CURS GEOGRAFIE GENERALĂ
CAP.I GEOGRAFIA CA ŞTIINŢĂ
1.1. Obiectul de studiu al geografiei
Geografia este una din ştiinţele care au apărut încă din antichitate, dar sfera conţinutului
obiectului său de studiu a cunoscut o etapă îndelungată de dezvoltare paralel cu evoluţia societăţii
însăşi.
În timp s-a acumulat un fond vast de observaţii şi date, o multitudine de analize şi înregistrări
ale elementelor şi fenomenelor geografice petrecute atât pe spaţii restrânse cât şi la nivel planetar.
În etapa antică, cerinţele comerciale ca şi cele militare impuneau geografiei să studieze
"teritoriile locuite cunoscute"; ea se baza pe observaţii şi explorări ale spaţiilor restrânse devenind o
geografie regională (chorografie). Paralel cu cerinţele practice privind obiectul de studiu al geografiei,
se dezvoltă ideile matematice şi filosofice care au implicat necesitatea cunoaşterii Pământului ca întreg
planetar.
În etapa medievală, dar mai ales, începând cu epoca descoperirilor geografice, accentul a
rămas pe caracterul descriptiv al ţărilor şi popoarelor cunoscute, geografia rămânând tot la stadiul unui
conţinut regional.
În secolele XVII-XVIII obiectul de studiu al geografiei se amplifică în urma cercetărilor şi
observaţiilor sintetizate într-o serie de rezultate ştiinţifice privind dinamica fenomenelor terestre şi a
rezultatelor acestora (acţiunea apelor curgătoare, acţiunea gheţarilor, studii despre climă, relief etc.),
toate conducând la îmbogăţirea vocabularului geografic, la constituirea mai multor discipline
geografice care cuprind studiul învelişurilor (geosferelor) Pământului.
În secolul XIX se delimitează o geografie modernă în conţinut sau obiect de studiu prin
activitatea a doi mari oameni de ştiinţă germani: Alexander von Humboldt şi Karl Ritter.
Alexander von Humboldt, naturalist, geograf şi călător, fundamentează geografia ca ştiinţă
punând bazele metodelor de observaţie la toate disciplinele geografiei fizice, definind geografia ca
"ştiinţa vieţii fizice şi organice de la suprafaţa Globului"; pune în lumină două principii esenţiale:
principiul cauzalităţii (orice fenomen trebuie studiat şi înţeles prin cauzele care l-au produs, pentru a-i
urmări apoi consecinţele) şi principiul geografiei comparate sau al geografiei generale (potrivit
căruia, fenomenele locale trebuie privite în comparaţie cu cele analoage din alte regiuni, studiul părţilor
locale şi regionale neputând fi independent în raport cu datele privind ansamblul Terrei). Acest
principiu a clarificat ideea care separa geografia regională de cea generală, făcând din cele două, o
singură ştiinţă născându-se geografia modernă care are ca obiect de studiu atât întregul teritorial cât
şi complexul regional.
Karl Ritter, istoric şi filosof nuanţează mai mult principiile aplicate de Humboldt şi emite la
rândul său principiul extensiunii spaţiale (arealul de extindere a unui fenomen). În concepţia sa se
subliniază introducerea elementului uman în geografie, "Pământul fiind teatrul activităţii umane", prin
care sublinia sistematic raporturile dintre om şi planetă.
În secolul XX mulţi geografi separă o geografie fizică generală având ca obiect de studiu
mediul natural (bazat pe legile ce acţionează în natură) şi o geografie economică care studiază procese
economico-sociale (bazate pe legile sociale) punând în centrul preocupărilor omul, atât prin
intermediul producţiei, cât şi a altor activităţi.
Unii geografi neagă această împărţire considerând geografia ca ştiinţă unică, indivizibilă,
deoarece o serie de legi comune acţionează atât în natură, cât şi în societate, iar între componentele
naturale şi cele sociale există relaţii de interacţiune.
În concepţia actuală geografia fizică este ramura geografiei care studiază geosistemul, atât sub
aspectul alcătuirii, al structurii şi al legităţilor care îl guvernează, cât şi al interacţiunii dintre
componentele sale, al evoluţiei şi al diferenţierilor lui spaţiale neputând face abstracţie de interacţiunea
cu societatea umană.
În mod sintetic, geosistemul este rezultanta întrepătrunderii învelişurilor Pământului
(hidrosferă, atmosferă, litosferă, biosferă, pedosferă), care pot fi studiate separat de diferitele ramuri ale
geografiei fizice, atât în mod teoretic general, cât şi regional.
Mediul de la suprafaţa Terrei mai este cunoscut şi sub numele de mediu înconjurător, ceea ce
semnifică mediul de viaţă al omului, adică un mediu favorabil apariţiei şi dezvoltării vieţii în general.
În acest mediu însă, omul a devenit el însuşi un factor component tot mai important intrat în studiul
geografiei sub numele de antroposferă sau sociosferă, de care se ocupă o altă ramură a geografiei şi
anume, geografia umană.
Unii geografi subliniind implicaţiile de amploare ale societăţii umane în mediul natural, au
denumit obiectul de studiu al geografiei umane sociosistem. Însă, avându-se în vedere interferenţele şi
intercondiţionările dintre mediul natural şi societatea omenească, geosistemul şi sociosistemul
alcătuiesc obiectul unitar de studiu al geografiei numit şi sociogeosistem.
♦ Abordarea sistemică în geografie
Prin abordarea sistemică în geografie se aprofundează şi se clarifică obiectul de studiu al său.
Apariţia teoriei sistemului general contribuie la lămurirea unor controverse mai vechi în
domeniul geografiei, ca de exemplu:
• Definirea geografiei ca ştiinţă a avut ca element primar obiectul de studiu sau numai
metodologia?
• Există o legătură strânsă printr-un obiect comun între geografia fizică şi economică pe de o
parte, iar pe de alta, între geografia generală şi regională?
Referitor la prima întrebare subliniem opinia unor geografi din trecut (Richthofen, 1883,
Hettner, 1927, ş.a.), care considerau că geografia nu are un obiect propriu de studiu, iar specificul său
constă doar în metodologia de a aborda spaţial obiecte ale altor ştiinţe.
Ori abordarea sistemică devine un principiu metodologic de cercetare care presupune în mod
obligatoriu şi prezenţa unui obiect propriu de studiu, adică o anume categorie de sistem care în cazul
geografiei este Terra. Din perspectiva abordării sistemice, obiectul geografiei nu mai poate fi limitat la
"suprafaţa" Pământului, ci trebuie luat "întregul organic" (cum sublinia S. Mehedinţi în "Terra", 1931)
care este sistemul Terra văzut prin prisma sistem – subsistem – elemente dar şi raportarea sa la
Sistemul Solar din care face parte.
A doua întrebare vizează răspunsul că unitatea geografiei fizice şi a celei economice nu trebuie
privită prin prisma deosebirii dintre legile naturii şi cele sociale, ci prin prisma tipurilor de sisteme
teritorial-spaţiale care se formează în urma implantării activităţii umane într-un anumit mediu.
Sistemele teritorial spaţiale reprezintă sisteme geografice, care au structuri specifice socionaturale, de unde se desprinde concluzia că geografia este o ştiinţă dualistă, deoarece abordează atât
sistemele naturale, cât şi pe cele socio-teritoriale.
Raportul dintre geografia generală şi cea regională sau raportul dintre general şi local arată că
nu se poate realiza un studiu regional concret de tip sistemic dacă nu se posedă cunoştinţele teoretice
necesare despre categoria respectivă de teritoriu care se impune a fi integrat în subsistem, iar
subsistemele formează întregul sistem numit mediul terestru.
Pentru că geografia operează cu sisteme spaţiale, geografii au alcătuit o scară geografică spaţiotemporală (similară celor geologice).
Grigore Posea şi Iuliana Armaş (1998) delimitează trei tipuri de sisteme spaţiale ordonate
ierarhic:
1. Sisteme planetare în care intră acele sisteme ale căror elemente şi relaţii interferează cu
problematica Terrei în ansamblul ei;
2. Sisteme teritorial-spaţiale, adică acele sisteme care cuprind relaţiile specifice dintre
geosferele de la suprafaţa scoarţei Pământului, (reliefosfera, atmosfera, hidrosfera, biosfera, pedosfera,
antroposfera);
3. Sisteme socio-spaţiale sau sistemele în cadrul cărora se interferează mediul natural cu cel
social.
În această concepţie sistemică, atât Pământul ca planetă, cât şi fiecare fragment al spaţiului
natural sunt sisteme.
Caracterele sistemice se recunosc uşor în relaţii ca: alternanţa dintre zile şi nopţi, dintre
anotimpuri, relaţiile dintre curenţii oceanici şi clima uscaturilor continentale limitrofe, formarea
zonelor climatice etc.
Redăm pe scurt alcătuirea sistemelor prezentate mai sus:
1. Sistemul planetar al Terrei este alcătuit dintr-o suită de învelişuri cu caracteristici proprii:
nucleu, manta, litosferă, hidrosferă, atmosferă, magnetosferă, biosferă, pedosferă, sociosferă, care
constituie subsisteme ale căror interrelaţii, fluxuri de materie şi energie prezintă importanţa
corespunzătoare pentru planeta Pământ asigurându-i unitatea. Pământul se înscrie în Sistemul Solar cu
care interacţionează.
2. Geosistemul teritorial – spaţial sau învelişul geosferic denumit de G. Vâlsan este un
subsistem al Terrei rezultând din relaţiile care se stabilesc între geosfere. În sens mai analitic
interacţiunea elementelor primare, relief, hidrosfera, atmosfera cu cele derivate, vegetaţie, faună, soluri
creează la suprafaţa Pământului un mediu geografic complex care aprofundează geosistemul şi poate fi
urmărit în toată varietatea locală, regională, zonală şi globală formând mediile terestre care au favorizat
ulterior apariţia vieţii şi societăţii umane (fig.1).
3. Sistemele socio-spaţiale reprezintă configuraţii spaţiale rezultate din interferenţa mediului
natural cu elementele construite de om: populaţia Globului, naţiuni, state, aşezări umane, viaţă
economică, social-politică etc. Toate acestea sunt privite în varietatea lor dar sistematizate teoretic la
nivel local, regional şi global.
În concluzie, obiectul de studiu al geografiei îl constituie planeta Terra, sub două aspecte:
Terra ca sistem unitar – geosistemul (structura, energia, evoluţia sa, geosferele naturale
componente şi relaţiile de interacţiune dintre ele, inclusiv relaţiile de integrare a omului în
peisaj;
Studiul mediului de la suprafaţa Pământului unde a apărut şi există viaţă, mediul fizic pentru
societatea umană care şi-a creat "propria sa natură" şi o istorie a civilizaţiilor –
sociosistemul
Altfel spus, geografia are ca obiect de studiu mediul complex – natural şi social de la suprafaţa
terestră sau sociogeosistemul
1.2. Definirea geografiei ca ştiinţă şi importanţa sa
Geografia se interferează cu numeroase domenii ale cunoaşterii făcând legătura între ştiinţele
naturii şi cele sociale.
Denumirea de "geografie" este de origine greacă şi provine de la cuvintele "ge"=pământ şi
graphein=a scrie.
De aici, definiţia cea mai recentă, cea mai sintetică şi obiectivă a geografiei ca "ştiinţa
Pământului ca planetă a Sistemului Solar şi ca mediu de viaţă al omenirii" (Gr. Posea, 1998).
Numeroşi autori au dat şi alte definiţii care vizează în esenţă planeta Terra:
S.Mehedinţi – ştiinţa care cercetează relaţia dintre masele celor patru învelişuri planetare, atât
din punct de vedere static (formă, dimensiuni, poziţie) cât şi din punct de vedere dinamic (direcţie,
intensitate, ritm). Ştiinţa care descrie relaţiile (statice şi dinamice) dintre masele în care s-a diferenţiat
materia celor patru învelişuri planetare.
Humboldt – descrierea fizică a Universului, "Cosmosul", sau "ştiinţa ştiinţelor", în sens de
sinteză despre Pământ şi Cosmos, pe baza rezultatelor altor ştiinţe şi în sensul că geografia este
necesară oricui şi peste tot.
Ritter – Studiul Pământului ca o casă de educaţie a geniului omenesc, sau studiul relaţiei dintre
om şi mediul său planetar.
V. Mihăilescu – studiul întregului teritorial de la localitate la planetă.
Hartchorne – ştiinţa dualistă care abordează suprafaţa terestră şi activităţile umane.
P. George – ştiinţa totală a spaţiului umanizat (…), ştiinţa raporturilor care condiţionează, la un
moment dat, viaţa şi relaţiile grupurilor umane.
De Martonne – studiul repartiţiei la suprafaţa Globului, a fenomenelor fizice, biologice şi
umane, cauzele acestei repartiţii şi raporturile fizice ale acestor fenomene.
Napoleon Bonaparte – geografia este mama istoriei, iar istoria este geografia în mişcare.
"Grand Larousse", 1966 – ştiinţa care are ca obiect descrierea Terrei (gr "ge"=pământ şi
grapheim=descriere). Geografia fizică este partea geografiei care studiază aspectul actual al suprafeţei
Globului. Geografia economică studiază resursele solului şi subsolului, producerea lor, distribuţia şi
consumul acestora. Geografia umană are ca obiect studiul tuturor aspectelor terestre rezultate din
activitatea omului.
Definiţiile pot continua dar important este că geografia însă a rămas "ştiinţa despre Pământ",
atât în şcoală, cât şi în educaţia şi cultura generală a oricărui om.
Importanţa studiului geografiei constă în faptul că are şi un rol formativ dominant prin
perspectiva globală pe care o oferă în înţelegerea fenomenelor particulare pentru că:
Dă răspuns la întrebarea "Cine suntem pe acest Pământ şi ca parte a întregului Univers;
Demonstrează unitatea lumii naturale şi unicitatea mediilor noastre de existenţă, aflate întrun echilibru extrem de sensibil;
Ne localizează în spaţiu, ne arată particularităţile şi individualitatea mediului în care trăim
ca parte a aceluiaşi întreg planetar, care reacţionează în mod global la intervenţia noastră în
peisaj.
1.3. Legătura geografiei cu alte Ştiinţe
Geografia, în cercetările ei atât de complexe în abordarea geosistemului (în cadrul geografiei
fizice) şi sociosistemului (în cadrul geografiei umane), deci a sociogeosistemului, pentru argumentarea
detaliată a multor fenomene geografice, se foloseşte şi de alte discipline deoarece, ea însăşi se
poziţionează la interferenţa dintre ştiinţele naturii şi ştiinţele sociale.
Geografia are legături cu ştiinţele:
De la filosofie împrumută o serie de legi generale ale dezvoltării lumii;
De la astronomie ia o serie de date despre locul Pământului în Univers;
De la geologie împrumută o serie de date despre alcătuirea interioară a planetei, studiul
mineralelor şi rocilor care au mare influenţă asupra reliefului;
Biologia oferă date privind cerinţele vieţuitoarelor în diferitelor spaţii geografice
determinând răspândirea plantelor şi animalelor pe Glob;
Cartografia oferă date matematice şi procedee în realizarea hărţilor indispensabile
geografiei;
Statistica şi matematica oferă date în aprecierea cantitativă a elementelor şi fenomenelor
geografice;
Cu economia politică se interferează în special în sfera socio-economică, respectiv în
relaţiile ce se stabilesc între oameni şi valorificarea, gestionarea resurselor din diferite medii
geografice;
Cu fizica şi chimia, geografia prezintă legături deoarece dinamica fenomenelor, proceselor
şi componentelor mediului geografic, se desfăşoară după legităţi specifice şi acestor
discipline;
Cu ştiinţele medicale, geografia are legături prin studiul influenţei factorilor şi elementelor
geografice asupra sănătăţii omului.
1.4. Subramurile geografiei
Geografia având ca obiect de studiu sociogeosistemul – o rezultantă a interacţiunilor dintre
geosferele Pământului inclusiv antroposfera îşi împarte cercetarea în două mari ramuri (fig.2):
I. Geografia generală – studiază la modul general fenomenele geografice la nivel planetar
II. Geografia regională – utilizează cercetările generale din prima ramură şi analizează
elementele şi fenomenele geografice pe regiuni, ţări sau continente.
I. Geografia generală, la rândul său are două subramuri principale:
A. Geografia fizică generală studiază fenomenele fizice, mai concret, fiecare geosferă a Pământului
precum şi interrelaţiile dintre aceste învelişuri. Din detalierea studiilor pentru fiecare geosferă s-au
desprins o serie de subramuri:
1) geomorfologia studiază scoarţa terestră şi relieful;
2) meteorologia şi climatologia studiază fenomenele legate de atmosferă;
3) hidrologia studiază hidrosfera (învelişul apelor);
4) biogeografia – studiază aria geografică a vieţuitoarelor;
5) pedogeografia studiază învelişul solurilor.
B. Geografia umană generală – studiază elementele generale despre populaţie şi activitatea sa care se
întrepătrunde cu celelalte geosfere ale Pământului
Şi în cadrul acesteia se desprind o serie de discipline.
1) Geografia populaţiei (demografia);
2) Geografia aşezărilor omeneşti: - rurale
- urbane;
3) Geografia economică cu:
- geografia resurselor
- geografia industriei
- geografia agriculturii
- geografia transporturilor
- geografia schimburilor economice
- geografia turismului
4)
Geografia socială
- geografia medicală
- geografia lingvistică
- geografia comportamentală
5) Geografia politică
6) Geografia culturală
7) Geografie istorică şi toponimie geografică
II. Geografia regională cuprinde:
1) Geografia Europei
2) Geografia Asiei
- Geografia României
- Geografia Franţei etc.
- Geografia Japoniei
- Geografia Indiei etc.
3) Geografia Africii
- Geografia Egiptului etc.
4) Geografia Americii
5) Geografia Australiei
6) Geografia Antarcticii
- Geografia S.U.A. etc
Întrebări:
1. La ce se limita obiectul de studiu al geografiei în etapele antică şi feudală?
2. Când se pun bazele geografiei moderne?
3. Cine sunt autorii care au emis şi aplicat principiile de bază în geografie
4. Cum a fost definit obiectul de studiu al geografiei în secolul XX?
5. Definiţi obiectul de studiu al geografiei în concepţia actuală – geosistemul şi argumentaţi?
6. Care este ramura geografiei ce se ocupă cu studiul sociosferei?
7. Cum este argumentat obiectul de studiu al geografiei şi metodologia sa în viziunea
concepţiei abordării sistemice în geografie?
8. Care este raportul dintre geografie generală şi geografia regională?
9. Care este raportul dintre geografia fizică şi geografia umană?
10. Ce tipuri de sisteme cuprinde scara geografică spaţio-temporală?
11. Prezentaţi pe scurt sistemele spaţiale ale Terrei
12. Care sunt legăturile geografiei cu alte ştiinţe?
13. Care sunt ramurile şi subramurile geografiei având în vedere complexitatea obiectului său
de studiu?
1.5 Istoricul dezvoltării geografiei
Dezvoltarea geografiei s-a realizat în strânsă legătură cu dezvoltarea societăţii şi în funcţie de
lărgirea şi adâncirea orizontului cunoştinţelor geografice, de perfecţionarea reprezentărilor cartografice
şi de evoluţia cugetării ştiinţifice în general. Omul a început să facă observaţii cu caracter geografic din
cele mai vechi timpuri, împins de necesitate cunoaşterii mediului în care îşi ducea traiul. Dar, despre o
geografie nu se poate vorbi decât după inventarea scrisului şi după diviziunea muncii, care a permis
unor oameni să se îndeletnicească şi cu cercetări ştiinţifice. Primele descrieri datează încă din mileniile
III şi II î.Hr.
