Reliéf a jeho tvary

*Před více než dvěma tisíci lety překročil velký kartaginský vojevůdce Hannibal Alpy a vedl tisíce vojáků, koní a nechvalně proslulých slonů k vítězství nad Římem.   Byl to obrovský podnik a znalost terénu nebo získání strategické kontroly nad horskými průsmyky a řekami bylo často klíčem k budování impéria. Ale zápletku tohoto příběhu si necháme do světových dějin.   Dnes se místo toho zaměříme na prostředí: krajinu, po které se cestovalo. Topografie neboli tvar regionu nebo země ovlivňoval mnohé - například životní styl, ekonomické aktivity a dopravu. Díky izolovaným komunitám vzkvétajícím v místech, která jsou pro okolní svět těžko dostupná, jsme dokonce získali odlišné kultury a jazyky. Jako fyzičtí geografové tedy chceme vědět, jak se scéna - Země - vytvořila. Třeba to, co utvářelo povrch Země a vedlo ke vzniku tolika různých tvarů reliéfu neboli rysů. A existovaly vždy, nebo se země v průběhu času měnila? A proč je tahle sopka tady a ne tamhle?  Už víme, že Země je výsledkem mnoha procesů - a její topografie není jiná. Některé procesy probíhají hluboko v zemském nitru a některé zůstávají na povrchu. Ale stejně jako se atmosféra a biosféra neustále mění s tokem energie a koloběhem živin, tyto procesy v litosféře mění samotnou půdu pod našima nohama. Jmenuji se Alizé Carrère a hovořím s vámi v pořadu Crash Course Geography.*

Ať už žijeme ve městě, na předměstí nebo na venkově, jsme zasazeni do určité krajiny. Tyto kopce, rybníky nebo jezera vidíme každý den a stávají se pro nás běžnými. Proto navštěvujeme působivé krajiny, jako je místo, kterému dnes říkáme Half Dome v Yosemitském národním parku v USA, Uluru v Austrálii nebo pláně Serengeti v Tanzanii - všechno přírodní prostředí, které nás naplňuje pocitem vznešenosti a úcty. Ať už se však nacházíme kdekoli, země je tvořena fyzickými prvky, jako jsou kopce, údolí a náhorní plošiny. A všechny tyto fyzikální prvky můžeme studovat - dokonce i ty obyčejné. Geomorfologie je vědecké studium tvarů reliéfu, procesů, které je vytvářejí, příčin jejich proměnlivosti a jejich významu v různých měřítkách. Vysoké hory nebo ploché pláně, které se táhnou, kam až oko dohlédne, se mohou zdát nadčasové, ale ve skutečnosti se neustále mění díky síti vzájemně provázaných systémů, které recyklují a přetvářejí Zemi. Stejně jako koloběh hornin posouvá minerály přes vyvřelé, sedimentární a metamorfní fáze, které utvářejí většinu zemské kůry, a spoléhá se na procesy v hlubinách i na povrchu Země. A to, kde tyto procesy horninového cyklu tvoří a ničí horniny, se řídí schématem, kterému říkáme tektonický cyklus.

Tektonický cyklus funguje v obrovském měřítku a pohybuje rozsáhlými úseky zemské kůry zvanými desky po celé zeměkouli, což vytváří významné geografické útvary, jako jsou pohoří, oceánské pánve a kontinentální štíty. A pak je tu hydrologický cyklus, který vysvětluje, jak voda neustále přechází mezi kapalným, plynným a pevným skupenstvím, když cirkuluje do atmosféry, litosféry, hydrosféry a biosféry a z nich ven - každá z těchto oblastí je samostatným systémem s mnoha podsystémy. Horninový, tektonický a hydrologický cyklus a jejich četné podsystémy tvoří geologický cyklus. Ukazují také vzájemné vztahy mezi dvěma zastřešujícími vnitřními a vnějšími systémy, které utvářejí topografii v místech, kde se spojují země, atmosféra a oceán: endogenní a exogenní procesy. Endogenní procesy jsou síly, které vycházejí z nitra Země.   Jako například vyvřelé procesy, které vyvrhují čerstvé horniny z nitra na povrch, a tektonické procesy, které působí na zvedání nebo snižování pevniny. Vytvářejí počáteční tvary reliéfu, jako jsou pevniny, oceánské pánve a pohoří, která se táhnou přes celé kontinenty. Je to něco jako počáteční tahy na obraze. Jako kontinentální pevniny, oceánské pánve, pohoří, která se táhnou přes celé kontinenty.

