezik a keringési idıvel (27,3 nap), ezt kötött tengelyforgásnak nevezzük, melynek következménye, hogy a Holdnak mindig ugyanazt az oldalát látjuk a Földrıl. A kötött tengelyforgás csak a Földhöz viszonyítva áll fenn, a Naphoz képest nem, így a Holdon a nappalok és éjszakák kb. 15 naponként váltakoznak, azaz egy holdi nap 29,5 földi nappal egyenlı hosszú. A Hold fényváltozásai (holdfázisok) A Holdkorong formája 29,5 napos periódusú, jellegzetes változást mutat, melynek során a telihold fokozatosan C bető formájú sarlóvá csökken, majd eltőnik (újhold), késıbb D alakúra dagadva nı újra teljes koronggá. A fényváltozás a Nap, a Föld és a Hold változó elhelyezkedésébıl adódik. A Hold Föld körüli keringési síkja 5o-os szöget zár be az ekliptikával, így legtöbbször a Nap meg tudja világítani mind a két égitestet. (A pályáknak van két metszéspontja, ha ekkor van éppen újhold vagy holdtölte, akkor nap- vagy holdfogyatkozás lesz.) Ha a Hold a Nap és a Föld között van, akkor a Föld felé esı fele árnyékban van, tehát nem látható, ekkor újhold van. Ha a Föld van a Hold és a Nap között, akkor a Föld felé nézı oldalát teljesen megvilágítja a Nap, ekkor telihold van. 9

10 10

11 Fogyatkozások A Nap, a Hold és a Föld olyan kölcsönös helyzetét nevezzük fogyatkozásnak, amikor vagy a Hold takarja el a Napot (napfogyatkozás), vagy a Föld árnyéka takarja el a Holdat (holdfogyatkozás). Mindkét jelenség kialakulásában fontos szerepet játszik, hogy a Nap és a Hold szinte ugyanolyan átmérıjőnek látszik az égen. A nap- és holdfogyatkozás magyarázatát az alábbi ábrák adják: Idıszámítás Valódi szoláris idı (valódi napidı): Mivel a Föld nem egyenletes sebességgel halad a pályáján, a Nap látszólagos járása az ekliptikán az év folyamán nem egyenletes szögsebességgel történik, azaz nem mindig pontosan 24 óránként delel. A valódi szoláris idı tehát nem múlik egyenletesen. A valódi Nap két egymást követı delelése között eltelt idıt valódi napnak nevezzük. Középszoláris idı (középnapidı v. középidı): A valódi szoláris idı egyenetlen múlása miatt vezették be a középszoláris idıt, amely egyenletesen múlik. A középszoláris idı helyi idı, mert a Föld különbözı hosszúsági körein eltérı értéket mutat, mindig a Nap delelési pontjától függ. A középnap idıtartama pontosan 24 óra. Világidı: A 0 hosszúsági (greenwichi) körhöz tartozó középszoláris idı. Ez a greenwichi középidı (Greenwich Mean Time=GMT). A világidı a Föld valamennyi pontján megegyezik. Zónaidı: A Földet 24, egyenként 15 szélességő zónára osztották be (így jön ki a 360 ). A 0 zóna a ny.h. 7,5 -tól a k.h. 7,5 -ig terjed, majd kelet felé a keleti zónák, nyugat felé a nyugati zónák következnek. A zónahatárok nem követik pontosan a hosszúsági köröket, hanem igazodnak az országhatárokhoz is. Egy zónán belül azonos idıszámítást, a zónaidıt használják. A 0 idızónában a zónaidı a világidıvel egyezik meg, kelet felé zónánként egy órával több, nyugat felé zónánként egy órával kevesebb a zónaidı. Magyarország az elsı keleti zónában helyezkedik el, tehát itt a világidınél egy órával többet mutatnak az órák (GMT+1 óra). A dátumválasztó vonal: Nagyjából a 180 -os hosszúsági kör mentén húzták meg, ha keletrıl nyugati irányban lépjük át, akkor egy nappal elıre, ha nyugatról keleti irányban lépjük át, akkor egy nappal vissza kell állítani az óráinkat. 11

