GACR

Hlavním cílem předkládaného projektu je výzkum mechanismů křehkého porušení hornin, a zejména experimentální ověření vlivu mikrostavby hornin na toto porušení. Během výzkumu bude ověřena platnost teorie střižného porušení či teorie tahového porušení vzorků při jednoosém zatížení v podmínkách křehké deformace. Dalším z cílů projektu je ověření možnosti využití metody měření akustické emise jako kontrolního systému sledujícího pokračující destrukci vzorku při zatěžování. Testy budou prováděny na různých horninových typech, odrážejících hlavní genetické typy (vyvřelé, metamorfované a sedimentární horniny), horniny s odlišnou symetrií stavby (isotropní resp. kvasiisotropní horniny, horniny s prvky anisotropie - transversálně isotroponí, ortogonální či monoklinické prostředí), horniny s odlišnou intensitou mikrostaveb (např. řada jemnozrnná - středně zrnitá - hrubozrnná). Série zkušebních vzorků bude vybrána tak, aby bylo možné ověřit vliv složení, horninové stavby a přítomnosti defektů.

Na základě odběrů a analýzy vzorků vody z padajících, usazených a podkorunových srážek prokázat variabilitu a závislost koncentrací (anorganických) polutantů (KP) v průběhu jednotlivých epizod na druhu (padajících, usazených) atmosférických srážek a na meteorologických podmínkách. V experimentálním zalesněném povodí pak posoudit odezvu těchto typů srážek v horninovém podloží a v metabolizmu dominantních lesních dřevin. KP v usazených srážkách závisí na mikrofyzikálních vlastnostech mlhy, především na vodním obsahu (LWC) a na místních zdrojích znečištění. U padajících srážek lze předpokládat závislost KP na směru přenosu, charakteru srážkové oblačnosti, jejím vertikálním rozsahu a procesu sycení polutanty po trase přenosu. Na základě studia existujících dat a nově provedených analýz budou hledány vztahy mezi KP v padajících a usazených srážkách a dynamikou biogeochemických cyklů vybraných minoritních a stopových prvků v experimentálním povodí.

Střednědevonští mřížovci byli v Barrandienu zaznamenáni několika autory (Fabian 1933, Čejchan 1987, Braun & Budil 1999). Zdá se, že je zde zastoupena poměrně bohatá diverzifikovaná mřížovcová fauna v celkem unikátní stratigrafické pozici mezi světovýmipaleozoickými lokalitami. Tato fauna však dosud nebyla monograficky zpracována. Taxonomicky jsou zde zastoupeni jak albaillelidi, tak entaktiniidi. Předchozí studie (Čejchan 1987) ukazují na přítomnost několika evolučních linií ceratoikiscidů, s několikanovými druhy charakteristickými pro eifelské stáří. Mřížovcová mikrofauna je doprovázena makrofaunou goniatitů, mlžů, trilobitů, a.j., a rovněž faunou konodontů. Tak by mohly být případné nově stanovené biozóny přímo korelovány se standardní konodontovoua goniatitovou zonací. Fauna se jeví jako klíčová pro řešení otázky datování a přesného průběhu evolučního zvratu (turnover) staropaleozoických spumellarií, umísťovaného někam do spodního až středního devonu.

Těžištěm projektu je sledování vývoje brachiopodových společenstev při hranici trias x jura a podrobné taxonomické zpracování nových nálezů, při kterém bude kladen důraz na charakter vnitřní stavby a na variabilitu vnější morfologie schránek. Zrevidovánbude i rozsáhlý srovnávací materiál brachiopodů z tohoto časového úseku uložený ve sbírkách ústavů v Innsbrucku a Vídni. Na podkladě podrobného studia charakteristických profilů v Severních vápencových Alpách a revize nových nálezů brachiopodů budoudoloženy změny v procentuálním zastoupení jednotlivých skupin brachiopodů mezi svrchním triasem a nejspodnější jurou, kdy došlo k redukci marinních společenstev v globálním měřítku. Výsledky paleontologického studia budou doplněny poznatky z výzkumůprováděných současně dalšími specialisty. Přispějí tak k lepšímu poznání vývoje skupiny brachiopodů v rámci celkové marinní fauny během globální krize na konci triasu, k obohacení dosavadních poznatků o paleoprostředí a paleogeografii.

Proces porušování hornin před mezí pevnosti v oblasti růstu a porušení trhlinami, které lze odvodit z přetvárné křivky při zkouškách pevnosti v tlaku nebo tahu, je pravděpodobně jedním z klíčových jevů, ovlivňujících trvanlivost přírodního kamene. V porovnání s předchozími empirickými přístupy (zmrazovací cykly, krystalizace solí, roztažnost po nasáknutí), bude tato pracovní hypotéza ověřována sérií laboratorních experimentů s využitím geomechanických zkoušek včetně měření akustické emise. Zkoušky budou provedeny na souboru pórovitých hornin (pískovce, opuky, tufity, biodetritické vápence) s velkým rozsahem pórovitosti (5-30 obj. %) a proměnlivou distribucí velikosti pórů, zrnitostí, stupněm zpevnění nebo fyzikálními vlastnostmi. Část zkušebních těles bude před geomechanickými zkouškami podrobena simulovanému zvětrávání nebo bude napuštěna různými konzervačními látkami s cílem změnit parametry horninové stavby a mechanické vlastnosti. Z naměřených přetvárných křivek budou odvozeny energetické parametry deformačního procesu, a z nich bude poté interpretována náchylnost ke zvětrávání.

