3.1.4. A kőzetlemezmozgások okai és következményei

Középszint:

Mutassa be a lemezmozgások okait, típusait és azok következményeit.

Értelmezze a vulkáni tevékenység és a kőzetlemezmozgások kapcsolatát.

Mutassa be ábra segítségével a magmás ércképződés folyamatát.

Csoportosítsa a vulkánokat működésük, alakjuk és a kitörés helye szerint.

Mutasson meg térképen és ismerjen fel térképvázlatban vulkáni övezeteket és vulkánokat.

Mondjon példát az utóműködésre és annak gazdasági jelentőségére.

Magyarázza a földrengés kialakulásánakokát, kapcsolatát a vulkánossággal és a lemezszegélyekkel.

Mondjon példákat a pusztítás elleni védekezés lehetőségeire. 

Emelt szint:

Magyarázza a nehéz-, a színes- és nemes-fémércek képződését, és tudja ezt példákkal alátámasztani.

Ismertesse a vulkáni működés jellegét és helyét meghatározó tényezőket. 

Magyarázza példa segítségével az ún. „forrópontok” feletti vulkánosságot.

Ismerje az erősségmérés elvét, a rengések kísérőjelenségeit.

Ismerje a rengésfészek, rengésközpont kapcsolatát. 

1.) VULKÁNOSSÁG

A Föld belső erőinek leglátványosabb megmutatkozása a vulkanizmus.

 

Magma: a felső köpenyben, vagy a kéregben elhelyezkedő, nagy nyomás alatt álló magas hőmérsékletű szilikátolvadék. A magma a nyomáskülönbségek és a hőmérséklet hatására lassú áramlást végez, és eközben óriási feszítőerőt fejt ki környezetére, és mozgása során összetétele megváltozik.

A VULKÁNOK FELÉPÍTÉSE

• MAGMAKAMRA: a vulkáni anyagok származási helye:  - 60-120 km mélyen 
• KÜRTŐ: a magmakamrát a felszínnel összekötő, a Föld kérgét függőlegesen áttörő csatorna
• KRÁTER: a kürtő a felszínen kör alakú kráterben végződik
• VULKÁNI KÚP: a felszínre kerülő anyag nagyrészt kúp alakban halmozódik fel 
• KALEDRA ÜST / KATLAN: a magma eltávozása után beszakadó magmakamra beszakadásával keletkezik
• BATOLIT: a felszín felé törekvő magma a mélyben megrekedve hatalmas kiterjedésű magmás kőzettömbbé szulárdul, és a körülötte levő kőzeteket megolvasztja, átkristályosítja 
• LAKKOLIT: a batolitnál kisebb kőzettömeg - legtipikusabb szubvulkáni képződmény  

MÉLYSÉGI MAGMÁS KŐZET:

a fölfelé haladó kőzetolvadék, vagyis magma nem éri el minden esetben a felszínt!!! alacsonyabb hőmérsékletű szintre érve még a felszín alatt szilárdul kőzetté:  <-- intruzív magmatizmus / plutonizmus.

FELSZÍNI VULKÁNOSSÁG:

A magma felszínre lépési helyén képződik maga a vulkán, a felszínre kerülő magma a LÁVA. A képződő vulkáni kőzetek szoros kapcsolatban állnak azzal a magmafajtával, amelyből származnak.

Ha a láva a felszínre kerül, akkor effuzív magmatizmus / vulkanizmus. 

Több típus:

1.) szárazföldi

2.) tenger alatti

3.) felszín közeli ( 2km-nél mélyebben lezajló) - szubvulkáni folyamat

A VULKÁNI MŰKÖDÉS TERMÉKEI

•  Folyékony: LÁVA - összetétele = magma, rendszerezése a SiO2 alapján történik
•  1.) SiO2-ben szegény, bázisos bazaltláva - híg, kis viszkozitású --> lávatakaró
• 2.) SiO2-ben gazdag. savanyú andezit és riolit lávák: nagy viszkozitás, hamar szilárdul--> KÚP - vulkáni kiömlési kőzetek: riolit, andezit, bazalt