Evoluţia concepţiilor geografice se poate urmări din antichitate până în prezent.
a) Etapa antichităţii
Vechii greci au lăsat lucrări importante asupra lumii cunoscute de ei (peripluri, descrieri de
călătorie din cele văzute ori auzite), între care, Hippark, Strabon, Homer. Începând din sec. al III-lea
î.Hr., cel mai important centru ştiinţific a devenit Alexandria unde a trăit şi Eratostene de numele căruia
se leagă şi noţiunea disciplinei de geografie pentru prima dată în Antichitate dându-i sensul de
geografie matematică, determinând desprinderea ei din cadrul filosofiei. Obiectul ei de studiu se
referea la problematica legată de definirea şi măsurarea formei şi dimensiunilor Pământului, aşa cum
reiese din lucrarea "Geographica hipomnemata" ("Comentarii geografice"), cunoscută de obicei sub
numele de "Geografia", în care a inclus şi probleme de geografie generală.
În sec. VI-V î. Hr. se mai remarcă Anaximandru (610-546 î.Hr.), naturalist şi filosof care emite
concepţia despre Pământ şi Univers privind originea lor materială şi întocmeşte prima hartă a
Pământului.
Hekateu din Milet este considerat ca întemeietor al cartografiei deoarece îmbunătăţeşte mult
harta lui Anaximandru.
Hipocrat (cca 460-375 î.Hr.). părintele medicinei a evidenţiat importanţa mediului fizic în
apariţia bolilor, dar şi rolul acestuia în vindecarea lor.
Pitagora (570-496 î.Hr.) tot grec dar stabilit în Italia întemeiază şcoala matematică-filosofică
ce-i poartă numele în care şi prin studiul astronomiei ridică geografia la rang de ştiinţă mai ales în sudul
Italiei.
Se ajunge astfel, la ideea sfericităţii Pământului şi se deduc zonele climatice diferite precum şi
existenţa anotimpurilor.
Aristotel (384-322 î.Hr.) pune bazele mai multor discipline şi scrie lucrarea "Meteorologia" în
care se schiţează primele capitole de geografie fizică, în care apar date referitoare la mediul
Mediteranei. El emite teoria geocentrică prin care Pământul se află în centrul Universului.
Hipark (190-125 î.Hr.) este considerat cel mai mare astronom al antichităţii deoarece a
determinat durata anului solar, a aplicat globului diviziunea de 360o, a introdus noţiunile de longitudine
şi latitudine şi a elaborat teoria climatelor.
Contribuţia grecilor la dezvoltarea geografiei generale bazată pe geometrie, fizică şi
astronomie se remarcă şi în direcţia unei geografii regionale sau chorografia (descrierea unor regiuni
geografice cunoscute numite şi oikumena), legată de numele lui Strabon.
El scrie o lucrare vastă "Geographia" cuprinsă în 17 cărţi, în care evidenţiază mai ales
trăsăturile esenţiale ale reliefului şi hidrografiei. În cărţile sale se fac referiri la resursele naturale, la
locuitorii diferitelor teritorii, inclusiv la teritoriile locuite de daci. El devine precursorul geografiei
umane din antichitate.
Romanii au dat o serie de descrieri geografice, iar pe planul geografiei generale se poate
menţiona ideea zonalităţii termice elaborată de către Posidonius (136-517 ă.Hr.), care în lucrările sale
subliniază şi mişcările scoarţei terestre precum şi informaţii despre Oceanul Planetar.
În direcţia geografiei regionale se remarcă Polibiu (203-120 î.hr.), care scrie o istorie universală
în 40 de cărţi în care se evidenţiază şi descrieri geografice a regiunilor cunoscute.
Claudiu Ptolemeu (90-168 d.Hr.) este cel mai important geograf al perioadei romane care a scris
lucrarea "Tratat de astronomie", tradus de arabi sub numele de "Almagesta", precum şi Tratatul de
geografie matematică. Introduce în cartografie proiecţiile conică şi pseudoconică iar harta lumii
construită de el în aceste proiecţii este folosită de geografi până în evul mediu. Opera sa a constituit un
deosebit izvor de informaţii atât pentru geografia veche a sec. al II-lea d.Hr., cât şi mai departe până în
sec. al XVI-lea. Folosind însemnările de drum ale mai multor călători şi comparând sursele de
informare între ele, a reuşit să precizeze mai bine o serie de elemente geografice pe Pământ cu ajutorul
gradelor de longitudine şi latitudine.
Pe baza ideilor ştiinţifice ale Şcolii din Alexandria încearcă să pună baza ştiinţifică a geografiei
publicând lucrarea "Geographia" (în 8 cărţi) însoţită de numeroase hărţi dar care susţinea teoria
geocentrică admisă unanim în Antichitate prin influenţa personalităţii lui Aristotel, deşi Aristarh din
Samos conturase ideea heliocentrismului încă din anul 265 î.Hr., care susţinea că Pământul se
învârteşte în jurul axei sale şi în acelaşi timp în jurul Soarelui.
Totuşi, Claudiu Ptolemeu, la romani şi Strabon la greci rămân cei mai reprezentativi geografi
pentru această perioadă.
În geografia antică s-au schiţat două direcţii de bază:
- cea descriptiv-regională sau chorografică (descrierea unei regiuni cunoscute şi locuite) şi,
- direcţia geografico-matematică sau de geografie generală care se ocupa de Pământ ca întreg şi
de reprezentarea grafică a lui.
b) Etapa medievală
În această etapă geografia nu mai apare ca ştiinţă independentă ci este inclusă geometriei,
astrologiei sau cosmografiei. O revitalizare a ştiinţei geografice se resimte în sec. IX-XII prin
intermediul oamenilor de cultură arabi, renumiţi geografi şi călători.
Ibn Battutah din Tanger (născut în Maroc, 1304-1368), cel mai mare călător arab, scrie
lucrarea "Călătoriile lui Ibn Battutah" în care descrie o serie de regiuni ale imperiului arab, precum şi
cele din Europa de răsărit.
Al Idrisi (1100-1165), considerat ca cel mai mare cartograf arab, întocmeşte în 1154 o hartă a
lumii şi alte hărţi pentru regele Siciliei, Roger al II-lea.
Sub influenţa arabă în sec. al XIII-lea, se dezvoltă un mare interes pentru geografia fizică, din
care se nasc idei ce vor sta la baza marilor descoperiri geografice. Apar chiar unele ghiduri despre
diferite itinerarii, informaţii despre aşezări umane şi cele legate de activităţi comerciale, dar toate cu
caracter regional renunţându-se la problematica planetei ca întreg.
c) Perioada Marilor descoperiri geografice
Aparţine secolelor XV-XVII. La începutul acestei perioade au apărut state centralizate: Franţa,
Anglia, Portugalia, Spania, iar în Orientul Mijlociu, Turcia care a oprit căile pe uscat ale comerţului
european cu Asia. Cerinţele mari de mărfuri orientale, în special mirodenii dar şi aur (ca urmare a
extinderii relaţiilor băneşti) au stimulat căutarea unor drumuri noi spre Orient, îndeosebi drumuri
maritime. Astfel se declanşează expediţiile maritime organizate de portughezi, spanioli, francezi,
englezi şi ulterior de olandezi.
În 1492, Columb descoperă America, în 1498, Vasco da Gama înconjură Africa stabilind
drumul maritim spre India. În anii 1519-1521, călătoria lui F. Magellan în jurul lumii demonstrează
forma sferică a Pământului. Mulţi navigatori şi misionari încearcă să descrie cu cât mai multe detalii
noile teritorii cucerite, cu o serie de elemente specifice.
În planul general al gândirii, al dezvoltării artelor şi ştiinţei, perioada aceasta este cunoscută sub
semnul "Renaşterii", care începuse în Italia încă din sec. al XIV-lea. Personalităţi ca Leonardo da
Vinci, Nicolaus Copernic, René Descartes, Giordano Bruno, Gallileo Galilei, ş.a., au dat strălucire
acestei perioade, dezvoltând ştiinţa şi gândirea umană.
Descoperirile şi influenţa gânditorilor "Renaşterii" au stimulat şi dezvoltarea geografiei, care se
baza pe o experienţă mai complexă de cunoaştere a lumii la "faţa locului" prin călătorii şi observaţii a
noilor medii geografice.
Una dintre operele importante apărute în 1544 este "Cosmografia" lui Sebastian Münster, care
avea un conţinut despre date economice, politice şi populaţia din diverse oraşe.
În domeniul geografiei generale se realizează progrese, prin introducerea concepţiei
heliocentrice a lui N. Copernic, măsurarea unui arc de meridian şi calcularea cercului meridian de
40.002 km (de către Jean Fernel în 1525), apoi, elaborarea teoriei curenţilor marini şi a ideii unui nivel
oceanic unic în lucrarea "Hidrologia" a lui George Fournier în 1643 şi altele.
Se dezvoltă mijloacele de investigaţie prin inventarea unor instrumente care măresc precizia
observaţiei şi determinărilor. În 1612 Gallileo Galilei inventează termometrul după ce a inventat luneta,
iar în 1648, Toricelli a inventat barometrul.
S-au obţinut progrese în domeniul cartografiei prin întocmirea de diverse hărţi ale unor părţi din
Europa, inclusiv hărţi topografice; Gerardus Marcator, binecunoscut prin elaborarea şi utilizarea în
cartografie a proiecţiei ecuatoriale ce-i poartă numele – "proiecţia Mercator" -, publică în 1595 lucrarea
cartografică "Atlas".
d) Etapa modernă şi contemporană
În sec- XVII şi XVIII se detaşează mai mulţi naturalişti prin spiritul cercetărilor de teren, în
special geologii care sistematizează observaţiile făcute şi fac descrieri rezonabile ale fenomenelor
terestre.
La jumătatea sec. al XVII-lea, în 1650 apare lucrarea geografului german Bernard Varenius
intitulată "Geographia generalis", care a avut influenţă asupra dezvoltării ulterioare a geografiei.
El a subliniat în cartea sa împărţirea geografiei în "generală" şi "specială", a sistematizat toate
diviziunile geografiei generale: oceanografia, climatologia, orografia (uscatul cu vegetaţia şi
animalele).
În cartografie apar hărţi tematice ca cea a curenţilor marini, a vulcanilor şi a declinaţiei
magnetice, harta vânturilor publicată de Observatorul astronomic de la Greenwich, în 1686 şi altele.
Studiile de geologie şi geodezie formează respectivele discipline care devin ajutătoare pentru
geografie şi anume pentru geomorfologie.
La începutul sec. XVIII, în 1725 se conturează disciplina oceanografie prin lucrarea lui Marsigl,
intitulată "Istoria fizică a mării", care cuprinde problematica marină.
În această perioadă apar preocupări ale unor gânditori privind explicarea unor fenomene sociale
prin intermediul cadrului geografic, ca de exemplu, variaţia locală a numărului populaţiei depinde de
condiţiile de mediu.
Bazele geografiei moderne se regăsesc în activitatea a doi importanţi oameni de ştiinţă germani.
Alexander von Humboldt (1769-1859), naturalist, geograf şi călător, fundamentează geografia
ca ştiinţă, punând bazele metodelor de observaţie aproape la toate disciplinele geografiei fizice.
Lucrarea sa capitală este intitulată "Cosmos" şi defineşte geografia ca ştiinţa vieţii fizice şi organice de
la suprafaţa Globului.
Ca importanţă deosebită pentru geografie a formulat două principii esenţiale:
- principiul cauzalităţii, potrivit căruia, orice fenomen nu trebuie studiat şi înţeles în sine, ci
trebuie să-i fie căutate cauzele, pentru a-i urmări apoi consecinţele, inclusiv cele sociale şi istorice;
- principiul geografiei comparate sau al geografiei generale prin care, fenomenele locale
trebuie privite în comparaţie cu cele analoage, din alte regiuni; astfel, studiul părţilor locale şi regionale
nu pot fi independente în raport cu datele privind ansamblul Terrei.
Prin acest principiu s-a îndepărtat bariera care separa geografia regională de cea generală,
făcând din cele două o singură ştiinţă. Acest fapt a dus la naşterea geografiei moderne, care are ca
obiect de studiu atât întregul teritorial cât şi complexul regional.
Karl Ritter (1779-1859), istoric şi filosof de formaţie, s-a apropiat de geografie prin vocaţia sa
de profesor şi a adăugat la principiile formulate de Humboldt, pe cel al extensiunii spaţiale, care se
referă la arealul de extindere al unui fenomen.
El introduce rolul elementului uman în geografie, considerându-l ca fiind partea cea mai de preţ
a planetei. Defineşte geografia ca ştiinţă despre Pământ, care începe să se ocupe sistematic de
raporturile dintre om şi planetă. A fost combătut pentru această opinie, deoarece a redus orizontul de
studiu al geografiei doar la acest aspect.
Friederich Ratzel (1844-1904) geograf, tot de origine germană se ocupă cu studii de etnografie
dar reia studiul raporturilor dintre om şi mediu natural într-un sens ştiinţific restabilind unitatea
geografiei.
Ratzel a pus bazele antropogeografiei dar şi fondatorul geopoliticii, pornind, uneori, de la
principiile determinismului.
La sfârşitul secolului al XIX-lea şi în secolul XX, geografia modernă iniţiată de savanţii
germani se amplifică şi se consolidează prin aportul unor cantităţi mari de informaţie, obţinută în urma
cercetărilor de teren şi a aparaturii şi mijloacelor tehnice utilizate.
Condiţiile socio-economice specifice sfârşitului de secol XIX care au favorizat dezvoltarea
geografiei sunt:
• Lărgirea orizontului de cunoaştere despre planeta Terra prin dezvoltarea geologiei, a meteorologiei,
oceanografiei, topografiei, statisticii etc. Se fac expediţii ştiinţifice în interiorul necercetat al
continentelor (valea Nilului, lanţurile muntoase ale Asiei, Americii, studii de oceanografie etc.);
• Conceperea şi construirea instrumentelor de lucru performante şi înfiinţarea de servicii sau centre
permanente de culegere şi înregistrare a datelor referitoare la meteorologie, statistică, hidrologie
etc.
• Editarea de hărţi topografice, geologice. În România ridicarea de hărţi moderne de către specialişti
militari români începe către sfârşitul sec. al XIX-lea (1873), deoarece până la înfiinţarea statului
naţional român, nici în Moldova şi nici în Muntenia nu a existat un serviciu topografic. Abia după
1859, după Unirea Principatelor Române, printr-un ordin dat de domnitorul Cuza a fost înfiinţat
Corpul de Stat Major General care avea ca atribuţii întocmirea şi a unor lucrări de geodezie,
topografie şi cartografie. Abia în 1864 fotograful Szathmary angajat de guvernul domnitorului Cuza
reproduce o hartă austriacă a Dobrogei şi Munteniei, fiind prima hartă topografică tipărită în ţară, în
care apare şi numele de România. Harta lui Szathmary a mai fost numită şi harta lui Cuza şi face
trecerea de la hărţile întocmite de străini la hărţile româneşti.
• Apariţia de numeroase lucrări geografice cu un conţinut geografic complex care cuprind noutăţi în
domeniul descoperirilor geografice; se exemplifică lucrările lui Elisée Reclus intitulate "La Terre
(1869) şi "Geographie universelle" (1894) în 18 volume.
• Înfiinţarea Societăţilor de geografie datorită interesului lărgit al publicului pentru explorări şi pentru
geografie, începând cu cea din Paris, Berlin, Londra, Sankt Petesburg, cea din Italia, iar a şasea din
Europa şi din lume a fost la Bucureşti sub denumirea de Societatea Română Regală de Geografie
înfiinţată în 1875.
• Introducerea cursurilor de geografie în universităţi odată cu înfiinţarea facultăţilor de profil
geografic.
În secolul XX geografia îşi restrânge treptat tendinţele enciclopedice şi devine specific procesul de
specializare pe diferite direcţii. Geologia şi topografia ajută la dezvoltarea geomorfologiei, ştiinţele
naturale facilitează biogeografia iar cele social-istorice contribuie la punerea bazelor geografiei umane.
Lucrările geografice de sinteză s-au făcut pe două direcţii: geografie fizică şi geografie
economică, iar în ultima perioadă au apărut tendinţe de unificare a obiectului geografiei prin geografia
mediului înconjurător, dar şi prin geografia regională.
După al doilea război mondial, revoluţia tehnico-ştiinţifică are o influenţă deosebită asupra
dezvoltării geografiei, determinând creşterea numărului de cercetători şi de şcoli geografice, de
perfectare a sistemului de culegere a unor date cât mai precise şi de interpretare a lor. Au apărut
fotogramele executate din avion sau din sateliţi şi diferite tipuri de aparatură electronică plasată în
spaţiu sau pe Pământ care înregistrează mesaje din interiorul sau exteriorul Terrei, cu importanţă pentru
mediul geografic.
În procesul de prelucrare a datelor se folosesc metodele statistico-matematice, cea
experimentală precum şi abordarea sistematică şi sistemică la toate nivelurile, inclusiv pentru
disciplinele geografice ca şi pentru geografie în general.
S-a trecut la o conlucrare mai strânsă cu alte ştiinţe pe plan ştiinţific şi metodologic, ca de
exemplu studiile geofizice asupra fundului Oceanului Planetar au condus la consolidarea teoriei
tectonicii globale, preluată şi adaptată de către toate geoştiinţele.
În ce priveşte aspectul practic al geografiei se subliniază că a apărut din cunoaşterea tot mai
exactă a dimensiunilor structurale, funcţionale, a fenomenelor geografice de pe un anume teritoriu
utilizându-se noile cercetări şi metodologii. Prin interpretarea observaţiilor de teren şi ale datelor se
poate reface evoluţia reală a unui anumit mediu local, precum şi prognoza dezvoltării sale în condiţiile
intervenţiei diverse a omului; se pot propune soluţii de ameliorare a eficienţei economice a teritoriului
respectiv, de oprire a degradării mediului.
De asemenea, geografia s-a implicat în problematica sistematizării şi a amenajării teritoriului şi
a aşezărilor ca şi în cea a dezvoltării durabile.
Sistematizarea înseamnă o altă aranjare a elementelor spaţiului geografic sau numai a unora
dintre acestea, reducerea unor funcţionalităţi şi amplificarea sau introducerea altora, crearea de noi
relaţii în sistem, scoaterea unei cantităţi de materie şi energie precum şi alte modificări. În urma
acestora, sistemul teritorial poate să-şi menţină echilibrul sau se pot declanşa dezechilibre.
De aceea, practica a solicitat şi perfecţionarea regionărilor geografice. Gr. Posea arată că
"regionarea înseamnă conturarea de unităţi teritoriale de diferite mărimi taxonomice cu caracteristici
geografice omogene, ci cu un anume potenţial economic şi cu o anume posibilitate de folosire optimă.
"Regionarea stă la baza amenajării teritoriului, dar şi la baza geografiei regionale. Ea nu se
poate realiza convingător decât pe baza unor studii aprofundate bazate pe multe date şi indici
cantitativi" (Gr. Posea, 1997, "Aspecte privind geomorfologia aplicată în agricultură, amenajări de
bazine hidrografice şi sistematizarea teritoriului". Revista de geomorfologie I, Bucureşti).
