1. Skip to Menu
  2. Skip to Content
  3. Skip to Footer

Geologija

Geologija je nauka o Zemlji, o čemu svedoči i sam bukvalan prevod naziva sa grčkog: geos - zemlja, logos - nauka. Ova nauka bavi se proučavanjem Zemlje kao celine, njenog materijalnog sastava, kao i tumačenjem procesa koji se u njoj odvijaju.
S obzirom na to da je reč o kompleksnoj nauci, tokom istraživanja i proučavanja, nastala je potreba za razvitkom niza specijalističkih disciplina, koje se bave proučavanjem geoloških procesa. Neke od najvažnijih disciplina su:

  1. istorijska geologija, koja se bavi praćenjem geoloških procesa kroz istoriju planete Zemlje, kao i rekonstrukcijom njenog razvoja,
  2. geodinamika ima zadatak da proučava pokrete izazvane unutrašnjim ili spoljašnjim silama, kao i njihov uticaj na površinu Zemlje i litosferu,
  3. geotektonika, koja se bavi proučavanjem pojava koje su posledica delovanja pokreta u Zemlji,
  4. petrografija sa minerologijom – proučava materijalni sastav litosfere i nastanak stenskih masa koje je izgrađuju,
  5. nauka o rudnim ležištima – bavi se analizom prirodnih potencijala Zemlje, odnosno, njenim rudnim bogatstvima,
  6. inženjerska geologija – proučava dinamiku površinskih delova Zemlje, što je važno u oblasti graditeljstva i privrede
  7. geofizika koristi poznavanje fizičkih karakteristika stena za proučavanje unutrašnjosti Zemlje, otkrivanje rudnih ležišta i definisanje inženjerskogeoloških i seizmičkih karakteristika terena.

Osim ovih disciplina, geologija je u nekim oblastima neraskidivo vezana za paleontologiju – disciplinu koja se bavi proučavanjem okamenjenih organskih ostataka – fosila, a bliska je biologiji ili geodinamici, koja se graniči sa delovima fizičke geografije.

POSTANAK ZEMLJE

Postoji više hipoteza o nastanku Zemlje, a njihova suštinska razlika je u tome što je po nekima Zemlja nastala otkidanjem od neke veće mase, dok je po drugima nastala kondenzacijom (spajanjem) sitnih čestica. Najpoznatije hipoteze o postanku Zemlje i Sunčevog sistema su:

  • nebularna ili Kant-Laplasova hipoteza, po kojoj je na prostoru današnjeg Sunčevog sistema postojao oblak gasa i prašine, koji je kasnije kondenzovan, usled rotacije i sopstvene gravitacije,
  • plimska hipoteza Džinsa i Džefrija, po kojoj se pretpostavlja odvajanje plimskog talasa od Sunca usled prolaska neke druge zvezde;
  • teorija Karla Vajcekera – protoplanetarna hipoteza, koja je najprihvatljivija i predstavlja dopunu Kant-Laplasove hipoteze, jer po ovoj teoriji oblak gasova i prašine nije rotirao kao jedinstven sistem, već kao sistem vrtloga koji je omogućavao odvajanje planete.

ANATOMIJA PLANETE ZEMLJE

Zemljina kora

Planeta Zemlja je složena struktura, sačinjena od tri primarna sloja: jezgra, omotača i kore. Gustina i temperatura materijala koji grade Zemlju povećavaju se kako se bliže metalnom gvozdenom jezgru, koje je iznutra čvrsto, a spolja otopljeno. Krt, spoljašnji sloj planete, sačinjen je od mnogobrojnih vrsta stena, od kojih su neke stare i do 4 milijarde godina. Stene se sastoje od kombinacije minerala i obrazuju se prilikom različitih geoloških procesa, koji obuhvataju unutrašnje sile, poput pomeranja tektonskih ploča i vulkanskih erupcija, nanošenja i kompresije sedimenata i sadejstva sa živim organizmima i atmosferom.

STRUKTURA ZEMLJE

Materijali od kojih se sastoji planeta Zemlja variraju, od vode i leda do atmosferskih gasova i mnoštva stena i minerala. Međutim, tanka površinska biosfera, koju naseljavamo, nije tipična za čitavu Zemlju. Na samo nekoliko desetina kilometara ispod površine, Zemlja se sastoji od stena, minerala i metalnih jedinjenja. Merenje talasa zemljotresa, koji prolaze kroz Zemlju, omogućavaju ispitivanje njene strukture, jer različiti nivoi stvaraju talase različitih brzina. Oni ukazuju na postojanje vrelog i gustog jezgra, okruženog omotačem i tankom i stenovitom spoljašnjom korom. Kora održava biosferu svojim zemljištem, biljkama, životinjama, hidrosferom i atmosferom.

