Procesy geologiczne dzieli się najczęściej na endogeniczne (wewnętrzne) i egzogeniczne (zewnętrzne). To one uformowały wielkie formy ukształtowania powierzchni Ziemi. Należą do nich m.in.: szelf, stok kontynentalny, baseny oceaniczne, grzbiety śródoceaniczne, ryfty, rowy oceaniczne, niziny, wyżyny i góry.

Budową geologiczną nazywamy sposób przestrzennego rozmieszczenia skał w skorupie ziemskiej. Zależy ona od procesów tworzenia się skał i od oddziaływań, którym skały są poddawane. Procesy te powodują mechaniczne przekształcenia skorupy ziemskiej, zwane deformacjami. Ułożenie skał, w szczególności ich warstw, a także nauka o ułożeniu skał i ruchach zmieniających to ułożenie nazywana jest tektoniką.

RdHT7YmOr6Lbx

Schemat, przedstawiający warstwowanie skał ma kształt prostopadłościanu z pofalowanym górnym brzegiem. Jest podzielony na warstwy, oznaczone innymi kolorami. Od góry pofalowana warstwa koloru pomarańczowego z czarnymi kropkami. Poniżej, falowaną linią oddziela się warstwa granatowa z pionowymi, skierowanymi pod ukosem kropkami. Poniżej większa warstwa błękitna z poziomymi liniami stworzonymi z kropek. Pod nią znajduje się jasnozielona warstwa, a przy linii która oddziela ją od kolejnej, widnieje napis: „strop”. Niżej znajduje się warstwa skalna, a przy jej dolnym oddzieleniu widnieje napis: „spąg”. Ostatnia, dolna warstwa ma kolor szary i kreski skierowane pionowo i pod ukosem.

Wskazane na schemacie ułożenie warstw jest rzadkie, gdyż Ziemia jest poddawana wielu procesom i ruchom, takim jak trzęsienia ziemi, ruchy górotwórcze itp. Dlatego warstwy skalne podlegają dyslokacji, czyli przemieszczeniu.

Formy rzeźby terenu ukształtowane w wyniku ruchu płyt litosfery

Płytami tektonicznymi są wydzielone, sztywne części litosfery ziemskiej, rozumiane jako warstwy obejmujące skorupę ziemską i stropową część górnego płaszcza. Granice płyt tektonicznych mogą być rozbieżne tam, gdzie rozrasta się dno oceaniczne lub zbieżne w miejscach, w których płyty tektoniczne wsuwają się pod siebie lub zderzają ze sobą. Możliwe są także granice w postaci uskoków transformujących. Wydziela się kilka dużych płyt tektonicznych oraz wiele mniejszych.

• Góry

Zgodnie z teorią tektoniki płyt litosfery wszystkie pasma górskie powstały w strefach kontaktu pozostających w ciągłym, powolnym ruchu płyt litosfery. Procesy górotwórcze są więc efektem procesów subdukcji i kolizji.

• Rowy oceaniczne

Rowy oceaniczne wyznaczające strefy subdukcji płyt litosfery są najgłębszymi formami dna oceanicznego (tzw. głębia morska).

• Łuki wyspowe

Procesy subdukcji prowadzą niekiedy do wykształcenia łuków wyspowych oraz basenów przedłukowego i załukowego, w obrębie których zaznaczają się liczne przejawy wulkanizmu i silne trzęsienia ziemi. Wynurzona część łuku wyspowego składa się głównie lub wyłącznie z wulkanicznych skał łuku magmowego (np. Mariany, Małe Antyle) lub, jak w przypadku Wysp Japońskich, jest fragmentem płyty kontynentalnej oderwanej od większego bloku.

• Grzbiety śródoceaniczne strefy spreadingu

W strefie spreadingu, gdzie występuje oddalanie dwóch płyt oceanicznych (rzadziej kontynentalnych) i rozrost dna oceanicznego, powstają rozległe systemy górskie grzbietów śródoceanicznych o stromych stokach i urozmaiconej rzeźbie. Jej charakterystyczną cechą są głębokie spękania oraz uskoki transformacyjne przebiegające prostopadle lub skośnie do grzbietów i dzielące je na segmenty. Przebieg grzbietów odpowiada granicy między rozchodzącymi się płytami litosfery.

