Geologie
Obrázek 1. Různé barvy a textury, které jsou vidět na této hornině, jsou způsobeny přítomností různých minerálů.
Úvod
Existují tři typy hornin: vyvřelé, sedimentární a metamorfované. Každý z těchto typů je součástí horninového cyklu. Díky změnám podmínek se z jednoho typu horniny může stát jiný typ horniny. Nebo se může stát jinou horninou stejného typu.
Co jsou horniny?
Hornina je přirozeně vzniklý neživý zemský materiál. Horniny jsou tvořeny souborem minerálních zrn, která drží pohromadě v pevné a pevné hmotě (obrázek 1).
Jak se hornina liší od minerálu? Horniny jsou tvořeny minerály. Zrnka minerálů v hornině mohou být tak malá, že je uvidíte pouze pod mikroskopem, nebo mohou být velká jako nehet nebo dokonce jako váš prst (obrázek 1).
Obrázek 2: Pegmatit z Jižní Dakoty s krystaly lepidolitu, turmalínu a křemene. Pegmatit z Jižní Dakoty s krystaly lepidolitu, turmalínu a křemene (měřítko 1 cm vlevo nahoře).
Rocks are identified primarily by the minerals they contain and by their texture. Každý typ horniny má charakteristický soubor minerálů. Hornina může být tvořena zrny všech minerálů jednoho typu, například křemene. Mnohem častěji jsou horniny tvořeny směsí různých minerálů. Textura je popis velikosti, tvaru a uspořádání minerálních zrn. Jsou oba vzorky na obrázku 2 stejným typem horniny? Mají stejné minerály? Stejnou texturu?
Obrázek 3. Vzorky hornin.
| Vzorky | Minerály | Textura | Formation | Rock type |
|---|---|---|---|---|
| Sample 1 | plagioclase, quartz, hornblende, pyroxene | Crystals, visible to naked eye | Magma cooled slowly | Diorite |
| Sample 2 | plagioclase, hornblende, pyroxene | Crystals are tiny or microscopic | Magma erupted and cooled quickly | Andesite |
As seen in table 1, these two rocks have the same chemical composition and contain mostly the same minerals, but they do not have the same texture. Sample 1 has visible mineral grains, but Sample 2 has very tiny or invisible grains. The two different textures indicate different histories. Sample 1 is a diorite, a rock that cooled slowly from magma (molten rock) underground. Vzorek 2 je andezit, hornina, která rychle chladla z velmi podobného magmatu, které vyvřelo na zemský povrch.
Tři hlavní kategorie hornin
Horniny se dělí do tří hlavních skupin podle způsobu vzniku. Horniny lze studovat na ručních vzorcích, které lze přemístit z původního místa. Horniny lze také studovat ve výchozech, tedy v obnažených horninových útvarech, které jsou přichyceny k zemi, na místě, kde se nacházejí.
Ignetické horniny
Ignetické horniny vznikají z chladnoucího magmatu. Magma, které vyvěrá na zemský povrch, je láva, jak je vidět na obrázku 4. Chemické složení magmatu a rychlost jeho ochlazování určují, jaká hornina vznikne při ochlazování a krystalizaci minerálů.
Obrázek 4. Tato tekoucí láva je roztavená hornina, která ztvrdne ve vyvřelou horninu.
Sedimentární horniny
Sedimentární horniny vznikají zhutněním a slepením sedimentů, rozlámaných kusů hornin podobných štěrku, písku, bahnu nebo jílu (obrázek 5). Tyto sedimenty mohou vznikat zvětráváním a erozí již existujících hornin. K sedimentárním horninám patří také chemické sraženiny, pevné materiály, které zůstávají po vypaření kapaliny.
Obrázek 5. Tato sedimentární hornina je tvořena pískem, který je slepen dohromady a tvoří pískovec.
Metamorfní horniny
Metamorfní horniny vznikají, když se minerály v existující hornině mění působením tepla nebo tlaku uvnitř Země. Příklad metamorfované horniny najdete na obrázku 6.