Drobné detaily přijdou na řadu později. Pro vytvoření tvarů reliéfu z magmatické a tektonické činnosti se horninový cyklus, tektonický cyklus a hydrologický cyklus vzájemně spouštějí nad zemí i pod zemí různými způsoby, které mění topografii. Mohutné síly, které se uvolňují při tektonické činnosti, kdy se desky posouvají kolem zeměkoule a způsobují zemětřesení a tsunami, vystavují horniny obrovskému napětí. A horniny reagují na napětí různě v závislosti na tom, zda jsou na povrchu, nebo hluboko pod zemí. Horniny na povrchu jsou křehké, a když tahové síly z pohybujících se desek táhnou zemskou kůru různými směry, dostávají se pod tlak nebo napětí a v procesu zvaném zlomy se lámou nebo praskají. Tyto trhliny nebo zlomy v zemské kůře ukazují, jak se hornina na obou stranách pohybovala.   Hornina se mohla během let, desetiletí nebo dokonce staletí posunout horizontálně nebo vertikálně o pouhý centimetr nebo až o 15 metrů. Tak jako v září 2005 došlo k sérii zemětřesení podél úseku, který se nazývá Afarská prohlubeň, a vznikl tak otvor široký osm metrů. I když to pro tuto oblast nebylo nic nového, protože Afarská deprese je oblast otevřených trhlin a zlomů v severním cípu Velké příkopové propadliny.

A Velká příkopová propadlina je primární větví Východoafrického příkopového systému, který se táhne od dnešního Jordánska na severu, přes Mrtvé a Rudé moře a podél celé východní Afriky až k ústí řeky Zambezi. Podobně jako sopky Ohnivého kruhu vyznačují hranice desek v Tichém oceánu, leží Východoafrický riftový systém na hranicích tří tektonických desek - Arabské, Africko-nubijské a Africko-somalijské. Jedná se o obrovský soubor zlomů, které se začaly formovat, když se desky začaly rozcházet asi před 25 miliony let. Náhlý zlom v roce 2005 byl jen malým krokem v dlouhém procesu, který v současné době odtrhává severovýchod Etiopie a Eritreje od zbytku Afriky. Nakonec vznikne nový oceán - ale to bude trvat miliony let. Zejména některé zlomy systému Východoafrické riftové trhliny jsou normální zlomy, což je běžný typ zlomů, které vznikají tam, kde se zemská kůra vertikálně rozestupuje.   Ve velkém měřítku, když dvojice zlomů pracují společně, vytvářejí bloková nebo zlomově bloková pohoří, jako jsou Vogézy ve Francii. Ačkoli zlomy a trhliny - a s nimi spojená sopečná a zemětřesná činnost - nezabránily lidem žít na okraji. Tektonické střety ve Velké příkopové propadlině trvají již desítky milionů let.

