CURS ISTRUCTURA GLOBULUI TERESTRU

1.1. Forma şi dimensiunile Pământului1.2. Structura globului terestru1.3. Proprietăţile geofizice ale Pământului

1.1. Forma şi dimensiunile Pământului

Pământul, sau Terra, este a treia planetă ca distanţă faţă de Soare şi a cincea ca şi dimensiuni.

Este o planetă telurică, fiind aflată în interiorul centurii de asteroizi.

Este catalogată drept singura planetă care adăposteşte viaţă, cu toate că există numeroase controverse pe această temă.

Se estimează faptul că Terra a luat naştere acum circa 4,6 miliarde ani şi că, singurul ei satelit natural, Luna, denumită în mitologie Selena, a început să o orbiteze la puţin timp după formare.

Pământul este.....rotund?

- Primul care a afirmat acest lucru a fost Aristotel.- A urmat...Eratostene...- Apoi....Magellan când a făcut înconjurul planetei...- Şi....Isaac Newton...Aşadar...♦ Pământul are formă sferică, fiind un corp ceresc turtit la poli şi uşor bombat la ecuator – sferoid.♦ Totodată, ţinându-se cont de faptul că acesta se roteşte în jurul Soarelui, pe o elipsă – elipsoid de rotaţie.♦ Datorită formei sale rotunde şi a suprafeţei neregulate – geoid.

În calcule se adoptă forma de elipsoid regulat cu două axe. Semiaxele acestui elipsoid, determinate cu ajutorul aparatelor de pe sateliţi geodezici adoptate, în 1967, au următoarele valori:raza ecuatorială (a) = 6378,388 km;raza polară (b) = 6356,912 km;diferenţa razelor = 21,476 km;turtirea polară = 1/297.

Alte dimensiuni ale Pământului sunt:aria suprafeţei globului este = 510,1 ×106 km2;volumul globului = 1083 ×109 km3;masa globului = 5,975×1024 kg;densitatea medie = 5,517 g/cm3 .

Pământul execută un număr de trei mişcări principale:

Mişcarea de rotaţie în jurul propriei axe;Mişcarea de revoluţie , executată în jurul Soarelui;Mişcarea de nutaţie, ce reprezintă mişcarea de oscilaţie a axei proprii de rotaţie.Ziua reprezintă o perioadă de încălzire diferită funcţie de zonă şi factorii climatici, iar noaptea o perioadă de răcire. Ca urmare a acestei diferenţe termice de la zi la noapte se impune un ritm morfodinamic extern diurn cu consecinţe directe asupra alterării rocilor.

Devierea mişcărilor de la suprafaţa globului, datorită rotaţiei, se face spre dreapta în emisfera nordică şi spre stânga în emisfera sudică şi este determinată de forţa Coriolis care determină abaterea cursurilor râurilor înspre dreapta, asimetriea albiilor şi a văilor fluviatile prin procesul de eroziune şi depunere diferită.

Ca urmare a mişcării de rotaţie, la suprafaţa terestră ia naştere o forţă centrifugă, maximă la ecuator şi scade spre poli unde este egală cu zero, iar forţa de gravitaţie creşte de la ecuator spre poli.

1.2. Structura globului terestru

(1)   Observaţii fizice directe

Observaţiile directe se refera la o parte cu totul superficiala ce nu depaseste caţiva km. Daca facem apel la cele mai adanci mine din Africa de Sud (8000 m) sau la forajele de mare adancime (in peninsula Kola din Rusia in 1984 – 12.000 m, in S.U.A. aproape 11.000 m) ne putem da seama de infima parte din planeta pe care avem posibilitatea sa o cunoastem direct. Forajele exploreaza crusta continentala precizand unele date privind structura scoartei terestre cu particularitatile si cu deosebirile ei. In schimb, navele de cercetari oceanice cauta sa elucideze structura crustei oceanice. S-a constatat ca exista o diferenta intre arhitectura scoartei continentale si oceanice.

(2)   Date astronomice

Deoarece densitatea medie a pamantului este de 5,5 iar a crustei granitice 2,7 si respectiv 3 a celei oceanice s-a tras concluzia ca inspre interior trebuie sa existe o materie mai densa. Intr-adevar compozitia meteoritilor vine sa confirme aceasta supozitie. Meteoritii sideritici sunt meteoriti metalici formati esential din Ni si Fe cu o densitate relativ ridicata (4 – 6). In schimb meteoritii pietrosi (litici) sunt alcatuiti din silicati de aluminiu si SiO2 cu densitate de 2,5 – 3. Asadar, cei de pe urma, cei litici, ar avea o compozitie similara cu scoarta pe cand cei metalici ar avea o structura asemanatoare cu zonele profunde, de nucleu ale Pamantului.

(2)   Date astronomiceDeoarece densitatea medie a pamantului este de 5,5 iar a

crustei granitice 2,7 si respectiv 3 a celei oceanice s-a tras concluzia ca inspre interior trebuie sa existe o materie mai densa. Intr-adevar compozitia meteoritilor vine sa confirme aceasta supozitie. Meteoritii sideritici sunt meteoriti metalici formati esential din Ni si Fe cu o densitate relativ ridicata (4 – 6). In schimb meteoritii pietrosi (litici) sunt alcatuiti din silicati de aluminiu si SiO2 cu densitate de 2,5 – 3. Asadar, cei de pe urma, cei litici, ar avea o compozitie similara cu scoarta pe cand cei metalici ar avea o structura asemanatoare cu zonele profunde, de nucleu ale Pamantului.

