ID SZKOŁY: 96/8 ID GRUPY: 96/8_MP_G2 OPIEKUN: JOANNA PRZĄDA

Projekt „ROZWÓJ PRZEZ KOMPETENCJE” jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki 2007-2013 CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie 2017-03-28

Budowa materii

„Teraz (...) uszy i bystry rozum podaj, Zapomnij trosk codziennych przy wiernej prawdy wywodach, Abyś mych darów przyjaznych Składanych z serca głębi, Niech rzucił pogardliwie zanim je myślą zgnębisz (...) Zarodki rzeczy ukażę i powiem, skąd rzeczy ogół, Z czego, z jakiego tworzywa rodzi się potęga.” Lukrecjusz „ O naturze wszechrzeczy”

Co to jest materia ? Z czego się składa? Czy jest to przejeżdżający za oknem samochód? , Rakieta ? Czy może jest to coś czego nie możemy dostrzec gołym okiem?

Szukając odpowiedzi na zadane pytania cofnijmy się w przeszłość, aby poznać spojrzenia na materię ówczesnych uczonych

Tales z Miletu (ok. 620 - ok. 540 p.n.e.),

Podstawowym pytaniem Talesa — jak i innych jońskich filozofów przyrody — było pytanie o "arche” czyli początek, podstawę, osnowę i strukturę świata. Mawiał: "wszystko jest z wody, z wody powstało i z wody się składa" Zaczął mówić o wodzie jako o realnym bycie, a nie o bóstwach wody. Początkujących fizyków żyjących w tamtych czasach interesowało tzw. arche rozumiane nie tylko jako początek rzeczy, lecz także jako ich zasada czyli podstawowy składnik (łac. principium). Dla Talesa arche to woda.

Anaksymenes z Miletu (585-525 p.n.e.)

Był kontynuatorem myśli Anaksymandera z Miletu Był kontynuatorem myśli Anaksymandera z Miletu. Podobnie jak on napisał dzieło "O przyrodzie", w którym wyjaśnił, ze podstawa wszystkich rzeczy, jest tak naprawdę powietrze. Uważał, że prazasadę rzeczywistości (arché) stanowi powietrze lub tchnienie (tak jak dusza-oddech jest podstawowym elementem integrującym w przypadku człowieka). Kiedy jest ono bardzo rzadkie, staje się tym, co nazywamy ogniem. W swym normalnym stanie jest tym powietrzem, którym oddychamy. Gdy robi się gęstsze, staje się najpierw wodą, a potem ziemią. Stąd rozmaite właściwości, jakie widzimy wokół siebie —jest to kwestia stopnia zagęszczenia powietrza.

Leukippos, Leucyp (V w. p.n.e.)

Uznawany za twórcę atomizmu - teorii budowy materii, głoszącej, że jest ona zbudowana z małych, niepodzielnych cząstek (atomów), otoczonych próżnią i różniących się między sobą kształtem, położeniem i porządkiem. Atomy obdarzone są odwiecznym ruchem, popychając się i łącząc w znane nam rzeczy. Jedyny znany nam dosłowny fragment pism Leucypa (wszystkie inne zaginęły) każe nam uważać go za pierwszego deterministę: Nic nie dzieje się bez przyczyny, lecz wszystko z jakiejś racji i konieczności.

(ok. 540 p.n.e.-ok. 480 p.n.e.)

Zadawał on sobie pytania, które podważały i na podstawie, których wynikało wiele niejasności z założeń jego poprzedników. Na przykład: Dlaczego zapach powietrza bywa różny? Dlaczego woda jest czasem słona, a czasem słodka? Dlaczego jedne skały są białe, a inne brunatne, a niekiedy zielone, niebieskie czy czerwone? Sam za podstawę i zasadę istnienia wszechświata uważał ogień i jego przemiany: „Wszystko jest ogniem, jest w stanie rozżarzonym”. Heraklit był przekonany o zmienności w świecie „Panta rhei - wszystko jest płynne”.

Epikur (341 - 270 p.n.e.) Demokryt z Abdery (ok.460 - ok.370 p.n.e.)