OBLIK I VELIČINA ZEMLJE

Oblik Zemlje naziva se geoid i određen je uticajem gravitacije i rotacije na materijale koji čine našu planetu. Gravitacija je sila koja deluje jednako u svim tačkama Zemlje. Ova sila vuče sve dovoljno teške predmete u sferu. Samo manja tela u Sunčevom sistemu nisu u obliku sfere. Zemlja je gotovo savršena sfera, ali njena brza rotacija na svakih 24 časa – jednaka površini na ekvatoru, s brzinom od preko 1.600km/h, smanjuje uticaj gravitacije oko ekvatora i znači da ekvatorijalne oblasti štrče oko 21 km u poređenju s polovima. Topografija Zemljine površine varira za oko 20 km od najviših planina do najnižih okeanskih rovova, a varijacije u uzdignutosti na površini odražavaju dva tipa površinske kore, s prosečnom uzdignutošću od manje od 1 km iznad nivoa mora, i okenaske kore – kontinentalne kore, s prosečnom dubinom od oko 4,5 km ispod nivoa mora. Gravitacija, zajedno sa procesima kao što su tektonika i erozija, onemogućava veće varijacije  u uzdignutosti tokom dužeg vremenskog perioda.
Polarni poluprečnik Zemlje je 6 356, 863 km, dok je ekvatorijalni 6 378, 245 km. Srednji poluprečnik je 6 371,000 km.

MAGNETIZAM ZEMLJE

Zemljino magnetno polje ponaša se kao da u jezgru planete postoji moćna magnetna rešetka pod blagim uglom u odnosu na osu rotacije (koja iznosi 11 stepeni) Smatra se da to polje obrazuje uskovitlano tečno gvožđe u spoljašnjem jezgru, koje se ponaša kao provodnik koji se vrti u dinamu bicikla. Nošeno radioaktivnom toplotom i konvektivnim strujama koje se podižu kroz spoljašnje jezgro, uskovitlano i naelektrisano otopljeno gvožđe stvara neprekidno promenljivo elektromagnetno polje. Kada se minerali bogati gvožđem formiraju na površini Zemlje, njihovi atomi gvožđa ponašaju se kao minijaturne igle na kompasu, ravnajući se sa Zemljinim magnetnim poljem dok su još pokretljivi, zadržavajući taj magnetizam i kad se zaustave. Merenja magnetizma u uzastopnim slojevima vulkanskih stena, ukazuju na to da se magnetno polje pomera i povremeno isklizne, menjajući svoju polarnost. Trake vulkanskih stena koje se smenjuju s magnetnom polarnošću, pronađene na obe strane srednjookenaskih grebena potvrđuju teoriju da se na grebenima obrazuje nova kora okenaskog dna, a da magnetizam kontinentalnih stena može da pomogne da se utvrdi tačan položaj kontinenata u prošlosti.

STAROST ZEMLJE

Istorijska geologija ili stratigrafija bavi se proučavanjem starosti Zemlje, čija se starost procenjuje na oko 4,5 milijardi godina. Radi lakšeg razumevanja, geolozi su istoriju Zemlje podelili na manje podgrupe. Najveće kategorije su eoni, koji su dugi više od stotina miliona godina i uključuju fanerozoik, koji traje od pre 543 miliona godina do danas. U okviru fanerozoika postoje tri ere, zasnovane na istoriji života. Ere su podeljene na manje segmente koji se zovu periodi, a koji su dalje podeljeni u epohe. Još uvek nije tačno odlučeno gde bi trebalo da se povuče granica između glavnih vremenskih perioda. U otkrivanju ovih granica važnu ulogu imaju fosili, iako povlačenje paralele između slojeva na međunarodnom planu, može biti veoma teško, jer postoji mogućnost da su prvobitni sedimenti nastali u različitim sredinama i klimatskim uslovima i da sadrže različite fosile.

Takođe, u okviru razmatranja starosti zemlje, razmatrana je kosmička era, koja je trajala oko 1 2000 000 000 godina i za nju nema pouzdranih podataka. Obuhvata složen proces izdvajanja pramagline (gasne nebule) u sistem planeta i gravitacionu diferencijaciju protoplanete Zemlje na koru, omotač, jezgro i redukcionu atmosferu. Zatim, prekambrijski period, koji je obeležen stvaranjem sedimentnih stena, nastankom anaerobnih bakterija, stvaranjem kiseonika u atmosferi i zelenih algi (na kraju prekambrijuma). Prekambrijska era deli se na arhaik i period nazvan algonkija, koji se dele na epohe: arheozoik i proterozoik.

Sledeće ere su paleozoik, mezozoik i kenozoik.

U paleozoiku (stari život) nastaju prve kopnene biljke, ribe, vodozemci i gmizavci, da bi u mezozoiku (srednji život) nastale ptice i dinosaurusi kao najdominantniji kičmenjaci na kopnu. Ova era završila se najvećom katastrofom u istoriji, krajem perioda perm, kada je sa lica Zemlje izbrisano 90 % svih živih bića.