• Szilárd: VULKÁNI BOMBÁK - levegőben lehűlve szilárduló blokkok, tömbök, LAPILLIK--> PIROKLASZTIKUM - nagyobb darabok megszilárdulásakor: BRECCSA, porból: TUFA

• Gáz: 75% VÍZGŐZ, + CO2, CO, N2, H2, CH4

Gejzír

A VULKÁNOK ELHELYEZKEDÉSE

- a lemeztektonika adta meg a magyarázatot

- kevés kivétellel mind tengerpart közelében helyezkednek el - Vezúv, Etna, Stromboli, Fuji

- ezek a területek egyben lemeztektonikai lemezhatárok: a vulkáni tevékenység többsége lemezhatárokhoz kötődik

- A Föld belsejében levő magma ezeken a határokon talál kiutat a felszínre

- A vulkáni működés és a felszínre kerülő anyag jellege a kémiai összetételétől függ.

- Forró pontok: azok a vulkánok, melyek nem lemezhatárokon jöttek létre: helyi jellegű, függőleges irányú felfele törekvő magmaáramlás elvékonyítja / átolvasztja a köpenyt és kérget, és ún. gomolyaáramlásos vulkán jön létre. pl.: Hawaii-lánc, Tuamotu-lánc. Ez csak 4%

5 vulkáni övezet:

- kelet-ázsiai

- amerikai

- eurázsiai 

- atlanti

- kelet-afrikai

 VULKÁNOSSÁG TÁVOLODÓ LEMEZSZEGÉLYEKNÉL - Óceánközépi hátságok 80%

• A hátságok magmája nagy mélységből, az asztenoszférából érkezik
• hőmérséklete: 1100-1200C° 
• fémekben gazdag - magnézium, vas, mangán - SiO2-ban szegényebb (kevesebb mint 52%) <--BÁZISOS KŐZETEK
•  ilyen a gabbró, kiömlési kőzetpárja a bazalt. 
• az óceánok mélyén kibuggyanó bazalt kerekded formában szilárdul meg
• a tenger alatti lejtőkön a leguruló rögök felszíne már szilárd, bekéregződik, de a belseje még izzik
• ezen a kérgen még kibuggyan a forró anyag --> PÁRNALÁVA - Bükkhegység peremén a Darnó-hegyen
• a gabbrós magma feszítő gázokban szegény, ezért hígan folyós. 
• így jöttek létre a Föld enyhe lejtőjű pajzsvulkánjai, és lapos bazaltfennsíkjai.

Párnaláva

VULKÁNOSSÁG ÜTKÖZŐ / KÖZELEDŐ LEMEZSZEGÉLYEKNÉL

• a  MÉLYTENGERI ÁRKOK MENTÉN a kőzetlemezek anyagát a magas hőmérséklet olvasztja meg
• ilyen esetben tehát a magma nem az asztenoszfrérából származik, hanem az alábukó óceáni lemez anyaga  
• éppen ezért hőmérséklete alacsonyabb, 800-900C° 
• sok vízdús tengeri üledéket tartalmaz (alábukáskor az óceáni lemez futószalagként szállítja) - ez megnöveli a magma nyomását, gáztartalmát, valamint a felszínre törő láva erejét
• a magma a szárazföldi lemez repedésein kerül a felszínre - ezért útközben megolvasztja a szárazföldi kéreg szilikátokban gazdag anyagának részét is!! ---> több szilícium-dioxidot, és kevesebb fémet tartalmaz (minél több a SiO2, annál világosabb)
• a mélytengeri árok lávája sűrűbben folyik, ezért a belőle felépülő vulkáni kúpok meredekek 
• a magas gáztartalom miatt heves robbanással járnak!! --> kiszórt törmelék: törmelék + salak + hamu= TUFA 
• SiO2-tartalom alapján két kőzetcsoport:  
• 1.) semleges vulkáni kőzetek: 52-56% SiO2 - mélységi magmás kőzetek közül  DIORIT, felszínen: ANDEZIT
• 2.)  savanyú vulkáni kőzetek: 65% SiO2 - GRÁNIT --> RIOLIT

Tufa

Semleges: 