Naukę Leukipposa szeroko rozbudował Demokryt Naukę Leukipposa szeroko rozbudował Demokryt. Głosił on: "Prócz atomów i próżni wszystko pozostałe jest tylko myślą, a nie istnieniem. Atomy, nieskończone w liczbie i formie, swym ruchem - zderzeniami i powstałymi z tego obrotami tworzą świat widomy. Różnorodność przedmiotów zależy od różnej liczby, formy i porządku atomów, z których się one składają, a nie od rozmaitej jakości atomów, które działają na siebie jedynie ciśnieniem i uderzeniami". Wszystkie atomy posiadają wielkość i kształt i nimi różnią się między sobą. Ich własności elementarne odróżniają się od własności ciał będących skupiskami nieskończonej liczby atomów. Cechy zewnętrzne tych ciał, takie jak barwa, ciepło, zimno, nie istnieją "obiektywnie", stanowią tylko "subiektywna" reakcje zmysłów człowieka i jego świadomości na kształt, ruch, szyk, i pozycje skupisk atomowych występujących w ciałach. Demokryt przyznał atomom tylko dwie cechy, mianowicie wielkość i kształt, inny natomiast filozof, Epikur (341 - 270 p.n.e.) wyjaśniając ich ruch przypisał im jeszcze trzecia, tj. ciężar

Arystoteles (384 - 322 p.n.e.)

Głosił teorię czterech żywiołów mówiąc: „ogień jest gorący i suchy, powietrze ciepłe i wilgotne, woda zimna i wilgotna, ziemia zaś zimna i sucha, każda substancja składa się z 4 żywiołów - ognia, powietrza, wody i ziemi, woda paruje - bo ulatnia się z niej powietrze”. Jak na filozofów żyjących w tak odległych czasach, dali oni początek rozważaniom na temat budowy świata, czyli materii. Teoria Arystotelesa mówiąca, że materia składa się z 4 żywiołów dominowała w chemii ok. 2000 lat i przetrwała aż do połowy XVII wieku.

W okresie średniowiecza nastąpił rozwój alchemii, poprzedniczki chemii W okresie średniowiecza nastąpił rozwój alchemii, poprzedniczki chemii. Zadaniem alchemików było robić złoto, przemieniać metale nieszlachetne np. żelazo w szlachetne, czyli złoto czy srebro. Alchemicy znali 7 metali - złoto, srebro, miedź, cynę, ołów, żelazo, rtęć. „Jeżeli każda substancja stanowi pewną kombinację ognia, powietrza, wody i ziemi, to, dlaczego nie miałaby być możliwa zmiana kombinacji i otrzymania nowej substancji? Ołów jest prawie tak ciężki jak złoto, miedź zbliżona barwą do złota, a więc w wyniku nieznacznej zmiany składu każdego z tych metali, można przemienić je w złoto”. Takie właśnie pytania gnębiły alchemików w średniowieczu. Mieli oni wynaleźć „kamień filozoficzny” - preparat, który zamieniałby kamienie nieszlachetne w złoto, a ludziom zapewniałby wieczną młodość.

Paracelsus (1493 – 1541)

Rozwinął teorię Arystotelesa Rozwinął teorię Arystotelesa. Głosił: "Materia jest zbudowana z 3 elementów, zwanych zasadami. Są to: siarka, rtęć i sól.” Paracelsus rozumował - drewno się pali, rtęć się ulatnia, siarka ulega spaleniu, a sól pozostaje jako popiół. Paracelsus wytwarzał sole żelaza, miedzi, rtęci i badał ich działanie jako leków - dał początek nauce nazwanej - JATROCHEMIA (nauka o lekach).

Robert Boyle (1627-1691)

Boyle był reformatorem chemii w znaczeniu nowoczesnym, reformatorem, który program swój potrafił urzeczywistnić. Zdecydowanie zwalczał on "elementy" Arystotelesa i "pierwiastki" alchemików. Boyle pierwszy sformułował pojęcie pierwiastka chemicznego. "Za pierwiastki uważam - mówił - pewne pierwotne lub proste, z niczym nie połączone ciała: nie są one utworzone z innych ciał ani nie powstały jedno z drugiego; są składnikami ciał doskonale zmieszanych, które z nich mogą bezpośrednio powstawać i na które można je ostatecznie rozłożyć"

John Dalton (1766-1844)

Umysł angielskiego chemika, fizyka i meteorologa żyjącego w latach zaprzątał problem: „ dwutlenek węgla jest ciężki, tlen - lżejszy, azot - jeszcze lżejszy, para wodna - najlżejsza, przy czym para wodna jest dwukrotnie lżejsza od dwutlenku węgla. Jak to się dzieje, że przy powierzchni Ziemi nie tworzy się warstwa dwutlenku węgla, a w górnej części atmosfery - warstwa pary wodnej?”·Skutkiem rozważań była jego teoria atomistyczno- cząsteczkowej budowy materii

Zapamiętaj !!!!

Starożytność Tales 620 - 540 p.n.e. Woda Anaksymenes 585 - 525 p.n.e. Powietrze Heraklit 540 - 480 p.n.e. Ogień Demokryt ok. 430 p.n.e. Atomy Arystoteles 384 - 322 p.n.e. Cztery żywioły - ogień, powietrze, woda, ziemia

Średniowiecze Rozwój alchemii - każda substancja jest kombinacją ognia, powietrza, wody i ziemi. Można otrzymać złoto np. w wyniku kombinacji ołowiu i miedzi.