Krajem mezozoika pojavljuju se prvi sisari, koji će biti dominantna vrsta tokom kenozoika (skorašnji život).

Paleozoik je podeljen na: kambrijum, ordovicijum, silur, devon, karbon i perm.

Mezozoik je izdeljen na trijas, juru i kredu, dok je kenozoik podeljen na tercijar i kvartar.

Epoha tercijar podeljena je dalje na paleogen i neogen, a kvartar na pleistocen i holcen, koji traje i danas.

Paleogen sačinjavaju epohe paleocen, eocen i oligocen, a neogen na miocen i pliocen.

PRVOBITNO KOPNO I MORE

Pangea

Pangea ili jedinstveno kopno i Pantalasa ili jedinstveni okeanski prostor, postojali su do kraja trijasa. Nakon toga, otvara se novi okeanski prostor – Tetis ili Mediterasnko more, koji razdvaja Pangeu i Lauraziju – današnju Evropu, Aziju i Severnu Ameriku i Gondvanu – Australiju, Južnu Ameriku, Antarktik i Indiju južno od reke Gang. Pangea je do kraja paleozoika zauzimala prostor od Severnog do Južnog pola.

Krajem jure (pre oko 140 miliona godina) Gondvana se razdvaja na Južnu Ameriku, Afriku (uz koju su i dalje Antarktik i Australija) i Indiju. Krajem krede otvara se Atlantski okean, koji razdvaja Australiju i Antarktik.

A šta je bilo na teritoriji današnje Srbije?

Na prostoru današnje Srbije, u doba mezozoika, kada su vladali dinosaurusi, u geografskom i tektonskom smislu došlo je do sučeljavanja različitih geotektonskih jedinica: karpatobalkanidi, moravidi i šumadidi, kao krajnji deo severnog stabla alpskog orogena i unutrašnji dinaridi, kao krajnji deo južnog stabla alpskog orogena. Duž linije sučeljavanja dolazilo je do širenja i skupljanja zemljine kore, što je izazvalo  i druge pokrete. Vertikalna i horizontalna kretanja (rasedi), ubiranja i navlačenja jednih, još neočvrslih slojeva preko drugih, bila su veoma česta Zbog tadašnjih paleogeografskih i geotektonskih prilika, ovo doba se na teritoriji današnje Srbije  u mnogo čemu razlikovalo od mezozoika u susednim regionima. Pokretanja zemlje su u više navrata menjali izgled terena, zemlja je pulsirala i razlamala se.

Vulkanska aktivnost je bila veoma izražena, što je dovodilo do izdizanja jednih oblasti i spuštanja drugih, pri čemu su se na relativno malim prostorima brzo smenjivale kopnene i morske sredine. Čvrste ljušture raznih organizama taložile su se sa sedimentima na dnu okeana, dajući kasnije čvrste stene. O životu u vodenim sredinama mezozoika na tlu današnje Srbije ima dosta podataka, dok se o životu na kopnu još uvek malo zna.

Nakon masovnog izumiranja vrsta u permu (krajem paleozoika), na tlu današnje Srbije počele su da nadiru vode velikog svetskog okeana Tetisa i nastanile su ga do tada nepoznate vrste. Dok su mnogim kopnenim predelima planete zemlje vladali dinosaurusi, teritorija današnje Srbije bila je prekrivena vodama Tetisa. U sedimentima koji su nataloženi na dnu, tokom trijara, jure i krede, sačuvani su različiti ostaci fosilnih organizama: mikrofaune, korala, briozoa, brahiopoda, puževa, školjki, amonita, belemnita, ježeva, raža i drugih organizama.

U trijasu, na početku mezozoika, na prostoru karpatobalkanida, zadržala se kopnena sredina iz perma. Na ostalim terenima pretežno je dolazilo do nadiranja vode u kojoj se formirao raznovrsni podvodni svet, kakav danas ne postoji: kolonije korala, mekušci, glavonošci, krinoidi – ljiljani. Pripadnici mikrofaune, hidrozoa, ježeva, ramenonožaca i drugih beskičmenjaka vremenom su postajali sve brojniji i raznovrsniji.

Na Staroj planini pronađeni su jedinstveni ostaci kičmenjaka (prvih dinosaurusa) koji su po obliku i dimenzijama pripadali Thecodontosaurusima. Neki od tragova podsećaju na tragove ptica, jer su sačuvani samo ostaci prstiju, koji upućuju na zaključak da su se ove životinje kretale pomoću dve noge.

