Geografija 1 Skripta PDF

Geografija 1 – skripta (gimnazija) Udžbenik: Geografija 1 – Gall,H.; Kralj, P.; Slunjski, R. – Školska knjiga 2014. Sadržaj 1. ZEMLJA U SUNČEVU SUSTAVU I SVEMIRU.......................................................................................................

Geografija 1 – skripta (gimnazija) Udžbenik: Geografija 1 – Gall,H.; Kralj, P.; Slunjski, R. – Školska knjiga 2014. Sadržaj 1. ZEMLJA U SUNČEVU SUSTAVU I SVEMIRU................................................................................................................ 3 1.1 Značenje i razvoj geografije.................................................................................................................................. 3 1.2 Svemir................................................................................................................................................................... 4 1.3 Sunčev sustav....................................................................................................................................................... 4 1.4 Položaj Zemlje u Sunčevu sustavu i svemiru........................................................................................................ 5 1.5 Zemljina gibanja................................................................................................................................................... 5 1.6 Određivanje i računanje vremena........................................................................................................................ 7 2. ORIJENTACIJA I ODREĐIVANJE POLOŽAJA NA ZEMLJI.............................................................................................. 8 2.1 Oblik i veličina Zemlje........................................................................................................................................... 8 2.2 Određivanje položaja na Zemlji – orijentacija...................................................................................................... 8 3. PRIKAZIVANJE ZEMLJINE POVRŠINE........................................................................................................................ 11 3.1 Prikazivanje Zemlje na globusu i geografskoj karti............................................................................................ 11 3.2 Kartografske projekcije...................................................................................................................................... 12 3.3 Vrste karata........................................................................................................................................................ 13 3.4 Sadržaj geografske karte.................................................................................................................................... 15 3.5 Nastanak, obilježja i uporaba osnovnih (izvornih) karata.................................................................................. 16 4. GEOLOŠKA OBILJEŽJA I RELJEF ZEMLJE................................................................................................................... 19 4.1 Oblici i elementi reljefa...................................................................................................................................... 19 4.2 Geološka prošlost Zemlje................................................................................................................................... 21 4.3 Globalna tektonika ploča i reljef Zemlje............................................................................................................ 23 4.4 Minerali i stijene u Zemlji................................................................................................................................... 24 4.5 Endogeni pokreti i oblici..................................................................................................................................... 26 4.6 Vulkani................................................................................................................................................................ 27 4.7 Potresi................................................................................................................................................................ 28 4.8 Egzogeni procesi i oblici..................................................................................................................................... 30 4.9 Fluvijalni procesi i oblici..................................................................................................................................... 31 4.10 Marinski i jezerski procesi i oblici....................................................................................................................... 32 4.11 Glacijalni reljef.................................................................................................................................................... 33 4.12 Eolski procesi i oblici.......................................................................................................................................... 35 4.13 Krški reljefni oblici.............................................................................................................................................. 36 4.14 Biogeni i antropogeni procesi i oblici................................................................................................................. 37 5. KLIMA I BILJNI POKROV NA ZEMLJI......................................................................................................................... 39 5.1 Vrijeme i klima................................................................................................................................................... 39 1  5.2 Temperatura zraka............................................................................................................................................. 40 5.3 Tlak zraka............................................................................................................................................................ 40 5.4 Cirkulacija zraka.................................................................................................................................................. 41 5.5 Vlaga u zraku i padaline..................................................................................................................................... 44 5.6 Klimatska regionalizacija i život na Zemlji – A i B klime..................................................................................... 45 5.7 Klimatska regionalizacija i život na Zemlji – C, D i E klime................................................................................. 47 5.8 Sinoptičke karte i vremenska prognoza............................................................................................................. 48 6. VODE NA ZEMLJI..................................................................................................................................................... 49 6.1 Svjetsko more..................................................................................................................................................... 49 6.2 Svojstva i dinamika morske vode....................................................................................................................... 50 6.3 Postanak morskih bazena.................................................................................................................................. 52 6.4 Tekućice.............................................................................................................................................................. 53 6.5 Vode na kopnu i podzemne vode...................................................................................................................... 54 6.6 Led u moru i na kopnu....................................................................................................................................... 55 6.7 Ekologija mora.................................................................................................................................................... 56 7. TLA.......................................................................................................................................................................... 57 7.1 Tla....................................................................................................................................................................... 57 2  1. ZEMLJA U SUNČEVU SUSTAVU I SVEMIRU 1.1 Značenje i razvoj geografije − Pojam geografija dolazi od grčkih riječi Ge ili Geia , što znači Zemlja, i graphein što znači pisati, odnosno opisivati − Najstarija karta - 3800 pr.Kr. - Sumerani − Eratosten - 300. pr.Kr. - prvi koristi pojam geografija - djelo Geografija − u 19. st. geografija postaje moderna znanost - napušta se deskriptivni stil i primjenjuje se znanstveni − Geografija je mosna (dualna) znanost jer povezuje prirodne i društvene znanosti Definicija i podjela geografije − Geografija je znanost o predmetima, pojavama i procesima u geosferi, njihovoj međuovisnosti te o funkcionalnom uređenju prostora i odnosu čovjeka i okoliša (11. str) − Podjela geografije 1. Opća geografija 2. Fizička (prirodna) - geomorfologija, hidrogeografija, pedogeografija, klimatologija, biogeografija 3. Društvena (socijalna) - turistička, prometna, demogeografija, politička, agrarna, urbana, ruralna, industrijska, historijska 4. Regionalna − Osim gore navedenih, ističu se kartografija i geoekologija − Kartografija je najstarija grana geografije Etape u razvoju geografije − Osnovne etape razvoja geografije 1. Antička geografija 2. razdoblje srednjovjekovne europske geografije i geografije islamskoga kulturnoga kruga 3. razdoblje velikih geografskih otkrića 4. Suvremena geografija − Eratosten u 3. st. pr. Krista prvi je upotrijebio pojam geografija. Svoje djelo naslovio je Geographia, a sebe nazvao geografom − Rimsko carstvo - nastaju itinerari - karte poznatih puteva - najpoznatija karta iz tog razdoblja - Tabula peutingeriana (4. st) - najstarija karta s prikazom hrvatskih krajeva − Klaudije Ptolemej - Geografija i Veliki zbornik astronomije (Almagest) - 1. i 2. st. - razradio geocentrični sustav (Ptolemejev sustav) − 12. st. - portulanske karte − 16. i 17. st. - njemačka škola - kozmograf Sebastian Munster, poznati kartograf Gerard Mercator i geograf Bernhard Varenius − 19. st. - transformacija geografije u modernu znanost - Znanstvenici tog vremena ne koriste se više opisno- statističkim stilom , već, primjenjujući znanstvene metode, počinju objašnjavati odnose u geoprostoru − Najpoznatiji predstavnici tog vremena su njemački geografi Alexander von Humboldt i Carl Ritter (kao predstavnici prirodoznanstvene orijentacije) te Friedrich Ratzel (najvažniji predstavnik humanističke škole) − Hrvatski geografi − Frederik Bartolačić Grisogono ( 1472. -1538. ). − Među kartografima treba izdvojiti Stjepana Glavač prvoga domaćeg autora karte Hrvatske, tiskane 1673. godine − Josip Roglić - najznačajniji hrv. geograf 20. stoljeća 3 1.2 Svemir − Svemir je sve što postoji uključujući cjelokupnu tvar, energiju i prostor − Sama riječ svemir složenica je od riječi sve i mir (staroslavenska riječ mir znači svijet) − lat. universmu - "okretati se kao jedan" Dimenzije svemira − Dimenzije svemira mjerimo svjetlosnim godinama (gs), astronomskim jedinicama (aj) i parsekom (pc). − Svjetlosna godina je udaljenost koju svjetlost prođe u vakuumu tijekom jedne tropske godine (946,05 mlrd. km) − Astronomska jedinica je određena srednjom udaljenošću između Zemlje i Sunca (l aj = 149597870 km) i upotrebljava se za prikazivanje relacija unutar Sunčeva sustava. − Svjetlost pređe udaljenost od Sunca do Zemlje za 8:20 min (ili decimalno izraženo 8,3 min) − Parsek je udaljenost s koje kut paralakse zvijezde iznosi 1" (1 pc = 3,26 gs) − paralaksa – polovica kuta pod kojim je vidljiva neko nebesko tijelo gledano sa krajnjih točaka zemljine revolucije (ili ako je riječ o mjesečevoj paralaksi, onda sa različitih geografskih širina) − Najbliža zvijezda (osim Sunca) je Proxima Centauri - 4,3 gs (izmjereno paralaksom) − Zvijezde su vruće, sjajne i goleme mase užarenog plina koje su uglavnom građene od vodika i helija 1.3 Sunčev sustav − 99% mase sunčevog sustava čini samo Sunce − Planeti - nova definicija planeta ističe da se planet mora kretati oko Sunca, da ne smije biti satelit, da treba biti masivan, da mu vlastita gravitacija daje okrugao oblik i da je dovoljno velik da dominira svojom putanjom (uvjet koji jedino Pluton ne ispunjava – površina 2/3 veličine Mjeseca, ima mjesec Charon (1/2 veličine Plutona) s kojim se vrti oko zajedničke točke – dvojni sustav i u sinkronoj je orbiti oko Plutona – uvijek ista strana okrenuta prema Plutonu i vidljiv je samo sa jedne Plutonove hemisfere) − planeti su hladna i tamna tijela koja se po eliptičnim putanjama gibaju oko Sunca − U sunčevom sustavu je 8 planeta koji su svrstani u 2 skupine: 1. Unutrašnji ili terestrički planeti - Merkur, Venera, Zemlja i Mars 2. Vanjski ili jovijanski planeti - Jupiter, Saturn, Uran i Neptun − unutrašnji planeti imaju kraću revoluciju i sporiju rotaciju (Venera – rotacija traje 243 dana, a revolucija 224,7 dana; Merkur – rotacija 176 dana, revolucija 88 dana) imaju mali broj satelita (Merkur i Venera nemaju satelita), metalne i stjenovite građe, imaju veću temperaturu na površini radi blizine Suncu − vanjski planeti imaju veći promjer i masu, plinoviti su (plinoviti divovi – od vodika i helija), imaju više satelita, male su gustoće i imaju bržu rotaciju ali sporiju (dužu) revoluciju (Jupiter – 12 god; Neptun – 165 god) − Sateliti su stalni i prirodni pratioci planeta koji se većinom međusobno razlikuju po veličini, masi i gustoći - u sunčevom sustavu ih ima oko 180 − Asteroidi (planetoidi) su mala i hladna nebeska tijela, nepravilnog oblika koja kruže oko Sunca (u pravilnim orbitama). Promjer ovih stjenovitih tijela kreće se od stotinjak metara pa do više stotina kilometara. Većina asteroida nalazi se između Marsa i Jupitera (asteroidni pojas) te iza Neptuna u Kuiperovu pojasu - u sunčevu sustavu ih ima oko milijun − Kometi su komadi leda, smrznutoga plina i dijelova stijena koji su stvoreni od zaostalog materijala pri nastanku Sunčeva sustava (u prošlosti su ih nazivali zvijezdama repaticama) − većinom se nalaze u Kupierovom pojasu i Oortovom oblaku − iz putanje ih izbace veći planeti, pa imaju izdužene orbite – periodično prolaze kroz unutarnji Sunčev sustav (Halleyjev komet) – rep koji ostavljaju nastaje isparavanjem i naziva se koma 4 − Meteoridi su manja tijela koja su ostatci razbijenih asteroida i prašine kometa i kreću se kroz svemir - velikom brzinom ulaze u Zemljinu atmosferu te izgaraju ostavljajući svijetli trag nazivaju se meteorima − oni meteori koji uspiju dospjeli do Zemljine površine zovu se meteoriti − meteoridi (lete svemirom), meteori (ulaze u atmosferu i izgaraju) i meteoriti (dospijevaju do površine) 1.4 Položaj Zemlje u Sunčevu sustavu i svemiru − Starost Zemlje - 4,567 milijardi godina − Planeti nastaju zgušnjavanjem svemirske prašine (vodik, helij, kisik, silicij, željezo) - nastaju planetezimale − Teži elementi (željezo i nikal) tonu prema dolje i tvore jezgru Zemlje, dok lakši elementi (silicij i aluminij) plutaju na plaštu i tvore koru planeta − Planet je bombardiran raznim tijelima iz svemira i kroz pukotine izbija magma - vulkani izbacuju vodenu paru - nastaje atmosfera - kondenzacija u atmosferi stvara velike (milenijske) kiše te tako nastaju oceani + kometi koji su padali na Zemlju donose vodu na planet − Prije 3,5 mlrd godina nastaje prvi život na Zemlji − Sunčev vjetar – čestice s električnim nabojem Mjesec − Nastaje prije 4,4 mlrd god - oko 130 mil god poslije Zemlje − Udaljen prosječno 384 400 km od Zemlje (oko 1 svjetlosna sekunda) − Oko 80 puta manja masa od Zemljine − Siderički mjesec - vrijeme koje je potrebno Mjesecu da napravi krug oko Zemlje - 27,32 dana − Sinodički mjesec - vrijeme koje je potrebno da se promjene 4 mjesečeve mijene (traje dulje radi međusobnog odnosa u gibanju Sunca, Zemlje i Mjeseca) - 29,53 dana − Trajanje sinodičkog mjeseca jednako je trajanju rotacije Mjeseca oko svoje osi, pa je zato Mjesec uvijek okrenut istom stranom prema Zemlji − Mjesečeve mijene: kada se Mjesec nalazi između Sunca i Zemlje, tada je u fazi mlađaka i za promatrače sa Zemlje je tada potpuno taman. Nakon te faze, Mjesec se počinje uočavati i nakon tjedan dana dolazi u prvu četvrt. Tada je na nebu vidljiv u obliku polukruga. Nastavljajući gibanje oko Zemlje, Mjesec se nađe u položaju nasuprot Suncu i tada zasja punim sjajem. Tu fazu zovemo uštap. Nakon uštapa smanjuje se vidljiva površina Mjeseca i nastupa faza druge četvrti. − Kada se Mjesec mijenja od mladog Mjeseca prema uštapu, kaže se da "raste", a kada se nastavlja mijenjati od uštapa prema mladom Mjesecu, tada "slabi ". − Istraživanje Mjeseca − Oko 50 letjelica sletjelo je na Mjesec − 6 letjelica sa ljudskom posadom - 12 ljudi hodalo je po površini − Prvo slijetanje 21. 7. 1969. - Apollo 11 1.5 Zemljina gibanja Rotacija Zemlje − Rotacija Zemlje - okretanje Zemlje oko zamišljene osi u smjeru od zapada prema istoku - traje 24 sata - sunčev dan − Pravi sunčev dan (sinodički dan) je razdoblje između dva zenita Sunca - duljina mu varira od +30/- 21 sekundu − Zvjezdani dan (siderički dan) - vrijeme koje je potrebno da jedna zvijezda prividno obiđe krug oko zemlje i vrati se na istu točku - kraći je 4 min od sunčevog dana (23 h 56 min 4,1 s) − Granica između osvijetljenog i neosvijetljenog dijela naziva se sumračnica 5 − Brzina rotacije je najveća na ekvatoru - 1674 km/h (kod nas oko 1180 km/h) – na polovima ne rotira − Dokazi rotacije Zemlje: − Spljoštenost na polovima i ispupčenost na ekvatoru - posljedica centrifugalne sile (najjača na Ekvatoru) − Istočno skretanje tijela pri padu - oko 0,5 m svakih 1000 m pada, tijelo radi inercije pada u smjeru istoka (jer se Zemlja rotira od zapada prema istoku) − Otklon (devijacija) kao posljedica Coriolisove sile - pasati - prilikom gibanja od polova prema ekvatoru, nastaje otklon - Opće je pravilo da tijelo na sjevernoj Zemljinoj polutki koje se giba prema području veće brzine rotacije skreće udesno, a na južnoj Zemljinoj polutki ulijevo – pri gibanju od ekvatora prema polovima nastaje otklon prema istoku Revolucija Zemlje − Gibanje Zemlje oko Sunca po svojoj orbiti naziva se revolucija − Putanja (orbita) po kojoj se Zemlja giba oko Sunca ima oblik elipse i naziva se ekliptika, a ravnina po kojoj putuje naziva se ravnina ekliptike – Kepler je prvi shvatio da su ekliptike planeta elipse, prije se mislilo da su savršene kružnice − Zemljina os s ravninom ekliptike zatvara kut od 66° 33', a ravnina ekliptike siječe ravninu nebeskog ekvatora pod kutom od 23° 27' − Posljedice revolucije Zemlje: izmjena godišnjih doba i promjena duljine trajanja dana i noći − Duljina ekliptike je oko 940 mil km, a vrijeme potrebno Zemlji za obići je - 365 d 5 h 48 min 46 s (365,2422 dana) - Zemlja se giba brzinom od 29,77 km/s - to razdoblje se naziva tropska godina − Svakoj 4. godini se dodaje 1 dan (29.2.) radi usklađivanja tropske sa kalendarskom godinom - prijestupna godina o prijestupne su sve godine koje su djeljive sa 100, osim onih koje su djeljive sa 400 (npr. 1000., 1100., 1300., 1400.) Godišnja doba − 21.3. - proljetni ekvinocij (ravnodnevnica) - sunčeve zrake padaju okomito na ekvator, a sumračnica prolazi kroz polove – dan traje 12 sati i postaje duži − 21.6. - ljetni solsticij (suncostaj) - sunčeve zrake padaju okomito na sj. obratnicu, a sumračnica spaja polarnice, tako da je na sj. hemisferi cijelo vrijeme dan u području između pola i sj. polarnice, a noć na prostoru između južne polarnice i južnog pola – dan najduži ali postaje kraći − 23.9. - jesenski ekvinocij (ravnodnevnica) – sunčeve zrake padaju okomito na ekvator, dan traje 12 sati i postaje kraći − 21.12. - zimski solsticij (suncostaj) - sunčeve zrake padaju okomito na južnu obratnicu – dan najkraći ali postaje duži - sunce se počinje gibati prema ekvatoru − Ljeto na sj. hemisferi traje 8 dana duže, a zima kraće − Srednja udaljenost Zemlje od Sunca iznosi 150,2 mil km = 1 au (astronomska jedinica – asronomical unit) − Perihel – točka u kojoj je Zemlja najbliža Suncu - 3.1. - 147,2 mil km − Afel – točka u kojoj je Zemlja najudaljenija od Sunca - 4.7. - 152,2 mil km Toplinski pojasevi Zemlje − Zbog različitog kuta upada Sunčevih zraka, razlikujemo 5 toplinskih pojaseva: 1. Žarki (tropski) pojas - između obratnica, nema godišnjih doba, dan i noć traju podjednako - kol. padalina opada od ekvatora prema obratnicama 2. Umjereni (sjeverni i južni) pojasevi - između polarnica i obratnica, pravilna izmjena godišnjih doba (4), razlike u zagrijanosti ovisno o godišnjem dobu (ljetni solsticij – 90° na sj. hemisferi; zimski solsticij – 90° na j. hemisferi), duljina dana i noći varira (smanjuje se od ljeta prema zimi) 3. Hladni (sjeverni i južni) pojasevi - između polarnica i polova, slaba zagrijanost, dva godišnja doba, polarni dan i noć (na polovima polarni dan traje 186 dana, a polarna noć 179 dana) 6 Ostala gibanja Zemlje − Precesija – Zemlja se na svojoj putanji oko Sunca ponaša poput zvrka, pa na nebeskoj ravnini opisuje obrnuti plašt stošca − Posljedica precesije je promjena položaja nebeskog pola (položaja zvijezde sjevernjače) − Nutacija – izbočine (nabori) na precesiji koje nastaju radi utjecaja gravitacije Mjeseca − Platonova godina – vrijeme koje je potrebno Zemlji da opiše stožac - 25 920 godina 1.6 Određivanje i računanje vremena − 1892. godine u Washingtonu je dogovoreno pojasno (zonsko) vrijeme − Zemlja je podijeljena na 24 zone sa po 15° geo. dužine − Vrijeme pojedine zone se određuje prema mjesnom vremenu središnjeg meridijana zone (Hrvatska GMT+1 po 15° i. g. d.) − 1884. g. određen je početni