•  andezites kőzetekből állnak a rétegtűzhányók - sztratovulkánok - pl.: Vezúv, Fuji 
• Robbanásos / beszakadásos kaldérák: mivel a tűzhányók hosszú időn át tevékenyek, formaváltoztatók, a kráterkúp tetejét egy újabb heves robbanás leröpítheti, és az eredeti kráternál jóval nagyobb kaldérák.  - kaldérakúpos tűzhányók - Mount St. Helens

Savanyú:

• a riolitot szolgáltató kitörések méghevesebbek lehetnek
• itt legjelentősebb a vulkáni törmelék, vagyis a riolittufa szerepe
• a sűrűn folyó, felszínre türemkedő savanyú láva hamar megszilárdul, így jönnek létre a kráternyílást elzáró, cipó formájú DAGADÓKÚPOK - legpusztítóbb vulkánkitörések. 
• a mélyben összegyűlő vízgőz és gázok feszítőereje irtózatos erejű robbanással a levegőbe röpítheti a dagadókúp száját lezáró lávadugót - Mont Pelée  - nógrádi várhegy

Dagadókúp

VULKÁNI UTÓMŰKÖDÉS

• a vulkáni működés szüneteiben, a kitörések végleges megszűnése után még évmilliókig is gőz- és gázszivárgások figyelhetők meg - vulkáni utóműködés! 
• FUMAROLA: 200-900C°, főleg vízgőzből áll kigőzölés, melyekhez különféle vegyületek társulhatnak
• SZOLFATÁRÁK: 200-400°C - kénvegyületek - H2S, SO2 - kigőzölé 
• MOFETTÁK: 100°C alatt: száraz CO2 gázfeltörések
• SAVANYÚVIZEK: Erdély borvizei, Mátra csevicéi 
• SZOFFIONI: 100°C körüli hőmérsékletű bórsavas gőzkilehelés 
• GEJZÍR: 100°Cnál kisebb hőmérsékletű forróvíz-kitörés

2.) ÉRCTELEPEK KELETKEZÉSE

ércek: azok az ásványok, ásványtársulások, melyek valamilyen fémet a kőzetburok átlagánál jóval nagyobb mennyiségben, koncentrációban tartalmaznak. Túlnyomórészt magmás folyamatokhoz (elsődleges ércképződés), részben pedig az üledékképződési folyamatokhoz (másodlagos) kapcsolódik

A.) MAGMÁS ÉRCTELEPEK képződése

• a felszín felé nyomuló magma alkotórészei a lehűlés következtében kiválnak, és sűrűségük alapján elkülönülnek.
•  először a legmagasabb hőmérsékleten szilárduló - 1000°C körül - nehézfémek - nikkel, platina, króm , + a vas ércásványai válnak ki,, majd az olvadt tömeg aljára süllyednek, és felhalmozódnak 
• így jöttek létre az elsődleges vasérctelepek: Svédország, Kanada, Brazília 
• ezek tehát a mélységi magmás kőzettesteken belül halmozódtak fel 
• a kéregben a fölfelé haladó magma más kőzetek közé nyomul be - a kőzetté szilárdulás záró szakaszában a magmamaradék behatol a mellékkőzetek repedéseibe, hasadékaiba, és ott lehűlve a hasadékokat kitöltő ércteléreket hoz létre. 
• a mellékkőzetek repedéseiben keresnek utat maguknak a magma gőzei, gázai, melyekből szintén ércek csapódhatnak ki 
• így jöttek létre a magmás eredetű, de már nem magmás kőzettesten belül, hanem érctelérekben felhalmozódott, ón-urán-tóriumérctelepek 
• a lehűlő magmás tömegbe jutó víz hirtelen felforr, és kioldja az érceket, majd továbbszállítja a mellékkőzetek repedéseibe --> újabb érctelérek --> HIDROTERMÁLIS ÉRCESEDÉS 
• így alakultak ki a színesfémek - cink, ólom, réz - valamint a nemesfémek - arany, ezüst
• Magyarországon a Mátrában a Recsk, és Rudabánya (hidrotermális)
• a magmatesttől távolodva az egyre alacsonyabb hőmérsékleten kiváló ércek halmozódtak fel. Ezért a kőzetburok felső része a legszegényebb magmás eredetű ércekben
• lepusztulással kerülhettek felszínre

