Skalnjak v Botaničnem vrtu UM je bil osnovan leta 2000 in 2001 in se razteza na površini 800 m2. Za njegovo izgradnjo je bilo navoženih 450 m3 zemlje, 25 m3 granodiorita, 25 m3 apnenčastih skal in 8 m3 serpentinita, amfibolita in čizlakita.
Naš planet je v notranjosti zgrajen iz več plasti: skorje, plašča in jedra. Zaradi naraščanja temperature in tlaka proti središču Zemlje se te plasti med seboj razlikujejo po kemični zgradbi in fizikalnih lastnostih (slika Notranjost Zemlje).
Zunanjo plast imenujemo skorja. Sestavljajo jo trdne kamnine (silikati). Poznamo dva tipa skorje: kontinentalno in oceansko. Skorji sledi plašč, ki je tik pod skorjo še trden, proti središču Zemlje pa vse bolj viskozen. Sledi jedro, ki je zgrajeno iz težkih elementov, kot sta nikelj in železo. Zaradi visokih temperatur je jedro v zunanji plasti (zunanje jedro) tekoče, vse večji tlak proti središču, ki preprečuje taljenje, pa je vzrok, da je notranje jedro trdno in zgrajeno le iz železa.
Slika: Notranjost Zemlje
Skorja (oceanska* in kontinentalna**) + zgornji predeli plašča = Litosfera (trdna in hladna)
*oceanske plošče – tanjše in gostejše
**kontinentalne plošče – debelejše in redkejše
Litosfera ni enotna, pač pa razkosana na posamezne tektonske plošče. Poznamo
sedem večjih in več manjših tektonskih plošč.
Večje plošče so: Evrazijska, Severnoameriška, Južnoameriška, Pacifiška, Afriška, Indoavstralska tektonska plošča ter Antarktika. Območje Slovenije pa pripada manjši plošči, imenovani Jadranska litosferska plošča, ki pripada Afriški tektonski plošči.
Litosferi sledi naslednji sloj, imenovan astenosfera. Astenosfera je del Zemljinega plašča, ki sega do globine približno 400 km. Zaradi razmer, ki vladajo v tej plasti, je astenosfera sestavljena iz kamnin, segretih skoraj do njihovega tališča. Astenosfera je tako židka plast, deloma v tekočem in deloma v plastičnem stanju. To omogoča litosferskim tektonskim ploščam, da – podobno kot ledene gore na morju – plavajo na astenosferi.
Plošče se gibljejo s hitrostjo od nekaj cm na leto (hitrost rasti nohtov) do 15 cm na leto (podobno hitrosti rasti las).
Litosferske tektonske plošče se premikajo na tri različne načine (slika Premikanje litosferskih tektonskih plošč):
Slika: Premikanje litosferskih tektonskih plošč
Predvsem premikanje tektonskih plošč, njihovo lomljenje in v manjši meri vulkanska dejavnost imajo za posledico potrese ali sunkovita nihanja tal. Potresni valovi se širijo iz žarišča potresa pod površino (hipocenter), torej točke v zemeljski skorji, kjer se je zgodil lom tektonske plošče. Točka na površju, tik nad žariščem, kjer so učinki potresa tudi najbolj vidni, imenujemo nadžarišče ali epicenter.
Potresomer ali seizmograf je naprava, s pomočjo katere merimo potresna valovanja. Moč ali intenziteto potresa merimo z magnitudo. To je energija (seizmična), ki se sprosti v žarišču potresa in meri učinke potresa na predmetih, zgradbah in naravi.
Prvo lestvico (1935) je vpeljal ameriški seizmolog Charles Francis Richter, zato se po njem imenuje Richterjeva lestvica. Lestvica je logaritemska, kar pomeni, da je vsaka stopnja potresa skoraj 32-krat močnejša od prejšnje. Lestvica je 9-stopenjska, od 1,0 do stopnje 9,0 in več, zato zgornje meje teoretično nima. Največjo magnitudo (9,5) so zabeležili leta 1960 v Čilu. V teoriji naj potresi na Zemlji ne bi dosegli večje magnitude od zabeležene 9,5 brez vira zunanje energije. Strokovnjaki seizmologi domnevajo, da se je Zemlja stresla z magnitudo 13, ko je pred 66 milijoni let na planet padel asteroid s premerom 10–15 km. Padcu asteroida pripisujejo nenadne klimatske spremembe in izumrtje večine (75 %) rastlinskih ter živalskih vrst, tudi nekaterih dinozavrov. Strokovnjaki prav tako domnevajo, da potresa z magnitudo 15 ne bi preživel nihče na Zemlji.
V Sloveniji od 1995 uporabljamo t. i. Evropsko potresno (makroseizmično) lestvico (angl. European Macroseismic Scale – EMS), ki je bila leta 1998 dopolnjena (zato kratica EMS-89). Lestvica ima 12 stopenj (od I – nezaznaven potres, V – lažje poškodbe na zgradbi, do XII – popolnoma uničujoč potres).