meridijan (Greenwich) - istočno se dodaje, a zapadno se oduzima po 1 sat svakih 15° geo. dužine − UTC – Coordinated Universal Time ili GMT – Greenwich Mean Time − Kroz Europu prolaze 4 vremenske zone: 1. Griničko srednje vrijeme - GMT ili UTC 2. Srednjeeuropsko - CET ili UTC+1 3. Istočnoeuropsko - EET ili UTC+2 4. Moskovska vremenska zona - MSK ili UTC+3 − Datumska granica - prati 180° ist. geo. dužine - izbjegava naseljena područja − Kretanjem prema zapadu, oduzimamo po 1 sat svakih 15° geo. dužine, dok kretanjem prema istoku, dodajemo po 1 sat svakih 15° geo. dužine − Mjesno (lokalno) vrijeme – određuje se na temelju prividnog kretanja Sunca nad horizontom za određenu točku na Zemlji − Kada se Sunce nalazi u zenitu, onda je 12 sati po mjesnom vremenu − Sunce istodobno obasjava sva mjesta na jednom meridijanu, pa je u svim mjestima na istom meridijanu podne u istom trenutku − Zonalno vrijeme je uvedeno prvi put 1883. g. u SAD-u radi potrebe organizacije željezničkog prometa − danas postoje 24 vremenske zone Kalendar − kalendar je skup pravila o određivanju vremenskih intervala: dana, tjedana, mjeseci i godina − Budući tropska godina ne završava cijelim brojem dana (365,2422 dana) , pojavila se potreba usklađivanja tropske i kalendarske godine − 46. g.pr.Kr. - aleksandrijski astronom Sosigen izrađuje kalendar po kojem kalendarska godina traje 365,25 dana (greška u odnosu na tropsku godinu u 2. decimali) - naziva ga julijanskim kalendarom u čast Julija Cezara − svaka 4. godina je prijestupna − Radi greške u 2. decimali, svakih 128 godina se izgubi 1 dan − 1528. g. papa Grgur XIII. daje nalog za sastavljanje novog kalendara napuljskom astronomu Ghiraldiju - novi kalendar nazvan je gregorijanski i po njemu kalendarska godina traje 365,2425 dana (greška u odnosu na tropsku godinu u 4. decimali) – danas je razlika 13 dana između julijanskog i gregorijanskog kalendara − svaka 4. godina je prijestupna a od stoljetnih godina prijestupna je svaka ona koja je djeljiva sa 400 − Radi greške u 4. decimali, svakih 3000 godina se izgubi 1 dan − prijestupna sekunda – svake godine – pravi probleme u telekomunikacijama jer se ne usklađuje univerzalno 7  2. ORIJENTACIJA I ODREĐIVANJE POLOŽAJA NA ZEMLJI 2.1 Oblik i veličina Zemlje Oblik Zemlje − 6. st. pr. Kr. - Pitagora smatra da Zemlja ima oblik kugle jer je kugla najsavršenije geometrijsko tijelo − 4. st. pr. Kr. - Aristotel – dokazuje sfernost Zemlje na temelju Mjesečevih mijena i visina zvijezde sjevernjače se mijenja s promjenom geo. širine – dokaz zaobljenosti Zemlje u smjeru sjever - jug − 3. st. pr. Kr. - Aleksandrijska škola - Eratosten – izmjerio opseg Zemlje - 39 400 km - dokaz sfernosti Zemlje na temelju promjene kuta upada sunčevih zraka u Aleksandriji i Asuanu (razlika 7° 12' - 1/50 kruga) − 150. pr. Kr. - Krates s otoka Malosa napravio prvi globus − do renesanse spoznaje o obliku Zemlje padaju u zaborav − 1492. Kolumbo plovi prema zapadu - koristio je podatke o opsegu Zemlje od Posejdonija sa Rodosa (1. st.pr.Kr) po kojem je ekvator za četvrtinu manjeg opsega − 1519. - 1522. - Magellanova ekspedicija - dokaz o zakrivljenosti Zemlje u smjeru istok - zapad − 1762. - Jean Richer - dokaz o spljoštenosti Zemlje na polovima i ispupčenosti na ekvatoru - na temelju razlike u brzini njihala sata u Francuskoj Gijani (5° s.g.š.) i Pariza (44° s.g.š.) - gravitacija je jača na mjestu gdje je Zemlja spljoštenija − Isaac Newton i Christiann Huygens na temelju Richerova dokaza zaključuju da je Zemlja rotacijski elipsoid - tijelo koje nastaje rotacijom elipse oko svoje osi − Razna mjerenja su potvrdila da je gravitacija na pojedinim mjestima na Zemlji različita te da je veća na pučini nego na kopnu − Johann Benedict Listing - prvi upotrijebio pojam geoid (onaj koji je nalik na Zemlju) kako bi opisao oblik Zemlje − Geoid - tijelo koje se ne može geometrijski definirati, a čija površina odgovara srednjoj morskoj razini proširenoj na cijelu Zemljinu površinu - svaki dio ravnine geoida okomit je na smjer djelovanja gravitacije Veličina Zemlje − 1792. - francuska ekspedicija izračunala duljinu meridijanskog luka - 40 000 km − 20. st. - izračunat opseg ekvatora - 40 076 km − Stvarna (točne) dimenzije: − Meridijanski luk - 40 009 114 m − Ekvator - 40 076 592 m − Debljina Zemlje od jezgre prema polu - 6 356 752 m − Debljina Zemlje od jezgre prema ekvatoru - 6 378 137 m − Problem limuna i naranče - Jean Dominique Cassini smatrao je (na temelju krivih izračuna) da je Zemlja ispupčena na polovima a spljoštena na ekvatoru, dok je Isaac Newton 1689. izračunao (točno) da je Zemlja ispupčena na ekvatoru a spljoštena na polovima 2.2 Određivanje položaja na Zemlji – orijentacija − Stajalište - mjesto na kojem se nalazimo − Obzor ili horizont - prostor oko nas koji vidimo sa stajališta − Obzornica - granica na kojoj se obzor spaja s nebom Orijentacija s pomoću nebeskih tijela − Orijentacija - lat. oriens - istok (jer je u početku orijentacijska strana bila istok - radi Sunca) 8 − Orijentacija po Suncu – nije pouzdana jer Sunce samo 2 puta godišnje izlazi na istoku (za vrijeme jesenskog i proljetnog ekvinocija) − Arapi - orijentacija prema istoku − Europski pomorci - orijentacija prema sjeveru − Orijentacija pomoću zvijezde Sjevernjače - cirkumpolarne zvijezde - one koje se vrte oko sjevernog pola (oko zvijezde Sjevernjače) - samo na sjevernoj hemisferi − Orijentacija prema zviježđu Južni križ na južnoj hemisferi − Orijentacija pomoću Mjeseca - koriste se mjesečeve tablice Kompas − Kinezi koriste magnetnu iglu još u doba pr. Kr. − 9. st. Normani plove pomoću magnetne igle − 14. st. Talijani stavljaju magnetnu iglu iznad ruže vjetrova - današnji kompas − Romanska (8 strana svijeta) i germanska (16 strana svijeta) vjetrulja − Kompas pokazuje magnetski sjeverni pol, koji nije isti kao i geografski - razlika između magnetskog i geografskog sjevera naziva magnetna deklinacija ili varijacija - linije koje spajaju mjesta iste deklinacije - izogone − Magnetna deklinacija obilježava se grčkim slovom delta. Razlikuje se istočna (pozitivna) i zapadna (negativna) deklinacija − Azimut – kut između sjevera i pravca kretanja (pomorci koriste izraz kurs) - istok = azimut 90°, zapad = azimut 270° − solarni kompas – orijentacija pomoću sunca – sličan sunčanom satu – koristan u višim geo- širinama gdje obični kompas nije pouzdan Suvremena navigacijska sredstva − GNSS - Global Navigation Satellite System − Navstar GPS - 32 satelita na 20 200 km - sastoji se od 2 komponente - svemirska (32 satelita) i zemaljska (korisnička GPS uređaj i upravljačka - kontrolne stanice) − Ostali sustavi satelitske navigacije - Galileo (EU), GLONASS (SSSR/Rusija), BeiDou (Kina) – kin. beidou – „kompas“) − Radar – Radio detecting and ranging − Radiogoniometar - odašilju se radio valovi sa kopna i na temelju njih brodovi određuju svoj položaj − Žirokompas - posebna vrsta kompasa na kojeg ne djeluje promjena magnetnog pola i ljuljanje zbog valova Orijentacija na geografskoj (stupanjskoj) mreži − Geografska koordinatna mreža se sastoji od kružnica i kružnih lukova koji se sijeku pod kutom od 90° - polazište u izradi koordinatne mreže su polovi (jer ne sudjeluju u rotaciji Zemlje) − Ekvator (polutnik) – kružnica koja presijeca Zemlju na 2 jednaka dijela i nalazi se na pola puta između polova − Paralele (usporednice) – zamišljene kružnice koje su usporedne s ekvatorom - na polovima su točke - ima ih beskonačno, ali onih po 1° geo. širine ima po 89 sjeverno i 89 južno od ekvatora − Meridijani (podnevnici) – lukovi koji spajaju sjeverni i južni pol (okomiti su na ekvator) i svi su jednake duljine - ima ih beskonačno mnogo, ali onih po 1° geo. dužine ima 360 − 1884. na konferenciji u Washingtonu za početni meridijan je odabran onaj koji prolazi zvjezdarnicom Greenwich Geografska širina i dužina − Geografska širina je kut kojeg zatvara okomica neke točke na Zemljinoj sferi i ravnina ekvatora − Sva mjesta sjeverno od ekvatora imaju sjevernu geografsku širinu, a mjesta južno od ekvatora, južnu geo. širinu − Geo. širina se označava grčkim slovom fi (ϕ) 9 − Instrumenti kojima se mjerila geo. širina - sekstant i astrolab - mjerio se položaj (visina) zvijezde sjevernjače nad horizontom - geo. širina se može mjeriti i preko Sunca (kad je sunce u zenitu) − Geografska dužina je kut između ravnine početnog meridijana i ravnine meridijana neke točke na Zemljinoj sferi − Sva mjesta istočno od početnog meridijana imaju istočnu geo. dužinu,a zapadno od početnog meridijana, zapadnu geo. dužinu − Geo. dužina se označava grčkim slovom lambda (λ) − Instrumenti kojima se mjerila geo. dužina - kronometar (obični sat) - pokazivao je griničko vrijeme i lokalno vrijeme Koordinatna mreža kroz povijest − Prvi prikaz koordinatne mreže 3. st.pr.Kr. - Dikearh - karta ekumene - 1 meridijan (sjekao je otok Rhodos) i 1 paralela (od Heraklovih stupova (Gibraltar) do otoka Rhodos) koja se zvala diaphragma („ekvator“) − Eratosten dodaje 7 meridijana i 7 paralela različitih udaljenosti na kartu ekumene − Hiparh – prva podjela koordinatne mreže na 360° s meridijanima na jednakim razmacima − Klaudije Ptolemej (2. st.) – prva prava geografska mreža - 180° geo. dužine, do 70° s.g.š. i 20° j.g.š. Ortodroma i loksodroma − Ortodroma je najkraća udaljenost između dvije točke na zaobljenoj Zemljinoj površini - po njoj putuju zrakoplovi - siječe meridijane pod različitim kutovima što zahtjeva stalnu izmjenu kursa − Loksodroma je zakrivljena linija koja na globusu siječe sve meridijane pod istim kutom - koristi se u pomorskoj navigaciji - nije potrebna česta izmjena kursa što olakšava plovidbu − Na globusu ortodroma je zakrivljena crta, a na merkatorovoj projekciji ravna crta, sa loksodromom je obrnuto Ekvatorski koordinatni sustav − Preslika geografske mreže na nebeski svod - nebeski ekvator i dnevne kružnice − Kut između nebeskog ekvatora i pojedine dnevne kružnice naziva se deklinacija - ima ulogu geo. širine − Nebeski sjeverni i južni ol - os koja prolazi kroz polove naziva se svjetska os − Zemaljski meridijani se na nebu nazivaju satne kružnice − Ulogu početnog meridijana ima proljetna točka, a mjerenje nebeske geo. dužine se naziva rektascenzija i mjeri se od proljetne točke isključivo prema istoku − Deklinacija (nebeska geo. širina) i rekstacenzija (nebeska geo. dužina) se ucrtavaju u karte neba Horizontski koordinatni sustav − Nebeski svod iznad nas ima oblik polukugle (tj. kruga) - granica je horizont - koordinatni sustav se sastoji od 6 točaka - 4 strane svijeta, zenit i nadir 10 3. PRIKAZIVANJE ZEMLJINE POVRŠINE 3.1 Prikazivanje Zemlje na globusu i geografskoj karti − Geodezija - znanost koja se bavi različitim metodama mjerenja zemljišta (prostora) i konstrukcijom matematičke osnove karte − kartografija - znanost koja se bavi zasnivanjem, izradom, promicanjem i proučavanjem geografskih karata − Najstariji sačuvani kartografski prikaz - 4. tis. pr. Kr. (3800. pr.Kr) - karta dijela Mezopotamije s rijekom Eufrat − Najstarija karta svijeta - 500. pr. Kr - Mezopotamija - babilonska ekumena prikazana kao okrugla ploča okružena oceanom − Aleksandrijska škola - 3. st. pr. Kr. − Rimsko carstvo - itinerari - opisi putova koji su kao priloge imali karte s označenim naseljima i udaljenostima između njih − Najpoznatiji itinerar - Tabula Peutingeriana iz 4. st - duga 7 m a široka 30-ak cm - izdužen prikaz Rimskog carstva radi praktičnosti − U srednjem vijeku zastoj − 13. st. - portulanske karte - pomorske karte specifične za Sredozemlje − 16. i 17. st - Nizozemska kartografska škola - G. Mercator (prvi upotrijebio pojam atlas) i A. Ortelius (prvi autor zbirke karata) − 18. st. - Francuska kartografska škola - koriste se geodetskim izmjerama za izradu karata - J. D. Cassini i N. Sanson Globus − Globus je vjeran umanjeni prikaz Zemlje - sačuvane su vrijednosti udaljenosti, kutova i površina − prvi globus napravio je 150. pr. Kr. - Krates s otoka Malosa Geografska karta − Geografska karta - umanjeni prikaz Zemlje ili dijela njene površine na ravnoj plohi − karta nije vjerna slika stvarnosti, već uopćeni znakovni prikaz koji omogućuje stvaranje predodžbe o toj stvarnosti − Karta je praktičnija za korištenje i pruža više informacija od globusa − Elementi geo. karte - matematički i geografski, te urednički i dopunski (ubrajaju se u izvanokvirne elemente karte) − Matematički elementi karte − Geografska mreža (ucrtani meridijani i paralele) − Okvir karte − Kartografska projekcija − Mjerilo − Geografski elementi karte - obuhvaćaju prirodnu osnovu i društvene sadržaje − Reljef − Vode − Tlo i vegetacija − Naselja i objekti − Prometnice i ostale komunikacije − Granice − Geografska imena (toponimi) 11 − Redakcijski elementi karte - naslov karte, godina tiskanja, izvori, vrsta projekcije, tumač znakova, ime autora i nakladnika − Dopunski elementi karte - grafički prikazi, tablice i tekst − Mjerilo je omjer udaljenosti u prirodi i odgovarajućih udaljenosti na karti − Numeričko (brojčano) i linearno (grafičko ili dužinsko) mjerilo − vrste mjerila: krupna (1:100 000), srednja (1:100 000 do 1:1 000 000) i sitna (više od 1:1 000 000) mjerila 3.2 Kartografske projekcije − Prenošenje zamišljenog sustava geografske koordinatne mreže, a nakon toga i ostalih informacija sa zakrivljene Zemljine površine na ravnu plohu naziva se projiciranje, a sliku koja se na taj način dobiva kartografska projekcija − postupak ucrtavanja meridijana i paralela na ravninu − kartografske projekcije su osnova za izradu geografskih karata − Matematička kartografija - pokušava naći idealno rješenje prilikom prenošenja koordinatne mreže sa globusa na ravninu Projekcije prema elementima vjernosti − Konformne projekcije – sačuvana vjernost kutova (pomorci i zrakoplovci) − Ekvidistantne – sačuvana vjernost duljina (opće geo. karte) − Ekvivalentne – sačuvana vjernost površina (tematske karte) − Uvjetne projekcije – kombinacija prethodnih triju (opće geo. karte) − Nemoguće je zadovoljiti sve elemente vjernosti odjednom, pa se zato odabire projekcija s onim obilježjima koja su nam najbitnija Projekcije prema obliku geo. mreže 1. Cilindrične (valjkaste) projekcije - najpreciznije su oko ekvatora a odstupanja su najveća na polovima - polovi su jednako dugi kao i ekvator - paralele i meridijani su okomiti jedni na druge – valjak dodiruje Zemlju na ekvatoru - rabi se za prikaz karte svijeta 2. Azimutne (horizontalne) projekcije - projekcija Zemlje na ravnu plohu koja dodiruje Zemlju u jednoj točki (središte ili pol) - meridijani su radijalni pravci sa središtem u centru, a paralele su koncentrične kružnice - zadržana vjernost kutova (konformnost) - koriste se za prikaz manjih površina 3. Konusne (stožaste) projekcije - ploha projekcije je stožac koji Zemlju dodiruje uzduž jedne kružnice - paralele su lukovi koncentričnih kružnica - služe za prikaz umjerenih geo. širina Ostale vrste projekcija − Pseudocilindrične (lažne valjkaste) projekcije − Kružne projekcije − Pseudokonusne (lažne stožaste) projekcije − Polikonusne (višestožaste) projekcije Projekcije prema načinu prenošenja geo. mreže na projekcijsku plohu − Dijele se na obične i konvencionalne projekcije − Obične projekcije - geografska mreža je konstruirana grafički u obliku geometrijskih linija (pravaca, lukova ili kružnica) - vjernost površina je loše očuvana - koriste se u prikazu velikih površina 12 − Konvencionalne projekcije - kod kojih su točke geografske mreže određene matematičkim postupcima, na osnovi izračunavanja numeričkih vrijednost i meridijana i paralela - zadržava se vjernost površina Projekcije prema smještaju pola i projekcijske plohe − projekcije prema smještaju pola projekcije: 1. uspravne (polarne), 2. poprečne (ekvatorske) i 3. kose (pol kartografske mreže nalazi se između ekvatora i pola) − projekcije prema smještaju projekcijske plohe: 1. Tangencijalne (dodirne) projekcije - projekcijska ploha dodiruje Zemlju u točki ili kružnici 2. Sekantne (prodorne) projekcije - projekcijska ploha presijeca Zemlju 3. Perspektivne projekcije - točku promatranja imaju odmaknutu od pola projekcije, odnosno Zemljine površine Najučestalije projekcije kojima se koriste geografi − Mercatorova projekcija (uspravna konfomna cilindrična) - meridijani su ravne, paralelne i jednako udaljene crte, okomite na paralele. Razmak među paralelama se povećava prema polovima. Zadržana je vjernost kutova,ali su zato velike deformacije oblika i površina, pogotovo prema polovima − Gauss-Krügerova projekcija (poprečna konformna cilindrična) − Mollweid-Babinetova projekcija (uspravna ekvivalentna pseudocilindrična) − Ptolemejeva projekcija (obična konusna) − Boneova projekcija (pseudokonusna) − Goodeova projekcija (ekvivalentna konvencionalna) − Stereografska projekcija (perspektivna azimutna) − Lambertova projekcija (obična ekvivalentna azimutna) − Van der Grintenova (kružna uvjetna) 3.3 Vrste karata − Suvremene geografske karte razlikuju s e prema vjernosti (pouzdanosti) prikaza, sadržaju koji prikazuju i načinu upotrebe Podjela geografskih karata prema vjernosti − Dijelimo ih na izvorne (detaljne) i pregledne (apstraktne) Izvorne karte − Izvorne karte su krupnijeg mjerila i detaljno prikazuju dio Zemlje - služe kao temelj za izradu ostalih karata − Skupine izvornih karata: − Katastarski planovi - mjerila 1:2 000 (prikaz 1200x800 m površine u prirodi), 1:1 000 i 1:500 (za vrijeme Austro-ugarske su se radile u mjerilu 1:2 880 − Hrvatska osnovna karta - mjerilo 1:5 000 (1 list HOK prikazuje prostor površne 3 000 x 2 000 m, a za područja od manjeg značaja u mjerilu 1:10 000 - detaljno prikazuju prostor - vrijednost ekvidistancije je 5 m − Plan - najsitnije mjerilo za izradu plana je 1:10 000 - plan ne sadrži kartografsku ili pravokutnu mrežu te nemaju standardizirane dimenzije 13  − Topografske karte - mjerilo 1:25 000 (prikazuje 150x100 km), 1:50 000, 1:100 000 i 1:250 000 (prikazuje 15x10 km) - listovi su standardiziranih dimenzija (60x40 cm) − Ortofoto karte - digitalizirane zračne snimke transformirane u ortogonalnu projekciju - rade se u mjerilu 1:5 000 − Reambulacija – dopunjavanje i ispravljanje sadržaja karata (uglavnom društveni sadržaji) − Generalizacija – poopćavanje elemenata iz prirode na karti Pregledne karte − pregledne karte su karte sitnih mjerila (u pravilu sitnijih od 1:200 000) koje prikazuju veći prostor − izrađuju se na temelju izvornih karata − ne prikazuju stvarni izgled prostora, već generalizirani (poopćeni) Podjela geografskih karata prema sadržaju − prema sadržaju, geografske karte dijelimo na opće i tematske karte − opće karte (fizičke) prikazuju cjelovitu geografsku sliku nekog prostora – prirodne i društvene sadržaje − tematske karte sadržavaju osnovne geografske elemente kao podlogu a na njoj se pokazuje prostorni raspored neke pojave ili procesa − sadržaj tematskih karata prikazuje se raznim znakovima i simbolima (kartografski znakovi) Pomorske karte − posebna vrsta tematskih karata − ne izrađuju se u listovima kao topografske, već se prikazuju pojedini dijelovi važni za plovidbu (npr. kanali ili dijelovi mora) − mogu biti podrobne (od 1:3000 do 1:20 000) i pregledne − na podrobnim kartama prikazane su dubine, obala i luke – sadržaj na kopnu je zanemaren, osim ako nije potreban za plovidbu (npr. svjetionici, luke i sl, koji služe za orijentir) − sve pomorske karte imaju ružu vjetrova (s detaljnom stupanjskom podjelom), oznaku magnetske deklinacije te stupanjsku mrežu na rubovima − izrađuju se u Mercatorovoj projekciji Zidne i priručne karte (karte prema načinu korištenja) − prema načinu korištenja, karte se dijele na zidne i priručne − zidne karte su jasno čitljive s udaljenosti od 3 m, a uočljive sa 10 m − nisu preopterećene sadržajem (radi načina upotrebe) − priručne karte imaju kompleksan sadržaj i koristimo ih kao knjigu (atlas) − mogu imati različite stupnjeve vrijednosti i prikazivati različite sadržaje − razlikujemo školske, nacionalne, tematske, povijesni, klimatski, hidrološki, demografski, geomorfološki i dr. atlase Geografski informacijski sustav (GIS) − geografski informacijski sustav (GIS) je tehnologija prikupljanja prostornih podataka koji omogućava njihovu brzu i efikasnu analizu, obradu i pohranjivanje, radi izrade nove informacije kao izlaznog proizvoda − osnovni dijelovi GIS-a su: oprema, programska podrška, podatci i ljudi (a često se dodaje i računalna mreža – Internet) − podatci se prikupljaju različitim načinima snimanja i digitaliziranja postojećih karata, a zatim se elektronički (računalno) obrađuju, smještaju u prostor i vrijeme i spremaju u bazu podataka (po slojevima) 14 − geografski podatci se pri unosu u bazu podataka javljaju u tri osnovna oblika: linija, točka i poligon − vektorska (crte, točke i poligoni u bazi podataka) i rasterska (skeniranje karata i snimanje zrakoplovom) metoda prikupljanja podataka − GIS-om se koriste brojne djelatnosti (geodezija, šumarstvo, turizam, meteorologija, telekomunikacije…) 3.4 Sadržaj geografske karte − da bi se neka točka na Zemlji potpuno odredila, potrebno je znati njenu geo. širinu, geo. dužinu i nadmorsku visinu − visina može biti relativna i apsolutna (nadmorska) − nadmorska visina predstavlja visinsku razliku neke točke u odnosu na površinu geoida (u praksi se određuje u odnosu na morsku razinu na temelju višegodišnjeg prosjeka) − normalna (geodetska) nula je srednja morska razina koja se koristi kao početna točka za mjerenje nadmorske visine – označava se reperom na morskoj obali − visinski datum – koristi se uz normalnu nulu u geodeziji i kartografiji – datum mjerenja normalne nule – u Hrvatskoj je to 1971. g (HVRS71) − relativna visina je razlika u nadmorskoj visini bilo koje dvije točke na Zemlji – odražava energiju reljefa − Evangelista Toriccelli konstruira prvi živin barometar – na 0 m, 45° s.g.