PřF:G9811 Geochem. exogen. proc. - Informace o předmětu

G9811 Geochemie exogenních procesů

Rozsah

2/1/0. 5 kr. Ukončení: zk.

Vyučující

Mgr. Pavel Pracný, Ph.D. (přednášející)
Mgr. et Mgr. Veronika Synková (pomocník)

Garance

Mgr. Pavel Pracný, Ph.D.
Ústav geologických věd – Sekce věd o Zemi – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. Mgr. Martin Ivanov, Dr.
Dodavatelské pracoviště: Ústav geologických věd – Sekce věd o Zemi – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

St 10:00–11:50 Gs,-1011

• Rozvrh seminárních/paralelních skupin:

G9811/01: St 12:00–12:50 Gs,-1011, P. Pracný
G9811/02: St 13:00–13:50 Gs,-1011, P. Pracný

Předpoklady

! G9810 Geochem. exogen. proc. && ( (!(PROGRAM(B-GE)||PROGRAM(N-GE)||PROGRAM(D-GE4)||PROGRAM(D-GE)||PROGRAM(C-CV))) || (NOW( G0101 Školení BOZP a PO pro geology )&&NOW( C7777 Zacházení s chemickými látkami )))

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Předmět si smí zapsat nejvýše 28 stud.
Momentální stav registrace a zápisu: zapsáno: 0/28, pouze zareg.: 0/28, pouze zareg. s předností (mateřské obory): 0/28

Mateřské obory/plány

předmět má 32 mateřských oborů, zobrazit

Cíle předmětu

Geochemie exogenních procesů směřuje po stránce znalostní k rozšíření základních znalostí z úvodního kurzu Geochemie o děje specifické pro zemský povrch. V oblasti dovednostní je cílem předat studentům nástroje ke zhodnocení intenzity a rozsahu těchto dějů.

Výstupy z učení

Student po absolvování předmětu:

a) Rozliší které látky jsou v daném prostředí stabilní.

b) Vysvětlí základní teorie v pozadí interakcí voda-hornina.

c) Sestaví a porovná mezi sebou data ve stabilitních diagramech.

d) Sestaví model zvětrávání v otevřeném systému.

f) Souhrnně zhodnotí geochemické procesy probíhající na dané lokalitě.

Osnova

• Následující seznam je výčet hlavních témat, která budou v rámci kurzu probírána. Rozložení témat v průběhu semestru se bude odvíjet v závislosti na průběhu výuky.
• Stabilita hornin a minerálů na povrchu Země - termodynamika, stavové funkce (E, U, H, S, G), pokročilost reakce, posouzení stability, reverzibilita procesů, výpočty.
• Procesy zvětrávání - alterace hornin a minerálů, chemické a fyzikální procesy zvětrávání (oxidačně redukční procesy, protolyticke reakce…), Goldishovo schéma, chování jednotlivých skupin prvků, zvětrávací procesy podle skupin minerálů, biogeochemické procesy.
• Fyzikálně chemická migrace látek, rozpouštění látek do roztoku - základy hydrochemie, ionty ve vodě, ve vnitřní a vnější vrstvě, difúzní a reakční model, adsopce a absorpce, transport látek, difúze a konvekce, migrace plynů, vodní migrace, iontové síly, atmosférické plyny, pufrování vody rozpouštěním CO2, index nasycení, rovnovážná konstanta, přesycení a nenasycení roztoků, termodynamické souvislosti.
• Teorie přechodového stavu: Elementární procesy. Teorie aktivovaného komplexu. Modelování, výpočty. Potenciálová bariéra. Termodynamický přístup. Rychlost interakce. Chemická afinita.
• Kinetika procesů - vizualizace proudění hmoty mezi rezervoáry, kinetické rovnice, řád reakce, rovnováha a stacionární stav, Arrheniova rovnice, aktivační energie a teorie aktivovaného komplexu.
• Růst minerálů - nukleační teorie (homogenní a heterogenní nukleace), termodynamické vlastnosti povrchů, mezifázová povrchová energie, růst krystalů (mechanismus, rekrystalizace, Ostwaldovo zrání), minerální produkty zvětrávání.
• Růst krystalu: Mechanizmus růstu. Ostwaldovo krokové pravidlo, rekrystalizace. Tvorba sekundárních minerálních fází. Dioctaedrická gibbsitová vrstva. Trioktaedrická brucitová vrstva. Amorfní gely SiO2, stabilita křemene.
• Modelování povrchových procesů - konstrukce rovnic vzniku sekundárních minerálů, konstrukce dynamického modelu zvětrávání, vliv (nejen) klimatických podmínek a určení výsledného složení vody a rezidua, konstrukce stabilitních diagramů, vyhodnocení reakčních cest.
• Posouzení procesů v konkrétním přírodním prostředí - indikátory podmínek v systému, geochemické procesy v krajině.

Literatura

doporučená literatura
• RYAN, Peter Crowley. Environmental and low temperature geochemistry. First published. Chichester, West Sussex, UK: Wiley Blackwell, 2014, xi, 402. ISBN 9781405186124. info
• BAUER, Andreas a Bruce D. VELDE. Geochemistry at the earth's surface : movement of chemical elements. Berlin: Springer, 2014, 315 stran. ISBN 9783642313585. info
• STUMM, Werner a James J. MORGAN. Aquatic chemistry : chemical equilibria and rates in natural waters. New York: John Wiley & Sons, 1995, xvi, 1022. ISBN 0-471-51184-6-. info
• APPELO, C.A.J. a D. POSTMA. Geochemistry, Groundwater and Polution. 1. vyd. Rotterdam/Brookfield: A.A.Balkema, 1994, 519 s. ISBN 905410 106 7. info
• DREVER, James I. The Geochemistry of Natural Waters. Prentice Hall, 1997, 450 s. ISBN 0-13-272790-0. info

neurčeno
• Chemical weathering rates of silicate minerals. Edited by Art F. White - Susan Louise Brantley. Washington, D.C.: Mineralogical Society of America, 1995, xv, 583. ISBN 0939950383. info
• PFEIFFER, Hubert, Thomas KLUPSCH a Werner HAUBENREISSER. Microscopic theory of crystal growth. Berlin: Akademie-Verlag, 1989, 400 s. ISBN 3055006844. info

Výukové metody

V podzimním semestru proběhne výuka dálkovou kontaktní formou: Online přednášky ze záznamu, živé online konzultace, domácí úkoly - práce s literaturou, příklady, geochemické modelování

Metody hodnocení

Zpracované projekty, závěrečná písemná práce. Možno ukončit distančně online testem, v případě příznivé situace bude možnost i prezenčního složení zkoušky.

Informace učitele

Obsah výuky by měl být více-méně stejný jako je uveden v interaktivní osnově předmětu a osnově zde. Na formě výuky vzhledem k aktuální epidemiologické situaci ještě pracuji - předpokládám přednášky formou videí (ne live) doplněné úkoly, které by měly nahradit neprobíhající cvičení. Pokud s registrací/zápisem váháte, nebojte se mne kontaktovat a zeptat se.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován jednou za dva roky.
Poznámka k periodicitě výuky: Bude otevřen v podzimním semestru 2018/2019.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• GS021 Environmentální geologie (SZk)
  (G9811 || NOW(G9811) || G9811k || NOW(G9811k)) && (GA921 || NOW(GA921) || GA921k || NOW(GA921k))  

• Statistika zápisu (podzim 2020, nejnovější)
  
• Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2020/G9811