Solné zvětrávání je považováno za klíčové pro vznik řady geomorfologických forem v pískovcích. Cílem projektu, který je založen na terenních experimentech a aplikaci vzájemně se doplňujících metod, je charakterizovat vlastnosti a procesy, které jsou kritické pro solné zvětrávání, avšak dosud byly velmi málo studovány v terenních podmínkách. Jsou to zejména migrace vody, páry a rozpustěných solí v povrchové zóně pískovcových těles (vč. povrchových krust). Bude též testována hypotéza, že klíčový vliv na kavernózní zvětrávání pískovce má proměnlivost výparu v čase. Na vhodné lokalitě Střeleč (činný pískovcový lom s opuštěnými výchozy různého stáří vč. zárodečných krust) budou aplikovány metody převzaté zejména z existujících laboratorních technik. K jejich testovaní zde bude možné plné využití plně destruktivních, avšak prověřených metod. Vyvinutý postup pro studium a charakterizaci procesů v povrchové zóně pískovcových těles pak bude aplikován na přirozených skalních výchozech pískovců v ČR.

V průběhu posledních desítek let bylo nalezeno velké množství fosílií ryb v oligocenně-miocénních sedimentech Karpat. Ačkoli byly tyto nálezy studovány, juvenilním a larválním stádiím byla věnována jen malá pozornost. Cílem předkládaného projektu je doplnit znalosti o ontogenezi vybraných taxonů fosilních ryb na základě kolekce z lokality Hermanowa, čítající několik set exemplářů a obsahující různá vývojová stádia. Takový materiál umožní rozpoznat průběh ontogeneze u příslušných druhů a tyto informace poslouží pro přehodnocení studovaných taxonů ze systematického hlediska. Komplexní popis a analýza společenstva poskytne data, která v kontextu ostatních lokalit regionu mohou odhalit nové aspekty změn rybí fauny v průběhu oligo-miocénu.

Vltavíny jsou středoevropské tektity geneticky svázané s kráterem Ries. Dosud nejsou jednoznačně určeny zdrojové materiály vltavínů a objasněny procesy jejich chemické diferenciace. Studium vltavínů naznačuje, že ke zdrojovým materiálům sedimentárního původu mohla přispívat i rostlinná biomasa, již indikuje mj. obohacení prvky esenciálními pro rostliny, provázené ochuzením o neesenciální prvky, a izotopové složení uhlíku ve skle vltavínů. Cílem projektu je ověření této hypotézy izotopovou analýzou prvků podléhajících biologické izotopové frakcionaci, především C a O ve skle a plynných inkluzích vltavínů, a Si, Ca, Mg a Li ve vltavínech a vzorcích riesských sedimentů pomocí izotopové hmotnostní spektrometrie. Výběr vzorků k izotopovým analýzám a interpretace jejich výsledků budou vycházet z detailní geochemické charakterizace řadou metod. Dále bude studována Re–Os systematika a obsahy Cr a platinových kovů jako indikátorů extraterestrické kontaminace. Získané poznatky by měly významně přispět k hlubšímu poznání procesů vzniku tektitů s aplikací v astrobiologii.

V posledních 20 letech byl zaznamenám zvyšující se počet betonových konstrukcí poškozených v důsledku alkalicko-silikátové reakce (ASR). V České republice byla pozorována ASR porušující cemento betonové kryty vozovek, mosty a přehrady. Jedním z hlavních důvodů zvyšujícího se počtu poškozených konstrukcí je časté používání křemenem bohatých typů hornin v betonu kombinované s nedostatečnou znalostí parametrů ovlivňujících jejich reaktivnost.Navrhovaný projekt má za cíl stanovit reaktivnost křemenem bohatých typů hornin chemickými metodami a dilatometrickou metodou kombinovanou s analýzou akustické emise. Využití mikroskopických metod (SEM/EDS, CL, TEM, FTIR) povede k detailní charakterizaci křemene z pohledu mikrostrukturních a deformačních vlastností. Kombinace obou přístupů umožní identifikovat parametry ovlivňující alkalickou reaktivnost křemene. Výsledky budou publikovány v mezinárodních periodikách. Jejich aplikace v podobě technického předpisu upravujícího testování ASR kameniva přispěje k zamezení vzniku ASR v nově vznikajících konstrukcích v České republice.

Cílem projektu je identifikace otevřených systémů v reálných horninách a rekonstrukce p-T-x stavu magmatu před, během, a po otevření systému. Na vzorcích z vybraných granitoidních a ryolitových systémů, které prošly stádiem otevření a nerovnováhy, budou studovány textury hornin a detailně zonální stavba minerálů. Studovány budou systémy které prošly intenzivním míšením magmat (minglingem a mixingem), subvulkanickými a vulkanickými procesy. Hlavním metodickým přínosem projektu je kombinace nejmodernějších zobrazovacích metod (BSE a barevná CL), plošných analytických metod ("mapování" pomocí EMPA a LA-ICP-MS) a lokální mikroanalýzy (EMPA, LA-ICP-MS). Dále budou použity metody klasické petrologie a mineralogie (studium rovnovážných vers. nerovnovážných textur) a metody geochronologické mikroanalýzy (U/Pb pomocí LA-ICP-MS). Pro každý magmatický systém bude sestaven genetický model.