Ker leži Slovenija na stičišču treh tektonskih plošč (Evrazijske na severu, Afriške na jugu in Jadranske med njima), velja za potresno dejavnejše območje (država s srednjo potresno nevarnostjo – slika Potresna nevarnost v Sloveniji). Čeprav potresi pri nas ne dosegajo velikih magnitud, pa so lahko njihovi učinki dokaj hudi zaradi razmeroma plitvih žarišč (5–15 km). Potresno najbolj nevarna so območja osrednje in severozahodne Slovenije. V preteklosti smo v Sloveniji zabeležili kar 80 potresov z učinki VI–VII EMS in 5 z žarišči izven države.
Slika: Potresna nevarnost v Sloveniji (Vir: ARSO)
Kot je razvidno na sliki Lokacije epicentrov potresov, se največ potresov zgodi ob stikih litosferskih tektonskih plošč.
Slika: Lokacije epicentrov potresov v obdobju med letoma 1900 in 2017
Posebej veliko potresov kot tudi izbruhov vulkanov je na t. i. tihomorskem ognjenem obroču (angl. Ring of Fire), stičišču mnogih tektonskih plošč (slika Tihomorski ohnjeni obroč).
Slika: Tihomorski ognjeni obroč, kjer se pojavlja kar 90 % vseh potresov in 25 % vseh izbruhov ognjenikov
Slika: Kamninski krog
Kot je razvidno iz sheme Kamninski krog, z ohlajanjem magme ali lave nastajajo magmatske kamnine.
V primeru, da se magma strdi v Zemljini notranjosti, nastanejo kamnine, ki jih imenujemo globočnine. Magma se pod površjem strjuje počasi, zato imajo globočnine enakomerno strukturo in velika mineralna zrna.
S strjevanjem lave nastanejo prodornine. Lava se na površju hitro ohlaja, zato imajo te vulkanske kamnine manj enakomerno strukturo, minerali so manjši.
Med magmatske kamnine prištevamo tudi žilnine, ki se v obliki žil pojavljajo v razpokah plitvo pod površjem.
Kamnine na zemeljskem površju v procesu preperevanja razpadajo. Preperevanje se dogaja zaradi naravnih sil (voda, led, ogrevanje in ohlajanje, veter, vodni tokovi) in kamnine razpadejo na bolj ali manj fine delce.
Druga skupina kamnin so sedimentne kamnine ali usedline. Kot pove že samo ime, gre za kamnine, ki so nastale z usedanjem (sedimentacijo) različnih razpadlih kamnin in materialov biološkega izvora, zaradi česar v so v njih pogosto fosili ali odmrli organizmi. Sedimentne kamnine nastanejo v procesu litifikacije, ko pride zaradi visokega tlaka do stiskanja in vezanja finih delcev v trdno celoto.
Tretja skupina so metamorfne kamnine. Tako se imenujejo
zaradi dejstva, ker nastanejo v procesu preoblikovanja (metamorfoze) kamnin
ostalih dveh skupin. Metamorfoza se dogaja v globljih delih zemeljske skorje,
kjer vladajo izjemni pogoji
(tlak > 100 MPa* in temperatura > 150 °C.)
*megapaskal = 106 Pa
|
Skupina |
Nastanek |
Značilnosti |
Delitev |
Kamnina |
|
MAGMATSKE KAMNINE |
Nastajajo pri ohlajevanju in strjevanju magme ali lave. |
Slabo prepuščajo vodo. Imajo kristalasto strukturo in preperevajo enakomerno. |
GLOBOČNINE Magma se ohlaja in strdi globoko v zemeljski skorji. |
|
|
Granodiorit
|
||||
|
peridotit |
||||
|
PRODORNINE Magma prodre na površje v obliki lave. Imenujemo jih tudi vulkanske kamnine. |
||||
|
portir |
||||
|
trahit |
||||
|
ŽILNINE Magma vdre v razpoke že obstoječih kamnin in se tam strdi. |
||||
|
SEDIMENTNE KAMNINE |
Nastanejo s sedimentacijo, preperevanjem ali z erozijo drugih kamnin in ostankov organizmov. |
Imajo prepoznavne plasti in lahko vsebujejo fosile. |
MEHANSKE ALI KLASTIČNE Nastale so na kopnem iz delcev, ki so posledica erozije in preperevanja. |
breča (grušč) |
|
peščenjak (pesek) |
||||
|
meljevec (melj) |
||||
|
glinavec (glina) |
||||
|
laporovec (lapor) |
||||
|
muljevec |
||||
|
PIROKLASTIČNE Nastale so s sprijemanjem in usedanjem vulkanskega pepela in prahu. |
||||
|
BIOKEMIČNE Nastale so z usedanjem delov morskih organizmov. |
Apnenec 
 |
|||
|
dolomit |
||||
|
roženec |
||||
|
KEMIČNE Nastale so z izločanjem v vodi raztopljenih mineralnih snovi. |
halit |
|||
|
silvin |
||||
|
sadra |
||||
|
anhidrit |
||||
|
METAMORFNE KAMNINE |
Nastajajo z metamorfozo iz katere koli predhodne kamnine (magmatske, sedimentne ali že nastale metamorfne). |
So manj odporne proti preperevanju in eroziji. Imajo enako kemijsko sestavo in lastnosti kot predhodna kamnina, iz katere so nastale. |
||
|
||||
|
rogovec |
||||
|
skarn |
||||
|
milonit |
||||
|
tektonska breča |
||||
Granodiorit je magmatska kamnina, natančneje globočnina. Je kisla kamnina, iz katere med procesom preperevanja nastajajo kisla tla.