Odrodzenie - renesans Paracelsus 1493 - 1541 Materia jest zbudowana z trzech zasad - siarki, rtęci, soli

Czasy nowożytne Robert Boyle 1627-1691 wprowadził pojecie pierwiastka chemicznego John Dalton 1766 - 1844 Teoria atomistyczno - cząsteczkowa

Tyle historii. Zajmijmy się współczesnymi poglądami na temat budowy materii

Z czego się składa materia ?

Substancje pierwiastki mieszaniny związki chemiczne Niemetale metale Azot Tlen metale -Kwasy Zasady Sole Powietrze Stopy metali Roztwory Szlachetne: Złoto Platyna Nieszlachetne: Żelazo Glin

Stany skupienia substancji stały lotny (gazowy) ciekły

Materia składa się z małych ziarenek zwanych drobinami Materia składa się z małych ziarenek zwanych drobinami. Tę cechę materii nazywamy nieciągłością lub ziarnistością.

Wykonajmy proste doświadczenie: Do jednej menzurki wsypmy ok Wykonajmy proste doświadczenie: Do jednej menzurki wsypmy ok. 200 g kaszy (np. gryczanej), a do drugiej ok. 200 g grochu. Zapiszmy objętości kaszy i grochu. Następnie zmieszajmy w jednej menzurce kaszę z grochem i energicznie potrząśnijmy. Jaką objętość ma powstała mieszanina?

Okazuje się, że mieszanina zajmuje mniejszą objętość, niż dodane składniki. Przyczyną są różne rozmiary ziarenek składników. Jest to kontrakcja

Wykonajmy teraz kolejne doświadczenia: W odległym kącie pokoju nakapmy na podłogę trochę perfum; po jakimś czasie nie zbliżając się możemy wyczuć ich zapach.

Do szklanki włóżmy torebkę z herbatą i zalejmy ją wrzącą wodą Do szklanki włóżmy torebkę z herbatą i zalejmy ją wrzącą wodą. Czy musimy mieszać, by po kilku minutach płyn uzyskał jednolitą barwę?

Zanurzmy teraz koniec kredy w atramencie.

Obserwowane w doświadczeniach zjawisko nosi nazwę dyfuzji i polega na samorzutnym mieszaniu się ze sobą różnych substancji - gazów i cieczy (w bardzo niewielkim stopniu dotyczy to również ciał stałych). Warunkiem jego wystąpienia jest nie tylko istnienie cząsteczek, ale także ich nieustający ruch! Wnioski: materia składa się z bardzo małych elementów – cząsteczek, niewidocznych nawet pod mikroskopem optycznym. Cząsteczki te są w ciągłym ruchu.

Ruchy te noszą nazwę ruchów Browna Ruchy te noszą nazwę ruchów Browna. Nazwa pochodzi od nazwiska brytyjskiego botanika Roberta Browna

Zapamiętaj !!!!

Dowody świadczące o ziarnistej budowie materii Dyfuzja Ruchy Browna Mieszanie i kontrakcja Zmiany stanu skupienia Reakcje chemiczne

Siły międzycząsteczkowe

Substancje składają się z bardzo małych cząsteczek w ciągłym ruchu, zastanówmy się, co sprawia, że trzymają się one "razem" i że stół, przy którym siedzimy, sprawia całkiem solidne wrażenie. Wnioskujemy, że muszą działać między nimi jakieś siły. Siły działające między cząsteczkami tego samego ciała nazywamy siłami spójności, a na granicy dwóch różnych ciał - siłami przylegania. Najciekawsze zjawiska występują na granicy dwóch substancji.

Atom

Wszystko, co możemy zobaczyć, usłyszeć, dotknąć i wyczuć jest zbudowane z mikroskopijnych cząsteczek nazywanych atomami, których miliardy mieszczą się w kropce tego zdania. Atom zaś tworzą cząstki jeszcze mniejsze (subatomowe). Większe grupy atomów łącząc się tworzą cząsteczki.

Historia odkryć. Modele atomu

Na pomysł istnienia niepodzielnych cząstek materii wpadł jako pierwszy znany nam już grecki filozof Demokryt ok. 400 lat p.n.e. W jego modelu świat był kombinacja próżni i wielkiej ilości mikroskopijnych cząstek materii, dość zróżnicowanych pod względem wielkości i kształtu. To on wprowadził do nauki pojęcie atomu.