• Ryfty

W centralnej części grzbietów oceanicznych występuje wielka, obniżona wzdłuż uskoków strefa tektoniczna. Jej cechą są głębokie szczeliny, zwane ryftami, o rozciągłości setek, a nawet tysięcy kilometrów. Powstały one w wyniku ruchów tektonicznych i wylewów lawy. Są zbudowane ze skał bazaltowych. Mają postać rozległych dolin (rowów) ryftowych obrzeżonych i pociętych uskokami i szczelinami. W środkowej części ryftu oceanicznego biegnie wąska strefa wulkaniczna o szerokości ok. 1 km, stanowiąca granicę płyt litosfery, wzdłuż której następuje rozrost dna oceanicznego (między rozsuwające się płyty przedostaje się magma z płaszcza Ziemi i krzepnąc tworzy nową skorupę oceaniczną). Ryfty mogą występować także w obrębie kontynentów (ryfty śródkontynentalne). Natomiast w obrębie dolin ryftowych gromadzą się osady o miąższości zazwyczaj kilku tysięcy metrów. Rozwój ryftów kontynentalnych jest przejawem ekstensji, czyli rozciągania litosfery. Powoduje to zmniejszenie (w obrębie ryftu) grubości litosfery i wchodzącej w jej skład skorupy ziemskiej. Do największych ryftów śródkontynentalnych należy system Wielkich Rowów Afrykańskich

• Góry tektoniczne

Jeżeli masy skalne były sztywne i odporne na fałdowanie, w wyniku zderzenia płyt litosfery powstawały pęknięcia (uskoki), wzdłuż których następowało przemieszczanie mas skalnych o setki kilometrów w poziomie i kilka kilometrów w pionie. Sprzyjały temu intensywne procesy sejsmiczne. Tak powstały góry zrębowe, których cechą charakterystyczną jest obecność naprzemiennie występujących zrębów i rowów tektonicznych.

Platformy i tarcze krystaliczne

Niektóre części skorupy ziemskiej nie zostały odkształcone – należą do nich platformy kontynentalne. Mają z reguły dwudzielną budowę – krystaliczne podłoże (cokół) i leżące na nim warstwy osadów. Krystaliczne podłoże zbudowane jest ze skał magmowych i metamorficznych, a osady na nim zalegające mają budowę płytową – płyty składają się z poziomo zalegających warstw skał osadowych, które powstawały w kolejnych okresach geologicznych. Ze względu na to, że na Ziemi zachodzą procesy denudacyjne (niszczące), płyty cechują się lukami stratygraficznymi – występują wtedy, gdy dany obszar był terenem lądowym i podlegał działalności wiatru, wody, lodowców itp. Czynniki te powodowały zdzieranie poszczególnych warstw, dlatego w seriach skalnych brakuje warstw osadowych z niektórych okresów. Przykładami platform mogą być: platforma wschodnioeuropejska, syberyjska, saharyjska.

Część platformy, która zostaje całkowicie pozbawiona osadów (np. w wyniku erozyjnej działalności lądolodu), nazywana jest tarczą krystaliczną. Przykłady tarcz: bałtycka, ukraińska, kanadyjska, gujańska, dekańska. Platformy i tarcze należą do kratonów (np. kraton wschodnioeuropejski zajmuje w większości rozległa platforma wschodnioeuropejska, ale leżą na nim również dwie tarcze – tarcza bałtycka w części północnej i tarcza ukraińska w południowo‑zachodniej).

RNRZS9aWX77aq

Prostokątny schemat z pofalowanym wierzchem obrazuje tarczę i platformę. Tarcza została zaznaczona kolorem błękitnym i pionowymi kreskami pod ukosem. Zajmuje całość dolnej części schematu i część górnej od lewej strony. Platforma została zaznaczona kolorem zielonym i pionowymi, przerywanymi liniami pod ukosem. Znajduje się na górze prawej części schematu. Schemat ukazuje jak platforma zachodzi na tarczę.

Pojęcia platformy i tarczy (płyty) wymagają wprowadzenia dodatkowego terminu nadrzędnego – kratonu. Kratonem określać będziemy względnie sztywny obszar na kontynencie, w którym nie zachodzą ruchy lub zachodzą jedynie ruchy pionowe powodujące powstawanie deformacji nieciągłych, np. uskoków, spękań lub deformacji ciągłych – jednak tylko szerokopromiennych. Kratony położone są wewnątrz płyt litosfery, cechują się prawie całkowitym brakiem wulkanów i trzęsień ziemi. Jedynym przypadkiem uaktywnienia sejsmicznego jest pojawienie się pod nimi prądów występujących w górnym płaszczu. W układzie pionowym w obrębie kratonu można wyróżnić fundament (cokół) i nadległą pokrywę osadową; w układzie poziomym rozróżnia się tarcze stanowiące mniej lub bardziej rozległe obszary, na których nie występuje pokrywa osadowa, oraz platformy — obszary, gdzie ta pokrywa występuje.

