1. Uvod u Geomorfologiju

Uvod u geomorfologiju

Koordinator modula: doc.dr.sc. Dražen Perica

Asistent: Kristina Krklec, dipl. ing. geol.

Geomorfologija s osnovama geologije

Geomorfologija

grč. γη, Gea – Zemlja grč. μορφή, morfé – oblik grč. λόγος, logos – znanost

znanost o reljefu proučava značajke reljefa, njegov postanak i razvoj, te procese

koji ga oblikuju

stariji pojmovi: • orografija (nedovoljno širok termin) • fiziografija (nedovoljno točan) • geomorfogenija (neprihvaćen)

Objekt proučavanja - reljef

RELJEF - skup svih neravnina i ravnina na Zemlji.

neravnine i ravnine zajedno tvore oblike ili FORME

http://hr.wikipedia.org/wiki/Datoteka:Earth_surface_NGDC_2000.jpg

reljef - sastavljen od skupova reljefnih

oblika ili RELJEFNIH FORMI

Objekt proučavanja - reljef

dimenzije reljefa definirane su: • veličinom • visinom • raščlanjenošću • nagibima

oblici reljefa definirani su: • plohom • linijom • točkom

Reljef je uvijek dvodimenzionalan – predstavlja površinu

određenog tijela (nikada ga ne smijemo identificirati sa tijelom) koja odražava njegov sastav i građu (pojavni oblik).

Iako reljef Zemlje pobuđuje zanimanje znanstvenika još od antičkog doba, geomorfologija se do 17. stoljeća uglavnom razvija u okviru geografije.

Potaknuto novim spoznajama o Zemlji, dolazi do bitnih promjena u znanosti o reljefu i razvoja odgovarajućih učenja.

Anders Celsius (1701. -1744.) - „Opservacija za određivanje oblika Zemlje“, 1783. - opažanja o izdizanju Skandinavije (niz obalnih linija do 300 m.n.v.) -dokaz o promjenljivosti reljefa, odnosno pokretima Zemljine kore. Willebrord Snellius (1580. – 1626.) - postavlja principe triangulacije - počinje razvoj geodezije i široka uporaba triangulacijskih mjerenja Bernhardus Varenius (1622. – 1650.) - „Geographia generalis“, 1650. - sistematika geomorfoloških pojava zajedno sa vulkanima i potresima

Proučavanja povijesti razvoja Zemlje se od druge polovice 18. stoljeća izdvajaju u zasebnu znanost – geologiju. Iako se geomorfološki problemi rješavaju i ranije, uglavnom u okviru geologije, početkom 19. stoljeća nastaju prvi geomorfološki radovi.

Élie de Beaumont (1798. – 1874.) - „Notice sur le systeme des montagnes”, 1852. - uvodi znanstveni pristup proučavanju reljefnih formi - utemeljuje teoriju kontrakcije, te naglašava utjecaj endogenih sila i procesa u oblikovanju reljefa

Charles Lyell (1797. – 1877.) - „Principles of geology“ - uvodi aktualistički princip u geologiju - smatra da su na Zemlju od samoga početka djelovale iste prirodne sile koje i danas djeluju, pa su i posljedice bile identične

druga polovica 19. st. - izdvajanje geomorfologije kao zasebne discipline - prvi geomorfološki znanstveni radovi, te znanstvene teorije i koncepcije Između 1875. i 1890. grupa američkih geomorfologa (Gilbert i dr.) u sklopu

istraživanja sjevernoameričkog zapada razvijaju ideju o pineplenu (prostranoj zaravni nastaloj djelovanjem erozije) i o evolucijskim razdobljima kroz koja prolaze razni oblici tijekom svog razvoja. Također naglašavaju značenje donje

erozijske baze za proces fluvijalne erozije. Sir Andrew Crombie Ramsay (1814. – 1891.) - uvodi evolucijsku metodu u geomorfologiju (promjene tijekom morfološke evolucije) - u sklopu proučavanja reljefa u Walesu zaključuje da su vrhovi nastali diseciranjem zaravni marinskog porijekla