12 A FÖLD BELSİ SZERKEZETE. LEMEZTEKTONIKA ÉS HEGYSÉGKÉPZİDÉS A Föld belsı szerkezete Sárfalvi-Tóth: Földrajz I oldal Nemerkényi: Általános természetföldrajz oldal A Föld belsı felépítésérıl, szerkezetérıl nagyon kevés közvetlen adattal, megfigyeléssel rendelkezünk, hiszen még a legmélyebb kutatófúrások is csak mintegy 10 km-es mélységig hatolnak le (USA m, Kola-félsziget m), a Föld sugara pedig a mérések szerint 6378 km. A Föld belsejérıl a földrengéshullámok elemzésével lehet közvetett ismeretekhez jutni. A földrengéshullámoknak három fı típusát szokták megkülönböztetni: P hullámok: longitudinális hullámok, a földrengés epicentrumából elıször ezek érkeznek meg az észlelıállomásokra (primer hullámok). S hullámok: transzverzális hullámok, csak szilárd közegben terjednek, az észlelıállomásra másodiknak érkeznek be (szekunder hullámok). L hullámok: több fajtájuk van, közös jellemzıjük, hogy a rezgés nagysága a mélységgel gyorsan csökken, ezért csak a felszín környezetében terjednek (felületi hullámok). Azokat a Föld belsejében kimutatható felületeket, amelyeken a földrengéshullámok sebességváltozást szenvednek törésfelületeknek vagy diszkontinuitási felületeknek nevezzük. A földrengéshullámok elemzésével különbözı földszerkezeti modelleket alkottak. Jelenlegi ismereteink szerint a Föld belsı szerkezete három földövre tagolható: földkéreg, földköpeny, földmag. 12

13 Földkéreg: Vastagsága nagyon változó, néhány km-tıl km-ig terjedhet, az átlagérték km. A magashegységek alatt vastagabb, a síkságok alatt vékonyabb, a kéreg vastagsága mintegy tükörképe a felszíni domborzatnak: Felsı része (felsı kéreg) a gránitokhoz hasonló összetételő, alumínium és szilícium oxidokban gazdag, fémekben szegény, átlagos sőrősége 2,8 g/cm 3. Alsó részére (alsó kéreg) a bazaltos kızetek jellemzıek, kalciumban, magnéziumban és fémekben gazdagabb terület, átlagos sőrősége 3 g/cm 3. A földkéregnek két fı típusa különböztethetı meg: A szárazföldi vagy kontinentális kéreg a kontinensek területén figyelhetı meg, vastagabb, a felsı és alsó kéreg egyaránt megtalálható benne, a kettıt a kb km-es mélységben elhelyezkedı Conrad-féle felület választja el egymástól. Az óceáni kéreg az óceánok és az északi sarkvidék alatt figyelhetı meg, vékonyabb, mivel a felsı, gránitos kéreg hiányzik, csak az alsó bazaltos kéreg található meg benne. A kéreg és a köpeny között húzódik a Mohorovičić-féle felület. Földköpeny: A Mohorovičić-féle felülettıl 2900 km-es mélységig terjed. A földköpenyt is két részre lehet osztani: A felsı köpeny kb km-es mélységig terjed, átlagos sőrősége 3,4 g/cm 3, ásványtani öszszetételére az olivin, piroxén, gránát és amfiból jellemzı. Az alsó köpeny átlagos sőrősége 4,7 g/ cm 3, jóval kevesebb információval rendelkezünk róla. A felsı és az alsó köpenyt a Repetti-féle felület határolja el egymástól. A hımérséklet gyorsan nı a köpenyben lefelé haladva, alsó részén már a 4000 C-ot is elérheti. A litoszféra vagy kızetburok általánosabb megfogalmazás szerint a Föld szilikátos öve, amely a kérget és a köpenyt foglalja magába. Lemeztektonikai szempontból viszont a kızetburok csak a szilárd kéregbıl és a felsı köpeny vékony, közvetlenül a kéreg alatt elhelyezkedı részébıl áll. A litoszféra nem egységes héj, hanem több, különbözı mérető kızetlemezbıl áll. Az asztenoszféra vagy gyenge öv a litoszféra alsó határától kb. 700 km-es mélységig terjed, tehát lényegében a felsı köpeny litoszféra alatti részét jelenti, melynek halmazállapota képlékeny, így lassú, folyásos alakváltozásra képes, rajta úsznak a merev litoszféralemezek. A köpeny és a mag között húzódik a Gutenberg - Wiechert-féle felület. Földmag: A Gutenberg - Wiechert-féle felülettıl a Föld középpontjáig terjedı gömbszerő terület. A földmagot két részre szokták osztani: A külsı mag vagy maghéj folyékony halmazállapotúnak tekinthetı, mivel benne az S (transzverzális) hullámok nem folytatódnak. Anyaga fémekbıl, elsısorban nikkelbıl és vasból áll, sőrősége 9-11 g/cm 3. A belsı mag szilárd halmazállapotú, de közel jár az olvadásponthoz, nagy viszkozitású, nagy sőrőségő (13-17 g/cm 3 ) terület. A külsı belsı mag között kb km-es mélységben húzódik a Lehmann-féle felület vagy öv. A Föld középpontjában a nyomás kb. 3,6-3,7 Mbar, a hımérséklet pedig C. A Föld belseje felé haladva a hımérséklet a radioaktív anyagok (urán, tórium, kálium) bomlása miatt egyre nı, ezt geotermikus grádiensnek nevezzük, melynek átlagértéke 33m/1 C = 100m/3 C. 13