Nikkel

B.) ÜLEDÉKES ÉRCTELEPEK képződése (kiegészítés)

• A folyóvizek oldat formájában szállított fémtartalma az eltérő vegyi összetételű tengervízbe érve kicsapódik.  
• Az érctelepek kialakulásában ásványos anyagokat hasznosító tengeri élő szervezetek is szerepet játszanak a -->  ómásodlagos (üledékes) érctelepek (vas-, mangán-, cink- és rézérctelepek). 
• az érc a folyók medrében halmozódik fel: A folyami hordaléknál súlyosabb ércszemek ott gyűlnek össze, ahol a folyó áramlása lelassul--> torlat (pl.:„vadnyugat”, szigetközi Duna-szakasz, Malajzia ónmosói)
• régebbi földtörténeti korok folyami üledékei között is találunk aranyfelhalmozódásokat (Alaszka)

3.) FÖLDRENGÉSEK

A földrengés az egyik legveszélyesebb természeti katasztrófa.
Egyértelmű előjelek nélkül pattannak ki, és általában a legelső rengés a legerősebb., legpusztítóbb, melyet utórengések követnek

Keletkezésük

A földrengéseket a szilárd kőzettestek elmozdulása okozza. A földkéregben felgyülemlett energia felszabadulásakor keletkező lökéshullámok, melyek a keletkezési pontból - HIPOCENTRUM - gömbhéjszerűen terjednek minden irányba.

• hipocentrum: a földrengések mélységbeli kipattanási helye, rengésfészek 
• epocentrum: a Föld középpontja és a rengésfészek közötti képzeletbeli egyenes földfelszíni döféspontja a rengésközpont

A legnagyobb feszültségek a kőzetlemezek találkozásánál keletkeznek, tehát a földrengések jelentős része ezen a területen alakul ki.

• INTERPLATE Földrengések: lemezek közti földrengések

• INTRAPLATE: szegélyektől távoli, lemezen belüli rengések

• TEKTONIKUS rengés: a lemezek mozgása okozza

A földrengés hullámmozgásként írható le: a hullámok egy része a rengésfészekből kiinduló hosszanti hullám,, amely rezgőmozgást végezve a kőzeteket összenyomja, ill. kitágítja.

Térhullámok:
P-hullámok: primer hullámok, ezek érik el legelőször a mérőállomásokat
S-Hullám: szekunder hullám: ezek általában a rengésfészekre merőlegesen terjedő, keresztirányú rezgést végző hullám

Felületi hullámok:

• Rayleigh-típusú hullám: a föld felszínén halad a hullám, szemmel látható

• Love-típusú hullám: a részecskék a hullám síkjában mozognak - sebessége nagyobb, mint az előzőé

A rengéshullámokat szeizmográfokkal mérik.

 ELOSZLÁS / KŐZETLEMEZEK

• évente 700-800.000 rengés
• 150.000 közvetlenül érzékelhető, 300-400.000 jelentős
• 80% a Csendes-óceán medencéjének peremén, 15% a Földközi tenger és az Indonéz-szigetvilág közötti sávban pattan ki 
• a földrengések is lemezhatárokon helyezkednek el 
• óceáni hátságok mentén kisebb erejű, mélytengeri árok közelében pedig mélyfészkű, erős rengések is előfordulnak 
• legnagyobb pusztítás: sekély fészkű
• az egymással súrlódó lemezszegélyek mentén is erős földrengések vannak - Szent András-törésvonal

Mérése:

• Mercalli-Cancani-Sieberg-skála a rengések hatásait veszik figyelembe
• 12 fokozat, nem műszeres, hanem tapasztalatokon alapul
• hátránya, hogy csak lakott területre alkalmazható 
• RICHTER-SKÁLA: a földrengések magnitúdóját a rengéskor felszabaduló energia adja meg
• a skála minden fokozaton 30x erősebb az előzőnél
• 9 fokozat, de igazából nincs felső határ.
• tényszerű adatokon nyugszik
• a rombolás mértéke függ a kőzetektől, beépítettségtől, népsűrűségtől

KÍRÉRŐJELENSÉGEK
- a rengéseket hatalmas szökőár-hullámok követhetik - cúnamik