Obrázek 6: Křemenec je metamorfovaná hornina. Kvarcit je metamorfovaná hornina, která vzniká působením tepla a tlaku uvnitř Země na křemenný pískovec.
Jednoduché vysvětlení tří typů hornin a jejich určování si můžete prohlédnout v tomto videu:
Toto video pojednává o určování vyvřelých hornin:
Toto video pojednává o určování metamorfovaných hornin:
Toto video Science Made Fun pojednává o podmínkách, za kterých vznikají tři hlavní typy hornin:
The Rock Cycle
Obrázek 7. James Hutton je považován za otce geologie.
Skály se mění v důsledku přírodních procesů, které probíhají neustále. Většina změn probíhá velmi pomalu; mnohé se odehrávají pod povrchem Země, takže si změn nemusíme ani všimnout. Přestože změny nemusíme vidět, fyzikální a chemické vlastnosti hornin se neustále mění v přirozeném, nikdy nekončícím cyklu zvaném horninový cyklus.
Koncept horninového cyklu poprvé vytvořil James Hutton, vědec z osmnáctého století, často nazývaný „otec geologie“ (na obrázku 7). Hutton si uvědomoval, že geologické procesy „nemají žádný začátek ani vyhlídku na konec“. Procesy spojené s koloběhem hornin často probíhají miliony let. V měřítku lidského života se tedy horniny zdají být „pevné jako skála“ a neměnné, ale v delším časovém horizontu neustále dochází ke změnám.
V horninovém cyklu, znázorněném na obrázku 8, jsou zobrazeny tři hlavní typy hornin – magmatické, sedimentární a metamorfované. Šipky spojující tyto tři typy hornin znázorňují procesy, které mění jeden typ horniny v jiný. Cyklus nemá začátek ani konec. Horniny v hlubinách Země se právě teď mění v jiné typy hornin. Horniny na povrchu leží na místě, než budou příště vystaveny procesu, který je změní.
Obrázek 8. Horninový cyklus.
Procesy horninového cyklu
Několik procesů může změnit jeden typ horniny v jiný typ horniny. Klíčovými procesy horninového cyklu jsou krystalizace, eroze a sedimentace a metamorfismus.
Krystalizace
Magma se ochladí buď v podzemí, nebo na povrchu a ztvrdne na vyvřelou horninu. Jak magma chladne, vznikají při různých teplotách různé krystaly, které procházejí krystalizací. Například minerál olivín krystalizuje z magmatu při mnohem vyšších teplotách než křemen. Rychlost chladnutí určuje, za jak dlouho se krystaly vytvoří. Pomalým ochlazováním vznikají větší krystaly.
Eroze a sedimentace
Zvětrávání opotřebovává horniny na zemském povrchu na menší kusy. Tyto malé úlomky se nazývají sedimenty. Stékající voda, led a gravitace přenášejí tyto sedimenty erozí z jednoho místa na druhé. Při sedimentaci dochází k ukládání neboli usazování sedimentů. Aby vznikla sedimentární hornina, musí se nahromaděný sediment zhutnit a stmelit.
Metamorfismus
Když je hornina v Zemi vystavena extrémnímu teplu a tlaku, ale neroztaví se, dochází k její metamorfóze. Metamorfismus může změnit minerální složení a strukturu horniny. Z tohoto důvodu může mít metamorfovaná hornina nové minerální složení a/nebo texturu.
Shrnutí lekce
- Horniny jsou soubory minerálů různých velikostí a typů.
- Tři hlavní typy hornin jsou vyvřelé, sedimentární a metamorfované.
- Krystalizace, eroze a sedimentace a metamorfismus přeměňují jeden typ hornin na jiný nebo mění sedimenty na horniny.
- The rock cycle describes the transformations of one type of rock to another.
Reflection Questions
- What skill does this content help you develop?
- What are the key topics covered in this content?
- How can the content in this section help you demonstrate mastery of a specific skill?
- What questions do you have about this content?