14 Kızetlemezek, lemeztektonika A Föld legkülsı vékony, szilárd gömbhéja, a litoszféra nem egységes, hanem kisebb-nagyobb darabokból, ún. litoszféralemezekbıl vagy kızetlemezekbıl áll, melyek teljesen beburkolják a Földet. Hét nagy (Észak-amerikai-, Dél-amerikai-, Eurázsiai-, Afrikai-, Indiai-Ausztráliai-, Pacifikus- és Antarktiszilemez) és több kisebb (Karibi-, Cocos-, Scotia-, Adriai-, Égei-, Arab-, Iráni-, Nazca-, Fülöp-lemez) kızetlemez különböztethetı meg a Föld felszínén, melyek egymáshoz és a Föld forgástengelyéhez képest is állandó mozgásban vannak. A litoszféralemezek nagyobb része tartalmaz óceáni és szárazföldi kéregrészt is (pl: Eurázsiai-, Afrikai-, Amerikai-lemezek stb.), a Pacifikus-, a Fülöp-, a Cocos- és a Nazca-lemezek csak óceáni kéregbıl állnak. A lemeztektonika az elsı olyan globális modell, amely a kızetlemezek mozgását alapul véve magyarázatot ad az összes geodinamikai jelenségre (földrengések, vulkanizmus, hegységképzıdés stb.). A lemeztektonika modelljének megalkotásához vezetı úton alapvetı jelentıségő volt Alfred Wegener német meteorológus munkássága, aki az 1910-es, 1920-as években kidolgozta a kontinensvándorlás elméletét. Wegener elképzelése szerint a kontinensek egykor összefüggı szárazulatot alkottak (Pangea), amely késıbb összetöredezett és darabjai, a mai kontinensek jelenlegi helyükre sodródtak. A lemeztektonikai elmélet kidolgozásában fontos szerepet játszott R. S. Dietz és H. H. Hess, akik az 1960-as években kifejtették az óceánfenék szétsodródásának (sea floor spreading) elméletét, majd X. Le Pichon kimutatta, hogy a lemeztektonika egyetlen, globális mértékben összefüggı mozgásképet nyújt Földünk szerkezetfejlıdésérıl. A kızetlemezek mozgásának mechanizmusát két konvekciós alapmodell magyarázza. A mélykonvekciós modell szerint a Föld belsejében termelıdı hı hatására az egész köpenyben konvekciós áramlások keletkeznek, a sekélykonvekciós modell szerint ezek az áramlások csak a köpeny felsı részére, az asztenoszférára terjednek ki. A lemeztektonika elmélete a lemezmozgásoknak három fı típusát különbözteti meg: Egymástól távolodó (divergens) lemezek (pl.: Atlanti-hátság, Vörös-tenger): Az óceáni hátságok alatt a köpenyben a hımérsékletkülönbség miatt konvektív oszlopok emelkednek fel és a kızetlemezeknek ütközve szétáramlanak mindkét irányba, így szétrepesztik, majd magukkal szállítják, szétsodorják a litoszféralemezeket (sea floor spreading). Az asztenoszférából fel- 14