Ale už před několika miliony let byla cesta lidské evoluce zaznamenána v sedimentech a fosiliích v celé oblasti, kterou někteří nazývají "kolébkou lidstva", když naši dávní předkové před lidmi chodili a šplhali po těchto údolích. Dnes jsou úrodné svahy mnoha sopek, které se táhnou po celé délce riftu, a hluboká protáhlá jezera na dně údolí domovem nejen pakoňů, žiraf, zeber, impal a slonů, ale také největších afrických měst.   Jsou také důležitými zemědělskými produkčními oblastmi vyvážejícími kávu, čaj a sisal. Zlomy však nejsou jediným způsobem, jak tektonické a horninové cykly společně vytvářejí tvary reliéfu.   Na rozdíl od křehkých povrchových hornin, které se při natahování nebo roztahování lámou, se hluboko uložené horniny, které jsou dlouhodobě zahřívány a stlačovány, mohou ohýbat v procesu zvaném falcování. Nezapomeňte, že sedimentární horniny tvoří vodorovné vrstvy neboli vrstvy. A když jsou stlačovány nebo komprimovány - jako například při srážce dvou kontinentálních desek na sbližujících se hranicích desek - ohýbají se do oblouků zvaných antiklinály, které jsou odděleny žlaby zvanými synklinály. Je to podobné, jako když si rozložíme kus tlusté látky a pak ji najednou z obou konců shrneme k sobě, aby vznikly záhyby. Když to uděláme se zemským povrchem, získáme pásma záhybů, jako je pohoří Jura ve Francii a Švýcarsku.

Jak zvlnění, tak zlomy vytvářejí rozsáhlé tvary reliéfu a utvářejí krajinu opravdu dramatickým způsobem. Stejně jako obojí může být součástí procesu výstavby hor zvaného orogeneze, což doslova znamená "zrod hor". A ve skutečnosti je orogeneze jen další způsob, jakým se horninový cyklus propojuje s tektonickým cyklem.   Hory jsou jen horniny, které byly tektonickými procesy podél okrajů desek při jejich pohybu vyzdviženy vysoko nad své okolí. Jako když se indická deska prohnula do euroasijské desky, vznikla rozsáhlá zvrásněná a zlomová horská pásma a horniny v zemské kůře byly zesíleny, deformovány a metamorfovány.   V důsledku kolize vznikly Himálaje, které jsou ve skutečnosti spíše třemi široce rovnoběžnými pohořími, z nichž každé označuje jinou sekvenci v procesu vyzdvihování. Procesy, které stále probíhají.  V současné době se indická deska posouvá na sever závratnou rychlostí 5 cm ročně, což způsobuje, že Himálajské pohoří nadále roste rychlostí jeden centimetr ročně, tedy 10 kilometrů za milion let. Což je z geologického hlediska něco jako warpová rychlost. Horská pásma mohou růst také v důsledku dalších endogenních procesů, jako je vulkanismus, kdy se na povrchu hromadí velké množství sopečných hornin, které jsou vytlačovány magmatem. Jako například na poloostrově Kamčatka na ruském Dálném východě, což je dramatická sopečná krajina nesmírné krásy.

Na tomto relativně malém kousku pobřeží se nachází více než 300 sopek, z nichž 29 je aktivních. Sopky jsou hory nebo kopce vzniklé vyvřelinovými procesy, kdy magma hluboko v nitru Země vyvrhne na povrch lávu, která pak vychladne a ztuhne.   Nejčastěji se magma dostává na povrch v místech, kde se stýkají dvě desky, proto se mnoho sopek nachází nad subdukčními zónami, kde je jedna tektonická deska vtahována pod druhou. U nás v Rusku leží poloostrov Kamčatka západně od Kurilsko-Kamčatského příkopu, kde ponořená pacifická deska vytváří subdukční zónu a způsobuje sopečnou činnost. Když se tedy díváme na aktivní sopku nebo jiné pohoří, vidíme ve skutečnosti část tektonického cyklu Země, který se uvolňuje prostřednictvím endogenních procesů, jež přinášejí čerstvé horniny na povrch a posouvají a deformují zemskou kůru. Náš obraz Země se tedy pěkně vyvíjí. Jakmile je pevnina tektonickými silami a vnitřním duněním Země dramaticky vyzdvižena nebo rozervána, jsou počáteční tvary reliéfu, jako jsou horské masivy, vytvarovány do postupných tvarů reliéfu. To jsou detaily - [šťastné malé] vrcholy, údolí a další rysy vybroušené vnějšími nebo exogenními procesy působícími na povrch, které odstraňují horninový materiál a zmenšují pevninu.