Granodiorit s Pohorja so najprej poimenovali pohorski granit, pozneje tonalit in kremenov diorit. Petrološke analize so pokazale, da v masivu prevladuje granodiorit. Na južnem pobočju Pohorja ga pridobivamo v bližini Oplotnice pri Cezlaku v kamnolomu Cezlak I, na severnem pobočju Pohorja pa v Josipdolu. Kamnina je trda, trdna in zelo odporna proti statičnim mehanskim obremenitvam (Žlender & Dolinar, 2008, str. 40)
Apnenec je pogosta sedimentna kamnina, ki nastane z usedanjem in nalaganjem hišic odmrlih živali v morju. V Sloveniji predstavljajo apnenci 10–15 % vseh sedimentnih kamnin in pokrivajo več kot 40 % površja države.
Apnenec je sestavljen iz mikrokristalov kalcita, kemijsko kalcijevega karbonata (CaCO3), ki vsebuje še razne primesi, zato ni vedno bele barve. Kalcit izvira iz odlomkov lupin in skeletov mehkužcev ter drugih morskih organizmov, zato lahko v njem najdemo dobro ohranjene fosile.
Apnenec se nahaja v pokrajinah, ki jih imenujemo kras (angl. Karst). Gre za sprejet geološki pojem, ki se je razširil iz geografskega – po slovenski pokrajini Kras. Za kras so značilni kraški pojavi, kot so kraške jame z značilnimi kapniki, presihajoča jezera (Cerkniško jezero), vrtače in uvale. Kapniki nastajajo, ker se v vodi z raztopljenim ogljikovim dioksidom (šibka kislina) apnenec raztaplja, v jamah pa ponovno obarja. V Sloveniji so Julijske Alpe pretežno iz apnenca.
Eno najbolj zanimivih in obetavnih nahajališč različnih vrst apnenca, ki se zaradi svoje kakovosti uporablja v gradbeništvu in umetnosti, je prav gotovo Kras. Zgodovinski podatki kažejo, da so na Krasu pridobivali naravni kamen že pred več kot dva tisoč leti. Podrobnejše terenske in laboratorijske preiskave teh kamnin pa so se začele šele po drugi svetovni vojni. Nahajališča sivih in pisanih karbonatnih kamnin so tudi v osrednji Sloveniji, na notranjsko-dolenjskem krasu in v Beli krajini. Na Tolminskem so nahajališča pisanih apnencev, na Štajerskem in v Posavskem hribovju pa litotamnijskih apnencev.
Apnenec se uporablja v kmetijstvu (pri apnenju tal – za dvig pH-vrednosti), kalcijev oksid (CaO) ali živo apno se uporablja v gradbeništvu (malta, beljenje) in v kemijski industriji (kot sredstvo za nevtralizacijo kislih raztopin, v proizvodnji stekla, cementa).
Sepertinit je masivna metamorfna kamnina. Nastane pri nizki stopnji metamorfoze ultrabazičnih kamnin ob prisotnosti vode. Sestavlja ga mineral serpertin. Je zelene do črne barve z značilno površino, ki je videti kot nepravilno prepletena mreža. Pri preparevanju nastane prst, ki je bazična.
Nahajališče serpertinita je na obrobju Pohorja, Kobanskega in Kozjaka.
Rastline, ki rastejo na serpentinitu, so se tej revni matični podlagi prilagodile. Na njih lahko opazimo spremembe ali serpentinomorfoze (Krajnčič, 20014), kot so:
- stenofilija ali redukcija listne površine,
- debelolistnost, ki se na rastlinah pojavi
zaradi pomanjkanja hranilnih snovi v serpentinitu, ki je v glavnem silikat
Fe-Mg,
- močnejši razvoj sklerenhimov,
- nanizem ali pritlikava rast rastline,
- plagiotropizem je pojav, ko postanejo
rastline blazinaste in grmaste,
- purpurescencija je pojav rdeče obarvanih
listov in stebla zaradi pomanjkanja fosforja na tleh iz serpentinita,
- rastline imajo povečan koreninski sistem.