Dopiero wiek XVIII i XIX zapoczątkował odkrycie nowych, nieznanych dotąd pierwiastków. Doprowadziło to do sformułowania teorii atomistycznej przez angielskiego fizyka Johna Daltona (rok 1805.) W tym naiwnym jeszcze modelu atom stanowił sztywną, niepodzielna kulkę, a znane substancje były zbiorami takich kulek. Dalton uważał, że łączenie się danych substancji polega na mikroskopowym łączeniu się tworzących je, niepodzielnych cząstek.

Atomy w teorii Daltona zachowywały własności fizyczne przy reakcjach chemicznych, co zgadzało się w ówczesnymi obserwacjami. Ponadto dla każdego pierwiastka atomy nie różniły się między sobą, a atomy odmiennych pierwiastków były rozróżnialne na podstawie masy i zachowania przy przemianach fizycznych i chemicznych. Jedynym problemem były zaobserwowane ładunki dodatnie i ujemne podczas przemian. Ich obecność przemawiała za bardziej skomplikowaną budową atomu .

Istnienie elektronu (pojedynczego ładunku ujemnego) zostało przewidziane w 1874 roku przez Irlandczyka George'a Stoney'a. Podjął się on oszacowania elementarnej jednostki elektryczności, występującej w procesie elektrolizy. Wartość ładunku elementarnego, obliczona przez Stoneya, była wprawdzie około 20 razy mniejsza od obecnie przyjmowanej, ale teoretyczne podwaliny umożliwiły późniejsze odkrycie cząstki. Stoney wprowadził też sam termin "elektron"

W 1898 roku Joseph "J.J." Thompson wyznaczył dalsze własności cząstki i w późniejszych latach przy okazji zmodyfikował model budowy atomu. Jego model to tzw. "ciasto z rodzynkami", przy czym rolę ciasta pełni tu rozłożony dość równomiernie ładunek dodatni, a rodzynki to ładunki ujemne - elektrony. Model ten tłumaczył przez pewien czas dość dobrze wyniki doświadczeń.

Model atomu według Josepha „J.J." Thompsona

Ernest Rutherford (fizyk pochodzący z Nowej Zelandii) zaproponował w roku 1911 pierwszy jądrowy model budowy atomu, w którym większość masy i ładunek dodatni skupione są w bardzo niewielkiej przestrzeni w centrum atomu, a elektrony krążą w dość znacznej odległości od tego centrum (jądra atomowego.) Model ten nie wyjaśniał, dlaczego w swym ruchu obrotowym, elektrony nie wytracają prędkości i nie spadają w rezultacie na jądro. Wykazał istnienie ładunków dodatnich (protonów) w jądrze atomu w roku 1919.

Model atomu według Ernesta Rutherforda

Niels Bohr, genialny duński fizyk, zaproponował rozszerzenie modelu Rutherforda. Według niego elektrony mogą się poruszać wokół jądra jedynie po ściśle określonych orbitach wraz z odpowiadającymi im odpowiednimi energiami. Zjawisko to wyjaśniła dopiero mechanika kwantowa, według której pochłanianie i emisja energii elektronu w atomie może odbywać się jedynie skokowo, poprzez emisja i absorpcję pewnej określonej ilości (kwantu) energii

Model atomu według Nailsa Bohra

Badania procesów promieniotwórczych pozwoliły wyciągnąć wniosek, że jądra atomowe są również tworami złożonymi. Ustalono, że elementami składowymi jądra są neutrony i protony. Protonom i neutronom nadaje się wspólną nazwę nukleonów.

Współczesny model budowy atomu, zakłada, że elektrony rozmieszczone są na powłokach i tworzą wokół jądra chmury elektronowe.

A oto nasz model atomu... ...i cząsteczki wody 

Zapamiętaj !!!!

Atom to najmniejsza ilość pierwiastka zachowująca jego właściwości.

(najmniejsza część pierwiastka chemicznego) Atom (najmniejsza część pierwiastka chemicznego) Powłoki elektronowe Jądro atomowe Protony Neutrony Elektrony Neuklony

Dzieje Ziemi

Kilkanaście miliardów lat temu cały Wszechświat skupiony był w jednym punkcie o "nieskończonej" gęstości i temperaturze. W pewnym momencie – około 13 mld lat temu – punkt ten zaczął się gwałtownie rozszerzać. Moment ten nazywany jest wielkim wybuchem

Dzieje Ziemi podzielone zostały na pięć er, natomiast ery dzieli się z kolei na okresy. Era archaiczna i proterozoiczna są czasem nazywane prekambrem. Nazewnictwo er wywodzi się z języka grackiego (archaios- starożytny, proteros- pierwszy, palaios- dawny, mezos- środkowy, oraz kainas- nowy). Nazwy okresów natomiast pochodzą najczęściej od miejscowości, bądź obszarów na kuli ziemskiej, gdzie po raz pierwszy geolodzy poznali skały danego okresu np. miasto Perm we Francji, czy Jura na granicy Szwajcarii i Francji. Niektóre okresy swe nazwy zawdzięczają charakterystycznym skałom (np. kreda, czy karbon). Czas trwania poszczególnych er jest niejednakowy. Najdłużej przebiegały dwie najstarsze ery: archaiczna i proterozoiczna, które trwały ok. 4 mld lat.