Při endogenních procesech jsou hlavními aktéry utvářejícími zemskou kůru tektonický a horninový cyklus, ale při exogenních procesech se do hry dostává hydrologický cyklus, který působí na horninový cyklus. Voda cirkulující z oceánu do atmosféry je důležitá v ročním pochodu ročních období, ale také v geologickém cyklu, kterým se Země obnovuje a reprodukuje. Stejně jako pára v atmosféře sestupuje dolů, aby vytvářela život a růst a vytvářela půdu z hornin prostřednictvím zvětrávání neboli rozpadu a rozpadu hornin. Postupem času jsou zvětralé horniny vyzvedávány a unášeny vodou, větrem a ledem v procesu eroze, kde se hromadí a vytvářejí sedimentární horniny nebo jsou subdukovány s potápějící se oceánskou deskou. Různé horniny mají různou odolnost vůči zvětrávání a erozi, která závisí na všech aspektech, od velikosti zrn a tvrdosti přes pórovitost a propustnost až po minerální složení. Odolnost má však ve skutečnosti velký vliv na to, jak vypadají tvary reliéfu a krajiny.   Horniny, které jsou odolné vůči zvětrávání a erozi, budou stát výše než méně odolné horniny.   A zvětralé horniny se snáze zvedají, přemisťují a ukládají na jiném místě. Například když jsou záhyby hluboce erodované, jako je tomu v Appalačském pohoří podél východní části USA, skončí jako hřebeny a údolí.

Když erodovaly slabší horniny, jako jsou břidlice a vápence, zůstaly tvrdé pískovce a křemence stát jako dlouhé úzké rovnoběžné hřbety. A tyto hřbety byly protnuty a dále erodovány řekami.   Tyto zlomy ovlivnily migraci, způsob osídlení a dokonce i kulturní rysy v USA v 17. století, protože tok lidí, zboží a myšlenek se řídil touto topografií. Zvětrávání a eroze po sobě zanechaly také některé z našich nejúžasnějších krajin.   Například v odlehlém, suchém vnitrozemí australského vnitrozemí stojí Uluru, pískovcový útvar zvaný inselberg, jehož stáří odhadujeme na 550 milionů let. Vypadá to, jako by 348 metrů vysoká skála, která má kolem dokola 9,4 kilometru, byla právě shozena na zem.   Uluru je však erozní pozůstatek a vše, co zbylo z dávné planiny, která by byla na úrovni dnešního dómu. Staletí trvající eroze způsobená větrem a vodou odstranila slabší horniny a nad okolní krajinou zůstaly vyčnívat erozi odolné skalní dómy, jako je tento. Uluru je nejznámější a je posvátný pro tradiční obyvatele země, kteří kolem skály žijí již tisíce let. Útesy a kaňony, pláže a duny, záplavové oblasti a říční údolí, náhorní plošiny a hory - to vše jsou produkty neklidné Země a výrazně ovlivňují způsob, jakým lidé žijí a odvozují smysl a pocit místa v různých krajinách.

V konečném důsledku jsou krajiny součástí naší kolektivní lidské zkušenosti, našich bojů a vítězství. V několika příštích dílech si povíme více o endogenních a exogenních procesech - zejména o zvětrávání, erozi a síle vody - protože jsou pro obyčejné i neobyčejné krajiny kolem nás zásadní. Země se pod našima nohama skutečně mění. Někdy nekonečně pomalu, jako je tomu u tektonických procesů, a někdy okamžitě, když vybuchují sopky. Příště se podíváme na velkolepý ohňostroj, který příroda pořádá, abychom viděli různé typy sopek a různé krajiny, které vytvářejí. Mnohé mapy a hranice představují moderní geopolitické rozdělení, o kterém bylo často rozhodnuto bez konzultace, souhlasu nebo uznání původních obyvatel země.