W polskiej terminologii dotyczącej kratonów zaznaczają się rozbieżności. Mianowicie w znaczeniu nadrzędnego terminu „kraton” był używany powszechnie (i jest stosowany do tej pory) termin „platforma”. Na obszarze jednej płyty tektonicznej znajdować się może kilka kratonów, zaś jeden kraton składać się może z kilku mniejszych tarcz.

Budowa płytowa i monoklinalna

Budowa płytowabudowa płytowaBudowa płytowa występuje tam, gdzie skały osadowe leżą poziomo. Ten pierwotny układ skał nie został zaburzony przez żadne ruchy tektoniczne.

Obszar o budowie płytowej może być podnoszony równomiernie, ale czasami podnoszony jest silniej z jednej strony – powstaje monoklina, którą tworzą warstwy łagodnie pochylone w jednym kierunku. W monoklinie pierwotny układ skał nie został zaburzony (skały nie zostały sfałdowane). Przykładem monokliny jest np. monoklina przedsudecka w Polsce.

R1NykS7aGKbGa

Schemat monokliny jest przedstawiony za pomocą lekko pofalowanego prostokąta podzielonego na warstwy o różnych kolorach. Kolejno od góry: jasnopomarańczowa, pomarańczowa, ciemnopomarańczowa, jasnobrązowa i brązowa. Na warstwie brązowej jest biały napis: „monoklina” w niebieskiej ramce. Po lewej stronie schematu umieszczona została niebieska strzałka wskazująca kierunek od warstwy brązowej do jasnopomarańczowej.

Z kolei progi strukturalne utworzone na obszarach monoklinalnych nazywamy kuestami, które powstały w wyniku procesów denudacji sąsiadujących, mniej odpornych warstw skalnych.

RPtp9qligRXbQ

Schemat kuesty pokazuje cztery pagórki podzielone wewnątrz na równe poziome linie, mocno przechylone w prawą stronę. Każda strefa wyznaczona przez linie ma inny kolor. Kolejno od prawej strony: ciemnoczerwony, czerwony, ciemnoniebieski, niebieski, błękitny, brązowy, żółty, beżowy, ciemnozielony, zielony, seledynowy, jasnozielony.

RfRKdIorO7bpg

Zdjęcie pokazuje równe wzniesienia, ułożone w prostej linii, ciągnące się przez cały środek fotografii. Po lewej stronie szczytów, zbocza są długie i łagodne, lekko pofalowane. Ziemia ma kolor pomarańczowy, gdzieniegdzie widać zielone kępy roślinności. Zbocza po prawej stronie są krótkie, proste i urwiste. Prawie całe pokryte są zielenią. W oddali zarówno po prawej i lewej stronie widać pola i niewielkie zabudowania.

Koncepcja terranów

Podobnym uzupełnieniem teorii tektoniki płyt jest hipoteza terranów tłumacząca ogromne zróżnicowanie budowy geologicznej i historii sąsiadujących jednostek tektonicznych. Podobnie jak teoria geosynklinalna, również ta idea zrodziła się w Ameryce Północnej, tym razem jednak jej podstawą były badania geologiczne Kordylierów.

Terranami geolodzy określają fragmenty płyt litosfery, które mają jednorodną, ale także swoistą budowę geologiczną. Są one oddzielone od innych, podobnych jednostek wyraźną strefą nieciągłości, często wyznaczaną przez głęboko zakorzenione uskoki i strefy uskokowe, zwaną szwem tektonicznym. To właśnie ta widoczna nieciągłość tektoniczna oddzielająca je od obszarów sąsiadujących stanowi podstawę ich wyróżniania.

Terran może składać się ze skorupy oceanicznej, kontynentalnej lub ze skorupy łuku wyspowego. Terran oceaniczny zawiera grube pokłady bazaltów oraz pokrywę osadów morskich, np. wapieni, terran utworzony ze skorupy kontynentalnej jest zbudowany głównie ze skał magmowych i bogatych w krzemionkę skał osadowych, a terran oderwany z łuku wysp zawiera andezyty, granodioryty i szarogłazy.

R1UUGzUwIgIE5

Ilustracja przedstawia schemat przyłączania terranu do płyty kontynentalnej, który składa się z dwóch etapów. W pierwszym terran znajduje się w pewnej odległości od płyty kontynentalnej. Dzieli je woda. W drugim terran znajduje się już tuż obok płyty, pomiędzy nimi nie ma wody.