1.6. Dezvoltarea geografiei în România
Informaţii cu conţinut geografic despre teritoriul României se întâlnesc începând din antichitate
în scrierile învăţaţilor antici: Herodot, Strabon, Plinius cel Bătrân, Claudiu Ptolemeu ş.a. (“Geografia
României”, vol. I, 1983).
În evul mediu informaţiile geografice apar tot sub formă de descrieri care sunt furnizate de
călători şi cronicari de origine bizantină sau de arabi cum este marele călător şi geograf Ibn Battutah.
La sfârşitul sec. al XV-lea, prin marile descoperiri geografice efectuate de europeni, apar cele
mai multe descrieri geografice. Astfel, Nicolaus Olahus (1493-1568), umanist român din Transilvania,
publică două lucrări istorico-geografice: “Chronicon” şi “Hungaria” iar Johannes Honterus (14981549), umanist, sas din Braşov, redactează un fel de manual de geografie “Rudimenta Cosmographiae”.
Mai târziu se remarcă spătarul Nicolae Milescu (1636-1708) cu descrieri despre China şi Siberia prin
care face o serie de comparaţii cu ţinuturile din ţara noastră.
Urmează cronicarul Miron Costin (1633-1691), cu “Cronica ţărilor Moldovei şi Munteniei”
(1677) şi stolnicul Constantin Cantacuzino (1650-1716), cu “Harta Ţării Româneşti” publicată la
Padova în Italia, în anul 1700 şi descoperită mult mai târziu la Museum din Londra.
Dimitrie Cantemir, mare cărturar al vremii, publică lucrarea “Descriptio Moldaviae” (în
1716). La început, cartea a fost scrisă în limba latină, apoi tradusă în germană (la Hamburg, 17691770), în limba rusă (1789) şi în română la 1825 la Mănăstirea Neamţ. Cartea a fost însoţită şi de o
hartă tipărită la Haga în 1737 şi descoperită de George Vâlsan în Biblioteca naţională din Paris.
Spre sfârşitul secolului al XVIII-lea apar o serie de şcoli pe lângă mănăstiri unde se predă în
limba română “Geografia nouă” în anul 1790 şi ”De obşte gheografia” în 1795.
La începutul secolului al XIX-lea, după revoluţia din 1821 a lui Tudor Vladimirescu, geografia
se afirmă tot mai mult ca obiect independent de predare în şcoală.
Se răspândesc unele manuale şi apar o serie de scrieri istorice, statistice, economice cu multe
informaţii geografice care vor pune baza modernă a geografiei. Se exemplifică manualul lui Iosif
Genilie din 1835 în Ţara Românească, al lui Ioan Rus din 1842 în Transilvania şi altul mai vechi în
Moldova, al lui Amfilohie Hotinul din 1795 intitulat “De obşte gheografia”.
Ca lucrări geografice de mai mare complexitate se disting: “Geografia României” autor
Philipide care descrie întreg teritoriul României şi lucrarea “Terra Noastră”, autor Aurelian, apărută în
1875. Un eveniment important pentru geografie se petrece tot în anul 1875, când se înfiinţează
Societatea Regală Română de Geografie (a şasea din lume după cele din Paris, Londra, Berlin, Sankt
Petersburg, din Italia şi Bucureşti-România), care revigorează dezvoltarea geografiei publicându-se un
“Buletin de geografie” cu lucrări de specialitate precum şi preocupări în promovarea de cadre
specializate. La început, activitatea geografică din cadrul Societăţii, în lipsă de geografi, era desfăşurată
de istorici (Tocilescu, Ionescu Gion etc.), de geologi (Gregoriu Ştefănescu, Matei Drăghiceanu ş.a.),
meteorologi cum a fost Ştefan Hepites, ofiţeri topografi şi alţii.
Dacă la început activitatea Societăţii cuprindea o serie de preocupări geografice cu caracter
enciclopedic şi descriptiv, ulterior s-au conturat tendinţe de specializare pe probleme de climatologie şi
chiar studiul reliefului.
Începutul secolului XX este marcat în geografie prin înfiinţarea primelor catedre universitare
din ţara noastră, în 1900 la Bucureşti, 1904 la Iaşi, în 1919 la Cluj şi 1924 la Cernăuţi, perioadă în care
se pun bazele geografiei moderne cu conţinut cauzal-explicativ şi sintetic.
Întemeietorul şcolii geografice româneşti este Simion Mehedinţi (1868-1962), care a fost şi
primul profesor al primei catedre de geografie din Bucureşti. El introduce ideile geografiei globale sub
aspectul obiectului şi metodei precum şi concepţia lui Humboldt şi Ritter într-o nouă formă de
interpretare şi înţelegere. Pătrund de asemenea, influenţele şcolilor franceză, americană şi chiar
germană (personalitatea lui Albrecht Penek) şi în special prin intermediul lui Emmanuel de Martonne
care propulsează o geografie specializată pe ramuri, cu preocupări de cercetare în teren, ca şi
americanul William Davis care se dedică studiului reliefului, a evoluţiei lui sub acţiunea factorilor
endogeni şi exogeni. De la prima lecţie de geografie susţinută la deschiderea Universităţii în 1900, S.
Mehedinţi abordează “Obiectul Geografiei”, concepţie care este analizată în opera sa capitală
intitulată “Terra, introducere în geografie ca ştiinţă” apărută în două volume în anul 1931.
Conţinutul cărţii constituie o replică modernă la lucrarea “Cosmos” a lui Humboldt ca şi la cea
a lui Alfred Hettner. De asemenea, subliniază limitarea geografiei la studiul suprafeţei terestre ca la
Ferdinand Richthofen sau Alfred Hettner care concepea geografia ca pe o ştiinţă a regiunilor, ţărilor.
De la Al. von Humboldt, Simion Mehedinţi preia şi dezvoltă principiile cauzalităţii, al
interdependenţei şi convergenţei formulând definiţia geografiei ca “Ştiinţă a Pământului considerat
în relaţia reciprocă a maselor celor patru învelişuri, atât din punct de vedere static, cât şi din
punct de vedere dinamic (al transformării în timp)” (“Terra”, 1931, p. 61).
El sintetizează obiectul şi definiţia geografiei şi precizează metodele şi mijloacele cercetării
(observarea, descrierea, condiţiile descrierii cartografice), categoriile geografice, descrierea
geosferelor, clasificările şi legile geografice, metodologie care este valabilă şi în zilele noastre.
Personalitatea geografică a lui S. Mehedinţi impune a cunoaşte câteva date biografice.
Absolvent al Universităţii din Bucureşti cu studii în domeniul filozofiei, istoriei şi filologiei, S.
Mehedinţi devine în 1893 primul bursier al Societăţii Regale Române de Geografie în străinătate. După
un an de studii la Paris, unde se constituia şcoala de geografie regională a lui Paul Vidal de la Blache,
S. Mehedinţi îşi continuă studiile la universităţile din Berlin, Leipzig, audiind cursurile lui Ferdinand
von Richthofen şi Friederich Ratzel iar în 1899 susţine la Leipzig teza de doctorat cu tema “Die
Kartographische Induktion”. Din anul 1900 este numit profesor de geografie la Universitatea din
Bucureşti, unde activează până în anul 1938 când se retrage la pensie. Este primul geograf ales de
Academia Română ca membru corespondent în 1905 iar în 1915, devine titular.
Dintre cadrele numeroase formate şi educate de S. Mehedinţi în spiritul geografiei moderne, sau impus în mod deosebit prin contribuţia lor la dezvoltarea cercetării şi gândirii geografice: George
Vâlsan, Constantin Brătescu, Vintilă Mihăilescu, Alexandru Dimitrescu Aldem.
George Vâlsan (1885-1935) a fost discipolul lui S. Mehedinţi de la care a preluat preocuparea
pentru problemele teoretice ale geografiei iar de la alt mare profesor al său, Emmanuel de Martonne, şia însuşit pasiunea pentru cercetarea de teren.
După terminarea studiilor universitare, în anul 1908, pleacă la Berlin, unde are ca profesor pe
Albrecht Penck şi apoi la Paris unde, sub conducerea lui De Martonne îşi va elabora teza de doctorat în
geografie intitulată “Câmpia Română”, susţinută în 1915 în ţară şi care a fost prima teză de doctorat în
geografie la Universitatea din Bucureşti.
În anul 1919 este ales membru corespondent al Academiei Române, iar în 1920 membru titular.
El introduce noţiunile de înveliş geografic şi complexe naturale în care se subdivide suprafaţa
Pământului şi care rezultă dintr-o “polarizare locală sau regională a unor intensităţi, extensiuni şi
interdependenţe variabile”, concepţie susţinută în studiile “Sensul geografiei moderne” publicate în
1930.
Constantin Brătescu (1882-1945) un alt discipol al lui S. Mehedinţi, împărtăşeşte concepţia
acestuia în gândirea sa geografică. Defineşte geografia ca fiind o ştiinţă a descrierii şi a variatelor
aspecte ale suprafeţei Pământului dar şi o ştiinţă de cugetare într-un vast domeniu de cunoaştere, “o
sinteză a numeroase discipline ştiinţifice” (Analele Dobrogei, V-VI, 1926). S-a preocupat şi de
probleme de geografie istorică şi umană, consacrate mai ales Dobrogei.
Vintilă Mihăilescu (1890-1978) discipol de seamă al şcolii lui S. Mehedinţi cu contribuţii
însemnate în mai toate domeniile geografiei. S-a ocupat mai ales de problemele teoriei şi practicii
geografice ca şi ale istoriei cercetării geografice din România.
Scrie lucrări însemnate cum sunt: “Consideraţii asupra geografiei ca ştiinţă” apărută în 1945 (la
Biblioteca I.C.C.R., seria A1, Editura Socec), lucrarea “Geografie teoretică” (1968), în care abordează
problema geografiei ca ştiinţă. Consideră drept domeniu de cercetare geografică învelişul geografic
după conceptul introdus de G. Vâlsan.
A abordat probleme de geomorfologie, în climatologie a introdus noţiunea de topoclimă, a
promovat conceptul de hidrogeografie. În mai multe articole dezvoltă problema “regiunii” sau a
regiunilor geografice, problemă care a fost reluată ulterior de alţi geografi. Grigore Posea formulează
o scară taxonomică a regionării pentru geomorfologie în 1976 în lucrarea ”Geomorfologie” şi
aplicată concret la întregul teritoriu al României în 1984 de către Grigore Posea şi Lucian Badea în
harta “România. Unităţile de relief”, scara 1: 750.000, Editura Ştiinţifică.
În afară de teoria regiunii geografice şi a regionării care s-a conturat tot mai mult, a apărut o
nouă concepţie asupra geografiei generale şi anume teoria sistemelor. Termenul de geosistem este
folosit pentru prima dată de Victor Soceava în 1963 care subliniază încă o dată esenţa concepţiei lui S.
Mehedinţi şi anume că obiectul geografiei este Pământul ca sistem integrat suprasistemului solar,
cu geosferele sale subordonate ierarhic în subsisteme.
În 1987, Ioan Donisă defineşte sociogeosistemul ca obiect al geografiei generale prin care se
subliniază şi omul cu activitatea sa (sociosfera) integrată în mediul geografic.
Cercetările complexe din sec. XX au condus la dezvoltarea disciplinelor de geografie fizică dar
şi a celor de geografie economică. În cadrul celor de geografie fizică se remarcă o serie de studii asupra
reliefului subliniindu-se rolul structurii şi natura rocilor în evoluţia acestuia, trăsăturile climei şi reţelei
hidrografice, învelişul de sol şi procesele actuale de modelare.
Cercetarea reliefului în strânsă legătură cu cercetarea geologică se leagă de contribuţia unor
geologi ca Ludovic Mrazec (1900), R. Sevastos (1903), Gheorghe Munteanu Murgoci de la începutul
sec. XX.
În aceeaşi perioadă se adaugă cercetări geografice asupra spaţiului românesc ale marelui
geograf francez Emmanuel de Martonne (1873-1955) care a început investigaţiile în Carpaţii
Meridionali extinse apoi şi la alte regiuni. Din bogata operă geografică a lui Emm. de Martonne, de
peste 60 de lucrări consacrate teritoriului României se menţionează mai întâi cele două teze de
doctorat: “La Valachie” (1902) ce poate fi considerată ca un model de monografie şi “Evolution
morphologique des Alpes de Transylvanie” (în 1907), ce a apărut reeditată în limba română în anul
1981.
Sub influenţa lui De Martonne pătrunde în geografia fizică românească concepţia ciclurilor de
eroziune normală ( suprafeţe şi niveluri de eroziune) prin care se descifrau suprafeţele de nivelare şi
procesele de modelare a reliefului carpatic.
Se pun bazele geomorfologiei care se consolidează ulterior printr-o serie de studii privind
terasele, glacisurile, procesele geomorfologice etc.
Un rol de seamă în această direcţie l-au avut Vâlsan şi Brătescu urmaţi de N. Popp, V.
Mihăilescu, Victor Tufescu, D.D. Burileanu, geografii din cadrul celor trei catedre universitare de la
Bucureşti, Cluj şi Iaşi.
După al doilea război mondial se renunţă treptat la ciclul eroziunii ca teorie de bază şi se
conturează teoria evoluţiei paleogeomorfologice pe baza cartografierii geomorfologice potrivit
căreia toate ştiinţele care au ca obiect de studiu realitatea spaţială de la suprafaţa scoarţei, procedează la
cartarea concretă a fenomenelor după care se face interpretarea şi explicarea lor în special pe calea
reconstruirii evoluţiei lor paleogeografice şi istorice.
În baza acestei concepţii a fost realizată o lucrare de sinteză “Relieful României”, de Gr. Posea,
N. Popescu, M. Ieleniez (Editura Ştiinţifică, 1974) având la bază principiile geomorfologiei generale şi
regionale. Concepţia paleogeografică a acestei lucrări a fost concretizată în sens teoretic general în
scara morfocronologică – o scară temporală şi spaţială a evoluţiei pământului românesc, dar care
se poate aplica şi la restul formelor continentale.
Multitudinea de studii geografice de mare diversitate au condus la diversificarea disciplinelor
geografice în scopul aprofundării fenomenului pus în discuţie dar, pentru asigurarea conţinutului unitar
al geografiei se impune respectarea permanentă a principiului geografic prin care “orice parte a
întregului, studiată iniţial separat, se impune a fi raportată neîntrerupt la întregul teritorial din
care face parte”.
Introducerea metodelor cantitative, a analizei istorice şi sistemice în ştiinţele speciale ale
geografiei a deschis modalităţi noi de aprofundare pe baza unor concepţii noi şi integratoare.
Metodele cantitative şi calitative noi au contribuit la adunarea unui material faptic bogat care,
prelucrat apoi prin metode analitice, reprezintă baza unor sinteze regionale dar şi generale.
Exemplificăm în acest sens, câteva lucrări realizate:
“Harta geomorfologică generală” (Gr. Posea, N. Popescu 1964);
“Principii şi metode de cercetare în geografia fizică” (T. Morariu, Valeria Velcea, Ed.
Academiei, 1971);
“Reprezentarea grafică şi cartografică a formelor de relief” (M. Grigore, Ed. Academiei,
1979);
“Principii, metode şi tehnici de lucru în geografie” (P. Coteţ, E. Nedelcu, Ed. Didactică,
1976).
“Morfometria bazinelor hidrografice” (I. Zăvoianu, Ed. Academiei, 1978);
“Morfologia şi dinamica albiilor de râuri” (I. Ichim, Maria Rădoane, Duma, Editura tehnică,
1989) şi altele.
CAP. II UNIVERSUL
2.1 Definirea Universului. Date generale şi caracteristici ale Universului.
Din cele mai vechi timpuri oamenii au contemplat bolta înstelată întrebându-se – Ce este cerul? Ce
legi îi guvernează mişcarea? Au observat circa 6000 de stele vizibile cu ochiul liber, că acestea răsar şi
apun, le-au notat poziţiile şi grupările lor în aşa numitele constelaţii.
La popoarele de agricultori din antichitate (egipteni, babilonieni, chinezi), poziţia stelelor pe bolta
cerească, constituia repere în aprecierea succesiunii sezoanelor ploioase şi secetoase şi prin aceasta
stabilirea intervalelor cu lucrări agricole. Navigatorii se orientau tot după poziţia stelelor. De la oamenii
antici s-au păstrat multe denumiri de stele sau constelaţii iar de la Ptolemeu a rămas cel mai complex
studiu al Universului în concepţia geocentrică (Pământul se află în centrul Universului iar Soarele,
Luna şi toate plantele se învârtesc în jurul său).
De-a lungul mileniilor şi secolelor, observaţiile tot mai amănunţite şi rezultatele acestora asupra
corpurilor cereşti, au permis descrierea lor, stabilirea originii, evoluţiei şi structurii lor precum şi a
legilor care stau la baza mişcării acestora.
Se disting în sec. XVI opiniile lui N. Copernic cu privire la sistemul heliocentric, apoi contribuţiile
lui G. Galilei, Johanes Kepler, Isaac Newton, Albert Einstein, la care se adaugă explozia informaţională
din sec. XX în special din ultimele trei decenii.
S-a constatat că planeta Pământ constituie o unitate în Sistemul Solar şi prin acesta, se integrează
Cosmosului sau Universului ca întreg, în cadrul căruia se află alte sisteme între care se stabilesc o serie
de legături genetice, funcţionale sau influenţe energetice.
Specificul planetei Terra este generat de o anume poziţie a sa în Sistemul Solar iar mecanismele
structurii şi funcţionării sistemelor geografice terestre nu-şi pot găsi pe deplin înţelegerea decât în
contextul realităţii Universului, înscriindu-se în aceleaşi legi generale ale naturii.
Universul sau Cosmosul constituie imensul spaţiu care ne înconjoară ale cărui limite sunt
imperceptibile şi în care materia componentă se află organizată în structuri şi forme care au stadii
diferite de evoluţie.
Oamenii de ştiinţă cu ajutorul instrumentelor tehnice n-au reuşit să cunoască decât o parte restrânsă
a acestuia pe care astronomii o denumesc sub termenul de Univers observabil sau Metagalaxia în care
se află stele, galaxii şi alte structuri descoperite prin recepţionarea radiaţiilor emise de ele. Datele
actuale despre limitele Metagalaxiei se află la 5 miliarde ani lumină (a.l.)1 limită optică şi până la 1015 miliarde a.l. cât arată limita undelor radio recepţionate.
Se mai folosesc şi alte două noţiuni despre Universul care nu se poate observa direct:
Universul fizic se află dincolo de Universul observabil pe care îl înconjură şi constituie spaţiul în
care corpurile sau structurile cosmice nu pot fi observate, dar prezenţa lor este presupusă datorită unor
influenţe pe care ele le exercită asupra unor structuri din zonele observabile ca de exemplu, unele
abateri în deplasarea normală a lor.
Universul total sau necunoscut a cărui deducţie se face pe baza relaţiilor matematice şi a ideilor
filosofice.
Caracteristici ale Universului.
• Cunoaşterea sa este relativă, mai clară în partea Universului observabil, respectiv până la 10
miliarde a.l. depărtare de Pământ şi doar deductivă la depărtările foarte mari din Universul fizic
sau acea parte numită Universul necunoscut.