William Moris Davis (1850. – 1934.) - teorijska koncepcija o geomorfološkom ciklusu (struktura + proces + ciklus), 1884. - reljef Zemlje razvija se ciklički, te u svojoj morfološkoj evoluciji prolazi kroz stadije mladosti, zrelosti i starosti Albrecht Penck (1858. – 1945.) - „Morphologie der Erdoberfläche“,1884. - prva sistematiku geomorfologije

Walter Penck (1888. – 1923.) - „Die morphologische Analyse“, 1924. - padine su osnovni element reljefa, dovodi ih u vezu s tektonikom, te povezuje s intenzitetom i karakterom tektonskih pokreta Razdoblje između dva svjetska rata karakterizira kritiziranje teorija W. M.

Davisa i W. Pencka.

Konstantin Konstantinovich Markov - koncepcija „geomorfoloških nivoa“, 1948. - egzogene sile, djelujući preko različitih geomorfoloških procesa, zaravnjuju reljef stvarajući određene nivoe Razlikuje četiri osnovna geomorfološka nivoa: - abrazijsko-akumulacijski nivo - u razini mora - denudacijski nivo - u razini platoa kontinenata (planine). Dominiraju fluvio-denudacijski procesi, odnosno dolazi do razvoja padinskog i fluvialnog reljefa. - nivalno-glacijalni nivo – vezan za najviše planine. Dominiraju procesi nivacije i glacijalne erozije, te akumulacije. - gornji denudacijski nivo – razina planinskih vrhova Na osnovu odnosa tih nivoa, odnosno njihovom položaju, može se ustanoviti

intenzitet pokreta i njihov karakter. Koliko tektonika djeluje u smislu izdizanja toliko denudacija djeluje u suprotnom smijeru. Zemljina kora će se izdizati dok se utjecaji tektonike i denudacije ne izjednače.

Lester C. King

- „The morphology of the Earth“, 1962.

- teorija pediplenizacije - objašnjava bočno oblikovanje reljefa

- kao posljedica klimatskih prilika (nedostatak vegetacije) na

padinama djeluju destrukcijski procesi što utječe na paralelno

odstupanje - unatražno pomicanje padina u obliku blagih

kosina pedimenata ili predgorskih stepenica. Na taj način

nastaje blago valovita zaravan ili pediplen.

Ruski geomorfolozi Gerasimov (1946) i Mescerjakov (1972) - razvijaju teorije o geomorfološkim etapama razvoja Zemljine površine i reljefa

• mezozoik - epirogeni pokreti - tijekom trijasa nastaju najstariji elementi reljefa na Zemlji (zaravnjene ili blago valovite forme (pinepleni i pedipleni)) • tercijar - započinje alpska tektonska faza - intenzivno raščlanjivanje

reljefnih formi (planinski sustavi)

uvode pojam morfostruktura – reljefni oblici nastali kao posljedica uzajamnog djelovanja endogenih i egzogenih čimbenika

prema veličini na Zemlji razlikuju tri osnovna tipa morfostruktura: - geoteksture - najveći geološki oblici na Zemljinoj kori – planetarni reljefni oblici (kontinentske i oceanske mase) - morfostrukture nastale djelovanjem prvenstveno endogenih sila - morfostrukture nastale djelovanjem prvenstveno engzogenih sila (manje veličine)

Podjela geomorfologije opća geomorfologija - proučava zakonitosti oblikovanja,

nastanka i razvoja Zemljinog reljefa. - strukturna geomorfologija - proučava utjecaj unutrašnjih (endogenih) sila i procesa - egzogena geomorfologija - proučava utjecaj vanjskih (egzogenih) sila i procesa

regionalna geomorfologija - proučava zakonomjernosti oblikovanja, nastanka i razvoja reljefa pojedinih dijelova Zemljine površine

specijalna geomorfologija - primijenjena geomorfologija - proučava reljef s naglaskom na gospodarstvo - geomorfološko kartiranje - predstavlja inventarizaciju geomorfoloških sadržaja na Zemlji

Oblici i elementi reljefa

Reljef - sve ravnine i

neravnine na Zemlji

oblikovane uzajamnim

djelovanjem unutrašnjih

(endogenih) i vanjskih

(egzogenih) sila i procesa.