Najważniejsze wydarzenia er

Ery prekambryjskie - archaiczna i proterozoiczna: formuje się skorupa ziemska, atmosfera i hydrosfer tworzą się tarcze i platformy - fundamenty kontynentów powstaje w wodach życie - rozwijają się prymitywne organizmy

Położenie kontynentów

Era paleozoiczna: żyją organizmy, które utworzyły skamieniałości przewodnie tej ery - trylobity, graptolity stopniowy rozwój życia - pojawiają się kręgowce, wśród nich prymitywne ryby, płazy, gady - życie z - wody wychodzi na ląd rozwijają się rośliny lądowe, w karbonie lasy tworzą olbrzymie skrzypy, widłaki, paprocie drzewiaste, które są podstawą do wytworzenia się węgla w tym okresie mają miejsce dwie potężne orogenezy: starsza - kaledońska i młodsza - hercyńska zmienia się przestrzenny układ kier kontynentalnych klimat wykazuje duże wahania, występują klimaty równikowe, umiarkowane i okołobiegunowe u schyłku ery następuje wielkie wymieranie - wyginęło około 90% gatunków zwierząt

Położenie kontynentów

Era mezozoiczna: zmienia się rozkład lądów i mórz, mają miejsce transgresje i regresje mórz, czyli zalewanie obszarów - lądowych i ustępowanie mórz z lądów następuje silny rozwój gadów, pojawiają się pierwsze ptaki i pierwsze ssaki pojawiają się naczelne w morzach żyje bogata fauna - głowonogi: amonity i belemnity utworzą skamieniałości przewodnie - z ich obumarłych szczątków tworzą się pokłady wapieni rozpoczynają się pierwsze ruchy orogenezy alpejskiej z końcem ery wymierają wielkie gady lądowe, głowonogi i wiele innych gatunków

Era kenozoiczna: jest najkrótszą erą, ale nadal trwającą kształtuje się współczesny układ i rzeźba lądów i mórz pojawia się człowiek, w świecie zwierzęcym dominują ssaki w wyniku ruchów orogenezy alpejskiej powstają wielkie masywy górskie występują znaczące zmiany klimatu doprowadzające do rozwoju i zaniku lądolodów i lodowców ocieplenie klimatu powoduje zanik lądolodu na półkuli północnej, znaczącym czynnikiem rzeźbotwórczym stają się wody płynące, wiatr, a później człowiek

Budowa wnętrza Ziemi

Możliwości bezpośredniego poznania budowy wnętrza Ziemi są ograniczone (najgłębsze wiercenia sięgnęły zaledwie 12 kilometrów) uczeni posłużyli się innymi metodami badawczymi. Najwięcej informacji przyniosły badania geofizyczne ze szczególnym uwzględnieniem metod sejsmicznych. Pozwoliły one wyróżnić 3 podstawowe strefy: - skorupę ziemską, - płaszcz (górny i dolny), - jądro (zewnętrzne i wewnętrzne).

Skorupa ziemska – zbudowana jest ze sztywnych skał magmowych, osadowych i przeobrażonych. Jej grubość sięga od około 5 km pod oceanami do ponad 70 km pod kontynentami, tworzą ją głównie skały zawierające dużo związków krzemu (Si) oraz glinu (Al). Wraz ze wzrostem głębokości, w skorupie ziemskiej rośnie ciśnienie (średnio o około 1 atmosferę na 3,7 metra) oraz temperatura (średnio 1°C na każde 33 m głębokości – stopień geotermiczny)

Płaszcz Ziemi – położony pod skorupą ziemską sięga do głębokości około 650 km (górny) i dalej do około 2900 km (dolny). W składzie chemicznym zdecydowanie dominują tlenki krzemu (SiO2), magnezu (MgO) i żelaza (FeO). W zewnętrznej części płaszcza górnego wyróżnia się sztywną warstwę perydotytową oraz leżącą poniżej astenosferę – warstwę odznaczającą się sprężystością i plastycznością – w tej części płaszcza powstają prądy cieplne zwane konwekcyjnymi, które są odpowiedzialne za ruchy płyt tektonicznych.

Jądro – badania wykazują, że jądro zewnętrzne ma cechy ciała ciekłego, natomiast wewnętrzne (od głębokości około 5100 km) zachowuje się jak ciało stałe. W składzie chemicznym dominują pierwiastki metali ciężkich – głównie żelazo (Fe) i nikiel (Ni). We wnętrzu naszej planety panuje bardzo wysokie ciśnienie (ok. 0,36 x 1012 GPa), a temperatura osiąga wartości ponad 6000°C. Jest to najsłabiej poznana sfera naszej planety.