Rozmiary terranów mogą wynosić od kilku do kilkuset tysięcy kilometrów kwadratowych, a ich geneza jest zróżnicowana. Przykładem największych tego typu jednostek jest terran Lhasy w Tybecie, który ma ponad 2000 km długości, a jego szerokość przekracza miejscami 300 km.

Terrany mają inną historię geologiczną, różnią się więc od sąsiednich obszarów kontynentu, np. innym rodzajem skał osadowych i występującymi w nich skamieniałościami, wiekiem skał i ich cechami paleomagnetycznymi. Współcześnie rozpoznawane terrany wyróżnia się na granicach istniejących kratonów, czyli trwałych fragmentów litosfery ziemskiej, które od dłuższego czasu nie są poddane intensywnym procesom tektonicznym (powstawanie gór fałdowych lub łańcuchów wulkanicznych).

Rv70SWbR522nI

Ilustracja przedstawia płytę pacyficzną z narysowanymi białymi strzałkami, która wędruje w prawo pod płytę północnoamerykańską. Po lewej znajduje się Zatoka Alaska, a po prawej Góry Świętego Eliasza. Są tam również umieszczone białe strzałki skierowane w lewo i lekko do góry. Po prawej jest pomarańczowy obszar opisany jako Kraton. Obok niego na lewo są obszary oznaczone kolejno kolorem jasnopomarańczowym, jasnozielonym, zielonym i ciemnozielonym. Pierwszy to terran Yekutat 0–25 milionów lat. Drugi to terrany Prince William, Chugach 50–67 milionów lat. Trzeci to terrany Alexander, Peninsula, Wrangella 85–110 milionów lat. Czwarty to terran Yukon-Tanana 160–225 milionów lat.

Pozostałe wielkie formy rzeźby lądów i dna oceanu

Nie wszystkie wielkie formy rzeźby są bezpośrednio związane z przedstawionymi powyżej, aktywnymi procesami związanymi ze zbieżnym lub rozbieżnym ruchem płyt litosfery. Niektóre są stałą częścią stoków kontynentów i den oceanicznych, inne powstają dzięki ruchom izostatycznym i epejrogenicznym. Niemal wszystkie formy przemodelowane są przez procesy zewnętrzne.

R1FIhkUYSqwb3

Schemat ukazuje formy ukształtowania dna oceanicznego. Należą do nich: szelf kontynentalny (do głębokości 200 metrów), stok kontynentalny (poniżej szelfu, stromy), podnóże kontynentalne (od 2000 do 3000 metrów), poniżej zaznaczono równinę abisalną (od 4000 do 6000 metrów). Następnie jest duże zagłębienie - to rów oceaniczny, do głębokości dziesięciu tysięcy metrów. Od rowu jest stroma forma aż do powierzchni oceanu, gdzie zaznaczono wyspę wulkaniczną. Poniżej jej jest płaski odcinek, na głębokości 6000 metrów. To basen oceaniczny. Po prawej stronie basenu jest - znajdujący się pod wodą - grzbiet oceaniczny. Ma kilka wierzchołków.

Szelfy

Szelf to podwodne, łagodne zbocze o maksymalnym spadku 2°, będące przedłużeniem lądu, które sięga średnio do głębokości 200 m, gdzie wyraźnym załomem przechodzi w stok kontynentalny. Szerokość szelfu jest zmienna – wynosi od 15‑20 km do nawet 1400 km. Jest on zbudowany z tych samych skał, które tworzą obszar lądu. Rzeźba tej części dna oceanicznego jest efektem działalności dawnych rzek, lodowców, a także fal i prądów morskich. Powierzchnia szelfu może być skalista lub zbudowana z luźnych osadów pochodzenia lądowego.

Stoki kontynentalne

Otaczające obszary szelfu stoki kontynentalne (półki kontynentalne) oddzielające je od dna oceanicznego są z reguły silniej nachylone (średnio 3‑15°). Opadają od krawędzi szelfu i stopniowo przechodzą w leżące na głębokości 2500‑4000 m podnóże kontynentalne, mające charakter falistej równiny, na której zalega materiał z podwodnych osuwisk stoku kontynentalnego. Na głębokości 4000 m i więcej stoki kontynentalne kończą się łagodnie nachyloną równiną abisalną w dnie basenu oceanicznego. Niekiedy jednak opadają stromo aż do dna rowu oceanicznego na głębokość nawet 10 000 m. Podobnie jak szelf, stoki kontynentalne zbudowane są z tych samych skał co ląd. Często przecinają je podwodne kaniony stanowiące przedłużenie dolin rzecznych. W ich obrębie powstają także rozległe osuwiska. Na obszarze szelfu występują zwykle bogate złoża mineralne (ropa naftowa, a także tzw. konkrecje polimetaliczne).