š. i na 0°C, stupac žive je visok 760 mm − Blaise Pascal – predlaže korištenje barometra za mjerenje visina – svakih 10,5 m stupac žive pada za 1 mm zbog promjene tlaka vezanog uz povećanje nadmorske visine − nedostatak – prevelik instrument za mjerenje − 1847. izumljen aneroid – zrakoprazna kutija sa membranama koje su osjetljive na promjenu tlaka (savijaju se) i kazaljkom koja pokazuje tlak – dodavanjem skale s visinskom podjelom nastaje visinomjer (aneroid – hipsometar) Geografski i trigonometrijski nivelman − najpreciznija metoda mjerenja visine je geometrijskim nivelmanom – specijalizirani geodetski dalekozor (nivelir) i mjeračka letva s podjelom − viziraju se dvije točke na dvije susjedne letve i na taj način se izračuna visinska razlika među njima − precizna ali nepraktična metoda mjerenja radi sporosti i nemogućnosti mjerenja na nepristupačnim terenima − trigonometrijski nivelman – mjerenje se obavlja pomoću teodolita – naprava opremljena s dalekozorom za određivanje vertikalnih kutova – mjeri se trigonometrijskom metodom i tako se određuju udaljenosti − može se koristiti i u nepristupačnim terenima i praktičniji je − daljinska snimanja – metoda snimanja zemljišta iz raznih letjelica (zrakoplov, satelit…) – primjenjuje se od 20. st i danas je to najvažnija metoda Kartografski prikaz prirodne osnove − prirodnu osnovu čine reljef, vode i obalnu crtu (kod fizičkih karata); i klimu, tlo i vegetaciju (kod tematskih karata) − prikazivanje reljefa: − renesansa – prikazuje se metodom krtičnjaka − 18. st – metoda šrafiranja (crtkanja) – deblje crte, veći nagib – nepregledna metoda prikaza − na suvremenim kartama reljef se prikazuje izohipsama, bojom i sjenčanjem (u novije vrijeme i računalni 3D prikazi reljefa i ortografske projekcije – Google Maps) − izohipse (slojnice) – linije na geografskoj karti koje spajaju mjesta iste nadmorske visine – (od 1791. g) − izobate – linije koje povezuju mjesta iste dubine u morima, rijekama i jezerima − ekvidistanca – visinska razlika između dvije izohipse – sa smanjenjem ekvidistance raste vjernost prikaza reljefa 15  − kod prikaza reljefa većeg nagiba, izohipse su gušće, a na ravnim dijelovima rjeđe − ako je reljef vrlo malog nagiba, između osnovnih izohipsi se umeću pomoćne – 1/2 ekvidistance (iscrtana linija) i 1/4 ekvidistance (točkasta linija) − svaka peta izohipsa se naziva glavna izohipsa i podebljana je i često je na njoj napisana nadmorska visina − metodom izohipsi na svakoj točki na karti se može odrediti nadmorska visina i nagib zemljišta − hipsometrijska metoda (metoda bojenja) – upotrebljava se na kartama sitnog mjerila gdje se različitim bojama označavaju pojedini visinski slojevi − koriste se različiti tonovi plave, zelene, žute, smeđe i ljubičaste boje, a područja sa stalnim snježnim pokrivačem i najviši vrhovi prikazani su bijelom bojom – boje su objašnjene tumačem − na ovaj način reljef je prikazan plastično i reljefne cjeline su lako uočljive − sjenčanje – reljef je prikazan kao da je izložen jakom svjetlu sa jedne strane pod kutom od 45° − ne pruža podatke o visini i nagibu terena − sjenčanje se kombinira sa izohipsama (na topografskim kartama) i na preglednim se kombinira sa hipsometrijskom metodom − snimka reljefnog modela – nastaje fotografiranjem reljefnog modela pod određenim kutom iz smjera sjeverozapada − rade se modeli od plastike − trodimenzionalni modeli reljefa (perspektivne skice) – računalnom metodom se prikazuje reljef (orto prikaz) Kartografski znakovi − kote – točke na karti kojima je izmjerena nadmorska visina − prikazane su točkom ili trokutom sa crnom točkom u sebi, a sa strane imaju upisanu visinu − ostali prirodni i društveni elementi na karama prikazani su kartografskim znakovima − topografski znakovi – posebni znakovi koji se koriste na topografskim kartama – za njih se izrađuje kartografski ključ – knjižica sa objašnjenjima topografskih znakova − prema sadržaju – znakovi prikazuju vode, vegetaciju, prometnice, reljef, naselja, objekte i sl. − prema obliku – točkasti (naselja, kuće i dr.), linijski (granice, prometnice…) i površinski (vegetacija, visina…) Toponimi − toponimi su geografska imena − teži se korištenju izvornih naziva, a kad nije moguće (radi različito pisma), onda se transkribira na latinicu 3.5 Nastanak, obilježja i uporaba osnovnih (izvornih) karata Aerofotogrametrija − daljinsko istraživanje - prikupljanje podataka o Zemljinoj površini putem zrakoplova, satelita i bespilotnih letjelica, bez izravnog kontakta s objektom istraživanja − aerofotogrametrija – korištenje zračnih snimaka za izradu izvornih karata − multispektralno snimanje satelitima – snima se u više spektara svjetlosti (infracrveni, crveni i zeleni spektar) − vegetacija je crvene boje, suha vegetacija žute ili smeđe, naselja plave ili sive − prva geodetska izmjera neke zemlje – 18. st Francuska 16 Izvorne karte u Hrvatskoj − topografija se bavi prikupljanjem prostornih podataka i prikazivanja istih na topografskim kartama (što obuhvaća izradu i izradu izvornih karata) − topografski informacijski sustav – sustavi baza podataka topografskih snimki − CROTIS – Hrvatski topografski informacijski sustav – operativan od 2000. g − suvremena topografska mjerenja provode se metodom aerofotogrametrije, daljinskog istraživanja (snimanje satelitom) i primjenom globalnih satelitskih sustava za navigaciju (GNSS) – trigonometrijska metoda se sve manje primjenjuje − triangulacijom se određuju točke u prostoru – stalne točke geodetske osnove koje čine osnovnu triangulacijsku (geodetsku) mrežu − na osnovi triju izmjerenih kutova i jedne izmjerene stranice trokuta, formiraju se trokuti čiji vrhovi su trigonometrijske točke – na terenu se označavaju kamenom ili željeznim klinom − postoje mreže (trokuta) 1. reda (20 – 50 km), 2., 3. i 4. reda Izvorne karte u Hrvatskoj − topografske karte – opće izvorne geografske karte u krupnom mjerilu koje detaljno, vjerno i potpuno prikazuju manji dio Zemljine površine − maksimalno dopušteno odstupanje na karti je +/- 0,2 mm − službene topografske karte RH izrađuje Državna geodetska uprava (DGU) na osnovi CROTIS-a − topografske karte (TK) se rade u mjerilu: 1:25 000, 1:50 000, 1:100 000 i 1:250 000, te pregledne topografske karte (PTK) u mjerilu 1:300 000 i 1:500 000 − topografske karte za vojne potrebe (VTK) izrađuje MORH u mjerilu 1:50 000 i 1:250 000 (JOG) a rade se na temelju baze podataka VoGIS i razlikuju se malo od ostalih TK jer se primjenjuje NATO-v standard − topografske karte u Hrvatskoj koriste elipsoid GRS80 i poprečnu Mercatorovu (Gauss-Krügerovu) projekciju skraćenog naziva HTRS96/TM − Pojednostavnjeno to znači da se mreža točaka geodetske osnove (određenih na geoidu) najprije prenosi na referentan rotacijski elipsoid (u slučaju Hrvatske odabran je GRS80), a zatim se zakrivljena površina s pomoću kartografskih projekcija matematički m postupcima prenosi na ravnu plohu (poprečna Mercatorova projekcija) − središnji meridijan kod izrade Hrvatskih TK je 16°30“ i.g.š. − Hrvatska osnovna karta radi se u mjerilu 1:10 000 (HOK10) i 1:5 000 (HOK5) Topografske karte u Hrvatskoj − topografske karte se izrađuju u listovima dimenzija 60 x 40 cm (polegnuti pravokutnik) − list TK 250 pokazuje prostor 150 x 100 km – dijeli se na 6 redova i 4 stupca − list TK 100 dijeli se na 15 redova i 10 stupaca − list TK 50 dijeli se na 30 redova i 20 stupaca − list TK 25 nastaje podjelom TK 50 na 4 jednaka dijela − na topografskim kartama upisana je pravokutna mreža, a sa strane osi N (sjever) upisana je udaljenost u metrima od ekvatora, a na osi E (istok) upisana je udaljenost od središnjeg meridijana zone (15°i.g.š. za RH) uvećan za 500 000 m − reljef je prikazan izohipsama i sjenčanjem a ostali prirodni i društveni elementi označeni su topografskim znakovima Uporaba topografske karte (orijentacija uz pomoć karte) − nekoliko je koraka prilikom orijentacije u prostoru pomoću karte: 17  1. usmjeravanje karte prema sjeveru – uz pomoć kompasa okrenemo kartu prema sjeveru 2. pronalaženje stajališta na karti – s pomoću barem 2 prepoznatljiva objekta u okolici – izmjerimo azimute tih objekata u odnosu na naše stajalište i onda ih nađemo na karti i povučemo crte kontraazimuta oba objekta – sjecište tih crta je naš položaj – rijetko se sijeku u jednoj točki, već njihovo sjecišta ima oblik trokuta – tzv. trokut pogreške 3. kretanje po karti – nakon što smo odredili položaj, služimo se kartom za daljnje kretanje u prostoru vodeći računa o prepoznatljivim objektima oko sebe i istih na karti − dostupni (mjerljivi) podatci na topografskoj karti: 1. položaj na karti – koristimo se koordinatomjerom koji se nalazi na donjem desnom kutu karte, pa ga je moguće i izrezati- služi računanju metarske udaljenosti u odnosu na vodoravnu i horizontalnu os u kojoj se nalazi točka na karti 2. mjerenje udaljenosti – mogu se mjeriti zračne udaljenosti i zakrivljene udaljenosti – pomoću kurvimetra 3. mjerenje površina – jednostavno određivanje površina preko površina kvadrata na karti, a zaobljene površine pomoću planimetra 4. mjerenje nagiba – mjeri se uz pomoć nagibnog mjerila u donjem dijelu karte 18 4. GEOLOŠKA OBILJEŽJA I RELJEF ZEMLJE 4.1 Oblici i elementi reljefa − reljef – zajednički naziv za sve ravnine i neravnine na Zemljinoj površini − na izgled i stvaranje reljefa utječe uzajamno djelovanje endogenih (unutrašnjih) sila i egzogenih (vanjskih) procesa − endogene (unutrašnje) sile – grade i oblikuju najveće reljefne oblike na Zemljinoj površini − pokretači endogenih sila su toplina Zemlje, visoki tlak i gravitacija − rezultat djelovanja endogenih sila su pokretanje litosfernih ploča popraćeno vulkanizmom i seizmizmom − egzogeni (vanjski) procesi – oblikuju, razgrađuju i mijenjaju te stvaraju manje oblike − pokretači egzogenih procesa su Sunčeva energija i privlačna sila Sunca i Mjeseca − rezultat djelovanja egzogenih procesa su razni reljefni oblici na Zemlji − geomorfologija (grč. geo – Zemlja; morphe – oblik; logos – znanost) – znanost o reljefu koja proučava njegov postanak i razvoj te oblike koji nastaju različitim procesima Oblici reljefa − reljef Zemlje sastoji se od uzvisina (pozitivni oblici), udubina (negativni oblici) i zatravnjenih prostora Uzvisine − uzvisine su: brijeg, brdo, gora i planina − brjegovi i brda su uzvišenja do nekoliko stotina metara, razlika je što brda imaju veću energiju reljefa i izdvojeni su u krajoliku − brežuljci – uzvisine niže od 200 m − gore i planine su uzvisine većih visina i dimenzija – gore su niže od planina − gore mogu biti u obliku masiva (bez jasnog smjera pružanja) i obliku hrpta (s jasno izraženim smjerom pružanja) Udubljenja − udubljenja su: ponikve, uvale, kotline, zavale i bazeni − ponikve – male krške udubine širine do nekoliko stotina metara − uvale – nešto veća udubljenja dimenzija do nekoliko kilometara − kotline – udubine sa svih strana omeđene planinama − zavale – udubine velikih dimenzija koje okružuju gorski sustavi − bazeni – najveće udubine − oblici reljefa s obzirom na veličinu: 1. planetarni – kontinenti, oceanski bazeni, srednjooceanski hrptovi 2. mikrooblici – ponikve, dine… 3. nanoforme – kamenice, škrape… Dimenzije Zemlje − površina Zemlje: 510 mil. km2 − more: 361 mil. km2 (71%) – svjetsko more (zajednički naziv z asva mora i oceane na Zemlji) − kopno: 149 mil. km2 (29%) − površina