(3)   Date geochimiceAcestea rezulta din analiza rocilor din scoarta terestra care ne este direct

accesibila si de asemenea din rocile aduse de vulcani spre suprafata o data cu procesele de eruptie. Se cunoaste astfel ca in Africa de Sud a fost adus la suprafata un peridotit format la 230 – 250 km adancime. Aceasta ar fi roca formata la cea mai mare adancime cunoscuta pana astazi.

Studiile statistice au evidentiat ca in scoarta terestra 8 elemente reprezinta 98% din masa acesteia: oxigen 46,7%, siliciu 27,7%, aluminiu 8%, fier 5%, calciu 3,6%, sodiu 2,7%, potasiu 2,6%, magneziu 2%. Acestea formeaza urmatoarele combinatii: SiO2 59%, Al2O3 15,2%, Fe2O3 + FeO 6,8%, CaO 5,1%, NaO 3,7%, KO2 3,1%, MgO2 3,4%. Reiese din cele aratate ca scoarta terestra este compusa esentialmente din oxigen.

Se mai impune si o alta constatare asupra scoartei terestre: se individualizeaza doi constituienti de baza granitul si bazaltul (in esenta crusta continentala este granitica iar cea oceanica bazaltica).

(4)   Date seismologice

Unde longitudunale, ale căror particule de materie oscilează pe direcţia de propagare a mişcării. Dintre toate undele seismice acestea au cea mai mare viteză de propagare şi se propagă atât în medii solide, cât şi în medii fluide. Undele longitudinale se notează cu P, de la primae sau primare (sunt primele unde seismece care apar pe înregistrări şi se resimt într-un punct oarecare).

Unde transversale, care sunt reprezentate prin oscilaţii ale particulelor perpendiculare pe direcţia de propagare a mişcării. Nu se propagă în medii fluide. Se notează cu S, (secundae sau secundare, constituind al doilea şoc).Unde superficiale, care se manifestă ca ondulaţii la suprafaţa scoarţei terestre şi care provoacă cele mai mari deteriorări.

Modul de transmitere a undelor longitudinale şi transversale

Elementele unui cutremur şi transmiterea undelor seismice

Raportul dintre crustă, mantaua superioară, litosferă şi astenosferă

1.3. Proprietăţile geofizice ale Pământului Densitatea reprezintă raportul dintre masă şi volum.

Gravitaţia

Gravitaţia terestră este fenomenul de atragere de către globul terestru a maselor materiale din interior, de la suprafaţă, sau din apropierea sa.

Forţa gravitaţiei rezultă din relaţia lui Newton în care masa este îmulţită cu acceleraţia gravitaţională.

Intensitatea gravitaţiei este variabilă pe suprafaţa terestră atât pe verticală cât şi pe orizontală, datorită turtirii Pământului la poli, precum şi din cauza rotirii lui, fiind mai ridicată la poli decât la ecuator. De asemenea de-a lungul razei terestre această creşte de la suprafaţă, unde este 981 g*cm/s2 şi ajunge în mantaua interioară la 1037 g*m/s2, după care în centru nucleului ajunge la valoarea zero.

Din observaţiile efectuate s-a văzut că, la aceeaşi latitudine, acceleraţia gravitaţională este mai mare în regiunile depresionare, de câmpie, (unde masele mai grele din interior se găsesc mai aproapede suprafaţă), şi mai mică în regiunile muntoase (unde există mari îngrămădiri de roci mai uşoare, ca rezultat al deplasării lor din regiunile învecinate).

Anomaliile gravimetrice reprezintă abateri de la valoarea normală a gravitaţiei. Acestea pot fi negative, când forţa gravitaţiei măsurată (reală) măsurată într-o regiune oarecare este mai mică decât cea calculată, şi pozitive, când este mai mare.

Din cercetări s-a constatat că în multe regiuni ale globului anomaliile negative sunt specifice continentelor, iar anomaliile pozitive, bazinelor oceanice, fapt ce rezultă din modul diferit de distribuţie a învelişurilor de sial şi de sima.

Presiunea (numită şi presiunea litostatică) din interiorul Pământului este determinată de forţele de gravitaţie, endogene şi exogene şi creşte în mod progresiv de la suprafaţă spre centru. Ea se numeşte şi presiune litostatică, orientată de-a lungul razei terestre şi rezultă din însumarea pe unitatea de suprafaţă a greutăţii proprii a straturilor de roci, de deasupra nivelului de adâncime considerat în calcul.

Temperatura Pământului Adâncimea în metri în care temperatura creşte spre interior cu 1 grad se

numeşte treaptă geotermică şi este egală cu 33 m.Gradient geotermic se numeşte creşterea temperaturii corespunzătoare

unui interval de adâncime de 100 m. Valoarea acestor doi indici este variabilă pe glob în funcţie de: structura geologică, prezenţa substanţelor radioactive, zăcămintele de cărbuni, activitatea vulcanică.

Radioactivitatea Pământului se datoreşte elementelor radioactive din scoarţa terestră, cu greutate atomică mare, cele mai importante din alcătuirea globului care sunt uraniu, thoriu şi actiniu de a emite prin dezintegrare spontană radiaţii energetice şi de a da naştere la elemente noi.

Elementele radioactive îşi pierd o parte din masă şi produc atomi foarte stabili (H2, izotopii, Pb, H). Un atom de uraniu sau de thoriu produce în timpul geologic 7 atomi de He. Dezintegrarea lor se produce cu degajarea unei cantităţi mari de căldură.

Prin dezintegrarea U 238 se transformă în Pb 206 şi în He, caracteristic fiind timpul de înjumătăţire în care jumătatea cantităţii de uraniu se transformă în celelalte elemente.