Skład chemiczny ziemi

Masa Ziemi wynosi 5,98 × 1024 kg. Planeta składa się głównie z żelaza (32,1%), tlenu (30,1%), krzemu (15,1%), magnezu (13,9%), siarki (2,9%), niklu (1,8%), wapnia (1,5%) oraz glinu (1,4%). Pozostałe pierwiastki występują w śladowych ilościach (1,2%). Jądro zbudowane jest przede wszystkim z żelaza (88,8%), a także niklu (5,8%), siarki (4,5%) i śladowych ilości (mniej niż 1%) innych pierwiastków Geochemik Frank W. Clarke określił skład ilościowy skorupy ziemskiej. Obliczył, że składa się ona w 46,6% z tlenu, wchodzącego głównie w skład skał ziemskich w postaci tlenków , przede wszystkim tlenków glinu, żelaza, wapnia, magnezu, sodu oraz potasu. Dwutlenek krzemu (krzemionka) występuje w przyrodzie w czystej postaci jako kwarc , tworzy też sole zwane krzemianami – minerały, z których zbudowane jest ponad 90% skał tworzących skorupę ziemską.

PROCESY GEOLOGICZNE

Powierzchnia Ziemi poddana jest ciągłemu działaniu procesów geologicznych kształtujących jej obraz. Źródłem tych procesów jest energia: - zewnętrzna – pochodząca od Słońca; - wewnętrzna – pochodząca z wnętrza Ziemi (jądra).

Procesy wewnętrzne i zewnętrzne nieprzerwanie, z różnym natężeniem i siłą, działają na powierzchnię Ziemi. Ich skutki widoczne są na ogół po dziesiątkach, setkach czy nawet tysiącach lat, choć niektóre z nich (np. trzęsienia ziemi) trwają zaledwie kilka sekund i natychmiast powodują olbrzymie zmiany w obrazie powierzchni Ziemi.

Procesy wewnętrzne

Trzęsienie Ziemi – to naturalny, krótkotrwały i gwałtowny wstrząs litosfery, powstały pod powierzchnią Ziemi (ognisko trzęsienia ziemi – hipocentrum) i rozchodzący się w postaci fal sejsmicznych; punkt na powierzchni Ziemi, w którym siła wstrząsów jest największa nosi nazwę epicentrum

Wulkanizm – to wszystkie zjawiska związane z działalnością wulkanów, a zatem z wydobywaniem się płynnych, stałych i gazowych produktów wulkanicznych: magmy (nazywanej lawą po wydobyciu na powierzchnię), materiału piroklastycznego (rozdrobnione siłą wybuchu okruchy skalne), gazów wulkanicznych.

Plutonizm– to ogół zjawisk związanych z podziemnym przemieszczaniem się magmy i tworzeniu z niej skał głębinowych.

Ruchy górotwórcze (orogeniczne) – to wielkoskalowe ruchy skorupy ziemskiej, trwające miliony lat i prowadzące do powstania gór: fałdowych – utworzonych w wyniku sfałdowania warstw skalnych w strefach subdukcji.

zrębowych – utworzonych w wyniku rozcięcia terenu licznymi uskokami, biegnącymi w różnych kierunkach.

wulkanicznych – tworzących się głównie w strefach ryftowych i strefach subdukcji w wyniku wydobywania się na powierzchnię Ziemi lawy oraz materiału piroklastycznego

Ruchy lądotwórcze (epejrogeniczne) – to długotrwałe i powolne pionowe ruchy skorupy ziemskiej, obejmujące wielkie obszary naszej planety

Procesy zewnętrzne

Wietrzenie – to rozpad (wietrzenie fizyczne/mechaniczne) lub rozkład (wietrzenie chemiczne) skał pod wpływem działania czynników zewnętrznych; w wyniku zmian temperatury powietrza skała najpierw się nagrzewa (wówczas zwiększa swoją objętość), a potem ochładza (kurczy się); taki cykl, powtarzany regularnie, prowadzi do kruszenia się (rozpadu)  skały i powstania zwietrzeliny. Szczególnym przypadkiem Wietrzenia fizycznego jest Wietrzenie mrozowe (tzw. zamróz); zachodzi ono przy udziale wody zawartej w szczelinach skalnych; na skutek spadku temperatury poniżej 0°C woda krzepnie, zwiększając przy tym swoją objętość (zgodnie z prawami fizyki); w efekcie prowadzi to do rozsadzania skał.