Početkom jure dolazi do transgresije mora. Tragovi mora iz doba jure pouzdano su uvtrđeni u mnogim delovima današnje Srbije. Klima je bila dosta povoljna, što je uticalo na formiranje podvodnih koralnih sprudova sa raznovrsnim živim svetom. Život se odvijao na različitim dubinama. Među najatraktivnijim oblicima bili su amoniti – izumrla grupa mekušaca, koja je dobila naziv po egipatskom bogu Amonu, jer prema verovanju ljudi izgledaju poput rogova na ovom egipatskom božanstvu. U okolini Donjeg Milanovca (Greben, Ribnica), sačuvana su nalazišta amonita u crvenim gvožđevitim krečnjacima, poznata kao „klauska facija“ U njima su na kratkom rastojanju i u veoma tankim slojevima sačuvani ostaci amonita iz više biostratigrafskih zona. U zajednici sa amonitima, živeli su i krinoidi, belemniti – izumrla grupa glavonožaca sa unutrašnjim skeletom u obliku eksera, školjke iz roda Gryphaea, koje su slobodno ležale na dnu. Pojedini mekušci i danas postoje, ali je veliki broj vrsta doživeo sudbinu dinosaurusa i zauvek su iščezli.

Tokom krede dolazi do dalje diferencijacije paleogeografskih oblasti i obrazovanja novih morskih basena sa povoljnim uslovima za život. Morske sredine je nastanjivala sprudovna fauna briozoa, korala, puževa, školjki, amonita, belemnita, ježeva i drugih organizama.

Krajem mezozoika dolazi do nagle promene klime, koja je dovela do promene biljnog i životinjskog sveta na prostoru današnje Srbije i ostavila mnoštvo tragova u vidu minerala, stena i fosila. Danas postoje razne teorije o uzrocima izumiranja mezozojskih organizama. Najpopularnija je teorija o udaru stranog nebeskog tela, koje je izazvalo druge posledice, presudne za opstanak mnogih živih bića tog doba.

Dinosaurusi su se pojavili pre oko 240 miliona godina, a nestali su pre oko 65 miliona godina sa lica Zemlje. Retko koji nalazi fosila mogu privući pažnju čoveka kao što je to slučaj sa kosturima krupnih gmizavaca. Podjednako senzacionalni su i otisci stopala, njihova jaja i tragovi njihovih životnih aktivnosti. Masovne grobnice ovih izumrlih životinja nađene su u Argentini, Kini, Mongoliji i na drugim mestima. Fosilni ostaci ili pojedini delovi skeleta nađeni su u zemljama u okruženju, u Italiji, Sloveniji, Hrvatskoj, Mađarskoj i Rumuniji. Do sada, u Srbiji nije bilo posvećeno dovoljno pažnje njihovom istraživanju, mada se može pretpostaviti da na relativno malim površinama kopna nije bilo povoljnih uslova za njihov razvoj. Zbog čestih i jakih tektonskih pokreta kojima su bili zahvaćeni tereni današnje Srbije tokom mezozoika, nije realno očekivati da su se ostaci skeleta mogli sačuvati neoštećeni.

Homo sapiens idaltu

Najstariji fosilni ostaci savremenog čoveka (Homo sapiens idaltu), pronađeni su u istočnom delu Etiopije. Delovi kostura, starosti oko 160 000 godina potvrđuju teoriju da su naši preci poreklom sa afričkog kopna, odakle su se proširili po čitavom svetu. Naučnici su mu dali ime idaltu, što znači "starac". Tri otkrivene lobanje pokazuju veliku sličnost sa lobanjama današnjih ljudi, osim što su na njima malo više naglašene obrve. Pre ovog otkrića, najstariji ostaci bili su stari oko 100 000 godina.

Ledena doba

Tokom skorije geološke prošlosti, Zemlja je ušla u, uglavnom, hladnu klimu, koja se naziva period ledene kuće. Ovaj trend može da se prati sve do sredine miocena, oko 16 miliona godina unazad, kada je hlađenje bilo praćeno povećanom sušom u ekvatorijalnim oblastima, usled cepanja šuma i širenja travnatih oblasti.

Do pre 10 miliona godina počela je da se stvara antarktička ledena kora. Ona je zarobila sve veće količine vode u vidu snega i leda, što je dovelo do opadanja nivoa mora. Nekoliko zasebnih dokaza ukazuje na to da je period bržeg klimatskog hlađenja počeo pre više od 3 miliona godina. Glacijacija Severne polulopte pojačala se pre otprilike 2,7 miliona godina. Šta je tačno prouzrokovalo globalno zahlađenje, predmet je velike rasprave, ali mnogi stručnjaci misle da je u obrascu cirkulacije okeanskih struja došlo do neke upadljive promene koju je možda izazvalo pokretanje ploča. Temperatura okenaskih struja ima značajan uticaj na temperature i vlažnost atmosfere. Period kvartara, koji je počeo pre nešto manje od 2 miliona godina i traje do danas, obeležilo je naizmenično smanjivanje hladnijih glacijala i toplijih interglacijala. Sadašnji topli period možda je upravo još jedna faza interglacijala.