15 nyomuló bazaltos köpenyanyag, a magma kitölti a lemezperemek közti rést, lehől és óceáni kéreggé merevedik. Ezért a távolodó lemezszegélyeket gyarapodó vagy akkréciós szegélyeknek nevezik, az óceánközépi hátság az óceánok születésének és gyarapodásának helye. Egymáshoz közeledı (konvergens) lemezek: Lemeztípusoktól függıen különbözı események játszódnak le. o Óceáni lemez ütközése kontinentális lemezzel (pl.: a Dél-amerikai- és a Nazcalemez): A nagyobb sőrőségő óceáni lemez általában os dıléső sík mentén a kisebb sőrőségő kontinentális lemez alá bukik és nagy mélységre, akár km mélyre is benyomul a köpenybe. Az alábukást szubdukciónak, az övezetet, ahol ez bekövetkezik szubdukciós zónának vagy konszumációs övezetnek nevezzük, mert itt az óceáni kızetlemez beolvad a köpeny anyagába, azaz fölemésztıdik. Ezt a helyet Benioff-övnek is nevezik, ugyanis H. Benioff kanadai kutató ismerte fel elsıként, hogy a lemezhatárokhoz kapcsolódó földrengések kipattanási helyei kirajzolnak egy kb. 45 -os szögben a felszín alá bukó sávot, mely öveze t egy alábukó kızetlemez helyét is megmutatja. Ahol az óceáni lemez behajlik a szárazföldi alá mélytengeri árok keletkezik. Az óceáni lemez felszínén szállított üledék egy része a szárazföldi lemezhez tapad és kb. 1 mm/év sebességgel gyarapítja azt, másik része az asztenoszférába szállítódik, ahol hozzájárul a lemezszegélyen kialakuló heves andezites-riolitos vulkáni tevékenység kialakulásához. 15

16 o Két kontinentális lemez ütközése (pl.: az Eurázsiai- és Afrikai-lemez): A két szárazföldi kızetlemez sőrősége nagyjából megegyezik, a 2,8 g/cm 3 sőrőségő kontinentális lemezekre olyan nagy a 3,4 g/cm 3 sőrőségő köpeny felhajtóereje, hogy tartós alábukás nem jöhet létre. A két kontinentális kéregrész közötti óceán bezárul és az óceán fenekén felgyülemlett üledék felgyőrıdik, hegységképzıdési folyamatok zajlanak le. A kontinentális lemezek peremeirıl kisebb-nagyobb lemezdarabok, mikrolemezek válhatnak le, amelyek a hegységek kialakulásában fontos szerepet játszhatnak. 16

17 o Két óceáni lemez ütközése (pl.: a Pacifikus- és a Fülöp-lemez): Az óceáni kızetlemezek sőrősége nem sokkal kisebb (kb. 3 g/cm 3 ), mint a köpeny sőrősége (3,4 g/cm 3 ), ezért az egyik, általában az idısebb, jobban lehőlt, valamivel nagyobb sőrőségő lemez bukik a fiatalabb alá. Az alábukás vonalán mélytengeri árok és andezites-riolitos vulkáni tevékenység következtében szigetív alakul ki. o Egymás mellett elcsúszó lemezek (pl.: a Szent András-vetı Kaliforniában): Ezek egymással párhuzamosan mozognak, szegélyükön hatalmas vízszintes irányú vetıdés alakul ki, amely mentén a lemezek egymás mellett elcsúsznak. Az ilyen lemezszegélyek felismerése nem könnyő feladat, mivel kızetképzıdés vagy deformáció nem kíséri ıket. 17