• Universul este omogen fiind alcătuit din elemente ale tuturor elementelor chimice cunoscute
grupate în diverse componente de la cele uriaşe la cele mai mici
• Volumul Universului se apreciază la 1080 m3, iar masa la 2,5x1054 Kg în cadrul căreia 90% sunt
particule elementare de tipul neutronilor, fotonilor, electronilor, nucleolilor.
• Densitatea are valoare extrem de redusă (2,5x10-26 Kg/m3) aspect care a condus frecvent la
supoziţia că “apare ca vid”. Precumpănesc atomii de H, He şi la distanţă mare, cei de O, C, N
etc. (Z. Folescu, 1990, apreciază că din cca 1000 atomi, 920 sunt de H, 78 de He şi restul
celelalte elemente.
• În Univers acţionează patru forţe (M. Ielenicz, 2000): - gravitaţia care stă la baza relaţiilor
dintre corpurile cereşti de tipul stelelor, planetelor, sateliţilor etc. (mărimea forţei de atracţie
dintre corpuri este direct proporţională cu masele lor şi invers proporţională cu pătratul distanţei
dintre ele):
- forţa electromagnetică – ce influenţează particulele cu sarcină electrică – determină emisia de
unde radio, radiaţii luminoase şi sinteze moleculare etc., iar valoarea ei este mai mare decât cea
dată de gravitaţie.
- forţa nucleară şi forţa slabă sunt prezente la nivelul atomic şi respectiv al particulelor
elementare.
Cea nucleară este de sute de ori mai puternică în raport cu forţa electromagnetică dar acţionează pe
un spaţiu limitat manifestându-se în ansamblul reacţiilor nucleare din stele.
1
Calculul distanţelor până la diferite corpuri cereşti din Universul vizibil se realizează pe baza radiaţiei luminoase directe sau reflectate şi a undelor
electomagnetice ce vin de la acestea. Sunt mai multe unităţi de măsură): a) unitatea astronomică (u.a.) reprezintă distanţa medie dintre Soare şi Pământ iar
valoarea ei este de 149,6 mil.km; b) anul lumină (a.l.) care corespunde distanţei parcursă de lumină în timp de un an adică aproximativ 9,5 mii miliarde
km; c) parsecul (p.c.) este egal cu 206265 u.a. (3,26 a.l.)
Forţa slabă este de circa 1000 de ori mai slabă decât cea nucleară şi se manifestă la nivelul
particulelor elementare (ale protonilor, neutronilor, electronilor etc.).
În Macrocosmos, prezenţa acestor forţe este legată de radiaţiile stelelor datorate reacţiilor
termonucleare.
Acţiunea complexă a tuturor acestor forţe a impus în procesul evoluţiei Universului, concentrarea
materiei în anumite zone şi de aici, individualizarea unor structuri cosmice de dimensiuni diferite:
galaxii, stele, planete, sateliţi, comete etc.
2.2. Structura Universului
Corpurile cosmice care intră în componenţa Universului se pot ierarhiza în trei categorii principale:
a) macrostructurile
b) mezostructurile
c) microstructuri
a) Macrostructurile Universului cuprind cele mai mari componente între care galaxia. Ea
reprezintă
o mare asociere de milioane sau miliarde de stele şi sisteme solare, nebuloase gazoase,
pulberi, atomi dispersaţi etc., care se rotesc cu viteze diferite pe orbite în jurul centrului său de greutate.
În Universul observabil se află peste 100 miliarde de galaxii care se asociază în grupuri mari
numite roiuri şi superroiuri de galaxii.
Galaxiile au o mişcare de rotaţie în jurul axei lor şi în funcţie de viteza acesteia, ele prezintă o
turtire mai mare sau mai mică. În centrul galaxiei sunt grupate cele mai multe stele (îndeosebi cele
foarte bătrâne şi nori de plasmă iar la margini stele mai tinere din materie gazoasă).
• Galaxia în care se află Sistemul nostru Solar se numeşte Calea Lactee, care face parte din
aşa-numitul Grup Local de galaxii; cele mai apropiate galaxii de Calea Lactee sunt Norii lui Magelan,
la 140-160 a.l. şi Andromeda la 2 mil.an.l. Primele măsurători asupra vitezelor de deplasare a galaxiilor
au fost realizate de E. Hubble în 1924 care a ajuns la concluzia următoare: “cu cât galaxiile sunt la
o distanţă mai mare, cu atât viteza de depărtare a unora faţă de celelalte este mai mare”. Ideea a
stat la baza teoriei expansiunii Universului.
După forma lor, Edwin Hubble distinge mai multe tipuri de galaxii (fig.3):
- galaxiile spirale sunt cele mai numeroase, reprezentând peste 60% din total; sunt turtite, au
nucleul sferic şi braţele spirale, aplatizate, de unde şi aspectul de disc. Turtirea lor este în funcţie de
viteza mişcării de rotaţie şi de conţinutul de gaze.
Nucleul este alcătuit din stele bătrâne iar braţele în formă de spirală sunt cuprinse ca număr între
două până la şapte (Andromeda) şi au o deschidere diferită. În componenţa lor intră gaze în formă de
nori gigantici, praf cu dimensiuni de ordinul micronilor şi stele tinere;
- galaxiile eliptice sunt mai puţin numeroase (cca 23%), mai evoluate, dar au dimensiuni variabile,
turtire diferită în funcţie de viteza de rotaţie, contururi mai clare datorită diminuării prafului şi gazelor,
o luminozitate mare în centru şi scăzută la periferie. Stelele sunt bătrâne, de culoare roşie şi se
deplasează pe orbite alungite;
- galaxiile neclarificate (12%) şi
- galaxiile neregulate (2%) din total sunt tinere, în curs de evoluţie; posedă un nucleu şi formă
neregulată datorită vitezei de rotaţie mare.
• Grupul de galaxii
Reprezintă un sistem alcătuit din galaxii, cu mărimi şi forme diferite, distribuite neuniform. De
exemplu, Galaxia noastră împreună cu încă două galaxii spirale gigante (Andromeda, Triunghiul) şi
alte 20 de galaxii mici, vecine cu noi, eliptice şi neregulate, formează Grupul Local.
• Roiuri de galaxii
Conţin grupuri de galaxii care au în componenţă sute sau mii de galaxii şi, ca urmare, diametrul
este de câteva milioane de a.l. Se cunosc roiuri deschise cu formă neregulată şi o slabă concentrare
spre centru (ex. roiul din constelaţia Fecioara) şi roiuri globulare cu structură compactă şi concentrare
de galaxii pe centru (roiul din constelaţia Como Berenices).
• Superroiuri de galaxii
Zona centrală a lor este de regulă ocupată de o galaxie puternică numită şi “monstruoasă”, cu masă
echivalentă cu cea a mai multor sute de galaxii normale iar celelalte galaxii ale superroiului gravitează
în jurul ei.
b) Mezostructurile cosmice
Cuprind: roiuri de stele şi stelele; materie interstelară
Roiurile de stele sunt alcătuite din grupuri de stele de ordinul sutelor, miilor şi sutelor de mii,
între care există forţe de atracţie şi au origine, vârstă şi compoziţie chimică apropiată. În cadrul
roiurilor se distinge un nucleu format dintr-o aglomerare mare de stele care-i dau densitatea şi o
zonă largă cu stele mai puţine.
Se disting două tipuri:
- roiuri deschise, neregulate, sărace în stele ca de exemplu cele din vecinătatea Căii Lactee
(peste 500 de roiuri), între care Pui, Ursa Mare; au viteză de rotaţie mică, în jur de 20 Km/s
- roiuri globulare, cu o mare concentrare de stele (zeci sau sute de mii de stele), amplasate în
centrul galaxiei; aici domină stelele bătrâne care au viteza de rotaţie de cca 150Km/s.
În Galaxia noastră sunt mai puţine la număr, dar apar şi în alte galaxii, cum este Andromeda.
Stelele sunt corpuri cereşti gazoase, sferice, cu temperaturi mari şi lumină proprie. Ele au o
mare concentrare de materie şi au luat naştere în cea mai mare parte după formarea
galaxiilor iar unele au apărut concomitent cu galaxia, prin concentrarea locală a unei părţi
din materia acesteia. Cu ochiul liber se pot observa câteva mii de stele, iar cu ajutorul
lunetei peste un milion. Raza stelelor variază între 1/100 şi de câteva sute de ori raza
Soarelui (690.000 Km). Cele mai mici sunt stelele neutronice care au diametrul în jur de 10
Km iar cele mai mari sunt stele supragigantice.
Cea mai apropiată stea de Pământ este Soarele (cca 150 mil. km.), iar cea mai apropiată de Sistemul
Solar este ”α” din constelaţia Proxima Centauri.
Stelele se caracterizează prin:
- luminozitate care reprezintă energia emisă pe secundă de o stea şi depinde de mărimea şi
temperatura acesteia;
- temperatura stelelor este cea recepţionată de la atmosfera acestora şi variază frecvent între
2500K-50.000 K (în astrofizică se utilizează scara absolută a temperaturii Kelvin, notată cu K);
stelele ale căror temperaturi sunt sub 6000K, sunt considerate stele reci iar cele la care aceasta
este mai mare, sunt stele fierbinţi;
- culoarea depinde de mărimea temperaturii şi variază între albastru şi roşu;
- compoziţia chimică, la cele mai multe este cuprinsă între 70%-75% H, 20-25% He, 5% alte
elemente;
- structura unei stele cuprinde: "atmosfera stelară" (frecvent cu H, He, O, C etc) şi interiorul
stelei din materie gazoasă sub formă de particule elementare cu temperaturi de milioane K şi
presiuni de miliarde de atmosfere;
- vârsta stelelor variază între 1-2 milioane de ani până la peste 10 miliarde ani. Cele mai mari
stele au o masă de peste 100 de ori masa Soarelui, dar şi o viaţă scurtă sub 2 mil.ani.
În interiorul acestor stele prin procese de fuziune nucleară şi în condiţiile unor presiuni ridicate se
produc temperaturi de milioane de K şi ca urmare, rezultă nuclee de He, C, O, N, Mg, Si şi ulterior, Fe,
Ni, Co. În stelele mici nu sunt condiţiile create pentru asemenea sinteze. În faza finală, unele stele
ajung la explozie şi îşi împrăştie materia în spaţiu iar din "cenuşa" lor pot lua naştere alte stele.
După principalele caracteristici: luminozitate, temperatură, compoziţie chimică, evoluţie se pot
diferenţia mai multe tipuri de stele.
a) stele normale cu o masă de 1-20 mase solare, raza de 0,5-5 raze solare şi au o evoluţie lentă;
b) stele gigant cu o masă de 30-50 mase solare, raze de la 10-150 raze solare, luminozitate de
peste 100 ori faţă de cea a Soarelui; au o viaţă scurtă
c) stele supragigant au cele mai mari caracteristici: luminozitate ce ajunge la aproape 10.000
luminozitatea Soarelui; raze de peste 1000 ori raza lui şi cea mai scurtă viaţă (sub 1 milion ani)
d) stelele pitice au dimensiuni mici (diametrul uneori cât al unei planete)
Culoarea recepţionată de la cenuşiu la alb, derivă denumirile ca: pitica albă, pitica galbenă; pitica
neagră şi au o viaţă lungă;
e) pulsari – stele aflate în faza finală de evoluţie rezultând prin explozia unei stele gigant. Au
această denumire deoarece emit radiounde cu perioade scurte ( de la sutimi de secunde până la
câteva secunde); mai sunt denumite stele neutronice pentru că sunt compuse în special din
neutroni. În centrul lor, se mai află şi alte particule elementare ca: protoni, electroni. Diametrul
pulsarilor este de câţiva Km dar masele lor sunt mai mari decât masa Soarelui densitatea foarte
mare (câteva sute milioane tone pe cm3). Se cunosc circa 100 de pulsari (primul a fost
descoperit în 1964).
f) găurile negre sunt tot nuclee de stele explodate dar în care densitatea este atât de mare încât
gravitaţia puternică împiedică emiterea de radiaţie luminoasă, făcându-le invizibile;
g) novele reprezintă stele surprinse într-un moment termonuclear produs de obicei între o stea
normală şi una pitică (aflate într-un sistem binar); cea pitică are o densitate mare şi un câmp
magnetic foarte puternic care atrage materie gazoasă de la steaua normală care produce la
rândul său, o încălzire a stelei pitice. Astfel, se ajunge la declanşarea reacţiilor termonucleare
ce eliberează violent energie şi la o erupţie explozivă (Z. Folescu, 1990). În urma acesteia se
produce o strălucire mare, o luminozitate de zeci de mii până la sute de mii de ori mai mare.
Energia eliberată de stea în timpul exploziei poate echivala energia radiată de Soare în 10 000
până la 100 000 ani. După explozie, în jurul nucleului stelei, la distanţe mari, se formează o
nebuloasă din învelişul expulzat;
h) supernovele corespund unui moment termonuclear din finalul evoluţiei unei stele gigant. În
interiorul acesteia are loc un lanţ de reacţii nucleare ce produc temperaturi de miliarde de grade;
în jurul nucleului stelei, care este alcătuit dominant din Fe, se formează învelişuri ce conţin Si,
Mg, O, C, He, H care se menţin la distanţe diferite datorită energiei emise de acesta. Când
nucleul epuizează energia, se produce o contractare puternică a acestuia (o implozie), în urma
căreia rezultă o energie uriaşă iar purtătorii acesteia sunt neutrinii. Aceştia invadează
învelişurile exterioare cu viteze de 2000-3000 Km/s unde sunt captaţi de diferite nuclee. Se
produce o altă explozie a învelişurilor exterioare care vor forma o nebuloasă iar din steaua
gigant rămâne doar nucleul cu o densitate uriaşă ce va constitui o stea neutronică.
• Materia interstelară. Este alcătuită din materie foarte rarefiată sub formă de gaze, praf, particule
subatomice reprezentând 2% din masa galaxiei şi dispersată în spaţiul dintre stele, sub formă de
gaze şi pulberi, dar care nu sunt uniforme.
Gazele sunt formate cu precădere din ioni, atomi, molecule ionizate de O, C, H etc. Gazele uşoare
au provenienţă dublă, din materia cosmică iniţială şi din explozia supernovelor; gazele grele au
rezultat numai în urma exploziilor stelelor gigant.
Pulberile sunt reprezentate de particule extrem de mici, din cristale de gheaţă, grafit etc.,
amestecate cu mase de gaze provenite numai în urma exploziilor stelare.
Au temperatură redusă iar norii cu concentrare mare de pulberi formează nebuloase. Într-o
perioadă îndelungată de evoluţie, prin concentrare şi reacţii chimice (hidrogenul favorizând realizarea
de molecule de apă, amoniac, metan, hidrocarburi etc.), se pot genera structuri complexe de tipul
protostelelor.
În spaţiul interstelar este prezentă şi radiaţia cosmică ce pătrunde din afara galaxiilor; a fost
descoperită în sec. XX şi este alcătuită din particule elementare electrizate ce se deplasează cu viteză
mare, apropiată de cea a luminii. Ciocnirea ei cu diverse particule din atmosfera Pământului duce la
diverse reacţii şi dezintegrări din care rezultă alte particule elementare (perechi de electroni, protoni,
neutroni de energie mare etc), ce ajung la suprafaţa terestră.
2.3 Originea şi evoluţia Universului
Această problemă a preocupat oamenii de ştiinţă încă din cele mai vechi timpuri, fapt care a
condus la apariţia mai multor concepţii grupate pe etape:
³ etapa sistemului geocentric datată din antichitate până la începutul secolului al XVI-lea
(1543);
³ impunerea modelului heliocentric din 1543 când apare teoria lui Copernic continuată de
Giordano Bruno şi consolidată de G. Galilei şi I. Newton, în sec. XVII;
³ etapa demonstrării expansiunii Universului şi a modelului Big-Bang, care apare în sec. XX.
Începând cu anul 1915, este publicată teoria generală a relativităţii formulată de Albert Einstein
iar în 1919, W. Sitter foloseşte ecuaţiile sale şi susţine teoria expansiunii Universului, în care
galaxiile se depărtează unele de altele.
La acest argument matematic s-au adăugat observaţiile astronomice ale astronomului american
Edwin Hubble din anul 1924 care a descoperit mai multe galaxii ce se depărtau de Terra.
Ideea expansiunii Universului este demonstrată de Hubble, descoperind că lumina primită de
la celelalte galaxii se deplasează spre roşu cu cât acestea sunt mai departe, iar sursa de lumină se
îndepărtează de noi cu atât mai repede cu cât se află la o distanţă mai mare (viteza este proporţională cu
distanţa).
După 1970 s-a impus modelul Big Bang sau Marea Explozie Iniţială, teorie bazată pe: ideea
expansiunii Universului demonstrată de Hubble, pe compoziţia chimică omogenă a Universului
(dominant format din H şi He) şi pe radiaţia de fond care în prezent are 2,7 K.
Această radiaţie a apărut după cca 300.000 de ani de la Big Bang, când plasma ajunsă la o
temperatură de cca 3000 K începe să se structureze în arii mai dense şi mai rarefiate pregătind
viitoarele galaxii şi spaţii intergalactice.
În această concepţie, de la momentul Big-Bang-ului, vârsta Universului este apreciată la 15-18
miliarde de ani. Înainte de momentul Big Bang, Universul era redus la o particulă extrem de mică (mai
redusă decât un proton) numită holon sau particula întregului.
Concentrarea masei impunea valori enorme ale densităţii şi temperaturii (1032 K) şi o stare
fizică ce nu poate fi stabilită în baza legilor fizicii cunoscute în prezent. Acel stadiu iniţial al
Universului a fost denumit Universului quarcurilor.
Procesul evolutiv al Universului începând de la momentul Big Bang-ului a parcurs două etape
uriaşe, fiecare cu mai multe faze şi momente cu un anumit specific:
a) Etapa Universului timpuriu care a durat circa un milion de ani, timp în care, pe fondul
general al expansiunii, s-au produs scăderea rapidă a temperaturii, densităţii şi presiunii, dominând
particulele elementare iar în final, primele sinteze de nuclee ale elementelor uşoare de H şi He.
Principalele faze sunt:
´ un rol esenţial l-a avut temperatura de la prima secundă a dilatării Universului, atingând
pragul de 1010 K, fenomen care determină trecerea quarcurilor în protoni, neutroni şi fotoni. Energia
mare a fotonilor a împiedicat combinarea particulelor elementare pentru a se forma atomii stabili de H
şi He;
´ faza în care temperatura scade la 1 miliard K când, încep să se desfăşoare reacţii nucleare din
care să rezulte primele nuclee de H şi He, fază care a durat circa 700.000 ani;
´ faza din ultimii 300.000 de ani ai etapei marchează scăderea în continuare a temperaturii,
care micşorează numărul fotonilor şi scăderea acţiunii acestora; trece în prim plan sinteza nucleelor iar
la forţele nucleare se adaugă cele electromagnetice de unde se conturează structurile stabile ale
atomilor de H şi He iar temperatura ajunge la 3000 K.
Universul va fi format dintr-un gaz difuz din H şi He.
b) Etapa Universului material începe după un milion de ani de la Big Bang şi se
caracterizează prin predominarea materiei asupra radiaţiei. Şi în cadrul acestei etape s-au înregistrat
câteva momente semnificative.