Przykładem Wietrzenia chemicznego są zjawiska krasowe; skały węglanowe (np. wapień), wchodząc w reakcję z wodą, ulegają rozpuszczaniu (rozkład); powstają w ten sposób przeróżne formy krasowe, np. jaskinie z szatą naciekową (stalaktyty, stalagmity i stalagnaty), wywierzyska (źródła krasowe), lejki krasowe i inne

Erozja rzeczna – polega na niszczeniu przez transportowany materiał skalny dna koryta (erozja wgłębna/denna) oraz podcinania brzegów doliny przez nurt (erozja boczna); skutkiem działania erozji bocznej są meandry (zakola) i starorzecza.

Erozja wiatrowa (eoliczna) – szczególnie widoczna na obszarach suchych pozbawionych zwartej szaty roślinnej; niesiona wiatrem zwietrzelina uderza w napotkane przeszkody (występy skalne) niszcząc je; taki proces nosi nazwę korazji; skutkiem tego zjawiska są tzw. grzyby skalne

Erozja morska – to niszcząca działalność fal morskich na brzeg; stale atakowany przez wodę wysoki brzeg morski ulega podcinaniu u podstawy i osuwaniu; w ten sposób tworzy się klif; niszcząca działalność wody morskiej nosi nazwę abrazji

Erozja lodowcowa – przykładem niszczącej działalności lodu są doliny rzeczne, które jęzor lodowca górskiego przekształca z V-kształtnych na U-kształtne; działalność lodowców i lądolodów była szczególnie nasilona w epoce plejstocenu i odcisnęła duże piętno na wielkich obszarach naszego globu, w tym także na terenie Polski

Ruchy masowe– to procesy przemieszczania się skał po powierzchniach nachylonych, pod wpływem działania sił grawitacji; zaliczają się do nich m. in.: spełzywanie – to powolne przemieszczanie się zwietrzeliny w dół stoku, na przykład w wyniku zamarzania i rozmarzania gruntu; często występuje na obszarach objętych wieloletnią zmarzliną (soliflukcja);

spływy błotne – bywają tragiczne w skutkach, powstają na stokach o dużym nachyleniu w wyniku nasiąknięcia gruntu wodą po obfitych opadach lub roztopach;

osuwisko – tworzy się na skutek ześlizgiwania wzdłuż powierzchni stoku zewnętrznej warstwy gruntu w wyniku zmniejszenia tarcia; wystąpienie osuwiska może być spowodowane np. trzęsieniem ziemi lub podcięciem stoku (osuwanie klifu).

Akumulacja  – to osadzanie i gromadzenie, najczęściej w zagłębieniach terenu, materiału skalnego transportowanego przez wodę, wiatr i lodowiec. Proces Akumulacji rzecznej szczególnie dobrze widoczny jest u ujścia rzeki, czyli tam gdzie traci ona swoją moc transportową i usypuje niesiony materiał; w osadach rzeka dzieli się na odnogi i uchodzi do morza kilkoma ramionami; w ten sposób powstaje ujście rzeki zwane deltą (np. delta Wisły – Żuławy Wiślane).

Efektem akumulacji wiatrowej są m. in. wydmy, np Efektem akumulacji wiatrowej są m.in. wydmy, np. pustynne barchany, czy wydmy podłużne (na Saharze zwane seifami) oraz spotykane w Polsce wydmy paraboliczne. Barchan wydmy podłużne wydma paraboliczna

W sprzyjających warunkach, tam gdzie linia brzegowa ulega załamaniu, prądy morskie mogą utworzyć piaszczystą mierzeję (np. Mierzeja Helska) – taki proces nosi nazwę akumulacji morskiej

Do form akumulacji lodowcowej należą m. in Do form akumulacji lodowcowej należą m.in. wzniesienia morenowe, głazy narzutowe, ozy, równiny sandrowe

Skutkiem działania procesów zewnętrznych jest stałe obniżanie i wyrównywanie powierzchni Ziemi. Gdyby o rzeźbie naszej planety decydowały tylko te procesy, to z czasem powierzchnia zostałaby całkowicie wyrównana. Taka sytuacja jest jednak niemożliwa, gdyż przeciwdziałają im procesy wewnętrzne, które urozmaicają powierzchnię. Układ wzajemnych oddziaływań jest dynamiczny – zmienia się zarówno w czasie, jak i w przestrzeni. Obszary obecnie wyrównywane przez procesy zewnętrzne w przyszłości mogą ulec np. wypiętrzaniu pod wpływem procesów wewnętrznych. I odwrotnie – dzisiejsze tereny pofałdowane za miliony lat mogą zostać wyrównane

Z geologicznego punktu widzenia najmniejszymi składnikami skorupy ziemskiej są minerały. Skupiska minerałów tworzą skały. Minerał (minero z łac. - kopalnia, kruszec ) jest to pierwiastek (np. siarka, złoto) lub związek chemiczny (np. kwarc, kalcyt) jednorodny pod względem cech fizycznych, powstały w wyniku procesu geologicznego stanowiący składnik litosfery. Najczęściej występujące minerały powstały z połączenia głównych pierwiastków budujących skorupę ziemską. Na przykład kwarc (SiO2) powstał z połączenia tlenu z krzemem. Spośród kilku tysięcy poznanych minerałów tylko około 200 należy do grupy minerałów skałotwórczych, tzn. takich, z których zbudowane są skały, np. kwarc, skalenie, miki, kalcyt, minerały ilaste.       