18 Hegységképzıdés A hegységképzıdések tárgyalásakor általában két folyamatot szoktak elkülöníteni. A tektogenezis a győrıdéses és töréses szerkezetek kialakulását, az orogenezis pedig ezeknek a szerkezeteknek a kiemelkedését jelenti. A litoszféralemezek vastagságuktól, tömegüktıl függıen eltérı mélységben merülnek az asztenoszférába. Ezt az egyensúlyi állapotot izosztáziának nevezzük. A tektogenezis során a kialakuló vastag takaróredık megbonthatják ezt az egyensúlyt, ami majd az orogenezis során bekövetkezı függıleges irányú mozgással áll helyre. A hegységek anyaga sokszor tengerek, óceánok mélyén, hatalmas üledékgyőjtı medencékben (geoszinklinárisokban) halmozódik fel. A hegységképzıdések fı hajtóereje a lemezalábukás, ugyanis hegységek az ütközı lemezszegélyeknél alakulnak ki. Két óceáni kızetlemez ütközésekor andezites-riolitos vulkáni hegységek, szigetívek keletkeznek. Egy óceáni és egy szárazföldi kızetlemez ütközésekor az alábukás miatt az andezites-riolitos vulkáni tevékenység az uralkodó folyamat. Az óceáni lemezen szállított üledék egy része a szárazföldi lemez pereméhez győrıdik, de ezek a győrt, üledékes kızetek alárendelt szerepet játszanak Két kontinentális lemez ütközésekor a korábban köztük lévı óceáni lemez alábukással fölemésztıdik, a rajta lévı üledék redıkbe győrıdik, a két szárazföldi lemez ütközésekor kiemelkedik és zömében ezekbıl az üledékes kızetekbıl álló hegység keletkezik. 18

19 Vulkanizmus A Föld belsı erıi állandó mőködésének egyik leglátványosabb megnyilvánulási formája a vulkanizmus. A magma a felsı köpenyben és/vagy a kéregben elhelyezkedı, nagy nyomás alatt álló magas hımérséklető szilikátolvadék. A magma a hımérséklet- és nyomáskülönbségek hatására lassú áramlást végez, közben hatalmas feszítıerıt fejt ki a környezetére és mozgása során összetétele megváltozik (beolvasztja a mellékkızeteket, alkotórészeinek eltérı oldódása és sőrőség szerinti differenciálódása miatt). Ha a magma mozgása során nem jut a felszínre, hanem a földkéregben szilárdul meg, akkor intruziv magmatizmusról vagy plutonizmusról beszélünk, ekkor mélységi magmás kızetek keletkeznek. Ha a magma a felszínre kerül, akkor láva a neve, a folyamatot pedig effuziv magmatizmusnak vagy vulkanizmusnak nevezzük, melynek során kiömlési magmás kızetek keletkeznek. Megkülönböztetünk szárazföldi és tenger alatti vulkanizmust, valamint felszín közeli (2 km-nél nem mélyebben lezajló) ún. szubvulkáni folyamatokat. A vulkánok elhelyezkedése Jelenlegi ismereteink szerint Földünkön mintegy 700 aktív vulkán található, melyek többsége földrajzilag jellegzetes vonalak mentén helyezkedik el, melyek öt vulkáni övezetet alkotnak: kelet-ázsiai-, amerikai-, eurázsiai-, atlanti- és kelet-afrikai. Ezek a vulkáni övezetek pontosan egybeesnek a litoszféralemezek határaival, így megállapítható, hogy a vulkánosság alapvetıen a lemezszegélyekhez kapcsolódik, szoros összefüggést mutat a lemeztektonikai folyamatokkal. A vulkánoknak csak mintegy 4%-a nem kapcsolódik a lemezszegélyekhez, ezek ún. forró pontokon jöttek létre, ahol a helyi jellegő, függıleges irányú felfelé törekvı magmaáramlás elvékonyítja vagy átolvasztja a külsı köpenyt és a kérget és ún. gomolyáramlásos vulkán alakul ki (pl.: Hawaii-szigetek). A gomolyáramlások helye nagyon állandó, akár több százmillió évig is azonos helyen mőködnek, ezért a kızetlemezek elvándorolnak fölöttük és így vulkáni lánc alakul ki (pl.: Hawaii-lánc, Tuamotu-lánc). A vulkánok felépítése A vulkáni anyagok származási helye a kb km-es mélységben elhelyezkedı magmakamra. A magmakamrát a felszínnel összekötı, a Föld kérgét többnyire függılegesen áttörı csatorna a kürtı, amely a felszínen az általában kör alakú kráterben végzıdik. A felszínre kerülı anyag többnyire kúp alakban halmozódik fel (vulkáni kúp), formája a kitörés módjától, a vulkáni anyag össze- 19