kontinentske ploče je veća od površine kopnene mase – Würmska ili WIsconsinska oledba – posljednje ledeno doba – razina mora se podigla za 120 m 19 Hipsografska krivulja i energija reljefa − hipsografskom (grč. hypsos – visina; metron – mjera) krivuljom se predočava odnos visina kopna i dubina mora − na krivulji je prikazana visina (i omjer u postotcima) od Mt. Everesta (8 848 m) do dubine Challanger u Mrijanskoj brazdi (11 034 m) − srednja kopnena visina je 825 m nad srednjom razinom mora, a srednja dubina svjetskog mora je 3 804 m − energija reljefa (vertikalna raščlanjenost reljefa) pokazuje relativnu visinsku razliku između najviše i najniže nadmorske visine na km2 − podjela uzvisina s obzirom na energiju reljefa: 1. nizine (0 – 5 m/km2) 2. raščlanjene ravnice (5 – 30 m/km2) 3. slabo raščlanjen reljef (30 – 100 m/km2) 4. umjereno raščlanjen reljef (100 – 300 m/km2) 5. izrazito raščlanjen reljef (300 – 800 m/km2) 6. veoma izrazito raščlanjen reljef (više od 800 m/km2) − batimetrijska podjela svjetskog mora: 1. neritska zona (šelf) – 0 – 200 m 2. batijalna zona – 200 – 3 000 m 3. abisalna zona – 3 000 do 6 000 m 4. hadalna zona – ispod 6 000 m − nagibi padina – bitno obilježje reljefa – ravnice, blago nagnut teren, nagnuti teren, znatno nagnuti teren, veoma strm teren i strmce ili litice Geološka građa Zemlje − jezgru Zemlje čine teži elementi – željezo i nikal, dok plašt i koru čine lakši elementi – silicij i aluminij − Zemlja je građena ljuskavo ili zonalno – sastoji se od jezgre, plašta i kore − gustoća Zemlje se povećava s dubinom – na površini 2,7 g/cm3; jezgra 11g/cm3 − temperatura raste od površine prema unutrašnjosti – 1 °C svakih 33 m – geotermijski stupanj − temperatura u Zemljinoj jezgri iznosi 5 000 do 5 500 °C − plohe (zone) diskontinuiteta – zone u unutrašnjosti Zemlje gdje potresni valovi skreću – dokaz su zonalne građe zemlje − postoji nekoliko zona diskontinuiteta: Conradova, Mohorovičićeva i Wiechert-Oldham-Gutenbergova − Andrija Mohorovičić – 1909. otkrio je zonu diskontinuiteta između plašta i kore – moho sloj – na dubini 30 do 55 km − zakon o porastu brzine potresnih valova zove se Mohorovičićev zakon, a mjerna jedinica MOHO − Zone diskontinuiteta 1. Conordova zona diskontinuiteta – između gornjeg i donjeg dijela Zemljine kore – do 20 km 2. Mohorovičićeva zona – između kore i plašta – 30 – 55 km – 70 km ispod Himalaje (moho sloj) 3. Wiechert-Oldham-Gutenbergova zona – između donjeg plašta i vanjske jezgre – 2 900 km Jezgra, plašt i kora − Zemljina kora se dijeli na jezgru, plašt (omotač) i koru – zonalna građa Zemlje Jezgra − polumjer jezgre 3 500 km; oko 1/3 Zemljine mase − građena je od težih elemenata – nikla i željeza – nife jezgra 20 − zbog izrazito visokog tlaka, taj dio se naziva barisfera − sastoji se od unutrašnjeg (čvrsta; građena od željeza; od 6 371 do 5 080 km) i vanjskog (žitka; konvekcijska gibanja važna za geomagnetizam; od 2 900 do 5 080 km) dijela Plašt − temperatura oko 3 700 °C; tlak 137 gigapaskala − sastoji se od tri djela: 1. donji plašt (mezosfera) – građen od magnezija, silicija i željeza (između 2 900 i 670 km) 2. srednji plašt (astenosfera) – prijelazna zona; dolazi do konvekcijskog gibanja magme 3. gornji plašt – stjenoviti dio plašta (ultrabazične stijene – silicij i aluminij – bazaltne i granitne stijene) – zajedno sa korom čini litosferu (tektosferu) Kora − površinski, najtanji i najviši dio Zemlje (samo 0,5% polumjera Zemlje) − tipovi Zemljine kore: 1. oceanski tip – zauzima 60% Zemljine kore; 5 – 10 km debljine; građena od bazaltnih i vulkanskih stijena – naziva se i bazaltna kora – sima (Silicij i Magnezij) 2. kontinentski tip – zauzima oko 35% Zemljine kore; prosječno 40 km debljine; većinom građena od granita – granitna kora (SiAl); najtanja iznad starih platformi i štitova, a najdeblja iznad mladih ulančanih planina 3. prijelazni tip – zauzima oko 5% Zemljine kore; na prostorima dodira kontinentske i oceanske kore – zone subdukcije 4.2 Geološka prošlost Zemlje − fosili (okamine) – ostatci ili otisci biljaka i životinja koje su ugibale u doba nastanka određenih sedimentnih stijena pa su se na njima uspijevale sačuvati − određivanje relativne starosti slojeva Zemlje − oni slojevi koji su niže su stariji, jer su se na njih nataložili mlađi slojevi – načelo superpozicije − slojevi u prirodi mogu biti poremećeni – stariji iznad, a mlađi ispod − sigurna procjena starosti slojeva dokazuje se pomoću fosila − pri određivanju starosti nekog sloja koriste se provodni fosili – fosili koji su karakteristični za manja geološka razdoblja (epohe) te je uz njihovu pojavu u stijenama moguće odrediti redoslijed i starost slojeva te moguće poremećaje prilikom taloženja − određivanje apsolutne starosti slojeva Zemlje − ova metoda se zasniva na brzini raspada radioaktivnih elemenata – izotopi uranija, rubidija i ugljika − metoda ugljik C14 – za određivanje starosti mlađih sedimentnih stijena starosti do 70 000 godina i za arheološka istraživanja (vrijeme poluraspada 5 730 godina) Geološka razdoblja − geološka prošlost Zemlje podijeljena je na velika geološka razdoblja eone (hadij, arhaik, proterozoik i fanerozoik) i ere koje se sastoje od perioda, epoha i doba − svako razdoblje karakteriziraju određene posebnosti u formiranju Zemljine kore i razvoju života na njoj Hadij (had) − najstariji eon u Zemljinoj prošlosti − od nastanka Zemlje (4,567 mlrd. god.) do 4,3 mlrd. god. 21 − Zemlja je užarena vulkanska masa – odvija se proces diferencijacije – teži elementi tonu prema središtu a lakši se uzdižu na površinu − nakon hlađenja površine, nastaju prve stijene – bazaltne – bazaltna kora Arhaik − od 4,3 do 2,5 mlrd. godina − sastoji se od 4 ere: eoarhaik, paleoarhaik, mezoarhaik i neoarhaik − formira se kora, tj. kruti dijelovi kore − u ovom razdoblju se formiraju platforme i štitovi koji tvore kratone – stare i stabilne dijelove središta litosfernih ploča – Kanada (Kanadski štit), Skandinavija (Baltički štit), zapadna Australija i istok Antarktike − javljaju se prvi tragovi života – cijanobakterije (stare 3,8 mlrd. god.) – zapadna Australija i južna Afrika Proterozoik − od 2,5 do 0,5 mlrd. godina − sastoji se od 3 ere: paleoproterozoik, mezoproterozoik i neoproterozoik − formira se reljef u nekoliko orogeneza (bajkalska, katanška i avalonska) − počinje se stvarati atmosfera i povećavanja količine kisika – ugibaju anaerobni organizmi i javljaju se prvi višestanični − na kraju proterozoika nastupa veliko ledeno doba koje traje 400 mil. godina Fanerozoik − nastavlja se na proterozoik (prije 541 mil. godina) i traje do danas − dijeli se na 3 ere: paleozoik, mezozoik i kenozoik Paleozoik (era fanerozoika) − započinje prije 541 mil. god. i traje do prije 252 mil. god. − sastoji se od 6 perioda: kambrij, ordovicij, silur, devon, karbon i perm − događaju se mnoge promjene – klimatološke, geomorfološke i biološke − dvije orogeneze – Hercinska (današnja gorja bogata ugljenom – francuski Središnji masiv, Vogezi, Njemačko- češko sredogorje, dijeovi Rodopa, Ukrajine, Urala, Altaja te južni dijelovi Apalačkog gorja) − klima je bila vlažna što je pogodovalo rastu velikih biljaka – papratnjača – od njih je nastao današnji ugljen − u ovoj eri buja život u moru, javljaju se kralježnjaci, vodozemci i gmazovi, te prve kopnene biljke (papratnjače i golosjemenjače) Mezozoik (era fanerozoika) − traje od prije 252 mil. god. do prije 66 mil. god. − postojao je zajednički prakontinent Pangea i počinje se razdvajati na manje dijelove – današnje kontinente − tri velika perioda: trijas, jura i kreda − alpska orogeneza − razvijaju se golosjemenjače i kritosjemenjače − ovom erom dominiraju dinosauri i javljaju se sisavci Kenozoik (era fanerozoika) − od prije 66 mil. god. do danas 22 − sastoji se od 3 razdoblja: paleogen, neogen i kvartar i 7 epoha: paleocen, eocen, oligocen, miocen, pliocen, pleistocen i holocen − karakterizira ju daljnji razvoj sisavaca (paleogen), pojava prvih humanoida (neogen) i razvoj ljudskog roda (kvartar) − alpska orogeneza – u razdoblju paleogena – nastaju Alpe, Dinaridi, Himalaja, Kordiljeri i dr. − miocen – kopnom se šire travnjaci a u moru bujaju crvene alge − pliocen – zahlađenje klime i razvoj sisavaca – javlja se prvi čovjekov predak - Australopithecus − kvartar (prije 2.5 mil. god.) – u pleistocenu smjenjuju se ledena doba i interglacijali − holocen (prije 11 700 god.) – klima postaje slična današnjoj – Würmska glacijacija – razina mora se diže za 120 m – formiraju se današnje obalne crte kontinenata − antropocen – nova epoha u kojoj dominira ljudski utjecaj (još nije službeno prihvačena) 4.3 Globalna tektonika ploča i reljef Zemlje − 1915. Alfred Wegener – iznosi teoriju o tektonici ploča (kontinenti plutaju) − SIAle (ploča) pluta po SiMei (plašt) pod utjecajem centrifugalne sile i privlačne sile Sunca i Mjeseca − pretpostavio je postojanje prakontinenta – Pangee − teorija je bila zaboravljena sve do 1960-ih, kad se dokazala razvojem tehnologije i istraživanjem oceanskih bazena – nastaje teorija tektonike ploča − teorija tektonike ploča zasniva se na kretanju litosfernih ploča koje se kreću po plaštu pod utjecajem konvekcijskog (kružnog) strujanja magme u plaštu − litosferne ploče su osnovne strukturne jedinice Zemljine površine – ima ih oko 20, različitih veličina − velike tektonske ploče: Euroazijska, Pacifička, Afrička, Južnoamerička, Australska, Indijska, Antarktička, Sjevernoamerička − manje litosferne ploče: Nazca, Cocos, Karipska i Arapska te Jadranska (važna za nas) − veće ploče građene su od kontinentske i oceanske ploče, osim Pacifičke koja je u potpunosti građena od oceanske – ploče su veće od kontinenata koji se na njima nalaze − na dodiru ploča nastaju oceanske brazde i visoke planine, a na mjestu razmicanja srednjooceanski hrptovi − litosferne ploče se godišnje kreću od 1 do 17 cm, neovisno jedna o drugoj − na dodiru litosfernih ploča nalaze se vulkanske zone Granice litosfernih ploča − razlikuju se tri tipa granica litosfernih ploča: 1. konstruktivne 2. destruktivne 3. konzervativne granice Konstruktivne granice litosfernih ploča − područja gdje se litosferne ploče međusobno udaljavaju – proces razmicanja (eng. spreading) − do udaljavanja ploča dolazi zbog hlađenja i natiskivanja rastaljene tvari iz plašta čime nastaje dio kore (nove) koji razmiče ploče − na mjestu razmicanja nastaje nova kora u obliku srednjooceanskih hrptova – nastaju na dnu oceana osim iznimke Islanda i Kanarski otoci – velikih su dimenzija (širina 2 000 km; dužina 60 000 km i visina do 6 km) – 8% površine Zemlje zauzimaju srednjooceanski hrptovi − rjeđe se ploče razmiču na kopnu, tamo nastaju duboki lomovi – Istočnoafrički tektonski jarak Destruktivne granice litosfernih ploča 23 − na destruktivnim granicama dolazi do „sudaranja“ litosfernih ploča i podvlačenja jedne pod drugu – proces podvlačenja (subdukcija) – dolazi do razaranja Zemljine kore i uništavanja litosfernih ploča − podvlačenje se najčešće događa na rubovima oceanskog područja, tzv. destruktivne granice gdje