Širenje glečera

Prostrani ledeni pokrivači najpre su nastali na Severnoj polulopti, pre oko 2,6 miliona godina, pri stvaranju arktičke polarne kape. Ona se na kraju proširila na jug, sve do današnjeg Njujorka, u Severnoj Americi i Birmingema, Kopenhagena i Sankt Peterburga u Evropi. Posle leda, večno zaleđeno tlo stiglo je do Crnog i Sredozemnog mora, a planinski glečeri stvarali su se čak i u tropskim oblastima. Od tada je bilo mnogo klimatskih varijacija sa interglacijalnim temperaturama, koje su bile kao današnje ili čak i više. Na primer, pre oko 125 000 godina, životinje poput slonova i nilskih konja bile su rasprostranjene u Engleskoj, gde su i pre i kasnije postojali ledeni pokrivači. Klimatske varijacije smenjivale su se u početku na svakih 40 000 godina, ali se kasnije ovaj ciklus, pre oko milion godina, produžio na  100.000 godina, zahvaljujući promenama u okviru globalnog klimatskog ciklusa.

STRUKTURA ZEMLJE (od unutrašnjeg jezgra do kore)

Zemlja ima slojevitu unutrašnju strukturu, čiju toplotu održavaju pritisak i toplota radioaktivnih elemenata. Konvektivno strujanje nosi toplotu od vrha jezgra kroz omotač u stenama, koje se sporo pokreću, sve dok ona konačno ne stigne do hladnije kore i oslobodi se.

SLOJEVI ZEMLJE

Slojevi zemlje su:

  1. unutrašnje jezgro/ čvrsto, gustina 12g/cm3; dubina 6.370km ispod površine, temperatura: 4.000-4.700C
  2. spoljašnje jezgro/tečno, gustina 10g/cm3; dubina 5.150 km ispod površine, temperatura: 3.500-4.00C
  3. donji sloj omotača/ čvrst, gustina 5,5g/cm3; dubina 2.990 km ispod površine, temperatura: 1.000-3.500C
  4. gornji sloj omotača / stanje omotača: čvrsto, gustina 3,5g/cm3, dubina5-70 km ispod površine, temperatura:ispod 1000C
  5. okeanska kora / stanje omotača: čvrsto, gustina 3g/cm3, dubina 0-11km ispod površine, temperatura: ispod 1000C
  6. kontinentalna kora/ stanje omotača: čvrsto, gustina 2,7g/cm3, dubina 0-7 km ispod površine, temperatura: ispod 1000C

Analizom slojeva u kori Zemlje utvrđeno je da je većina stena bogata silicijum-dioksidom. Bazalti okenaske kore imaju proporcionalno više kalcijuma, magnezijuma i gvožđa, dok su manje gusti kontinenti bogati aluminijumom, kalijumom i natrijumom. Diferencijacija (gravitaciono razdvajanje pomešanih materijala prema njihovoj gustini) znači da je unutrašnjost Zemlje mnogo gušća od površinskog sloja kore i da je to zbog razlike u mineralnom sastavu. Uzorci stena iz omotača koje ponekad na površinu izbaci vulkanska aktivnost, pokazuju da je ova oblast sačinjena od silikatnih minerala bogatih magnezijumom i gvožđem kao što je, na primer, olivin. Uzoci iz jezgra nisu uopšte dostupni, ali se smatra da su oni po sastavu slični gvozdenim meteoritima, koji su se obrazovali u ranom Sunčevom sistemu i koji se sastoje od legura nikla i gvožđa.

JEZGRO I OMOTAČ

Jezgro i omotač zajedno čine najveći deo Zemlje. Osim najvišeg sloja omotača, ove oblasti su preduboko da bi mogle da se proučavaju na osnovu direktnih uzoraka, tako da saznanja o njima zavise od posrednih istraživanja, kao što su poređenje gustine stena, merenje seizmičkih talasa koji se kreću kroz Zemlju, proučavanje magnetnog polja i laboratorijski eksperimenti. Svi ovi podaci otkrivaju postojanje metalnog jezgra sa čvrstim unutrašnjim i tečnim spoljnim slojevima, koji su razdvojeni jasno određenom granicom, sačinjenom od čvrstih stena.

KORA

Najtanji površinski sloj Zemlje je kora, čija prosečna debljina iznosi oko 30 km ispod kontinenata i oko 10 km ispod okeana. Kora se nalazi na vrhu čvrstog omotača, a granica između njih obeležena Mohorovičićevim seizmičkim diskuntinuitetom. Kora je uglavnom manje gusta od omotača zato što su njene stene bogatije mineralima koji sadrže relativno lake elemente poput silicijuma, aluminijuma i kalcijuma. Međutim, postoje dva potpuno različita tipa kore: okeanska i kontinentalna kora. Varijacije u njihovom sastavu, gustini i debljini pomažu da se objasne razlike u njihovoj topografiji, relativnoj starosti i istoriji nastanka.