à În primele 200 de milioane de ani, substanţa s-a concretizat mai întâi sub formă atomică şi
moleculară. Sub efectul gravitaţiei s-a ajuns la aglomerări iar prin concentrarea acestora au rezultat
”norii cosmici” de tipul “protogalaxiilor” alcătuiţi predominant din H şi He. Între aceştia s-au
conturat spaţii cu materie extrem de rarefiată numite şi “goluri intergalactice”.
à Protogalaxiile aveau o mişcare de rotaţie cu o viteză mai mare în centru şi mai redusă la
exterior. Viteza de rotaţie diferită s-a răsfrânt în forma mai mult sau mai puţin turtită a acestora.
à Prin concentrarea materiei, într-o nouă fază de evoluţie s-a format primul sistem de galaxii.
Galaxiile care au avut o mişcare de rotaţie mai mare şi un câmp magnetic mai intens, pe lângă turtire şi
o concentrare ridicată a materiei spre centru, au căpătat şi un număr de braţe. Pe măsura evoluţiei lor
galaxiile se depărtau unele de altele.
à Marea majoritate a galaxiilor au rezultat încă de la începutul etapei a doua sau etapa
materială a Universului.
à În cadrul galaxiei, din ciocnirea atomilor şi moleculelor antrenate în mişcarea de gaze, au
rezultat particule şi grăunciori de substanţă solidă. Când dimensiunile lor au depăşit posibilităţile de
antrenare în mişcare de către gaze, sub impulsul gravitaţiei, grăunciorii cad spre zona planului central
al nebuloasei galaxiei, unde se înscriu pe anumite orbite.
În aceste orbite, prin acelaşi proces de aglomerare şi comprimare a materiei sub efectul
gravitaţiei se formează stelele primare sau protostelele.
De-a lungul perioadei de peste 10 miliarde de ani au rezultat mai multe generaţii de stele.
Soarele aparţine generaţiei a treia de stele.
În protostea materia comprimată sub efectul gravitaţiei se încălzeşte determinând temperaturi
de câteva mii de grade, fenomen ce conduce la ionizarea ei. Sub impactul fotonilor, moleculele se
disociază în atomi care îşi pierd electronii. Când temperatura ajunge la câteva milioane de grade, se
declanşează reacţiile termonucleare ce asigură radiaţii electromagnetice care se răspândesc în
spaţiu făcând-o vizibilă ca o nouă stea. Când temperaturile ajung la pragul de 5 milioane K, se trece la
o nouă fază în evoluia stelei, deoarece intră în reacţie hidrogenul care are pondere mare (70-75%) şi
este transformat prin reacţii nucleare în heliu, proces însoţit de eliberare de energie care asigură
creşterea continuă a temperaturilor.
Când temperatura depăşeşte 100 mil. K, se trece la o nouă fază a stelei, în care heliul va deveni
combustibil nuclear. Prin ciocnirea nucleelor de heliu rezultă cele de carbon. Creşterea temperaturii în
continuare poate atinge 1 miliard K, prag la care nucleele de carbon apar în prim plan şi prin
nucleosinteza lor rezultă elemente noi de Na, Mg, Al, Si, S etc.
Când temperatura din interiorul stelei atinge praguri mai mari, între 2-5 miliarde K, se produce
o nouă sinteză de nuclee din Fe, Ni, Cu, Zn etc.
Dincolo de pragul de 5 miliarde K nu se mai menţin legăturile care asigură existenţa nucleelor.
Aceştia trec în nucleoni iar în evoluţia stelei se produce implozia nucleului ei urmată de expulzarea
învelişurilor. Din stea nu mai rămâne decât nucleul dens în care reacţiile termonucleare încetează
treptat iar steaua se răceşte devenind un pulsar sau o gaură neagră. O astfel de evoluţie se
înregistrează la stelele foarte mari.
În concluzie, în evoluţia Universului în general, a galaxiei, au rezultat mai multe generaţii de
stele cu mase diferite. Cele mai vechi se află în partea centrală a galaxiei iar generaţiile mai noi sunt
legate de porţiunile exterioare, în special, în braţele acesteia.
2.4. Galaxia noastră - Calea Lactee
Calea Lactee sau galaxia noastră face parte din Grupul Local alcătuit din 24 de galaxii.
Sistemul cosmic al Căii Lactee este compus din circa 150 miliarde de stele grupate în diferite
roiuri şi de vârste variate; inclusiv, steaua noastră – Soarele. Mai conţine în spaţiul interstelar o masă
însemnată de atomi; particule atomice, pulberi de ordinul micronilor etc.
Calea Lactee a fost observată încă din antichitate când i s-a dat şi numele datorită apariţiei sale
pe bolta cerească sub forma unei mari fâşii albe de-a lungul căreia se concentrează stele.
Abia în secolul XVII odată cu descoperirea lunetei astronomice a fost separată ca un sistem
stelar asupra căruia s-au realizat măsurători.
Ca formă este o galaxie spirală lenticulară cu patru braţe principale ce pleacă din centrul
galaxiei. Soarele – steaua noastră, se află între braţul Săgetător şi braţul Perseu la o depărtare de centrul
galactic de 30.000 ani lumină (fig.4).
Haloul, la exteriorul discului apare ca o sferă cu materie gazoasă extrem de rarefiată cu un
diametru de 150.000 a.l., iar masa galaxiei este de 110-160 miliarde mase solare.
Galaxia Calea Lactee are o mişcare de rotaţie în jurul axei mici cu viteze diferite de la un
nivel la altul, crescând din centru spre exterior.
Soarele are o viteză de cca 220-250 Km/s şi parcurge o orbită eliptică în aproape 200 milioane
de ani. Stelele din nucleu şi din vecinătatea acestuia au orbite circulare iar celelalte se deplasează pe
orbite oblice înclinate în raport cu planul Ecuatorului galactic.
Stelele au vârsta de la câteva milioane la peste mai multe miliarde de ani, iar vârsta Galaxiei
este presupusă a fi de cca 12 miliarde de ani. Stelele emit radiaţii sub formă de fluxuri de particule
subatomice (protoni, electroni, ioni, nuclee, etc.), în mod frecvent cu viteze mai mici sub formă de
vânt stelar, iar în timpul exploziilor stelare (nove, supernove) cu viteze mari sub formă de radiaţie
cosmică.
2.5 Sistemul Solar. Concepţii privind alcătuirea Sistemului Solar. Teorii privind
formarea sa
2.5.1. Sistemul solar face parte din sistemul stelar al Galaxiei Calea Lactee. Este compus
dintr-o stea de mărime mijlocie – Soarele şi dintr-un sistem de alte corpuri cosmice ce se învârtesc în
jurul acestuia:
- planetele în număr de 9: Mercur, Venus, Terra, Marte, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun şi
Pluto;
- asteroizi în număr de 50-100.000;
- numeroşi meteoriţi;
- comete.
O imagine generală a sistemului se prezintă ca un disc cu Soarele în centru şi cu planete aflate
la depărtări ce cresc în progresie geometrică de la 0,4 u. a. la 50 u. a., care se învârtesc în jurul Soarelui
iar în jurul planetelor se rotesc sateliţi cu dimensiuni variabile (fig.5).
Diametrul maxim al sistemului considerat până la nivelul orbitei ultimei planete, este de cca 50
de unităţi astronomice.
Soarele care ocupă poziţie centrală în cadrul sistemului, cuprinde aproape întreaga masă a
acestui sistem, respectiv 99,87% (2 x 1030 kg).
Diametrul Soarelui este de 1,39 milioane km iar cel al planetelor, între 3000 km (la Pluton) şi
142 796 km la Jupiter.
În jurul planetelor gravitează 60 de sateliţi cunoscuţi până în prezent.
În sistemul solar foarte bine structurat se mai găsesc o serie de corpuri mici care grupează mii
de asteroizi circa 50.000-100.000 la număr ce apar ca o centură între Marte şi Jupiter.
Planetele şi asteroizii execută mişcări de revoluţie în jurul Soarelui iar sateliţii în jurul
planetelor, în baza legii atracţiei universale.
În jurul planetelor se exercită unele atracţii care impun unele perturbaţii în mişcarea generală ca
cele dintre Pluton şi Neptun.
Durata mişcării de revoluţie variază de la o planetă la alta şi de la un satelit la altul. Orbitele
planetelor sunt cuprinse în planuri cu oblicitate redusă. Sateliţii descriu orbite circulare situate în
planul ecuatorial al planetelor. În jurul planetei Jupiter, sateliţii au orbite foarte înclinate şi
excentricitate mare în raport cu planul ecuatorului planetei.
Cometele şi asteroizii au orbite oblice ale căror planuri intersectează planul ecuatorial al
Soarelui prin unghiuri mari. Numărul cometelor este apreciat la cca 2 milioane. În prima jumătate a
secolului nostru existenţa lor era pusă în legătură cu norul Oort (după numele olandezului Oort care la stabilit prin calcule). Un exemplu de cometă periodică, care revine la o perioadă de 77 ani este
cometa Halley (fig.6). Alte comete (aperiodice) au orbite extrem de lungi care ies din spaţiul
Sistemului Solar.
2.5.2. Concepţii privind alcătuirea sistemului solar.
Încă din antichitatea greco-romană s-au impus o serie de concepţii grupate în două sisteme:
a) Sistemul geocentric a fost întemeiat de Aristotel (384-322, î. Hr.), care considera că în jurul
Pământului există mai multe sfere transparente, pe cea mai depărtată sunt aşezate stelele iar pe
celelalte, mai apropiate se află planetele, Soarele şi Luna. Acestea se învârtesc în jurul Pământului
considerat ca un centru fix, mişcare parcursă cu viteze diferite.
Claudiu Ptolemeu (90-cca 168 d. Hr.) elaborează teoria geocentrică în lucrarea “Sintaxa
matematică” sau “Almageste”, potrivit căreia centrul întregului sistem este Pământul care stă fix iar în
jurul său sunt sfere pe care se mişcă Luna, Soarele, planetele şi stelele; planetele au două forme de
deplasare: una pe orbită circulară (epiciclu) şi alta pe orbite mari în jurul Pământului.
b) Sistemul heliocentric
Aristarh din Samos (265 Â.Hr.) este primul gânditor care considera Soarele imobil în centrul
unei sfere a stelelor iar planetele se mişcă în jurul său, conturându-se ideea dublei mişcări a
Pământului: rotaţia de o zi şi translaţia (mişcarea de revoluţie) de un an.
Nicolaus Copernic (1473-1543) elaborează concepţia heliocentrică în detaliu în lucrarea “De
revolutionibus orbium coelestium” (Despre mişcările de revoluţie ale corpurilor cereşti) apărută în
primul exemplar în 1543 pe care l-a văzut când era pe moarte. El susţinea:
- Soarele este în centrul sistemului în poziţie fixă iar Pământul şi planetele se învârtesc cu o
mişcare uniformă în jurul lui pe orbite circulare;
- Pământul execută o mişcare de rotaţie în 24 de ore şi una de revoluţie într-un an.
Teoria sa a fost negată atunci de religia catolică.
Galileo Galilei cu ajutorul lunetei descoperită în 1609 a demonstrat că Soarele este doar o stea
printre multe stele ale Căii Lactee. A descoperit cei patru sateliţi ai lui Jupiter care realizează mişcări
de rotaţie în jurul planetei respective, aducând prima dovadă împotriva ideii că Pământul ar fi singurul
centru al mişcării tuturor corpurilor cereşti. Galilei analizează fazele planetei Venus indicând rotaţia
acesteia în jurul Soarelui iar concluzia privind deplasarea petelor de pe suprafaţa Soarelui,
demonstrează rotaţia acestuia în jurul axei. Condamnat la închisoare (în 1633) pentru îndrăzneala
ideilor sale, sub ameninţarea torturii, a fost nevoit să se dezică formal de convingerile sale ştiinţifice.
Giordano Bruno porneşte de la teoria lui Copernic şi creează o imagine a Universului în care
Soarele devine doar centrul sistemului solar. Un cer de stele fixe care să închidă acest sistem nu există.
El proclamă infinitul spaţiului cosmic în care se află nenumărate stele iar invariabilă şi veşnică este
numai energia care stă la baza lor, pe când sistemele de “lumi” ale Universului variază mereu, toate
având un început şi un sfârşit.
Pentru ideile sale, Giordano Bruno a fost ars pe rug la 17 februarie 1600 în oraşul Roma.
2.5.3. Ipoteze privitoare la formarea Sistemului Solar.
Principalele teorii au fost elaborate începând cu secolul XVIII pe măsura acumulării de date din
observaţii şi a progresului în matematică, fizică şi astronomie.
M Ipoteza lui Buffon (1747)
Susţine că Pământul şi celelalte planete ar fi rezultat din materia desprinsă din Soare în urma
ciocnirii acestuia cu un alt astru. Este numită şi “ipoteza stelară”. Acestei teorii i s-a opus argumentul
că din cauza temperaturilor foarte ridicate ale Soarelui, apropierea acelui astru ar fi dus la volatilizarea
sa înaintea producerii impactului.
M Ipoteza lui Immanuel Kant (1755)
A apărut în lucrarea “Istoria generală a naturii şi teoria cerului” şi susţinea existenţa unui
Univers timpuriu haotic în care particulele componente în stare solidă de mărimi diferite impuneau
forţe de atracţie între ele formând nebuloase stelare. Treptat prin concentrarea materiei spre centru, s-a
format Soarele, care a devenit incandescent iar restul materiei din nebuloasa iniţială a dus la formarea
prin condensare a planetelor şi a sateliţilor lor.
M Ipoteza lui Pierre Simon de Laplace (1796)
A fost formulată în 1796, în lucrarea “Despre sistemul lumii”, plecând de la aceeaşi idee a
existenţei unei mase difuze de particule solide şi gaze sub formă de nebuloasă de tip incandescent
antrenată într-o mişcare proprie. În urma mişcării, s-a ajuns la concentrarea materiei spre centru
formând Soarele. Creşterea vitezei mişcării de rotaţie a determinat şi creşterea forţei centrifuge care a
condus la formarea unor inele de materie gazoasă în jurul Soarelui. Materia acestor inele s-a concentrat
ulterior, prin răcire, în jurul unor centrii de condensare, formând planetele.
M Ipoteza lui James Jeans (1916)
Fizicianul englez pleacă de la ipoteza că Soarele ar fi fost o simplă stea lipsită de sateliţi, până
în momentul când a trecut pe lângă el un astru imens. Datorită atracţiei exercitate, s-ar fi desprins din
Soare o protuberanţă care se învârtea în jurul Soarelui şi din care s-ar fi format ulterior planetele.
M Ipoteza lui Otto I. Schmidt (1943)
Schmidt pleacă de la ideea că în planul ecuatorial al galaxiei se află numeroase concentrări de
nori cosmici. Soarele i-a captat treptat intersectându-i în mersul său galactic. Norul de particule şi gaze
captate se vor roti în jurul său sub influenţa forţei de atracţie, iar din ciocnirea particulelor vor rezulta
concentrări ale materiei în mai multe sectoare.
Particulele din apropierea Soarelui au fost captate de acesta iar altele au fost respinse de
presiunea radiaţiei solare. Componenţii situaţi la o distanţă mai mică au fost volatilizaţi din cauza
căldurii, iar la distanţe foarte mari materia iniţială s-a păstrat sub formă de gaze şi particule. Astfel, în
apropierea Soarelui au luat naştere planete mici, cu densitate mare, rotirea înceată şi fără sau cu puţini
sateliţi, iar la distanţe mari s-au născut planete-gigant cu densitate mică rotire rapidă şi cu mai mulţi
sateliţi.
M Ipoteze actuale
După 1970, au apărut şi alte teorii şi ipoteze care au dus la imaginarea altor modele de formare
şi evoluţie a Sistemului Solar. Ele sunt bazate pe observarea fenomenului de naştere şi de dispariţie a
stelelor în Univers.
Una din teoriile acceptate de majoritatea specialiştilor arată că Soarele şi planetele s-au format
dintr-un nor de materie interstelară alcătuit din gaze şi praf rezultat din rămăşiţele milioanelor de
stele explodate de tipul novelor şi supernovelor.
Aceşti nori, prin concentrare, sub influenţa forţei gravitaţionale, se contractă luând forma unei
nebuloase sferice care prin rotire se turteşte; forţa centrifugă favorizează dezvoltarea unui disc de
acreţie alcătuit dominant din hidrogen şi heliu şi praf interstelar. Acesta este stadiul iniţial în Sistemul
Solar cu 4,6 miliarde de ani în urmă (fig.7).
În centrul discului de acreţie temperaturile erau foarte mari, dar scădeau treptat spre periferie
unde, pe măsura răcirii aveau loc condensări şi naşterea diferiţilor compuşi: Ca, Al, Mg, Ti (care au
apărut la 2000 K), oxizii metalici (la 1000 K) sulfurile şi fierul (la 700 K), iar moleculele de metan (la
50-20 K).
Datorită mişcării de rotaţie a discului de acreţie, atomii elementelor grele care făceau parte din
praful interstelar erau antrenaţi de mişcarea gazului formându-se molecule ce se ciocneau între ele. Ca
rezultat al coliziunii se formau componenţi mai mari care au început să se concentreze în centrul
discului formând protosteaua sau proto-Soarele, care se încălzea treptat datorită presiunii create.
Restul materiei de pulbere şi gaze continua să exercite mişcări de rotaţie în jurul nucleului
firbinte, să colizioneze şi să se contopească crescând în dimensiuni care treptat, au format un ansamblu
de inele, în cuprinsul fiecăruia dezvoltându-se mai întâi planetoizii.
Planetoizii au continuat să se deplaseze pe orbite în jurul nucleului fierbinte din centrul discului
de acreţie. După declanşarea “focului nuclear” din nucleul fierbinte al proto-Soarelui, s-a format
Soarele iar prin procesul de concentrare a materiei din restul nebuloasei sau a discului de acreţie,
planetoizii au evoluat în planete, fenomen care a durat timp îndelungat de sute de milioane de ani.
Planetele şi-au continuat deplasarea în jurul Soarelui pe orbite, cu excentricităţi diferite
alcătuind sistemul planetar.
Apariţia Soarelui a produs modificări asupra planetelor, datorită căldurii degajate şi anume: pe
cele din apropiere, Mercur, Venus, Pământ, Marte, a avut loc topirea gheţii de amoniac şi metan
rezultând vapori eliberaţi în spaţiu. La planetele îndepărtate, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto,
acest efect nu s-a produs, ele fiind alcătuite din aceste elemente ce au rămas în stare solidă.
În procesul evolutiv al planetelor a avut loc diferenţierea internă a elementelor componente
care au proprietăţi fizice (în special sub aspectul densităţii) şi chimice determinând separarea lor.
Elementele grele au coborât lent spre centrul lor iar cele uşoare s-au ridicat spre suprafaţă. În cadrul
Pământului gazele au fost expulzate rezultând o atmosferă în care domina azotul şi oxigenul.
Evoluţia a continuat prin formarea scoarţei şi a marilor denivelări din cadrul ei: continentele şi
marile depresiuni oceanice. Circuitul apei, radiaţiile solare au favorizat procesele de modelare iar într-o
fază ulterioară pe Pământ au apărut vieţuitoarele care au urmat un proces îndelungat până la apariţia
omului.
2.6. Soarele
Caracteristici generale.