nastaju dubokomorski jarci – oceanska (lakša) i prijelazna kora podvlači se pod kontinentsku (težu) koru – ploča koja se podvlači lomi se i izaziva potrese − povijanje ploče odvija se pod kutom od 45° - Benioff zona – mjesto nastanka potresa (hipocentar) − ploča se na dubini od 700 km tali i dolazi do oslobađanja vodene pare koja sa magmom izvire na površinu u obliku lave – nastaju vulkani i ulančane planine (npr. Kordiljeri) te nastaju zatvorena mora − subdukcija može nastati i kad se sudare dvije kontinentske ploče – dolazi do natiskivanja, rasjedanja i izdizanja i izdizanja dijelova ploče te nastaju planinski lanci (npr. Himalaja, Alpe, Apalačko gorje, Dinaridi…) – organogeneza (proces nastanka planina) Konzervativne granice litosfernih ploča − ne mijenja se opseg litosfernih ploča, već dolazi do pomicanja jedne ploče uz drugu – dolazi do dodirivanja i smicanja ploča – može uzrokovat česte i razorne potrese − rasjed San Andreas – Kalifornija – 1000 km duljine – pacifička ploča se pomiče prema sjeverozapadu a sjevernoamerička u smjeru sjeveroistoka 4.4 Minerali i stijene u Zemlji − Zemljina kora građena je od minerala i stijena − mineralogija – proučava minerale; petrologija – proučava stijene; obe su grane geologije − najzastupljeniji elementi u Zemljinoj kori su kisik (46,6%) i silicij (27,7%), a od onih sa udjelom većim od 1% su aluminij, željezo, kalcij, natrij, kalij i magnezij Minerali − minerali izgrađuju stijene i sastavni su dijelovi litosfere − mogu biti zemaljskog i svemirskog podrijetla (meteori i svemirska prašina te na drugim planetima) − minerali su homogene tvari određene kemijske građe koje se mogu izraziti kemijskom formulom − tvore ih ioni, atomi i molekule – pravilne su građe raspoređeni u kristalnu rešetku − kristali – minerali sa pravilnom kristalnom rešetkom − amorfni – minerali sa nepravilnim rasporedom iona i atom – staklaste građe − minerali nastaju kristalizacijom magme koja se hladi na putu prema površini − fizičko-kemijska svojstva minerala – boja, oblik, sjaj i kalavost (sposobnost cijepanja), tvrdoća, specifična težina, elastičnost i indeks loma − danas je poznato oko 4 700 minerala, a samo se 10% gospodarski iskorištava − minerali su podijeljeni u 13 razreda, a najvažniji su: − silikati – kisik i silicij – 75% Zemljine kore – spojevi kisika i silicija – glinenci i tinjci − oksidi i hidroksidi - 17% kore – spojevi kisika i vodika s metalima – kremen (kvarc) – 12%, željezni oksidi magnetit i hematit, aluminijev hidroksid (prisutan u crvenici) − karbonati – kalcit i dolomit – 1,7% kore- najzastupljeniji u građi vapnenca − samorodni elementi – minerali koji se sastoje od samo jednog kem. elementa (rijetki su) – zlato, bakar, živa, sumpor, čisti ugljen (dijamant, grafit) − ostali važni minerali – halit (kuhinjska sol – skupina halogenida) i gips (skupina sulfata) Stijene − stijene su nakupine jednog ili više minerala u različitim omjerima i odnosima 24 − tri osnovne skupine stijena prema postanku: 1. magmatske (eruptivne) stijene 2. sedimentne (taložne) 3. metamorfne (preobražene) Magmatske (eruptivne) stijene − nastaju kristalizacijom (hlađenje i stvrdnjavanje) magme − magmatske stijene prema nastanku: 1. intruzivne (unutrašnje) magmatske stijene – kada se magma kristalizira u dubljim dijelovima litosfere – minerali su zrnasti 2. efuzivne (površinske) magmatske stijene – kada se lava izlije na površinu kopna ili mora, naglo se hladi i stvrdnjava – minerali su krupni i amorfni − naglim hlađenjem nastaje opsidijan – vulkansko staklo − ako je lava obilovala kisikom, nastaje šupljikava stijena – plovučac − magmatske stijene razlikujemo i prema kiselosti: − kisele − neutralne − bazične − ultrabazične Sedimentne (taložen) stijene − prekrivaju 75% Zemljine površine, no dio u volumenu kore je tek 5% − nastaju razgradnjom drugih stijena čiji se ostatak taloži i stvara se naslaga (sediment) koja u određenim uvjetima pretvara u stijenu – taj proces se naziva dijageneza (stvrdnjavanje) − vrste dijageneze: − kompakcija – smanjuje se debljina (obujam) nataloženog sloja pod utjecajem tlaka i istiskivanjem vode (glinenen naslage) − cementacija – ispunjavaju se prazni prostori i pore u naslagi − sedimentne stijene odlikuje slojevita struktura – mlađi slojevi su iznad − u sedimentnim stijenama često se nalaze fosili − po načinu nastanka razlikujemo: morske, riječne, jezerske, eolske (nastale radom vjetra) i padinske (nastale djelovanjem gravitacije) sedimentne stijene − na osnovi procesa koji su oblikovali sedimentne stijene, razlikujemo: klastične, kemijske i biogene sedimentne stijene Klastične sedimentne stijene − sastoje se od ulomaka drugih stijena nastalih djelovanjem nekog egzogenog procesa – zagrijavanje, hlađenje, vjetar… − razlikuju se na temelju veličine ulomaka koji ih grade: − konglomerat – zaobljeni ulomci šljunka vezani cementacijom − breča – uglati komadi cementirani bez prethodnog nanošenja − lapor – nastali mehaničkim i kemijskim djelovanjem – mješavina gline i vapnenca − prapor (les) – eolski sediment sastavljen od sitnih čestica − šejl – nastaje starenjem i gubitkom vode pod težinom gornjih slojeva – 50% volumena svih taložnih stijena 25 Kemijske (homogene) sedimentne stijene − nastaju kristalizacijom i izlučivanjem iz zasićene otopine − nastaju u plitkim rubnim dijelovima voda gdje je isparavanje veće od pritjecanja − to su gips i halit (kuhinjska sol) te stijene koje se talože u špiljama i krškim jezerima − sige – nastaju kad se iz vode bogate kalcijevim hidrogenkarbonatom istaloži kalcijev karbonat − sedra – stijena koja oblikuje pregrade na rijekama pri čemu se kalcijev karbonat taloži na mahovinama – slapovi Krke i Plitvička jezera Biogene (organogene) sedimentne stijene − nastale su od živih organizama − razlikujemo fitogene (prevladava utjecaj biljaka) i zoogeni (prevladava utjecaj životinja) sedimenti − najvažniji predstavnici ove skupine su vapnenac i dolomit − vapnenac – nastao taloženjem skeletnih ostataka raznih organizama – uglavnom od minerala kalcita - rahli, bijeli vapnenac se naziva kreda − dolomit – nastaje neposredno od vapnenca pod utjecajem magnezijevih soli u morskoj vodi − biogene stijene građene od ugljika i ugljikovodika mogu izgarati – fosilna goriva (nafta i ugljen) − ugljen nastaje karbonizacijom biljnih ostataka – najprije nastaje treset (vidljivi ostatci biljaka), a zatim lignit, zatim smeđi ugljen i na kraju kameni ugljen (antracit) − nafta – navodno nastaje od biljnih ostataka pod utjecajem anaerobnih bakterija na dnu mora Metamorfne (preobražene) stijene − nastaju preobrazbom magmatskih sedimentnih ili starijih metamorfnih stijena − u doticaju s magmom i s porastom temperature i tlaka − metamorfozom vapnenca nastaje mramor − škriljavost – pod utjecajem visokog tlaka, dolazi do prekristalizacije minerala koji poprima oblik štapića ili listića okomitih na smjer tlaka – zeleni, tinjčavi i kristalasti škriljavci − gnajs – nastao od granita i metamorfoziranih tinjčevih škriljavaca − kvarcit – nastao od pješčenjaka 4.5 Endogeni pokreti i oblici − pokretačka snaga endogenih sila je toplinska energija Zemljinog plašta koji se oslobađa radi gravitacijskog kretanja materije − teži metali padaju prema jezgri, a lakši se podižu prema površini Slojevi − sloj je nakupina minerala koja je obrubljena s dvije plohe − većinom je građen od sedimentnih stijena i osnovni je oblik u litosferi – mogu biti debeli od nekoliko milimetara do stotinjak metara, ovisno o vremenu taloženja − većina slojeva ima oblik leče – prema rubovima su tanji − prilikom nastanka uglavnom imaju horizontalan položaj (mlađi nad starijima), a naknadnim poremećajima i pokretima u litosferi dolazi do njihove promjene − dijastroma – pukotina između dva sloja − dijaklaza – pukotina koja prolazi kroz više slojeva − stratigrafija – dio geologije koji se bavi geološkom prošlošću Zemlje proučavajući slojeve i okamine u njima 26 Bore − bore su deformacije slojeva čije valovito savijanje nastaje djelovanjem subdukcije, bočnih pritisaka, kompresije i izdizanja i spuštanja dijelova kontinenta − bora se sastoji od izdignutog dijela (konveksnog) – antiklinale i udubljenog dijela (konkavnog) – sinklinale − bore se dijele s obzirom na položaj osne plohe prema vodoravnoj podlozi na: uspravne, kose, prebačene, polegnute i utonule bore − više bora tvori antiklinorij i sinklinorij Rasjedi − rasjedi su pukotine duž kojih dolazi do većih ili manjih pomaka stijena − nastaju razvlačenjem (spredingom), podvlačenjem (subdukcijom) i vodoravnim pomicanjem litosfernih ploča ili su posljedica lokalne tektonike nekog područja − paraklaza – pukotina duž koje dolazi do pucanja – može biti kosa ili okomita − krila koja se nalaze iznad paraklaze su krovinska, a ona ispod su podinska − rasjedi se dijele na: normalne, reverzne i horizontalne − normalni rasjed – krovinsko krilo se spušta u odnosu na podinsko − reverzni rasjed – krovinsko krilo se podiže u odnosu na podinsko ili se podinsko spustilo u odnosu na krovinsko − horizontalni rasjed – krila se pomiču u smjeru rasjedne pukotine − timor ili horst – rasjed kod kojeg središnji dio ostaje stršiti, a krila su spuštena (Schwartzwald, Moslovačka gora…) − tektonska graba ili potolina – nastaje spuštanjem dijelova Zemljine kore duž jednog ili više normalnih rasjeda (dolina Rajne, istočnoafrički rasjedni jarak, Mrtvo more) − navlake – strukturne jedinice Zemljine kore kod kojih se starije naslage prebacuju i navlače preko mlađih − epirogeni pokreti – dugotrajna pomicanja Zemljine kore pri čemu dolazi do boranja, rasjedanja i navlačenja − zbog spuštanja nastaju mora i oceani, a zbog podizanja se formira kopno − povlačenje mora – regresija, a prodiranje mora na kopno - transgresija 4.6 Vulkani − vulkanizam ili magmatizam su pojave i procesi vezani uz izbijanje užarene mase na Zemljinoj površini − vulkanolozi – znanstvenici koji proučavaju vulkane te uzorke stijena, pepela i plinova − uz vulkane je plodno tlo − vulkani su oblici koji su stvoreni akumuliranjem materijala koji je izbio kroz jedan ili više otvora na Zemljinoj površini − magma – užarena i rastaljena masa stijena koja se giba prema površini – kada izbije na površinu onda je to lava − iz vulkana uz lavu mogu izlaziti vulkanske bombe (veći komadi lave), vulkanski blokovi (zdrobljeni piroklastični materijal), lapili (komadići skrućene lave veličine oraha) i tuf (vulkanski pepeo pomiješan s vodim) − magma na površinu može izbiti erupcijom (eksplozivno izbijanje lave i užarene pare i plinova na površinu) ili izljevom (mirno i jednolično izbijanje lave na površinu duž pukotine) − vrsta izlijeva ovisi o tipu lave – ako je veliki udio vodene pare (preko 60%), onda će izljev biti eksplozivan, a ako je manje od 60%, onda je izljev miran − izlijevanjem vulkana nastaju ploče – plato Columbia, Meksička visoravan, Parana, Dekan… − izbačeni vulkanski materijal oko vulkana radi stožasti oblik – kupa, a na njegovom vrhu nastaje ljevkasta udubina – krater Oblik vulkana 27 − prema obliku vulkani se dijele na štitaste, cinderske i