Minerały skałotwórcze są zaliczane do krzemianów i glinokrzemianów oraz tlenków i węglanów. W sumie te cztery grupy stanowią 99% masy całej skorupy ziemskiej. Tylko nieliczne minerały są pierwiastkami, np. czyste odmiany węgla - grafit i diament, niektóre metale szlachetne - złoto, platyna, siarka rodzima. Nagromadzenie skał i minerałów w skorupie ziemskiej, które mogą być wykorzystywane gospodarczo nazywamy złożem. Minerałami złożowymi czyli tworzącymi złoża są również kruszce i rudy. Kruszcami nazywa się minerały będące chemicznymi związkami metali o połysku metalicznym lub też o dużym ciężarze właściwym, np. chalkopiryt (kruszec miedzi), galena (siarczek ołowiu). Rudami nazywamy kruszce metali żelaznych, hematyt, magnetyt, syderyt, a także wszelkie kruszce i minerały niemetaliczne, np. rudy siarki. Każdy minerał ma określone właściwości fizyczne (twardość, barwę, ciężar właściwy) i stały skład chemiczny.

 Większość minerałów posiada budowę krystaliczną, co oznacza, że występujące w minerale poszczególne atomy lub jony są rozmieszczone prawidłowo tworząc przestrzenną sieć krystaliczną. Budowa krystaliczna wpływa na jednorodność cech fizycznych i chemicznych minerałów. Czasami spotyka się minerały o nieuporządkowanej budowie wewnętrznej, które nazywa się ciałami bezpostaciowymi lub mineraloidami, np. asfalt, bursztyn.

Naturalne skupiska jednego lub kilku minerałów tworzą skały  Naturalne skupiska jednego lub kilku minerałów tworzą skały. Są one naturalnymi składnikami skorupy ziemskiej powstałymi w wyniku procesów przyrodniczych.

Skały magmowe Skały głębinowe - powstają powoli we wnętrzu Ziemi i pod znacznym ciśnieniem, mają budowę jawnokrystaliczną; Skały wylewne - powstają z magmy szybko stygnącej na powierzchni Ziemi, mają budowę skrytokrystaliczną

Granit Bazalt

Skały osadowe Skały okruchowe - powstały z rozkruszenia, niszczenia innych skał Skały pochodzenia chemicznego - powstały w wyniku wytrącenia się minerałów z roztworów Skały pochodzenia organicznego - powstały ze szczątków organizmów roślinnych i zwierzęcych

Dolomit Kwarc

Część minerałów powstaje w wyniku przeobrażenia w warunkach wysokiego ciśnienia i temperatury, stąd nazywamy je przeobrażonymi lub metamorficznymi, np. gnejsy. Skały przeobrażone powstały w wyniku przemian skał magmowych lub osadowych. Najczęściej występującymi skałami przeobrażonymi są: gnejsy - powstałe z granitów; marmury - powstałe z wapieni; kwarcyty - powstałe z piaskowców; łupki krystaliczne - powstałe z łupków osadowych; grafit - powstały z węgla kamiennego.

Gnejs Marmur Łupki krystaliczne Kwarcyt

Ze względu na spoistość skały możemy podzielić na: lite, np. granit, piaskowiec; spoiste, np. glina, ił; luźne, np. żwir, piasek.

Zapamiętaj !!!!

Dzieje Ziemi podzielone zostały na pięć er, natomiast ery dzieli się z kolei na okresy Możemy wyróżnić 3 podstawowe strefy Ziemi: - skorupę ziemską, - płaszcz (górny i dolny), - jądro (zewnętrzne i wewnętrzne).

Procesy geologiczne wewnętrzne (endogeniczne): - trzęsienia ziemi, - wulkanizm, - plutonizm, - ruchy górotwórcze (orogenezy), - ruchy lądotwórcze (epejrogenezy). Procesy geologiczne zewnętrzne (egzogeniczne): - wietrzenie, - erozja (rzeczna, morska, eoliczna, lodowcowa), - ruchy masowe, - transport, - akumulacja.

Podział skał

Dziękujemy za uwagę 