Vědecké zaměření
Ústav je tradičně organizován do tří základních vědeckých směrů studujících vznik a vývoj magmatických hornin, metamorfní procesy v horninách zemské kůry a pláště a záznam deformací během jejich tvorby a transportu na zemský povrch. Protože tyto procesy se odehrávají podél konvergentních a divergentních rozhraní litosférických bloků a často vedou ke vzniku kolizních orogénů rozsáhlých rozměrů napříč kontinenty, výzkumná činnost našeho ústavu probíhá v různých oblastech světa. Za poslední léta naši pracovníci a studenti pracovali kromě Evropy také ve střední části Afriky, na Středním a Dalekém východě, ve Střední Asii, Severní Americe, na Antarktidě a v Oceánii. Středem zájmu našich výzkumných týmů jsou krystalinické horniny zemské kůry, tvorba magmatu a metamorfní reakce mezi minerály, které probíhají za extrémních teplotních a tlakových podmínek v plášti nebo na hranici pláště a zemské kůry podél subdukčních nebo riftových zón. Vedle vývoje orogénů a modelů jejich tvorby náš výzkum zahrnuje chování prvků v minerálech, včetně stopových prvků a izotopů, během měnících se teplotních a tlakových podmínek. Předmětem zkoumání je také difuze prvků v rámci krystalové mřížky minerálů a deformace v mikroměřítkách. Pracovníci našeho ústavu mají velkou úspešnost v získávání grantových projektů u Grantové agentury České republiky i u mezinárodních nadací pro vědu o Zemi a vesmíru.
Pro svou výzkumnou činnost studenti a zaměstnanci ústavu využívají moderní laboratorní zařízení včetně optických polarizačních mikroskopů a mikroskopu na analýzu orientace mřížky. Ke špičkovým zařízením patří rovněž elektronový mikroanalyzátor (EPMA) značky Jeol se Schottkyho katodou jako zdrojem elektronů a skenovací elektronový mikroskop značky TESCAN Vega s nainstalovanými detektory BSE, SE a CL. Ústav petrologie a strukturní geologie disponuje i experimentální laboratoří pro studium tvorby a chování magmatu a jeho krystalizace za různých teplotních a tlakových podmínek. Výsledky tohoto výzkumu mají široké uplatnění i v materiálové výrobě.
Další činnost ústavu
Pracovníci ústavu se významně podílejí na výuce pro bakalářské a magisterské studenty, včetně programu ERASMUS, kde nabízíme velký počet předmětů v angličtině. Kromě magisterského studia náš ústav garantuje doktorské studium Petrologie a strukturní geologie, o nějž mají zájem i absolventi zahraničních univerzit, kteří v současnosti tvoří téměř polovinu našich postgraduálních studentů.
Významné úspěchy
Za poslední léta se našim pracovníkům podařilo dosáhnout výrazného posunu v poznání geodynamického vývoje orogenních zón, který zahrnuje široké spektrum magmatických procesů, metamorfních událostí a deformačních procesů. Současný geodynamický koncept vývoje horké orogenní domény formulovaný na příkladu Českého masívu, se postupně stává etalonem pro studium a rekonstrukci vývoje v řadě orogenních zón ve světě. Tento koncept zahrnuje několik vývojových stádií v čase a prostoru: 1) hlubokou subdukci zemské kůry a pláště do podmínek pole stability diamantu, 2) odlomení litosférické desky a dekompresní tavení pláště vedoucí k částečné exhumaci vysokotlakých hornin a jejich zahřátí do extrémně vysokých teplot v orogenním klínu, 3) relaminaci subdukovaného materiálu na bázi nadložní desky a formování felsické spodní kůry v orogenním kořenu a 4) specifickou výměnu hmoty a tepla mezi střední a spodní kůrou vedoucí k vertikální extruzi orogenní spodní kůry. Unikátní a inovativní prvek navrženého konceptu je zejména zahrnutí důležitého příspěvku objemových sil ve ztluštělé části kůry, které v určitém momentu vývoje horkého orogenu převáží nad konvergentními silami deskové tektoniky a může způsobit horizontální redistribuci orogenní infrastruktury současně s laterálním zkrácením. Oproti konvenční násunové tektonice tento koncept vysvětluje vznik mladších struktur pod staršími během progresivní konvergence a interakci kontrastního strukturního a metamorfního záznamu mezi mělkou a hlubokou částí orogenu.
Členové našeho ústavu spolupracují s výzkumnými týmy u nás i ve světě a tradičně organizují mezinárodní konference nebo jsou zváni přednášet na odborných sekcích konferencí a na univerzitách. Naši zaměstnanci často získávají ocenění od studentů za vynikající pedagogickou činnost. Zároveň jsou i naši studenti pravidelně oceňováni děkanem Přírodovědecké fakulty za odbornou práci. O absolventy našeho ústavu je zájem i na zahraničních univerzitách, kde získávají doktorandské a postdoktorandské pozice. O vysoké vědecké úrovni a reputaci našeho ústavu svědčí i skutečnost, že naši absolventi v současnosti zastávají profesorské posty na několika evropských univerzitách.
Historie ústavu
Základy vybudování petrografického ústavu na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy položil v letech 1869-1881 Emanuel Bořický, zakladatel české petrografie a geochemie a přední světový petrograf své doby. Oficiálně vznik petrografického ústavu spadá do doby působení prof. Josefa Kratochvíla (1920-1951). Významný pokrok ve studiu magmatických a metamorfovaných hornin na katedře nastal pod vedením prof. Bohuslava Hejtmana v letech 1954-1975. Po roce 1975 se k disciplínám přičlenila výuka a výzkum sedimentárních hornin a Petrografický ústav byl přeměněn na Katedru petrologie. Současnou podobu Ústav petrologie a strukturní geologie nabyl začátkem 90. let minulého století pod vedením prof. Karla Schulmanna. Na rozvoj petrologie a později k ní přičleněné strukturní geologie měla podíl řada badatelů, kteří byli nebo jsou známí i v zahraničí, kupř. prof. Jiří Konta (1945-1991), dlouholetý člen redakční rady časopisu Clay Minerals, doc. František Holub (1949-2016), zabývající se ultradraselnými horninami Českého masívu a prof. Karel Schulmann (1991-2004), který se zasloužil o významný posun v poznání geodynamického vývoje Českého masívu.