Soarele este o stea de mărime mijlocie (pitica galbenă) făcând parte din Calea Lactee în care
este amplasat, într-un braţ spiralat al acesteia, la circa 26.000 a. l. faţă de centrul galactic. El se roteşte
în jurul acestui centru, ca întreaga materie galactică de peste 200 milioane de ani cu o viteză de 200
Km/s.
Soarele este alcătuit din H şi He, având o densitate medie de 1,41 g/cm3. Mişcarea sa de
rotaţie este lentă efectuându-se în 25-27 de zile la Ecuator şi de 35-37 de zile în zonele polare.
Diferenţa este determinată de structura sa gazoasă şi face ca turtirea la poli să fie aproape neglijabilă.
Este steaua cea mai apropiată de Pământ la cca 150 mil. Km (149,6 mil. Km) parcurşi de lumină
în 8’ 20’’.
Ca formă este o sferă de gaz incandescent care cuprinde 99,9% din masa întregului Sistem
Solar. Are un volum de 1,4 x 1027 m3 (sau de 1,3 milioane ori volumul Pământului).
Temperatura în interiorul său (în centru) este de 15 milioane K, iar la suprafaţă de 5700 K.
Forţa de gravitaţie este de 27,9 ori mai mare ca a Pământului.
Raza Soarelui este de 700.000 Km.
Soarele constituie sursa existenţei tuturor fenomenelor de pe Pământ deoarece căldura şi lumina
solară reprezintă elemente esenţiale ale mediului terestru.
Fenomenele de la suprafaţa Pământului sunt guvernate de energia solară, fapt care impune
importanţa studiului său atât pentru cunoaşterea Universului cât şi pentru aspectele practice, privind
mediul în care trăim.
Geneza Soarelui şi evoluţia sa.
Soarele şi-a început evoluţia dintr-un nor de gaz şi praf cosmic situat în spaţiul interstelar.
Norul, prin procesul de concentrare (condensare) datorită colapsului gravitaţional a devenit o
protostea. Gazul din interiorul protostelei s-a încălzit treptat şi presiunea a crescut iar condensarea
gravitaţională a fost puternic accelerată durând cca 1000 de ani. Se conturează nucleul dominat de
mişcări convective.
După aproximativ 100 de milioane de ani se atinge momentul principal când se declanşează
reacţiile nucleare, ce conduc la “arderea” hidrogenului. Această fază a început în urmă cu 4,6 miliarde
de ani şi va dura încă cca 5 miliarde de ani.
După aceea, nucleul Soarelui va cuprinde numai heliu, se va contracta iar partea exterioară a
învelişului cu hidrogenul rămas se va dilata transformând Soarele într-o gigantică roşie. Această fază
este estimată la cca un miliard de ani, când Soarele va pierde cea mai mare parte a materiei sale,
devenind o pitică albă. Cu timpul, pitica albă se va răci, mai întâi repede, apoi tot mai lent, va înceta să
mai lumineze şi va deveni o pitică neagră, rece sau o stea neutronică, proces ce va dura timp de 20-30
de miliarde de ani.
Structura internă a Soarelui
Structural, globul solar este compus din două părţi:
a) interiorul (centrul) Soarelui şi
b) partea externă sau atmosfera Soarelui, fiecare cu mai multe învelişuri (fig.8).
a) Interiorul Soarelui sau corpul propriu-zis al Soarelui se compune din nucleu şi două
învelişuri.
- Nucleul situat în centrul Soarelui, se desfăşoară pe o distanţă de 0,2-0,3 părţi din rază. Este
alcătuit din H (cca 50%), He (40%), elemente grele (2%) etc. Densitatea materiei este de 158 g/cm3, iar
presiunea în jur de 100-200 miliarde atmosfere. Se produc reacţii termonucleare în care se realizează
temperaturi de peste 15 mil. K. În cadrul acestor reacţii atomii de H sunt reduşi la nucleu, electronii
fiind smulşi de pe orbite. Atunci nucleele se ciocnesc şi se transformă în nuclee de He. Coliziunea
continuă la nivelul proton-proton sau proton-nucleu cu degajări mari de energie sub formă de radiaţii
electromagnetice.
- Zona radiativă reprezintă învelişul care ocupă cea mai mare parte din Soare desfăşurându-se
până la 0,8 din raza acestuia. Conţinutul în H este mai mare (70%). Energia produsă de nucleu şi
transferată aici suferă o reemisie sub formă de radiaţie electromagnetică. Temperatura în această zonă
este de cca 5 mil. K.
- Zona convectivă face trecerea la atmosferă (fotosferă). Din această zonă, energia este
transferată spre exterior prin curenţi de convecţie care determină o serie de procese şi fenomene în
fotosferă. Se formează celule convective prin care se produce transferul căldurii la suprafaţă.
b) Atmosfera solară
Este alcătuită din trei părţi sau straturi externe: fotosfera, cromosfera şi coroana solară.
a) Fotosfera (fotos = lumină în limba greacă), este principala parte a atmosferei solare de la
care se propagă spre exterior aproape întreaga lumină emanată de Soare. Are o grosime de 300-500 Km
şi concentrează cea mai mare parte din masa atmosferei solare. În fotosferă se produc temperaturi de
7000 K (în astrofizică se utilizează scara absolută a temperaturii Kelvin, notată cu K).
Principalele fenomene din fotosferă sunt:
- Granulele ce apar ca “puncte” dese şi sunt provocate de curenţii de convecţie care străpung
uneori fotosfera. Au diametre cuprinse între 200-2000 Km (dar frecvent, 700 Km) cu o durată de
manifestare de 5-10 minute şi temperaturi de 100-300 K.
- Faculele sunt areale cu strălucire mai mare, decât restul fotosferei şi apar în jurul petelor
solare. Se formează datorită intensificării locale a câmpului magnetic şi el rezultat datorită creşterii
activităţii convective. Temperatura este de 200-300 K mai mare decât a restului fotosferei şi o durată
medie de 15 zile.
- Petele solare sunt areale cu dimensiuni variabile în funcţie de intensitatea activităţii Soarelui
şi apar pe fotosferă sub formă de pete întunecate. Au diametre de sute de Km şi corespund sectoarelor
unde câmpul magnetic are valorile cele mai ridicate. În cadrul lor, temperatura este de 4000-4500 K,
fiind mai redusă faţă de restul fotosferei. Petele pot fi izolate sau grupate.
Numărul petelor solare creşte sau descreşte la o periodicitate de 11 ani de-a lungul ciclului
solar, iar durata lor este de la o săptămână la câteva luni.
b) Cromosfera (cromos = culoare în limba greacă), numită astfel din cauza culorii roşiatice,
reprezintă stratul care înveleşte fotosfera având grosimi de 10-15 mii de Km şi este vizibilă în timpul
eclipselor solare, când apare ca un inel purpuriu de unde a derivat şi denumirea. Temperatura în cadrul
său este de 4000-4500 K la contactul cu fotosfera şi creşte treptat spre exterior, unde ajunge la 0,5 mil.
K. Această creştere a temperaturii este determinată de fluxuri de unde electromagnetice formate în
zona convectivă şi în fotosferă care vor deplasa haotic particulele cu viteze mari, rezultând unde de şoc
care transformă energia lor în căldură. Fenomenele care se produc în cromosferă sunt:
Spiculii sunt jeturi de gaze, ceva mai reci şi dense care se ridică din cromosferă în coroana
solară cu diametre în jur de 600 Km, înălţimi de 10-12 mii de Km şi viteze de 20-25 Km/s; durează 2-3
minute.
Foculii sunt areale strălucitoare la partea superioară a cromosferei şi marchează o activitate
solară intensă.
Erupţiile cromosferice corespund unor creşteri rapide a strălucirii unor areale din
cromosferă având aspectul unor imense jerbe luminoase alcătuite din materie gazoasă. Rezultă în urma
dezvoltării unor câmpuri magnetice active în petele solare ce determină unde de şoc care produc
creşteri bruşte de densitate şi temperatură în jurul petelor din cromosferă. Mai sunt numite şi
protuberanţe solare şi pot ţâşni la o distanţă de sute de mii de Km deasupra discului solar sub formă de
arce. Prin ele se intensifică radiaţia corpusculară, razele X şi radio.
Erupţiile cromosferice au o mare frecvenţă în perioadele de maximă expansiune a petelor
solare.
c) Coroana solară apare asemenea unui halou alburiu sesizabil cu ochiul liber la eclipsele
totale. Constituie învelişul exterior al atmosferei solare.
Coroana solară este alcătuită din gaze ionizate având o strălucire de peste 1 milion de ori mai
redusă decât a fotosferei Soarelui.
La baza coroanei solare temperaturile ajung până la 1,5 mil. K după care scad la un milion în
partea exterioară.
Ca fenomene importante sunt protuberanţele solare care reprezintă erupţiile din cromosferă
care se extind până în coroana solară sub formă de arce uriaşe pe sute de mii de Km şi lăţimi între
6000-10.000 Km; sunt formate din gaze puternic ionizate cu temperaturi foarte mari.
Când ţâşnesc cu violenţă, datorită presiunilor puternice a radiaţiei din cromosferă se numesc
protuberanţe explozive (sau eruptive) atingând lungimi până la 250.000 Km. cu activitate de câteva
minute. Altele au aspectul unor nori alungiţi, numite protuberanţe calme cu perioadă de activitate
mai îndelungată de câteva luni; uneori au aspect de draperii lungi pe distanţă de 70.000 Km.
d) Vântul solar este format din fluxuri corpusculare sub formă de electroni, protoni, nucleu de
heliu, având originea în expansiunea coroanei solare, care datorită presiunii mari, scapă în exterior din
câmpul gravitaţional al Soarelui. Fluxurile se deplasează cu viteze de 150 Km/s în momente calme şi
peste 500 Km/s în momente de activitate solară intensă.
Vântul solar exercită presiuni asupra câmpului magnetic terestru determinând producerea unei
presiuni asupra magnetosferei, formarea aurorelor polare, furtuni magnetice etc. Tot el împinge
cozile cometelor în direcţia opusă Soarelui. Vântul solar a fost sesizat pentru prima dată în 1896 de
norvegianul Birkeland, definindu-l ca o radiaţie corpusculară încărcată electric.
M Activitatea solară
Totalitatea fenomenelor (granule, pete solare, spiculi, faculi, erupţii cromosferice, protuberanţe,
vântul solar, emisii radioelectrice, emisii de radiaţii X şi ultraviolete), ca şi alte fenomene care au loc în
atmosfera solară, reprezintă activitatea solară. Ele exercită o influenţă deosebită asupra Pământului,
cunoscută sub numele de relaţiile Soare - Pământ.
Cauza care determină această activitate solară, rezultă din rotirea masei solare alcătuită din
particule subatomice, aflate într-o continuă deplasare şi a vitezei diferite a mişcării de rotaţie a
păturilor ce compun globul solar.
Caracterul de sistem solar
Caracterul de sistem este dat de geneza comună şi de evoluţia interdependentă a corpurilor
cosmice componente, cu schimburi interne de materie şi energie, totul fiind controlat de masa Soarelui,
în special de forţa sa gravitaţională. La rândul său, sistemul solar devine parte componentă într-un
suprasistem şi anume, Calea Lactee, cu care dezvoltă schimburi de substanţă şi energie dar, la un alt
nivel.
Sistemul solar evoluează pe principiile echilibrului dinamic, întreţinut prin, forţele
gravitaţionale ale tuturor corpurilor din sistem şi prin forţa centrifugă, care este maximă în plan
ecuatorial.
Interdependenţele actuale sunt numeroase.
De exemplu: la scara terestră a Pământului, ciclurile de 11 ani ale activităţii solare provoacă o
concentrare crescută a ozonului atmosferic, care se produce cu doi ani înainte de maximul solar.
Se ştie că acest gaz contribuie la reglarea gradului de încălzire a straturilor atmosferice
inferioare, oprind o parte a radiaţiei ultraviolete.
Din modificarea densităţii straturilor atmosferice, ca urmare a variaţiilor de temperatură, unele
regiuni de pe glob vor suferi de secetă. Aceste diferenţe de densitate şi implicit, de presiune vor duce,
în acelaşi timp, şi la schimbări în forţele de tensiune ale scoarţei, care vor avea tendinţa de a elibera
energie prin cutremure.
2.7. Planetele din Sistemul Solar
Planetele sunt corpuri cereşti care fac parte din sistemul unei stele în jurul căreia descriu orbite
şi nu posedă lumină proprie, reflectând o parte din lumina pe care o primesc de la stea. Deci, planetele
şi sateliţii lor sunt corpuri reci, vizibile în spaţiu prin luminarea lor de către Soare.
Anticii le urmăreau în deplasarea lor pe bolta cerească mişcându-se printre stele, pe care le
considerau fixe. De aici şi numele lor de "planetes", date de greci care se traduce prin "corpuri care
plutesc", sau planează în mişcarea lor pe cer.
În vremurile moderne studiul planetelor a fost mult amplificat în urma numeroaselor sonde
spaţiale lansate în Sistemul Solar sau pe Lună prin care s-au înregistrat o serie de date, fotografii etc.
În Sistemul Solar se află nouă planete care gravitează în jurul Soarelui: Mercur, Venus, Terra,
Marte, Jupiter, Saturn – cunoscute încă din antichitate, la care se adaugă planeta Uranus descoperită de
către W. Herschel în 1781, cu ajutorul telescopului; în 1846, planeta Neptun a fost poziţionată prin
calcule matematice de către Verrier, iar Pluto a fost identificată în 1930 de Clyde Tombaugh. În jurul
planetelor gravitează 60 de sateliţi cunoscuţi până în prezent.
Trăsăturile sistemului planetar
♦ Planetele Sistemului Solar au cunoscut o geneză şi o evoluţie comună, formându-se odată cu
Soarele, astfel că, vârsta planetelor este cu puţin mai mică decât a Soarelui.
♦ Toate planetele gravitează în acelaşi sens în jurul Soarelui pe orbite precise, precum şi în jurul
propriei lor axe, la distanţe precise de axul central, în conformitate cu legile descoperite de Kepler,
într-o ordine desăvârşită de forţa sa gravitaţională.
♦ Orbitele planetelor sunt concentrice Soarelui şi au diametre cu atât mai mari cu cât sunt mai
depărtate de centrul acestuia.
De exemplu, Mercur se află la 58 milioane Km iar Pluto la 5900 milioane Km.
Distanţele din sistem se mai exprimă în unităţi astronomice (o unitate astronomică fiind de
149,6 mil.Km, adică distanţa medie Soare-Terra).
Perioada necesară pentru îndeplinirea circuitului pe orbită în jurul Soarelui creşte în raport cu
viteza şi cu lungimea circumferinţei orbitei. La rândul lor, toţi sateliţii execută o mişcare de revoluţie în
jurul propriilor planete.
♦ Planetele în deplasarea lor pe orbite, se vor afla în proporţii diferite în raport cu Soarele şi cu
Pământul.
♦ Forma orbitelor planetelor este apropiată de elipsă, iar a planetei Pluto, a unor asteroizi (ex.Chiron,
Hidalgo) şi a cometelor (ex. Cometa Halley) au forma de elipsă accentuată. Forma orbitelor se
exprimă prin intermediul excentricităţii care este dată de poziţia lor în afara Soarelui. Mai precis,
excentricitatea este calitatea unui punct de a se găsi în afara centrului unei figuri, respectiv a
Soarelui, de a se afla într-unul din focarele orbitei.
Mişcarea de revoluţie a planetelor în jurul Soarelui, conform legilor lui Kepler (sec.XVII) este o
consecinţă a gravitaţiei şi se poate exprima în virtutea a celor trei legi enunţate de el astfel:
• Planetele descriu orbite în formă de elipse în focarul cărora se află Soarele, respectiv într-unul din
focare;
• Raza-vector Soare- planetă descrie arii proporţionale cu timpul, în consecinţă viteza pe orbită
diferă; planeta se deplasează mai repede în vecinătatea periheliului şi mai încet în vecinătatea
afeliului (după legea ariilor).
• Perioadele de revoluţie orbitală ale planetelor în jurul Soarelui (P) şi semiaxele mari ale orbitelor
(a) sunt legate prin relaţia P2/a3 (adică pătratele perioadelor de revoluţie sunt proporţionale cu
cuburile semiaxelor mari ale orbitelor sau distanţelor medii faţă de Soare) (fig. 9)
Legea lui Kepler: raza vectoare (care se deplasează din a în b sau din c în d) acoperă suprafeţele
egale în timpi egali. Arcele ariilor au, însă, lungimi variabile, deci, viteza pe orbită a planetei se
schimbă (mai mare în vecinătatea periheliului şi mai mică în vecinătatea afeliului).
• Planul orbital al Pământului (planul în care are loc mişcarea de revoluţie a Terrei) se numeşte
planul elipticii. Cu excepţia planetei Mercur şi a lui Pluto, orbitele celorlalte planete sunt foarte
puţin înclinate faţă de eliptică.
• Excentricitatea planetelor, exceptând, de asemenea planetele Mercur şi Pluto (prima şi ultima) este
apropiată de zero, adică orbitele sunt aproape circulare.
• Durata unei revoluţii în jurul Soarelui creşte cu distanţa faţă de astru; de exemplu, un an pentru
planeta Mercur are 88 zile, pentru Venus, 225 zile iar pentru Saturn 10759 zile; pentru îndepărtata
Pluton, mişcarea de revoluţie durează 248 de ani.
• Planetele execută şi o mişcare de rotaţie în jurul axei lor care este directă, adică în acelaşi sens cu
cea de revoluţie; excepţie fac planetele Venus, Uranus şi Pluto care se rotesc în sens invers mişcării
de revoluţie, numită mişcare retrogradă. Rotirea completă a unei planete se face în general în mai
puţin de 25 ore. Foarte rapid se rotesc Jupiter şi Saturn (cca 10 ore) şi foarte lent, Pluto (în 6 zile),
Mercur (59 zile) şi Venus (243 zile). Înclinarea planului ecuatorial al planetelor pe planul orbital
este obişnuit sub 30o, cu excepţia lui Venus 177o, Uranus 98o şi Pluto 122o. Această înclinare
conduce la formarea anotimpurilor.
Când rotaţia este egală ca timp cu revoluţia se zice că este o "rotaţie sincronă" ca în cazul
satelitului Luna şi al majorităţii sateliţilor care prezintă mereu aceeaşi faţă către planetă. Sincronismul a
rezultat în timp prin fenomenul de maree care a redus lent rotaţia corpului respectiv, până ce s-a atins
un echilibru cu revoluţia.
Mişcarea de rotaţie a planetelor poate fi perturbată şi de alte cauze (îna afară de maree) ce
conduc la modificarea poziţiei axei de rotaţie numită şi axa polilor planetei. Acest tip de perturbaţii se
numesc oscilaţii şi determină migarea în timp a axei polilor.
În cazul Terrei, de exemplu, axa de rotaţie se deplasează în jurul polilor eclipticii (cu care axa
planetei face un unghi de 23o30') într-o rotire completă de 26.000 de ani (fig. 10).
Este mişcarea numită precesie şi rezultă din atracţia mai puternică a Lunii şi a Soarelui asupra
zonei ecuatoriale. Pe această mişcare foarte lentă se suprapun oscilări cu perioadele de 18 ani ale axei
polilor numite mutaţii şi care sunt cauzate tot de către Lună şi Soare.
În cadrul Sistemului Solar există mai multe cauze perturbatoare ale mişcărilor orbitale dar nu
conduc la hazarduri datorită forţei de interacţiune gravitaţională, care creşte sau scade, menţinând
stabilitatea şi configuraţia întregului sistem.