ČVRSTI OMOTAČ ZEMLJE – LITOSFERA

Litosfera je izgrađena od stena – prirodnih mineralnih agregata definisanog sastava i sklopa. Stene su sve prirodne tvorevine određenog sastava i strukture, bez obzira na njihovu čvrstinu, izuzimajući organske produkte. Stene mogu biti izgrađene od jednog minerala (monomineralne) ili više njih (polimineralne).

Stene se u prirodi javljaju kao grupe (skupovi) minerala. Većina stena na zemlji skrivena je ispod tla i vegetacije, ali na nekim mestima one su izložene i na površini, gde mogu da obrazuju reljefne oblike, poput vulkana i granitnih planina. Mnoštvo raznovrsnih stena na zemlji nastalo je kroz geološke procese magmatske aktivnosti, promena u obliku poznatog kao metamorfizam i formacije sedimenata i sedimentnih stena (uključujući organske materijale, kao što je ugalj). Mada je većina stena nastala u unutrašnjosti planete, na njenoj površini mogu se naći i meteoriti koji potiču iz svemira.

Minerali su prirodna tela stenovitih materijala od kojih je sačinjena Zemlja i sva čvrsta tela u vasioni. Proučavanje minerala pomaže pri razumevanju porekla i evolucije Zemlje i drugih planeta. Većina minerala su čvrste kristalne supstance sastavljene od atoma, uglavnom razmeštenih u urednim obrascima, koji se ponavljaju i daju mineralu njegovu kristalnu strukturu i oblik. Međutim, nekoliko minerala nema tako pravilnu kristalnu strukturu, već su amorfne čvrste mase slične staklu. Iako je pronađeno više od 4 000 minerala, na površini Zemlje rasprostranjeno ih je samo oko trideset, poznatih kao minerali koji grade stene.

ZEMLJIŠTE

Najveći deo kopnene površine Zemlje pokriven je tankim slojem zemljišta. Ta složena mešavina nekonsolidovanih stena pod uticajem atmosferilija i organske materije neophodna je za celokupan život na Zemlji. Biljkama je zemljište potrebno za rast, snabdevanje hranljivim sastojcima i vodom. Milioni mikroorganizama koji su zaduženi za recikliranje organskog otpada žive u zemljištu i doprinose njegovoj plodnosti. Zemljište je i značajan filter za vodu, koja odlazi u reke i jezera. Različite vrste zemljišta podražavaju različite eko-sisteme. Zahvaljujući poznavanju tipova zemljišta, ljudi mogu da obrađuju zemlju, gaje useve i planiraju i izgradnju kuća i saobraćajnih mreža.

Zemljište se razvija na raznim mestima, od različitih stena i u različitim klimatskim uslovima, zbog čega postoje različite osobine. Tekstura je od izuzetne važnosti – zemlja može da ima krupno, srednje ili sitno zrno, a što zavisi od količine peska, gline i mulja koje sadrži. Sitnozrna, glinasta i muljevita zemljišta imaju male vazdušne džepove i zadržavaju vodu, pa su u oblastima s jakom kišom obično natopljena vodom. Za razliku od njih, krupnozrna peskovita zemljišta imaju velike vazdušne džepove i suva su, ali mogu da budu i neplodna zato što se hranljivi sastojci lako ispiraju. Kiselost zemljišta (ili pH) meri se na skali od 0 (najkiselije) do 14 (najalkalnije). Kiselost određuje raspoložive hranljive sastojke i utiče na aktivnost organizama u zemljištu. Zemljišta se najčešće klasifikuju prema tipu klime i vegetacije u kojima su se formirala.

Površina zemlje stalno se menja pod uticajem sila u unutrašnjosti planete i površinskih procesa, pa čak i udara tela iz svemira. Efekti tih promena često su vidljivi tek posle više hiljada godina, iako izvesne promene, kao što su odroni ili udari meteorita imaju trenutni efekat. Neumoljivo pomeranje tektonskih ploča koje obrazuju Zemljinu površinu može da otvori nove okeane, da stvori nove planine i izmeni kontinente. Gde god se materijali Zemlje nalaze na površini, izloženi su uticaju atmosferalija, eroziji i prenošenju putem vetra, vode i leda. Ti procesi mogu da oblikuju stene i stvaraju sedimente koji se gomilaju na kopnu i pod morem.