20 tételétıl és mennyiségétıl függ. A kaldera üst vagy katlan alakú, többé-kevésbé kör alakú, sekély mélyedés, melynek átmérıje általában nagyobb, mint a kürtıé. A kaldera leggyakrabban a magma eltávozása után beszakadó magmakamra beszakadásával keletkezik (beszakadásos kaldera), ritkábban a vulkáni kúp legfelsı részének lerobbanásával alakul ki (robbanásos kaldera). A felszín felé törekvı magma a mélyben megrekedve hatalmas kiterjedéső magmás kızettömeggé szilárdul a földkéregben, ezt batolitnak nevezzük, ami a körülötte lévı kızeteket megolvasztja, átkristályosítja. A batolitnál jóval kisebb, csupán néhány km átmérıjő, a felszínhez közelebb elhelyezkedı, gomba alakú kızettömeg a lakkolit, amely a felette lévı kızeteket nem olvasztja meg, csak felboltozza. A lakkolit a legtipikusabb szubvulkáni képzıdmény. A vulkáni mőködés termékei o Folyékony termékek: Láva - összetétele megegyezik a magmáéval, rendszerezése szilicium-dioxid tartalma alapján történik. Kémiai összetétele meghatározza fizikai jellemzıit: A szilicium-dioxidban szegény, bázisos bazaltláva kis viszkozitású, hígan folyó anyag, ezért lávaárakat, lávatakarókat hoz létre. A szilicium-dioxidban gazdagabb, savanyú andezit- és riolit-lávák nagy viszkozitásúak, sőrőn folynak, hamar megszilárdulnak, így viszonylag meredek falú vulkáni kúpokat hoznak létre. A láva megszilárdulásával vulkáni kiömlési kızetek keletkeznek, pl.: riolit, andezit, bazalt. o Szilárd termékek: Vulkáni bombák (a levegıben lehőlve megszilárduló cm-es, méteres kızetdarabok), blokkok vagy tömbök (szilárd állapotban kidobott nagyobb kızetdarabok), lapillik (mogyoró vagy dió nagyságú, a levegıben megszilárduló lávadarabok), vulkáni por. Ezeket összefoglaló néven piroklasztikumnak nevezzük. A nagyobb darabok megszilárdulásával vulkáni agglomerátum és vulkáni breccsa, a finomabb porból vulkáni tufa keletkezik. o Gáznemő termékek: Legnagyobb részük (75 %) vízgız, valamint CO 2, CO, N 2, H 2, CH 4 stb. is távozhat a vulkánból. A vulkánok csoportosítása 1. A kitörés helyének alakja szerint: a) felületi (areális) - jelenleg nincsenek ilyen vulkánok; b) hasadék (lineáris) - hosszú repedésvonalak mentén tör föl a leginkább bazaltos láva pl.: Izlandon 20