• Masa planetelor în comparaţie cu a Soarelui arată diferenţe foarte mari; Soarele deţine 99,8% din
masa întregului Sistem Solar iar planetele şi sateliţii lor 0,2%. Şi în cadrul acestora apar
diferenţieri: Jupiter deţine de 300 ori masa Terrei, Saturn de 95 de ori, urmate de Neptun, Uranus
etc. (Tabelul nr.1)
Densitatea medie variază de la 3,42 la 5,52 g/cm3 şi au o atmosferă mai mult sau mai puţin densă,
formată în mare măsură din gaze rezultate în procesul evoluţiei lor.
După mărimea şi compoziţia lor, planetele se grupează în două categorii:
- planete interne sau telurice (tellur=pământ în limba latină, din care fac parte: Mercur, Venus,
Terra, Marte, şi
- planete externe sau planete gigant – cele de dimensiuni foarte mari: Jupiter, Saturn, Uranus,
Neptun şi Pluto.
Planetele interne mai sunt numite şi telurice (fig.11.) deoarece sunt formate în principal din
roci solide, fiind şi cele mai dense din sistem, Mercur, Venus şi Terra având o densitate medie de
5,5g/cm3 iar Marte de 3,9 g/cm3. Toate sunt mai bogate în elemente grele, mai ales, silicaţi, fier şi
magneziu. În cadrul lor este inclus şi satelitul Pământului – Luna care are aceeaşi compoziţie. Cu
excepţia lui Mercur şi a Lunii, ele au o atmosferă secundară provenită din degazeificarea elementelor
uşoare cuprinse la început în interiorul planetelor: dioxid de carbon, vapori de apă şi azot.
Terra este cea mai mare dintre planetele interne.
Planetele interioare sunt mai apropiate de Soare ca distanţe şi sunt delimitate de centura
asteroizilor.
Planetele externe sau exterioare aflate la distanţe mari faţă de Soare, în afara centurii
asteroizilor, prezintă în majoritatea lor o aparenţă gazoasă, fiind compuse din hidrogen şi heliu, metan,
amoniac.
Densitatea lor este mică în jur de 1g/cm3.
Mai sunt denumite şi planete gigant. Atmosfera lor este dominată de hidrogen, heliu, azot.
Oxigenul care a existat iniţial, s-a combinat cu hidrogenul, transformându-se în vapori de apă ce s-au
dispersat în atmosferă.
Sateliţii planetelor
Dintre planetele interioare numai Terra şi Marte au sateliţi; planetele exterioare prezintă sateliţi
numeroşi şi de dimensiuni mari în cadrul planetelor: Saturn cu 17 sateliţi, Jupiter cu 16, Uranus cu 15,
Neptun cu 7, putând fi asemuite cu un sistem miniatural în cadrul Sistemului Solar. Unii sateliţi sunt
aproape de mărimea lui Mercur ca de exemplu, Ganymede cu 5262km în diametru, Titan de 5160km în
diametru, Callisto de 4800 km în diametru, iar alţii au dimensiuni comparabile cu Luna (3476 în
diametru) şi anume, Io de 3650km, Europa 3138km în diametru. Deplasarea sateliţilor se face în sens
direct în jurul planetelor, pe orbite aproape circulare şi se află în majoritate în planul ecuatorial al
planetei. Mişcarea de rotaţie a lor este egală ca timp cu mişcarea de revoluţie în majoritatea cazurilor şi
se numeşte mişcare sincronă ca în cazul Lunii, satelitul Pământului; de aceea prezintă mereu aceeaşi
faţă către planetă sau aceeaşi emisferă.
Sunt alcătuiţi din elemente mai uşoare decât planetele, dovadă şi densităţile mai reduse: Io
3,55g/cm3, Luna 3,34, Europa 3,04 iar restul, cu densităţi mai mici între 2,5g/cm3 şi 1,5g/cm3.
Planetele interioare
2.7.1. Mercur
Constituie prima planetă din Sistemul Solar amplasată pe prima orbită de lângă Soare fiind cea
mai apropiată de acesta, la 58 mil.Km distanţă
Faţă de Pământ se află la o distanţă medie de 92 mil.km. Prin dimensiuni, este una din planetele
cele mai mici ale Sistemului Solar, având un diametru de 4900 km.
Mişcarea de revoluţie se face în 87,97 zile, cu o viteză medie de 48 km/s pe o orbită alungită cu
o excentricitate de 0,2. Datorită vitezei mari de deplasare în jurul Soarelui a luat numele de Mercur de
la zeul cu acelaşi nume – Mercur din mitologia greacă – însemnând "zeul-curier" care aleargă mereu în
îndeplinirea menirii sale de mesager al lumii divine, evidenţiindu-se prin mobilitatea şi repeziciunea sa.
Planul orbitei face cu cel al elipticei un unghi de 7o.
Mişcarea de rotaţie este lentă, realizându-se în 58,65 zile, fapt ce determină ca turtirea planetei
să fie mică –1%. Durata zilelor şi nopţilor este de 30 de zile terestre. Încetinirea vitezei de rotaţie a fost
determinată de atracţia puternică exercitată de Soare. Este singura planetă care nu are atmosferă.
Istoricul cercetărilor
Deşi urmărită încă din antichitate, abia în anul 1974, sonda spaţială Mariner 10 a survolat-o şi ia fotografiat suprafaţa de aproape. Fiind foarte apropiată de Soare, din cauza luminii puternice, putea fi
observată numai în amurg sau în zorii zilei pământeşti.
Structura planetei
S-a format la fel ca şi celelalte planete cu 4,6 mld de ani în urmă, prin concentrarea materiei de
pe un inel al discului de acreţie.
Structura sa a fost impusă de apropierea mare de Soare care a determinat volatilizarea şi
pierderea în spaţiu a elementelor uşoare precum şi de ciocnirea cu un număr uriaş de meteoriţi de
compoziţie dominant feroasă.
Planeta prezintă în structura sa un nucleu predominant feros (cca 40% Fe) cu un miez foarte mic
încă în stare de topitură, o manta extinsă formată din elemente grele şi o litosferă în care există şi
elemente mai uşoare dar la suprafaţă are lavă bazaltică consolidată.
Are un câmp magnetic slab determinat, fie de existenţa unor curenţi de convecţie în nucleu sau
din traversarea liniilor de forţă ale câmpului magnetic solar, dar poate crea o magnetosferă a planetei.
Relieful planetei este foarte accidentat fiind alcătuit din cratere, platouri, culmi, fracturi de
dimensiuni foarte mari. Originea craterelor se datorează impactului meteoritic şi mai rar acţiunii
vulcanice. Dimensiunile acestora variază de la diametre mici până la 1300 km, în diametru din craterul
– bazin cu denumirea de Caloris. Acesta s-a format prin impactul cu un asteroid cu 3,8 mild ani în
urmă. El ocupă ¼ din suprafaţa planetei şi are o morfologie complexă: inele de ejectare, în funcţie de
care spre interior apar numeroase cute de compresiune, câmpuri de materie topită destul de accidentate,
alte cratere mai mici rezultate din ciocniri ulterioare, numeroase crăpături.
Ca densitate de cratere, planeta Mercur este depăşită doar de Callisto, satelitul lui Jupiter.
Craterele cu diametre mai mici de 10km seamănă cu o vatră circulară înconjurată de o coroană
de sfărâmături expulzate în urma impactului care poartă numele de ejecţii.
Craterele cu dimensiuni mari între 10 şi 150km prezintă depresiuni extinse având un munte
central ca un con format prin consolidarea materiei topite în urma impactului, iar pe margini are un inel
de material ejectat.
Craterele cu nivele foarte mari de peste 150 km sunt numite şi "bazine".
Câmpiile sau platourile apar atât între cratere cât şi în interiorul craterelor şi al bazinelor de
impact. Ele au rezultat din materie bazaltică produsă prin folosirea scoarţei în timpul impactului cu
meteoriţii şi prin ieşirea materiei din manta, prin fracturile create în scoarţă, datorate impactului cu
meteoriţii.
Faliile sau crăpăturile sunt foarte numeroase şi foarte frecvente de dimensiuni mari, de sute de
km lungime şi zeci de km lăţime. Apar mai ales la contactul dintre regiunile mai înalte şi cele joase dar
şi în interiorul depresiunilor mari.
Abrupturile lobate sunt rezultatul încălecării scoarţei, supusă unei bruşte compresii, în urma
puternicului impact care a generat bazinul Caloris. Ele sunt unice în Sistemul Solar şi constituie
particularitatea acestei planete. Au aspect de faleze lungi de 50-500km şi înalte de 500-3000m, alungite
pe întreaga suprafaţă a planetei între bazinul Caloris şi antipodul său.
Atmosfera planetei
Mercur nu prezintă sateliţi şi nici atmosferă. Deoarece masa sa este unică, gravitaţia este redusă.
Fiind apropiată de Soare şi cu albedoul redus, determină o încălzire puternică a feţei însorite cu
temperaturi până la +430oC. Au fost identificate unele molecule de heliu ce ar reprezenta rezultatul
acreţiei particulelor din vântul solar sau al dezagregării uraniului şi thoriului din crusta planetei.
2.7.2. Venus
Reprezintă a doua planetă în Sistemul Solar ca distanţă de Soare la 108 mil.km distanţă. După
Soare şi Lună este al treilea corp ca luminozitate pe bolta cerească. Venus este vizibilă la înălţimi nu
prea mari deasupra orizontului, mai ales seara şi dimineaţa. De aceea, grecii în Antichitate i-au dat
două nume: Hesperus, când apărea la apus şi Phosphorus, când apărea dimineaţa la răsărit. Chinezii
au denumit-o "Tai-pe", adică frumoasa albă, babilonienii i-au spus doamna cerului sau "Nin-daranno".
Numele de Venus a fost dat de romani după zeiţa frumuseţii şi a dragostei.
Şi poporul nostru i-a dat două nume, Luceafărul de seară şi Luceafărul de dimineaţă, iar
marele nostru poet Mihai Eminescu i-a conferit o strălucire sublimă în una din cele mai frumoase
creaţii ale literaturii româneşti.
Ca dimensiuni planeta Venus se apropie de cele ale Pământului:
- raza ecuatorului – 6051 km
- densitatea 5,25 g/cm3 faţă de a Pământului, 5,52g/cm3
- volumul reprezintă 9/10 din cel al Pământului
- masa este de 0,815 din cea terestră
- durata revoluţiei – 224,70 zile
- durata rotaţiei – 243,01 zile, planeta are o mişcare retrogradă de la est la vest foarte lentă,
determinând o turtire redusă. Aceasta se datorează unei puternice atracţii solare care i-a micşorat viteza
de rotaţie. De aceea planeta Venus are cea mai lungă zi din Sistemul Solar, mai lungă decât anul
venusian rezultat în urma mişcării de revoluţie care durează 224,70 zile, iar rotaţia planetei se
realizează în 243,01 zile.
Planeta Venus nu are sateliţi.
Perioada mişcării de rotaţie, respectiv lungimea zilei venusiene nu au putut fi stabilite cu
exactitate decât după 1960, în urma cartografierii prin radar şi a informaţiei transmise de misiunile
spaţiale sovietice (Venera 1-14) şi cele americane (Pioneer, Venus, Mercur şi Magelan).
♦ Structura şi evoluţia planetei
Cu privire la structura globului planetar s-a remarcat o scoarţă bine definită, mai groasă decât a
Pământului (cca 100 km grosime), cu un strat granitic (pe aproape 80% din suprafaţa planetei) şi un
strat bazaltic.
Opinia celor mai mulţi cercetători arată că după formarea planetei prin procesul de acreţie cu
4,5 miliarde de ani în urmă, a început diferenţierea ei astfel: un nucleu, o manta o crustă sau scoarţă, o
atmosferă şi o hidrosferă. Ulterior, a suportat un intens bombardament meteoritic şi o puternică
activitate vulcanică.
Din cauza apropierii faţă de Soare, temperatura din straturile atmosferice inferioare a atins o
valoare critică, de la care întreaga cantitate de apă de pe Venus s-a transformat în vapori. Astfel,
întreaga cantitate de CO2 şi de H2O a fost stocată sub formă de gaz în atmosferă iar pe planetă s-a
instalat un puternic efect de seră. Cea mai mare parte a hidrogenului s-a pierdut în spaţiu, prin
disocierea fotochimică a vaporilor de apă în atmosfera superioară.
În prezent, Venus este o planetă foarte uscată.
♦ Relieful planetei Venus
Relieful său a fost cartografiat prin radar care a orbitat în jurul lui Venus în sondele lansate de
N.A.S.A. Pe Venus neexistând oceane, s-a luat ca nivel "o" raza medie a planetei de 6.051 km.
Relieful este foarte variat: platouri întinse, depresiuni, fracturi, munţi de origine vulcanică.
Factorii genetici ai reliefului sunt:
- acţiunea tectonică din perioada primară care a determinat fragmentarea crustei cu formarea de
depresiuni şi creste montane;
- erupţiile vulcanice care au creat aparatele vulcanice Theia Mons (250km la bază şi 2,5km
înălţime), Maxwell Mons (cu altitudinea de 11,8km, un crater central de 100km în diametru şi
numeroase cratere secundare; baza muntelui are lăţimea între 200 şi 400km);
- impactul cu meteoriţi foarte activ mai ales pe marele platou denumit sugestiv Marea Câmpie
Venusiană, înregistrat cu cca 2 miliarde de ani în urmă.
Principalele forme de relief sunt continentele şi depresiunile acoperite iniţial cu apă sub formă
de mări.
♦ Continentele sunt suprafeţe care se înalţă până la 1,5km deasupra nivelului de "0" m acoperind
aproximativ 10% din suprafaţa planetei.
Cele mai importante continente sunt:
Continentul Afrodita se află în zona Ecuatorului planetei având o lungime de cca 10.000 km şi
două zone înalte, una în partea de vest, de 9km înălţime şi alta în est de peste 3km înălţime.
Conteinetul Ishtar amplasat în emisfera nordică cu cele mai mari înălţimi ale munţilor vulcanici în
vârful Maxwell de peste 11 km care închide spre est, platoul înalt Lakshmi; prezintă relieful cel mai
complex şi fragmentat.
Continentul Beta Regio se află în emisfera nordică a planetei la latitudinea de 30o; prin centrul său
trece o falie (1500km lungime şi 399km lăţime) dominată de munţii vulcanici Thea şi Rhea cu
înălţimi de peste 5km.
Continentul Alpha Regio este amplasat la est de Afrodita cu o altitudine de 1,8km şi un relief
accidentat.
Marea Câmpie Venusiană ocupă cca 60% din suprafaţa planetei şi are în general un relief neted
dar cu depresiuni circulare (ale căror diametre ajung la 400-600km şi adâncimi de 200-700m).
Câmpia planetară este intens fragmentată prin cratere de impact.
Depresiunile sau regiunile joase (lowlands) apar situate sub nivelul de "O"m până la adâncimi de
- 1000m şi chiar – 3000m, ocupând 20% din suprafaţa planetei. Au aspectul de fose prelungi până
la 1000km lungime, cu margini abrupte şi lăţimi de sute de km. Fundul lor este neted, fiind
acoperite cu lavă bazaltică.
Atmosfera planetei
Studiile realizate în ultimele decenii prezintă o atmosferă dominată de formaţiuni noroase
concentrate în trei niveluri.
În compoziţia atmosferei, spre baza ei dioxidul de carbon (CO2) peste 90%, azot molecular (N2)
5-7%, puţine gaze rare ca argoul şi neonul, anhidrida sulfurică (SH3), dioxidul de sulf (SO2),
hidorgenul sulfurat (H2S), oxisulfura de carbon (COS). La partea superioară, deasupra norilor, domină
gazul carbonic (CO2), monoxidul de carbon (CO) şi azotul molecular (N2), urmate de SO2 , acid
clorhidric (HCl).
Norii atmosferei se concentrează între 47 şi 65 km înălţime, unde formează un start continuu şi
sunt formaţi din soluţii apoase de acid sulfuric (H2SO4), produse prin intermediul unui proces
fotochimic care duce la formarea moleculelor respective.
Aspectul strălucitor al planetei se datorează albedoului foarte ridicat al atmosferei (0,77),
unde stratul de nori denşi reflectă peste 80% din radiaţia solară. Din cauza norilor groşi ce o înconjoară
compact şi continuu, suprafaţa planetei nu poate fi văzută cu nici un instrument optic. De aceea, Venus
apare ca un disc de culoare crem sub formă de nori prăfoşi cu benzi latitudinale închise la culoare.
Din radiaţia solară doar 20-30% reuşeşte să străbată stratul gros de nori şi să ajungă pe scoarţa
planetei. Dar, norii joacă rolul unui strat opac, ceea ce face ca radiaţia infraroşie emisă de scoarţă să se
reîntoarcă la aceasta şi astfel să se menţină temperaturi cu valori ridicate de 430-475oC. Mersul
temperaturilor pe verticală descreşte de la 500oC de la nivelul scoarţei spre baza stratului de nori unde
ajunge la 200oC şi la temperaturi negative în atmosfera înaltă.
Pe emisfera expusă Soarelui, temperaturile ajung la nivelul scoarţei la 650-700oC în zona
ecuatorială a planetei, iar la poli, 250-300oC. Pe emisfera umbrită, temperaturile sunt mai scăzute cu
100oC.
În aceste condiţii, viaţa nu este posibilă pe planetă.
Presiunea atmosferică este de cca 100 de ori mai mare ca cea de pe Pământ (cca 90 bari).
Deplasarea aerului se face pe direcţia meridianelor ca urmare a diferenţelor termice.
2.7.3. Terra sau Pământul
•
Caractere generale
Terra reprezintă a treia planetă a Sistemului Solar în raport cu distanţa medie faţă de Soare –
149598000 Km şi prima care are propriul său satelit natural – Luna.
Prin dimensiunile sale este o planetă mică aşa cum rezultă din datele:
- suprafaţa=510.200.000 Km2
- volumul=1083 mild. Km3
- masa=59,75·1023 Kg
- raza medie=6370 Km
Caracteristicile Pământului ca unicat în Sistemul Solar:
• Dintre toate planetele Sistemului Solar, Terra beneficiază de condiţii optime ce decurg din
cea mai favorabilă poziţie faţă de astrul central.
Radiaţiile sale ajung până la noi într-o cantitate moderată pentru a întreţine un mediu prielnic
vieţii, prin menţinerea apei în stare lichidă. Apariţia învelişului biosferic ca rezultat al interacţiunii
celorlalte învelişuri la exteriorul planetei a parcurs un timp îndelungat.
Viaţa născută pe seama compuşilor carbonului, aşa cum s-a întâmplat pe Terra, nu poate să
apară decât în limitele cuprinse între +70oC şi –70oC.
O planetă prea aproape de Soare cum sunt Mercur sau Venus într-o baie fierbinte de căldură,
condiţie în care apa se menţine în stare de vapori, nu oferă condiţii de viaţă.
În schimb, pe celelalte planete începând cu Marte şi mai ales cu cele situate dincolo de centura
asteroizilor, deficitul radiaţiei solare, determină ca apa să fie într-o stare permanent îngheţată. condiţie
care nu face posibilă viaţa.
De aici, s-a ajuns la concluzia că în sistemul nostru plentar, există “o zonă a vieţii” numită
“ecosferă” care este concentrică Soarelui.