H2O

More

Voda pokriva najveći deo površine planete Zemlje i značajan je činilac promena. Voda u tečnom stanju pokriva više od dve trećine površine Zemlje, a ako se računa i zamrznuta voda, tj. led, ona pokriva preko četiri petine površine Zemlje. Voda je neophodna za život zato što je odličan rastvarač i može lako da se kreće ili teče. Živim organizmima je za opstanak potrebno ne samo prisustvo vode, već i njene stalne zalihe. Čovek je tipičan predstavnik većine životinjskih vrsta, jer njegovo telo sadrži 62 odsto vode. Tela vodenih mekušaca, poput meduza, sadrži više od 98 procenata vode.

STRUKTURA ATMOSFERE

Atmosfera formira odvojene slojeve oko Zemlje. Ovi slojevi imaju izuzetno uniforman hemijski sastav, ali se njihova gustina smanjuje sa nadmorskom visinom. U svakom sloju postoji stalna promena u temperaturi, čija se visina naglo menja na obodima sloja. U najnižem sloju, koji se zove troposfera, postoji život, a vreme se javlja zbog uticaja toplote Sunca. Zraci Sunca prolaze kroz atmosferu i greju površinu Zemlje, što dovodi do kretanja vazduha i isparavanja ili kondenzovanja vode. Ovo uslovljava vreme i stvara različite klimatske oblasti. Štetni ultraljubičasti zraci filtriraju se kroz omotač ozona, gasa koji formira tanak sloj u stratosferi.

SLOJEVI ATMOSFERE

  1. troposfera
  2. stratosfera
  3. mezosfera
  4. termosfera

Najniži sloj u atmosferi je troposfera, u kojoj se vazduh kreće vertikalno i horizontalno i temeljito se meša. Temperatura vazduha opada sa visinom. Topao vazduh se podiže i pritom gubi nešto svoje energije i postaje hladniji. Na kraju, on dostiže nivo na kom se više ne hladi. Vazduh iznad njega nije nimalo gušći i on više ne može da se podiže. Ovaj nivo označava granicu koja se zove tropopauza. Ona je prva od nekoliko takvih granica koje našu atmosferu dele od stratosfere, koja se i sama završava stratopauzom. Iznad leže mezosfera i termosfera. Na vrhu termosfere temperatura raste do oko 1000 C zbog apsorpcije ultraljubičastog zračenja. Gornja granica termosfere, termopauza, prostire se na 1000km. Ovaj najistureniji sloj postepeno se spaja sa vakuumom Sunčeve atmosfere (koju zovemo sfemir), tako da Zemljina atmosfera nema jasnu gornju granicu.

Troposfera - gornja granica po imenu tropopauza nalazi se na otprilike 16 km na ekvatoru, a na polovima na 8 km. Temperatura na velikoj nadmorskoj visini pada od -30 C na polovima i do -6 C na ekvatoru.

Stratosfera - Temperatura u stratosferi ostaje stabilna sve do oko 20km, a onda raste zbog apsorpcije ultraljubičastog zračenja. Gornja granica ovog sloja, koja se zove stratopauza, nalazi se na otprilike 48 km.

Mezosfera - Temperatura ostaje konstantna pri povećanju visine u donjoj mezosferi, ali iznad otprilike 56 km opada s visinom na oko -80 C u mezopauzi.

Termosfera - sloj koji se prostire do termosfere, na oko 1 000 km. Temperatura u donjem delu ovog sloja ostaje konstantna pri povećanju visine, ali brzo raste iznad 88 km.

ENERGIJA U ATMOSFERI

Sunce snabdeva Zemlju energijom i na taj način omogućava stvaranje klime. Toplotu koju zrači Sunce apsorbuju kopnene i morske površine, a vazduh se zagreva odozdo u kontaktu sa ovom toplotom. Kretanje vazduha prenosi ovu toplotu širom troposfere. Toplota Sunca takođe obezbeđuje energiju pomoću koje voda isparava. Vodena para ulazi u vazduh, zatim se kondenzuje i stvara oblake, pri čemu molekuli vode oslobađaju skrivenu toplotu koja je apsorbovana kada je voda prvi put isparila. U ovaj proces uključena je ogromna količina energije: prosečna letnja oluja sa grmljavinom za manje od jednog sata oslobađa istu energiju kao pri sagorevanju 7 000 tona uglja; tornado oslobađa energiju dovoljnu za osvetljenje njujorških ulica tokom jedne noći.

ENERGETSKI BILANS

Ravnoteža između količine solarne energije koju primi Zemljina površina, njena atmosfera ili oblaci, i količina energije koja se reflektuje ili ponovo emituje u vasionu, poznata je kao energetski bilans. Temperatura na vidljivoj površini Sunca iznosi oko 5 8000C. Sunce svoju toplotu emituje u svemir i to u svim pravcima. Zemlja, koja je udaljena od Sunca oko 150 miliona kilometara, dobija samo mali deo te toplote. Količina solarne energije koja stiže kao kratkotalasno zračenje do gornjeg nivoa atmosfere, poznata je kao solarna konstanta. Od solarne energije koja stiže do vrha atmosfere, gubi se oko 30 odsto rasipanjem molekula vazduha i reflektovanjem od oblaka, kopna i mora. Reflektovanje će varirati i u zavisnosti od količine oblačnosti  i od prirode površine Zemlje. Oko 70 odsto ukupne primenjene radijacije apsorbuju uglavnom kopno i more, ali i vazduh i oblaci. Energiju koju je apsorbovala, površina emituje kao dugotalasnu radijaciju, održavajući pritom ravnotežu između dobijene i izgubljene toplote. Oko 45 procenata radijacije koja dođe do Zemlje vidljiva je u obliku svetlosti.