Oblici i elementi reljefa endogeni: unutrašnja toplina, tlak, sila gravitacije

posljedica: kretanje litosfernih ploča

kretanje litosfernih ploča uzrokuje slijedeće pojave: • tektonske • seizmičke • vulkanske

pokreti u Zemljinoj kori oblikuju makrooblike na Zemljinoj površini: • orogenetski • epirogenetski • magmatski (plutonizam, vulkanizam) • seizmički


egzogeni: djeluju pod utjecajem Zemljine gravitacije, te Sunca (zračenje i

gravitacija) i Mjeseca (gravitacija)

posljedica: kretanje zraka i vode - utječu na destrukciju Zemljine površine


Endogene sile utječu na denivelacije Zemljine površine oblikovanjem pozitivnih reljefnih oblika, dok egzogene sile utječu na zaravnavanje Zemljine površine.

U višim područjima dolazi do snižavanja reljefa erozijom, dok u depresijama dolazi do akumuliranja erodiranog materijala. Pri tome nastaju razni reljefni oblici, a današnji njihov izgled predstavlja samo trenutačno stanje.

Posljedica: dva glavna reljefna tipa / vrste reljefa: -egzogeni oblici -endogeni oblici

Osnovni reljefni oblici

uzvišenja, udubljenja i ravnice (različitih dimenzija)

Uzvišenja: - brijeg (od nekoliko desetaka metara), brdo, gora, planina - mogu biti izduženi u obliku hrpta ili u obliku masiva bez prostorne orijentacije. - planinski sustavi i pojasevi - ističu se veličinom i pružanjem

Udubljenja: - ponikve u kršu (samo nekoliko metara) - kotline - udubljenja sa svih strana omeđena planinama - zavale – veće, od okolnog prostora odijeljene velikim planinskim sustavima - doline - izdužena udubljenja nastala radom tekućica, nagnute u smjeru otjecanja rijeka

Dimenzije reljefnih oblika

mali - površine samo nekoliko mm2

planetarnih dimenzija (kontinenti i oceani)

kopno - 29% površine Zemlje - primarno značenje u životu ljudi reljef utječe na prostorni

raspored i način života ljudi

ravnice – privlačne planine - otežavale

komunikaciju i razdvajale ljude

Hipsografska krivulja

Grafički prikaz statističkog (postotnog) udjela pojedinih visina i dubina na Zemlji.

kopno 29 %, svjetsko more 71 % Zemljine površine najveća visina na kopnu - Himalajski masiv

s najvišom točkom 8 848 m (Chomolungma / Mt. Everest)

srednja visina kopna - 840 m. n. m. najveća dubina 11 033 m - Marijanski jarak srednja dubina svjetskog mora je 3 800 m srednja visina visina Zemljine površine

iznosi -2 400 m

Hipsografska krivulja

Hipsometrija

• S obzirom na nadmorsku visinu, odnosno hipsometrijska obilježja reljefa, izdvajaju se sljedeća područja:

• nizine (0 – 200 m)

• pobrđa i niža gorja (200 - 500 m)

• sredogorja (500 - 1500 m)

• visoka gorja ili planine (>1500 m)

Batimetrija

• Područje Svjetskog mora izdvaja se prema batimetrijskim (dubinskim) obilježjima na:

• neritsku zonu (o - 200 m)

• batijalnu zonu (200 - 3000 m)

• abisalnu zonu (3000 - 6000 m)

• hadalnu zonu (više - 6000 m)

Energija reljefa

oenergija reljefa ili vertikalna raščlanjenost

opredstavlja relativnu visinu određenog područja u okviru 1 km²

o razlikujemo:

• ravnice (0 - 5m/km²)

• slabo raščlanjene ravnice (5 - 30 m/km²)

• slabo raščlanjen reljef (30 - 100 m/km²)