Baseny oceaniczne

Baseny oceaniczne to rozległe, nieckowate części dna sięgające od 3000 do 6000 m poniżej poziomu wody. Część basenów sąsiadująca z formami powstającymi w wyniku subdukcji, kolizji czy spreadingu płyt litosfery i poddana intensywnym procesom wulkanicznym i sejsmicznym charakteryzuje się urozmaiconą rzeźbą. Występują tu m.in.: niecki oceaniczne, płaskowyże, łańcuchy górskie i pojedyncze góry różnej genezy, a także progi i wały. Natomiast część basenów położona między podnóżem kontynentalnym i podnóżem wzniesień śródoceanicznych, między łukami wysp a najgłębszą strefą dna oceanicznego obejmującą głównie rowy oceaniczne, zajmuje równina abisalna. Jej rozległa, płaska powierzchnia urozmaiconą niekiedy gujotami będącymi pozostałością podwodnych wulkanów pokryta jest osadami o miąższości od kilkuset do kilku tysięcy metrów.

Poszczególne baseny różnią się pod względem składu osadów głębinowych. Ich górną ich warstwę zwykle stanowią jednak m.in.: drobnoziarniste muły wapienne lub krzemionkowe, czerwone iły głębinowe, osady hydrogeniczne powstałe wskutek gromadzenia osadów pelagicznych, tworzonych przez opadające szczątki organizmów planktonicznych, pyły i in. Na równinach abisalnych często występują także złoża konkrecji polimetalicznych – związków manganu, niklu, żelaza, kobaltu czy miedzi z domieszkami innych metali.

Niziny

Niziny to obszary o wysokości od 0 (lub poniżej w przypadku depresji) do 300 m n.p.m., które tworzą płaskie równiny, obszary faliste (o wysokościach względnych do 30 m) i pagórkowate (o wysokościach względnych do 60 m). Większość z nich powstała wskutek akumulacji osadów na obszarach tektonicznie obniżonych (np. Nizina Amazonki, Nizina Hindustańska, Nizina Panońska). Powstawały one także na skutek wynurzenia się dna morskiego zbudowanego z poziomo ułożonych warstw skalnych (np. Nizina Zachodniosyberyjska) lub długotrwałego, trwającego kilkadziesiąt mln lat niszczenia lądu przez procesy denudacyjne w warunkach braku silnych ruchów tektonicznych czy transgresji morza (np. nizinne powierzchnie zrównania w południowej Finlandii, północno‑wschodniej Kanadzie, na wschodniej Syberii).

R1BSsvJsfHZr8

Zdjęcie przedstawia rzekę tworzącą liczne zakola. Rzeka płynie przez rozległy płaski teren porośnięty drzewami.

Wyżyny

Wyżyny zajmują obszary wznoszące się na ponad 300 m n.p.m. i mają mniejsze niż góry wysokości względne nieprzekraczające na ogół 300 m. Ich powierzchnia może być równinna lub falista, urozmaicona niekiedy formami skalnymi. W obrębie wyżyn często występują tereny o niemal płaskiej lub falistej powierzchni, stromych stokach i zróżnicowanej budowie geologicznej. Są one niekiedy określane mianem płaskowyżów lub plateau. Powstały głównie wskutek ruchów lądotwórczych (epejrogenicznychruchy epejrogeniczneepejrogenicznych).

Wyżyny leżą powyżej obszarów nizinnych, stanowią podnóża gór (Wyżyna Bawarska) lub tworzą dna wysoko położonych kotlin. Należą do nich wypiętrzone obszary płytowe albo podniesione stare powierzchnie zrównania (Wyżyna Brazylijska, Wyżyna Appalaska). Najwyżej położoną (4500‑5000 m n.p.m) i jednocześnie największą (ok. 2,5 mln kmIndeks górny 2²) wyżyną świata jest Wyżyna Tybetańska mająca charakter płaskowyżu otoczonego od południa systemem górskim Himalajów, od zachodu Karakorum, a od północy górami Kunlun. Mimo dużej wysokości bezwzględnej, przewyższającej wysokość np. Alp czy Pirenejów, o przynależności tego obszaru do wyżyn, a nie gór zadecydowały małe wysokości względne.

R1KTYVNSV8GtX

Zdjęcie przedstawia Wyżynę Tybetańską. To rozległy płaski teren. Na pierwszym planie pasie się koń. W tle jest ośnieżone pasmo górskie.