CIRKULACIJA U ATMOSFERI

Vazduh je u stalnom kretanju i širom sveta ono predstavlja opštu cirkulaciju atmosfere, pri čemu se toplota iz ekvatorijalnih oblasti prenosi do visokih geografskih širina, a hladniji vazduh vraća u tropske oblasti. Cirkulacija obuhvata tri vrste "ćelija". Te ćelije proizvode sisteme vetrova, poznate kao stalni vetrovi, koji pokreću vodu na površini okeana i stvaraju struje. Koliolisov efekat skreće vetrove sa njihove putanje u surpotnom  smeru severno i južno od ekvatora. U gornjoj troposferi brze vazdušne struje stvaraju se usled razlike u temperaturi i pritiska na granicama vazdušnih masa. Oni mogu da povećaju intenzitet i kretanje sistema niskog pritiska, što dovodi do klimatskih ciklusa ili oscilacija. Primer takve oscilacije je El ninjo koji utiče na meteorološke obrasce na globalnom nivou. Ponašanje atmosfere je nepredvidivo, te je teško znati kada će se ove klimatske promene dogoditi.

VREME

Vreme je opšti naziv za uslove u atmosferi, koji se stalno menjaju i koji vladaju na određenom mestu u određeno vreme. Ono je proizvod uzajamnog fizičkog delovanja svetlosti Sunca, vazduha i vode. Sunčeva svetlost na nekim mestima više greje vazduh i tako uslovljava promene vazdušnog pritiska, koji u cilju brisanja tih razlika pokreće vazduh u vidu vetra. Sunčeva toplota, takođe, dovodi do isparavanja vode i njenog kondenzovanja, pri čemu se stvaraju oblaci dok vazduh koji nosi vodenu paru ide uvis i hladi se. Vremenske promene mogu biti nagle, kao kad toplo sunčano jutro preraste u hladno kišovito popodne, ili spore, kao što su smene godišnjih doba od leta do zime. Tokom dužih perioda, vreme je manje promenljivo: postoje topla i hladna leta, oštre i blage zime, ali se ove sezonske varijacije potiru s godinama. Prosečno vreme tokom više godina čini klimu određenog mesta.

PADAVINE I OBLACI

Oblaci

Oblaci se stvaraju kada se vodena para u vazduhu koji se uzdiže, kondenzuje ili se smrzne i direktno pretvori u ledene kristale. Visina na kojoj se ovo dešava zavisi od stabilnosti vazduha i količine prisutne vlage. Tipična čestica oblaka ili ledeni kristal ima prečnik oko 0,01mm. Hladni oblaci nastali na velikoj visini sadrže samo ledene kristale, topli oblaci nastali na manjoj visini sadrže samo kapljice vode, dok mešoviti oblaci sadrže i jedno i drugo. Snežne pahulje nastaju kada se ledeni kristali i kapljice vode rashlade ispod tačke mržnjenja. Voda isparava iz kapljica i u naslagama pada na ledene kristale koji se sudaraju i stvaraju snežne pahulje. Magla i rosa nastaju kad do kondenzacije dođe na nivou tla, ali ako temperature padnu ispod tačke mržnjenja, rosu će zameniti slana i inje.

VETAR

Vetar je kretanje vazduha od polja visokog pritiska prema poljima niskog pritiska. Vazduh nastavlja da se kreće sve dok se ne eliminiše razlika u pritisku i dostigne ravnoteža. Razlike u pritisku povezane su sa meteorološkim sistemima velikih razmera, ali mogu da se dese i proizvedu vetrove i u manjim razmerama. Olujni oblak koji se nadvija poput tornja, na primer, usisava vazduh da bi napajao uzlazne struje a izbacuje vazduh iz svojih silaznih struja, stvarajući vetrove u naletima koji mogu da dostignu jačinu bure ili čak uragana.


Izvori:

Osnovi geologije, autori: Velimir Jovanović i Danica Srećkov-Batoćanin, Zavod za udžebenike , Beograd
Zemlja, velika ilustrovana enciklopedija, Mladinska knjiga, Beograd,
Srbija u doba dinosaurusa, Prirodnjački muzej, Beograd, katalog sa izložbe, održane 2009. godine

Studije