• umjereno raščlanjen reljef (100 - 300 m/km²)

• izrazito raščlanjen reljef (300 - 800 m/km²)

• vrlo izrazito raščlanjen reljef (> 800 m/km²)

Nagibi padina važan element reljefa

prema odnosu vertikalnog kuta što ga čini površina padine s

horizontalnom ravninom, razlikujemo:

• ravnice (0 do 2º)

• blago nagnute padine (2 do 5º)

• nagnute padine (5 do 12º)

• znatno nagnute padine (12 do 32º)

• vrlo strme padine (32 do 55º)

• strmce ili litice (više od 55º)

Lončar: Geomorphologic regionalization of the central and southern parts of Pag Island, Geoadria

Egzogeni procesi i reljefni oblici

reljef je stalno izložen djelovanju egzogenih procesa

sila gravitacije – dolazi do izražaja pri oblikovanju visokih i strmih

reljefnih dijelova gdje veliko značenje ima djelovanje

padinskih procesa

Hooker Valley, Novi Zeland

procesi osipanja i

urušavanja kršja

(posljedica trošenja

stijenske podloge)

akumulacija u podnožjima

lavine


• erozija tekućicama (posebice na strmim padinama)

• morske mjene (pokretač sila gravitacije Sunca i Mjeseca)

plimski kanali, otok Qeshm, Iran


Sunčeva energija • utječe na kretanje u

atmosferi, hidrološki ciklus i život na Zemlji

• utječe na djelatnost

vanjskih čimbenika oblikovanja reljefa - voda, led, vjetar i organizmi


procesi:

• mehanički ili fizički (trošenje stijena pod utjecajem kolebanja

temperature, erozije vodom, ledom i vjetrom)

• kemijski (otapanje i precipitacija minerala – karbonati)

• biološki (rast korjena, humusne kiseline, sedra)

• utjecaj čovjeka (usjeci, gradnje…)

međudjelovanje procesa

Trošenje stijena

razlikujemo: • mehaničko trošenje stijena • kemijsko trošenje stijena • biološko trošenje stijena

Svalbard, Norveška

Mehaničko trošenje

najizrazitije u hladnim krajevima

- promjene fizičke, ne mijenjaju sastav stijene

- najčešći procesi:

- smrzavanje

- termičko

- odterećivanje

- abrazija

- djelovanje organizama

Mehaničko trošenje - smrzavanje

mehanički efekt smrzavanja vode – povećanje volumena 9%

smrzavanje vode u pukotinama – uklinjavanje leda – pritisak u

stijeni – stijena se postepeno raspada

preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. (1993): Physical Geology

Mehaničko trošenje - termičko velike dnevne amplitude temperature

tijekom dana - zagrijavanje stjenske podloge, povećanje

volumena tijekom noći – hlađenje, smanjenje volumena

posljedica: pucanje stijena

Mehaničko trošenje - abrazija

mehaničko trošenje stijena drobljenjem, mrvljenjem uslijed trenja i zbijanja tijekom transporta

razmrvljeni fragmenti stijena “pokupljeni” i premještani tekućicama sudaraju se i udaraju u dno - postepeno se drobe, mrve u sve manje fragmente

erozija i dna toka

agensi koji nose i oblikuju fragmente: ledenjaci, valovi, struje, vjetar…

preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): Physical Geology

Mehaničko djelovanje - organizmi

biljke • niže bilje - potreba za hranom; zelene

alge- pričvršćene za stijenu; • više bilje - korijenje (česta simbioza s

gljivicama

životinje - ubušavaju se u stijenu (npr. prstaci)

preuzeto iz: Wicander, R. & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology bioturbacije, Kirmenjak, Istra

Kemijsko trošenje

najizrazitije u tropskim krajevima

odvija se u prisutnosti fluida (H2O - savršeno otapalo!)

stijene i minerali + voda i zrak = novi kemijski produkti

promjenom uvjeta postanka stijene - nestabilnost - nove kemijske kombinacije

korozija vapnenaca, oksidacija minerala (limonit)

Korozija vapnenaca

voda dobro otapa CO2 H20 + CO2→ H2CO3 - ugljična kiselina (slaba!) - otapa stijene (karbonatne minerale)

H2CO3 + CaCO3 → Ca(HCO3)2

Ca(HCO3)2 ↔ CaCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O na površini i u unutrašnjosti

jame Lukina jama, Velebit, 1392 m Voronja (ili Krubera) na Kavkazu, 1710 m

vlažna tropska područja - jako kemijsko trošenje magmatskih i metamorfnih

stijena.

