Základy geologie pro geografy
(podzimní semestr 2019)
Základy historické geologie
Dělení geologické minulosti
Daniel Nývlt (daniel.nyvlt@seznam.cz)
Historická geologie
Základní principy historické geologie
Princip uniformismu – platnost přírodních zákonů se v průběhu času nemění, tedy
dnešní přírodní zákony probíhaly i v geologické minulosti (geologický princip
aktualismu; Hutton 1785).
Později se ukázalo, že geologické procesy v minulosti neprobíhaly stejně jako
dnes a nebo neprobíhají vůbec a to v důsledku odlišných fyzikálních, chemických a
biologických podmínek v jednotlivých geologických obdobích a dnes.
Dnes je princip aktualismu doplněn o vývojový aspekt. Planeta Země je chápána
jako systém, který se vyvíjí podle přírodních zákonitostí a podle současné vývojové
úrovně interpretujeme její vývoj v minulosti při neměnnosti přírodních zákonů.
Určování času v geologii
Metody stanovení času, tedy datování, lze rozdělit na relativní a absolutní (též
číselné) datování.
Relativní datování nám říká, zdali je hornina/vrstva starší nebo mladší, než jiná
hornina/vrstva nebo nám umožňuje korelovat (porovnávat) její stáří s jinou stejně
starou horninou.
Absolutní datování nám umožňuje stanovit čas, který uplynul od vzniku horniny (nebo
její významné změny) do současnosti (ka = tisíce let, Ma = milióny let, Ga miliardy let)
Stratigrafie – studium vzájemných vztahů horninových vrstev, primárně vychází ze
studia sedimentárních a výlevných vulkanických hornin. Většina zvrstvených typů hornin
byla původně ukládána vodorovně se zemským povrchem (princip počáteční
horizontality; Steno 1669). Horninová tělesa laterálně pokračují v nezměněném tvaru,
pokud v tom nebrání nějaká struktura nebo změna (princip laterální neměnnosti). A
konečně vrstvy ležící výše jsou mladší, než vrstvy ležící níže (princip superpozice;
Steno 1669).
Uložení vrstev může být souhlasné (konkordantní), pokud mezi jejich uložením nedošlo
k časové prodlevě. Pokud však mezi uložením dvou vrstev došlo k měřitelné časové
prodlevě, pak jsou vrstvy uloženy nesouhlasně (diskordantně). Tato časová prodleva se
nazývá hiát.
Diskordance může být úhlová (mezi orientací vrstevních ploch dvou vrstev existuje
viditelný úhel) nebo skrytá (mezi vrstvami není viditelný úhel, obě vrstvy bývají
nejčastěji uloženy vodorovně). minerály nebo na zkameněliny.
Pronikající geologická struktura porušující jinou strukturu je mladší, než struktura
proniknutá. Pravidlo průniku se vztahuje jak na horniny (žíla prorážející horizontálně
uložený sediment), tak i na tektonické procesy (zlom porušující horninu).
Pravidlo stratigrafické inkluze říká, že geologická struktura uzavírající nebo pohlcující
jinou strukturu je mladší, než uzavřená/pohlcená struktura. Pravidlo inkluze se vztahuje
jak na horniny, tak i na jednotlivé minerály nebo na zkameněliny.
Stratigrafie se dělí na dílčí části v závislosti na objektu zájmu:
Litostratigrafie – studium litologické náplně zvrstvených hornin, které odrážejí
rozdílné fyzikální podmínky panující při jejich vzniku. Obdobně mohou být studovány
jejich chemické vlastnosti (chemostratigrafie), případně pravidelně se opakující
(cyklické) změny ve stratigrafickém záznamu (cyklostratigrafie). Litologické vlastnosti
hornin mohou být použity k jejich korelaci. Základní litostratigrafické jednotky ve
zvrstvených horninových sledech:
vrstva – nejnižší jednotka sedimentárních hornin deskovitého tvaru vymezená
vrstevními plochami
člen (vrstvy) – v názvu již litologická chrakateristika; josefovské vápence
souvrství – mocnost X0–1000 m, laterální rozsah X0–X00 km; macošské souvrství
skupina – často ve vulkanických/vulkanoklastických nebo metamorfovaných
komplexech
Biostratigrafie – studium vztahů hornin a zkamenělin v nich obsažených.
Horninové vrstvy obsahující shodné zkameněliny jsou časově synchronní a můžeme
je vzájemně korelovat (pravidlo stejných zkamenělin; Smith 1815). Avšak moderní
princip homotaxie říká, že výskyt shodných znaků v různých vrstvách hornin ukazuje
na jejich shodnou uspořádanost, nikoliv na jejich časovou souhlasnost. Žádné
geologické procesy nejsou dost rychlé na to, aby mezi vznikem shodných vrstev na
různých místech nebyla určitá časová prodleva. Biostratigrafie byla základem pro
dělení geologické minulosti již od 19. století. Biozóna je základní biostratigrafickou
jednotkou, pro kterou je charakteristická přítomnost určité vůdčí zkameněliny.
Chronostratigrafie – k relativní stratigrafii přidává absolutní časové měřítko,
které pochází z geochronologických nebo magnetostratigrafických dat. Zpřesnění
chronostratigrafického dělení geologické minulosti umožněno značným rozvojem
datovacích metod od poloviny 20. století.
• stupeň / stáří (nejnižší jednotka, např. givet, baden, calabr)
• oddělení / epocha (interregionální ráz, např. spodní, střední, svrchní
devon)
• útvar / perioda (celosvětová platnost, značný časový rozsah, např. silur,
perm, křída, kvartér)
• eratém / éra (významné etapy života planety, např. paleozoikum,
mezozoikum, kenozoikum)
• eonotém / eon (nejvýznamnější kroky historie Země – fanerozoikum,
proterozoikum, archaikum, hadaikum)
Chronostratigrafické vs. geochronologické
jednotky
Stratotyp – typická lokalita, podle které se definují litostratigrafické jednotky. Následně
použitý i k definici chronostratigrafických jednotek.
GSSP – Globální hraniční stratotyp – standard pro mezinárodní korelaci hranic
geologických jednotek s celoplanetární platností (hranice silur/devon na stratotypu
Klonk u Suchomast). Vyhlášení předchází návrh Mezinárodní komise pro stratigrafii a
hlasování na Mezinárodním geologickém kongresu.
K dalšímu čtení a studiu:
Bábek, O. (2005): Historická geologie. 80 pp., Univerzita Palackého, Olomouc.
Cohen, K.M., Finney, S.C., Gibbard, P.L. & Fan, J.-X. (2013; updated): The ICS
International Chronostratigraphic Chart. Episodes 36: 199-204;
http://www.stratigraphy.org/ICSchart/ChronostratChart2019-05.pdf.
That’s all for this term, folks…