stratovulkane − štitasti vulkani nastaju mirnim izljevom rijetke lave koja žitko curi i širi se u ploče – padine su blage (nagib manji od 15°) – Havajsko otočje – vulkani Mauna Lua i Mauna Kea − ciderski vulkani imaju kupe pravilnog, stožastog oblika – građeni su od slojeva vulkanske prašine i stijena – nastaju taloženjem lave i piroklastičnog materijala – najopasniji vulkani (eruptivni) – 75% svih erupcija vulkana imaju ovakvi vulkani – Fuji (Japan), Pinatubo (Filipini), Mt. Rainier (SAD), Mt. St. Helens (planina Sv. Helena – SAD) Aktivni i ugasli vulkani − prema aktivnosti vulkani se dijele na aktivne i ugasle − aktivni su oni koji su danas aktivni ili za koje postoje pisani povijesni dokazi da je bio aktivan u prošlosti − ugasli vulkani su oni koji danas nisu aktivni ili za koje ne postoji pisani povijesni dokaz da je bio aktivan − na Zemlji postoji oko 500 aktivnih vulkana te nekoliko tisuća ugaslih − aktivni vulkani najviše su raspoređeni uz zone subdukcije i spredinga Pacifički vatreni prsten − pacifički vatreni prsten je naziv za prostor uz rub Pacifičke ploče koji je vulkanski i seizmički najaktivniji − uz ovo područje, česti su vulkani u zonama spredinga – npr. Island i na mjestima gdje se javljaju vruće točke (hot spots) i nastaju otoci – npr. Havajsko otočje − manji broj vulkana nastaje i u Sredozemlju – dodir Afričke i Euroazijske ploče – vulkani Etna, Vezuv, Stromboli, Vulcano − Istočnoafrički jarak – također vulkanska zona – Kilimanjaro, najveća planina Afrike vulkanskog je postanka − Hrvatska nema vulkana, samo tragove vulkanskih izljeva – otočići Jabuka i Brusnik i u nekim starim gromadnim gorjima – Papuk i Ravna gora (Hrv. zagorje) Popratne vulkanske pojave − fumarole – otvori kroz koje izbijaju plinovi i vruća para − mofete – otvori kroz koje izbija ugljikov dioksid − solfatare – otvori kroz koje izbija sumporovodik - označavaju kasnu fazu vulkanske aktivnosti − uz vulkane često se javljaju mineralni i termalni izvori − mineralni izvori – izvori vode obogaćene velikim brojem minerala − termalni izvori – mjesta gdje izbija voda koja je veće temperature od temp. zraka na tom području − gejziri – poseban tip termalnih izvora gdje topla voda izbija na površinu radi velikog tlaka − gejziri izbacuju vodu ritmički i u obliku vodoskoka − najpoznatiji Old Faithfull u Yellowstoneu – svakih 75 min izbacuje 50 m visok mlaz vode (oko 40 000 l) − osim u SAD-u, gejzira ima na Islandu i Novom Zelandu − područja uz vulkane su naseljena radi plodnog vulkanskog tla – otok Java (Indonezija) – oko 6000 st/km2 4.7 Potresi − potresi su iznenadna i kratkotrajna podrhtavanja tla koja nastaju zbog naglog oslobađanja energije u litosferi − karakterizira ih brz nastanak, stalno se događaju i nastaju bez prethodnog upozorenja − godišnje Zemlju zatrese više od milijun potresa od kojih je većina preslaba da bi izazvala štetu − podrhtavanje tla nastaje širenjem potresnih valova koji oslobađaju energiju iz središta potresa u svim smjerovima − hipocentar ili žarište – mjesto (u Zemlji) iz kojeg se potresni valovi šire u obliku koncentričnih krugova − epicentar – mjesto na površini Zemlje gdje se potres najjače osjeti 28 − epicentar se nalazi iznad hipocentra i tu je najintenzivniji potres − snaga potresnih valova slabi udaljavanjem od hipocentra − potresni valovi mogu biti longitudinalni (P-valovi – brži su i vibriraju u smjeru svoga širenja) i transverzalni (S- valovi – sporiji su i vibriraju u okomito na smjer širenja) Podjela potresa − prema postanku, potrese dijelimo na: 1. tektonske – 90% - najsnažniji potresi, nastaju pomicanjem litosfernih ploča 2. vulkanske – 7% - potresi srednje jačine, nastaju kao posljedica gibanja magme iz unutrašnjosti prema površini 3. urušne – 3% - najslabiji potresi – nastaju urušavanjem podzemnih šupljina ili posljedica odronjavanja i klizanja terena − potresi mogu nastati i udarom meteora ili ljudskom aktivnošću (atomska bomba, miniranje rudnika…) Seizmologija, seizmograf i seizmogram − seizmologija (grč. seizmos – drhtanje) – znanost koja proučava potrese i pojave vezane uz njih (otkrivanje uzroka nastanka potresa, prostornog rasporeda potresa i vremena pojavljivanja te utvrđivanje štete nastale potresom) − zadatak suvremene seizmologije je predvidjeti mjesto i vrijeme sljedećeg potresa − seizmogram – instrument za mjerenje magnitude potresa − seizmograf – instrument koji registrira podrhtavanje tla (mjeri brzinu i energiju potresa) − hipocentri se dijele na duboke (300 – 700 km), srednje duboke (70 – 300 km) i plitke (do 70 km) − duboki i srednje duboki nastaju na zoni subdukcije, dok plitki na zoni spredinga i rasjeda Ljestvice za mjerenje snage potresa − za opisivanje snage potresa postoji nekoliko ljestvica, od koji se najčešće koriste Richterova i Mercalli-Cancani- Siebergova (MCS) ljestvica − Richterova ljestvica je logaritamska ljestvica koja računa količinu oslobođene energije (magnitudu) u hipocentru potresa – vrijednosti su od 1 do 10 (potresi 10 ili više su epski i nisu dosada zabilježeni) − magnituda se mjeri posebnim seizmografom – Wood – Andersonov seizmograf − MCS ljestvica – bilježi jačinu potresa na površini zemlje ili intenzitet potresa – bilježi se na temelju ljudskih opažanja – od 1 do 12 stupnjeva − 2 glavna područja gdje se događaju potresi − cirkumpacifički ili pacifički vatreni prsten – 80% potresne energije na Zemlji − Mediteransko-transazijski pojas – 15% potresne energije na Zemlji Tsunami − ako je potres snage veće od 7,5 po Richteru i ako mu je epicentar na morskom dnu (tj. dnu oceana), onda može nastati potresni val zvan tsunami (jap. veliki lučki val) − šire se brzinom od oko 700 km/h − približavajući se obali, visina vala raste pa mogu biti veći od 35 m Povijesni pregled najsnažnijih potresa − 18. 4. 1906. – potres u San Franciscu – više od 3000 poginulih i preko 30 000 zgrada uništeno − 2004. – otok Sumatra – oko 230 000 do 310 000 poginulih (tsunami) − 16. st. – Kina – 830 000 poginulih − 1976. – Kina – 242 000 do 779 000 poginulih 29 − 2010. – Haiti – 220 000 do 316 000 poginulih − 1920. – Kina – 235 000 poginulih − u Hrvatskoj – 17. st potres u Dubrovniku, 1909. potres u pokuplju na temelju kojeg je Andrija Mohorovičić utvrdio zonu diskontinuiteta između kore i plašta – moho sloj ili mohorovičićeva zona diskontinuiteta 4.8 Egzogeni procesi i oblici − reljef na Zemlji nastao je uzajamnim djelovanjem endogenih (unutarnjih) sila i egzogenih (vanjskih) procesa − osnovni pokretač vanjskih procesa je Sunčeva energija koja pomoću atmosfere, vode i leda uzrokuje mnogobrojne procese (erozija, korozija i dr.) Uništavanje i trošenje stijena − važnu ulogu ima gravitacija − u prirodi razlikujemo mehaničko, kemijsko i organogeno trošenje stijena Mehaničko (fizičko) trošenje stijena − trošenje koje dovodi do usitnjavanja čvrstih stijena u veće ili manje komadiće stijena − ne dolazi do kemijske promjene – raspadnuti komadići zadržavaju ista svojstva kakva su imali prije raspada − ovako trošenje stijena često je u pustinjskim (radi velike dnevne temperaturne amplitude) i hladnim (radi vode koja se zaledi u pukotinama stijena i uzrokuje njihovo pucanje) predjelima Kemijsko trošenje stijena – korozija − do korozije dolazi radi niza kemijskih reakcija u stijeni, pri čemu se mijenja kemijski sastav stijene − karakteristično za krške krajeve gdje voda uz ugljik dioksid (CO2) korozivno djeluje na stijenu i stvara razne oblike Organogeno trošenje stijena − način trošenja stijena djelovanjem različitih živih organizama − biljke svojim korijenjem mehanički drobe i usitnjavaju stijene, a istovremeno ispuštaju kemikalije u stijene i na taj način doprinose lomljenju Denudacija – zajednički naziv za sva razorna djelovanja vanjskih procesa koji dovode do ogoljivanja terena − denudacijski procesi: 1. erozija – razorno djelovanje vode, vjetra i leda 2. derazija – djelovanje gravitacijske sile koja utječe na spiranje, klizanje, odronjavanje i sl. 3. korozija – kemijsko djelovanje na stijene Padine i padinski procesi − svi nagnuti dijelovi Zemljine površine nazivaju se padine − prema obliku, padine mogu biti konveksne (ispupčene) i konkavne (udubljene), normalne, kose i u obliku strmca (ako je nagib veći od 55°) − padinski procesi: 1. spiranje – najčešći padinski proces − nastaje pod utjecajem padalinskih voda i tekućica koje odnose usitnjeni rastrošni materijal u niže dijelove − spiranje je snažnije na nepropusnoj podlozi (glina) − na spiranje utječe podloga, biljni pokrov i nagib padine 30  2. klizanje – padinski proces koji nastaje iznenada pri čemu se rastresiti materijal lagano spušta niz padinu 3. puzanje – nastaje kada se površinski rastrošni materijal navlaži ili kada se nalazi iznad zaleđenog stjenovitog tla 4. tečenje – zbog stalno zaleđenog tla u dubljim dijelovima podloge dolazi do tečenja zemljišta na površini 5. odronjavanje – javlja se na strmijim dijelovima padine kad se kompaktne stijene nađu na mekanoj podlozi koja mijenja volumen radi upijanja vode – kompaktna stijena gubi čvrsti oslonac i propada 6. urušavanje – padinski proces koji se veže uz strmce kad stijenska masa gubi stabilnost i urušava se − u podnožju padine se akumulira materijal i stvara pedimente – predgorske stepenice 4.9 Fluvijalni procesi i oblici − fluvijalni (dolinski reljef) nastaje kombiniranim djelovanjem tekućica i spiranjem padina – stvaraju se izdužene doline koje se pružaju u smjeru otjecanja rijeke − voda temeljnica (izdan) je voda koja ponire i popunjava slobodne međuprostore (šupljine i pore) između propusnog i nepropusnog sloja – izvire na površinu i tvori tekućice − rad tekućica oblikovao je većinu današnjeg reljefa, posebno u holocenu Riječna erozija − tri etape stvaranja fluvijalnog reljefa: erozija, transport (prenošenje) i akumulacija (taloženje) − riječni tok se dijeli na gornji, srednji i donji − riječna erozija je proces pri kojem tekućica usijeca i produbljuje tok u stijenskoj podlozi te počinje stvarati riječnu dolinu − dubinska erozija nastaje u gornjem toku rijeke radi većeg nagiba i veće kinetičke energije rijeke na tom dijelu – materijal koji rijeka nosi je krupniji (kamenje je veće) − bočna erozija – proces širenja riječnog korita i dolinskih strana – nastaje u srednjem i donjem toku gdje je kinetička energija rijeke manja pa ona širi korito i ne produbljuje ga – materijal koji nosi rijeka je sitniji Transport materijala − u srednjem i donjem toku rijeke dolazi do transporta erodiranog materijala iz gornjeg dijela toka − slapovi – riječni tok se stubasto prelijeva (Krka) − vodopadi – riječni tok pada iz višeg u niže korito (Angel Falls u Venezueli, Niagara) – vrlo snažna erozija tla − regresijska erozija – kada vodopad potkopava prag i dolazi do unazadnog pomicanja vodopada (Niagra, Iguacuu i Zambezi) − piraterija (gusasrstvo) – kada rijeka regresivnom erozijom probije razvodnicu i proširi se u drugo porječje Akumulacija materijala − najčešće se događa u donjem toku rijeke gdje brzina rijeke slabi, a time i transportna moć rijeke, pa dolazi do akumulacije materijala −