Biogeno trošenje kombinirano kemijsko i mehaničko trošenje stijena

Biljke prilikom svog ukorjenjivanja mehanički drobe stjenovitu podlogu, ali

istodobno je i otapaju svojim kiselinama.

izraženo na vapnenačkoj podlozi - trošenje vapnenca zbog znatno veće

količine CO2 biljnog porijekla u talnoj vodi može biti i do desetak puta veće

Oblikovanje reljefa

Oblici: • Monogenetski – nastali oblikovanjem jednog od procesa • Poligenetski – prisutno dva ili više procesa u oblikovanju

Polimorfija – promjene oblikovanja reljefa uslijed promjene fizičko-

geografskih uvjeta (litološki sastav, klima, reljef, vegetacija, tlo...) – modifikatora

Monofazni oblici –u njihovoj morfološkoj evoluciji oblika sve se odvija kontinuirano

Polifazni oblici – kad su prisutne promjene u morfološkoj evoluciji oblika

Eustatički nivo – predstavlja bazu za eroziju na kopnu, a predstavljena je razinom mora. Ujedno to je i apsolutna donja erozijska baza

Lokalna erozijska baza – predstavlja najnižu razinu određenog područja

Klima geomorfološka područja

Klima • jedan od najvažnijih

egzogenih faktora oblikovanja reljefa na Zemlji

• utječe na pojavu i intenzitet geomorfoloških procesa, i to direktno i indirektno (voda, vegetacijski pokrov i pedosfera).

S obzirom na klimatske osobine Zemlje, uočava se više područja u kojima dominiraju određeni procesi pri oblikovanju reljefa.


• Humidno klima geomorfološko područje

• veći dio oborinske vode otječe tekućicama, prije nego što ispari ili se gubi u podzemlju.

• prevladava oblikovanje reljefa padinskim procesima i fluvijalnom erozijom

• tom klimatskom području pripadaju i tropski dijelovi gdje je jako kemijsko oblikovanje reljefa uvjetovano velikom količinom vlage i visokim temperaturama.


Aridno klima geomorfološko područje • prosječna godišnja količina oborina manja od 250

mm • rubna tropska i suptropska područja u zoni polja

visokog tlaka, kontinentalni dijelovi Euroazije, Afrike i Australije

• velika dnevna kolebanja temperature i nedostatak vegetacije pogoduju jakom zagrijavanju stijenske podloge koja se zbog toga mehanički raspada, stvarajući pustinje. U dijelovima tih pustinjskih područja, gdje su jaka strujanja zraka, javlja se vjetar kao bitan činilac u oblikovanju reljefa.


• Periglacijalno klima geomorfološko područje

• subpolarna područja, a u manjoj mjeri se javlja i u visokim planinama

• srednja godišnja temperatura niža od 0 ºC, a praćena je malom količinom oborina.

• prevladava smrznuto tlo ili permafrost, čiji se površinski dio samo površinski otopi za kratkih ljeta

• velika područja Aljaske, Kanade i Euroazije gdje se zbog kontinentalnosti javlja već na 50º s. g. š.


• Glacijalno klima geomorfološko područje

• polarni krajevi i viši planinski dijelovi

• temperature niže od 0ºC

• prevladavaju oborine u obliku snijega, pri čemu je

otapanje manje od akumulacije

• postupno se stvaraju ledenjaci koji su glavni faktor u oblikovanju reljefa

1. Uvod u Geomorfologiju

Documents

Transcript of 1. Uvod u Geomorfologiju