Marginea ei interioară, mai aproape de astrul central numită limita caldă se află la o distanţă de
93 milioane Km de acesta, iar marginea exterioară numită şi limita rece, se află la o distanţă de 275
milioane de Km. Pământul se află exact pe linia ei mediană numită şi ecosfera temperată aşa cum
arată valorile temperaturilor sale: temperatura medie pe Pământ este de 10o-15oC, oscilând însă între
+60oC şi – 60oC, cu diferenţieri diverse, în funcţie de anotimp, latitudine şi altitudine la care se mai
adaugă şi alţi factori. Venus iese puţin din limita caldă a ecosferei iar Marte se află la extremitatea ei
rece. Aceasta constituie privilegiul de care se bucură Terra în universul nostru planetar, deoarece,
ocupând centrul ecosferei, apa se poate menţine lichidă pe toată întinderea ei.
• Terra este singura planetă care şi-a menţinut o mare rezervă de apă lichidă care reglează
toate procesele atmosferice şi respectiv, climatice.
Pe Terra apa se găseşte sub toate formele ei de agregare, trecând cu uşurinţă din una în alta, prin
cedare sau consum de energie. Apa reprezintă elementul primordial pentru viaţă, având dubla
funcţionalitate de mediu de dezvoltare şi component al lumii vii. Viaţa a apărut în apă iar Oceanul
Planetar a constituit primul protector împotriva radiaţiei ultraviolete nocive până să se formeze stratul
de ozon din atmosferă.
Apa care ocupă 71% din suprafaţa Pământului reglează bilanţul termic de la suprafaţa solului,
modelează scoarţa Pământului prin eroziune şi acumulare.
Mediul acvatic a absorbit majoritatea dioxidului de carbon (CO2) din atmosfera primară,
blocând calciul în roci şi evitând astfel, apariţia unui efect de seră excesiv.
Terra şi-a menţinut apa ca înveliş planetar din două cauze: prima este gravitaţia Pământului care
a reţinut majoritatea vaporilor de apă, iar a doua, este distanţa faţă de Soare, care a impus o temperatură
propice menţinerii apei în stare lichidă. De asemenea, absorbţia dioxidului de carbon şi blocarea
calciului în sedimente a evitat supraîncălzirea planetei şi evaporarea apei.
• Înclinarea axei pe planul orbitei sale este de 23o,45’, fiind cu totul convenabil, din care
cauză sezoanele sunt de durată aproape egală şi potrivit de lungi.
• Atmosfera Pământului este unică. Ea este formată din azot, 78%, un gaz inert care
atenuează forţa oxigenului, urmând în proporţie de 21% oxigenul; 1% reprezintă alte gaze
din care, CO2 de 0,03%. argon, neon, heliu, ozon şi altele.
Azotul şi oxigenul se găsesc în cantităţi mici pe alte planete. Oxigenul este vital, fiind
“combustibilul” vieţii animale iar azotul are rolul de a dilua oxigenul pentru a provoca arderi prea
intense.
Atmosfera se află într-un echilibru stabil, dar foarte sensibil la schimbarea condiţiilor iniţiale ale
sistemului. Menţinerea echilibrului compoziţiei sale chimice se face prin fotosinteza plantelor şi
metabolismul animalelor, ca factori esenţiali în circuitul oxigenului, care asigură stabilitatea ponderii
sale în atmosferă. În caz contrar, oxigenul din aer s-ar combina treptat cu unele elemente din scoarţă, în
special cu fierul care l-ar fixa definitiv în roci.
Un rol esenţial în atmosferă îl are ozonul (O3) concentrat între 25-30 Km altitudine, la baza
stratosferei. Deşi extrem de redus, este un element hotărâtor în menţinerea vieţii, reţinând cea mai mare
parte a razelor ultraviolete şi a radiaţiei cu lungimi de undă mici din domeniul razelor X.
Stratul de ozon se regenerează continuu, prezentând o concentraţie fluctuantă.
Clorofluorocarbonii (CFC) şi compuşii de brom antrenează ozonul în unele cicluri chimice ducând la
distrugerea acestuia. Poluarea atmosferei cu aceşti compuşi constituie o urmare a industrializării şi
emiterea în aer a elementelor respective.
O creştere a cantităţii de ozon, de exemplu o dublare a sa, ar fi iarăşi nocivă deoarece ar bloca
definitiv infiltrarea ultravioletelor care distrug o bună parte din microorganismele patogene şi atunci
acestea ar cunoaşte o înmulţire enormă atacând alte vieţuitoare.
Atmosfera reprezintă un scut de protecţie împotriva meteoriţilor, care sunt distruşi înainte de a
ajunge la sol prin procesul de ardere datorită frecării cu atmosfera.
Văzută din spaţiu, planeta noastră oferă o privelişte fascinantă, plină de culori şi detalii.
Denumirea de “planeta albastră”, datorită culorii azurii, nu este dată de oceane aşa cum s-a părut la
început, ci, de atmosferă, prin proprietatea ei de a difuza mai puternic lumina din domeniul
albastru al spectrului în raport cu fâşia roşie.
Acest efect face ca pentru noi, cerul să fie albastru, iar din cauza reflecţiei cerului, oceanele
capătă şi ele o culoare de albastru mai închis.
De la sute de kilometri, cosmonauţii au descris Pământul văzut din spaţiu identificând oraşe,
râuri, diferite formaţii de nori, chiar curenţi oceanici. În zborurile pe Lună s-au luat fotografii despre
Pământ.
Albastrul intens al atmosferei colorează şi uscatul, astfel încât, continentele apar gri-albăstrui,
dar nu peste tot: zonele deşertice ale Saharei apar portocalii iar vegetaţia abundentă dă regiunilor
ecuatoriale o nuanţă verde-albăstruie.
• Magnetosfera care se dezvoltă în exteriorul atmosferei până la o distanţă de 64.000 Km în
partea dinspre Soare şi la peste 130.000 Km în partea opusă Soarelui, (magnetopauza),
constituie de asemenea un factor de protecţie a vieţii deoarece aceasta primeşte “şocul”
vântului solar.
Liniile magnetice captează mare parte din aceste energii, pe care le dirijează în jurul planetei
spre coada magnetosferei, le concentrează pe anumite centuri (centurile Van Allen, situate la 3600 Km
şi între 13.000 şi 19.000 Km) sau le descarcă în proporţie redusă în zonele polare, formând aurore –
aurorele polare ( deasupra cărora lipsesc centurile Van Allen).
Câmpul magnetic este însă, foarte mobil ca intensitate, fiind puternic perturbat (apariţia aşanumitelor furtuni magnetice), de erupţiile solare. La un interval de cca 80.000-100.000 ani, câmpul
magnetic terestru îşi schimbă polaritatea. În aceste perioade aproape că dispare iar Pământul este apărat
acum, împotriva vântului solar doar de către atmosferă. Momentele de schimbare a polarităţii acestuia
sunt explicate de unele cauze presupuse de unii cercetători, cum ar fi dispariţia unor specii de animale
(ca de exemplu, dinozaurii, acum 60-70 milioane de ani) sau a unor mutaţii fiziologice importante pe
calea evoluţiei vieţii (ca de exemplu, dezvoltarea creierului uman cu un milion de ani în urmă – Gr.
Posea, Iuliana Armaş, 1998, pag.152)
•
Scoarţa şi litosfera în general, prezintă o dinamică în plăci, specifică numai Terrei, din care
rezultă o diversitate de forme de relief, aflate într-o continuă evoluţie şi schimbare, în
concordanţă cu energiile interne care generează continente, bazine oceanice, vulcani, lanţuri
muntoase; la acestea se adaugă factorii externi care modelează un relief fluviatil, marin,
glaciar, eolian etc.
Dacă structura internă a Pământului poate fi similară celorlalte planete interne, dinamica
mantalei s-a diferenţiat, începând cu 4 miliarde de ani în urmă, devenind tot mai complexă.
Sistemul Pământ-Lună
Luna – satelitul natural al Pământului
Pământul are un singur satelit natural – Luna. Denumirea Lunei este de origine latină, în
antichitatea romană fiind considerată ca simbol al zeiţei luminii – Diana iar la greci, o reprezintă pe
zeiţa Selena.
• Importanţa Lunii pentru planeta Pământ
Se răsfrânge în special asupra vieţii. Aceasta se explică prin faptul că mareele provocate mai
ales de forţa de atracţie a Lunii conduc la frânarea mişcării de rotaţie a Pământului; tot Luna
contribuie la menţinerea unei oscilaţii extrem de reduse a oblicităţii Terrei (câteva fracţiuni de
grad) şi de aici, a unui climat stabil. De exemplu, o oscilaţie de un singur grad a înclinării axei de
rotaţie a Pământului poate genera o nouă eră glaciară (Milankovici, 1941 citat de Gr. Posea, Iuliana
Asrmas 1998).
• Scurt istoric al cercetărilor
La începutul secolului XVII, J. Kepler identifică lipsa unei atmosfere şi apariţia unor diferenţe
termice mari între zi şi noapte.
Începând cu 1959 s-au derulat o serie de programe ştiinţifice pentru cercetarea mai în detaliu a
Lunii, obţinându-se până în 1968 fotografii de la înălţimi mici şi chiar de la nivelul solului. În
decembrie 1968 se desfăşoară misiunea navetei spaţiale americane Appolo 8 cu primul zbor cu echipaj
în jurul Lunii la o depărtare de 112 Km de suprafaşa acesteia.
La 21 iulie 1969, din nou naveta spaţială Apollo 11 cu un echipaj la bord din trei cosmonauţi:
Neil Armstrong, Edwin Aldrin şi Michael Collins, au realizat prima aselenizare cu activităţi de
cercetare pe suprafaţa lunară timp de 21 de ore, 36 minute şi 16 secunde sub formă de fotografieri,
recoltări de probe de praf şi rocă, instalarea unor staţii ştiinţifice etc. A constituit o realizare ştiinţificotehnică epocală din secolul XX lansându-se atunci următorul dicton: “un pas mic pentru om, dar un pas
gigantic pentru omenire”.
Au urmat şi alte misiuni spaţiale spre Lună cum au fost: Luna 17 în noiembrie 1971, când s-au
efectuat măsurători complexe efectuate prin intermediul primului automobil lunar – Lunahod;
Apollo 15 august 1971, realizează cartografierea a 10% din suprafaţa Lunii şi se lansa un
minisatelit pentru studierea gravitaţiei şi a vântului solar şi recoltarea de roci (77 Kg);
Apollo 17 în decembrie 1972, încheie Programul Apollo care a permis prezenţa pe suprafaţa
Lunii a 12 cosmonauţi şi obţinerea unui vast material ştiinţific pentru prelucrare şi elaborare de lucrări.
• Date generale despre Lună:
- distanţa medie Pământ-Lună sau raza medie a orbitei lunare este de 384.401 Km; la
perigeu, adică la punctul cel mai apropiat de Terra atinge 363.300 Km şi la apogeu sau
punctul cel mai îndepărtat de Pământ, se găseşte la 405508 Km;
- masa Lunii atinge 7,35x1022 Kg, respectiv 1,23% din cea a Pământului, fiind al cincilea
satelit în Sistemul Solar;
-
-
-
volumul este de 2,2x1019 m3 (0,02 din cel al Terrei);
suprafaţa Lunii este de 3,79x107 Km2 (0,07 din cel al Terrei);
acceleraţia gravitaţională la suprafaţă este de 162 cm/s2, fiind foarte redusă comparativ cu
cea a Terrei, care este de 981 cm/s2 (60 Kg pe Pământ, devin 10 Kg pe Lună). Ca urmare, ea
nu a permis reţinerea gazelor din primele faze ale evoluţiei sale şi nici cele rezultate din
vulcanism şi din impactul meteoritic şi ca atare nu are atmosferă;
albedoul este redus de 0,07 cu uşoare creşteri în regiunile cu roci deschise la culoare, pe
continente;
densitatea medie de 3,34 g/cm3, reprezentând 0,6 din cea terestră a Terrei.
mişcarea de revoluţie în jurul Pământului se realizează cu o viteză de 1,02 Km/s, în timp de
27 de zile, 7 ore, 11,5 secunde numită revoluţie siderală, deoarece punctul de referinţă îl
reprezintă orice stea din sistem şi, timpul de 29 de zile, 12 ore, 44 minute, 28 secunde – o
revoluţie sinodică la punctul de referinţă în raport cu Soarele. Orbita Lunii face cu planul
eclipticii un unghi mediu de 5o8’
Luna realizează o mişcare de rotaţie lentă, egală cu cea de revoluţie, fapt pentru care va
expune permanent spre Terra aceeaşi emisferă (vedem de pe Pământ aceeaşi faţă a Lunii).
• Ipoteze despre originea şi evoluţia Lunii:
Există mai multe ipoteze privind formarea satelitului care se pot grupa în două direcţii
principale
a) Originea terestră a Lunii
Este susţinută ipoteza desprinderii din Pământ formulată în 1879 de astronomul George Darwin
(fiul celebrului naturalist englez Charles Darwin) şi preluată mai târziu de Wise (1960) şi Keefe (19601970). Se susţine că la începutul formării sale, Terra se rotea extrem de repede ceea ce a dus la apariţia
unei proeminenţe (protuberanţă) în regiunea ecuatorială care a devenit instabilă şi s-a desprins.
Eduard Suess a indicat ca loc al deprinderii, Oceanul Pacific, dar acesta are o vechime de cca
200 mil. de ani pe când Luna are 4,5 mild.ani.
b) Originea extraterestră a Lunii, presupusă în două variante:
- ipoteza captării (susţinută de Claud, 1969), potrivit căreia Luna se afla în sectorul asteroizilor
de unde ar fi fost captată de Pământ. În urmă cu 3,9 milid. ani, distanţa dintre planetă şi acel asteroid ar
fi fost suficient de mică, pentru ca satelitul să fie captat. Aceasta ar explica deosebirile de alcătuire
geologică dintre Lună şi Pământ.
Dar, aceasta însemna că Pământul să fi avut o forţă de atracţie mult mai mare şi, în plus, masa
tuturor asteroizilor cunoscuţi nu depăşeşte 50% din aceea a Lunii;
- ipoteza formării concomitente a celor două corpuri prin procesul de acreţie, respectiv,
prin aglomerarea materiei (O.Schmidt) dintr-un nor de corpuri şi particule existente în
discul de acreţie din care a rezultat şi Pământul. Însă prin aceasta nu se poate explica
diferenţierea chimică mare, Luna prezentând un conţinut mult mai scăzut în fier (10% din
masa satelitului) şi elemente uşoare (Na, K, de 0,07%) comparativ cu Pământul. De aici şi
diferenţa de densitate dintre cele două corpuri cereşti.
Practic nici una dintre ipotezele formulate nu explică în mod satisfăcător prezenţa Lunii
alături de Terra.
•
Etapele de evoluţie şi structura Lunii
Unii autori (Grasu C., Maftei Al, 1989) au distins mai multe etape de evoluţie a căror denumire
este legată de unele depresiuni, bazine care au apărut în timpul acestora.
a) Etapa Pre Nectariană durează de la începutul formării Lunii, în urmă cu 4,5 mild. ani până
la 3,9 mild. de ani în urmă, când s-a format primul impact şi a apărut bazinul Nectaris.
În această etapă are loc aglomerarea materiei din norul de acreţie, un intens bombardament
meteoritic şi vulcanism activ. În urma acestor procese a rezultat un înveliş de material topit cu o
grosime de 200-500 Km, din care ulterior s-au separat scoarţa şi mantaua superioară.
b) Etapa Nectariană durează de la 3,9 mild. ani până la 3,8 mild ani şi ţine de la formarea
bazinului Nectaris până la apariţia bazinului Imbrium.
În afară de acestea s-a produs un intens bombardament cu meteoriţi şi asteroizi din care au
rezultat alte bazine mari, acumulări de materiale expulzate cratere mai mici de impact cu meteoriţi.
c) Etapa Imbriană de la 3,8 mild. până la 3,2 mild ani. Acum rezultă bazinul Imbrium cu
diametrul de 1160 Km, numeroase cratere, munţi în formă inelară. Erupţiile vulcanice active provocate
de încălzirea de natură radioactivă din interior au dus la topirea unei părţi din manta iar lava s-a extins
la suprafaţă acoperind o parte a bazinelor, mărilor şi chiar a craterelor preexistente.
Consolidarea bazaltelor a dus la încheierea procesului de formare a scoarţei.
d)Etapa Eratosteniană este cea mai lungă, de cca 2,1 mild. ani este caracterizată prin
impacturi meteoritice şi acumularea în cratere a depozitelor rezultate.
Scoarţa începe să se consolideze şi să se îngroaşe
e) Etapa Copernicană a durat cca 1,1 mild.ani şi prezintă ca fenomene:
- impacte meteoritice ce dau cratere mici şi adânci;
- cele mai noi efuziuni de lave bazaltice;
- apariţia de falii în scoarţă.
În structura internă a satelitului s-au diferenţiat mai multe învelişuri folosindu-se ca date
şi interpretările asupra fenomenelor seismice înregistrate în misiunile Apollo care au
identificat mai multe discontinuităţi.
- discontinuitatea între 50-75 Km adâncime care desparte soarţa de o manta cu densitate mai
mare.
Crusta este formată din feldspaţi şi umplutură bazaltică cu grosimi de până la 20 Km. La
suprafaţa Lunii apare un strat de sfărâmături şi praf gros de 20 m. formând solul lunar determinat de
impacturile meteoritice.
Crusta, mantaua superioară (până la 500 Km adâncime) şi mezomantaua (între 500 şi 1000
Km), formează litosfera rigidă şi groasă de 1000 Km.
A doua discontinuitate apare la cca 1000 Km adâncime de unde se trece spre starea vâscoasă a
mantalei inferioare (astenosfera) formată din elemente grele. Nucleul, probabil metalic are o rază mai
mică de cca 500 Km, alcătuit din fier.
• Relieful selenar
Relieful lunar este destul de accidentat ca urmare a impactului cu meteoriţi şi a erupţiilor
vulcanice. Privit de pe Terra, discul lunar prezintă două categorii de suprafeţe:
- zone închise la culoare sau mai întunecate numite “maria” (mări în limba latină),
depresiuni şi,
- zone strălucitoare care ar reprezenta continente munţi care se ridică la 5000 m deasupra
sectoarelor joase.
Dar fotografiile şi cercetările din timpul misiunilor lunare demonstrează existenţa unui relief
mult mai complet şi variat ca forme între care se disting mai multe tipuri:
a) Mările sunt suprafeţe joase de formă circulară în general plane, alcătuite dominant din
bazalte. Sunt uneori, separate şi de culmi lungi de mai mulţi Km care formează sisteme
de munţi.
Cele mai importante mări sunt: M. Imbrium de 1600 Km în diametru, M. Crisium (1060 Km),
M. Orientală (930 Km), M. Nectaris (860) ş.a.
b) Bazinele sunt depresiuni mari de peste 3000 Km rezultate prin impact cu meteori mari
sau asteroizi. Pot cuprinde şi mări bazaltice. În cadrul lor apar şi grabene de subsidenţă
şi creste. Cele mai mari bazine: Procellarum în diametru de 3200 Km şi Polul Sud-
Aitkins de 2500 Km.
c) Şanţurile au aspecte arcuite cu fund plat şi versanţi abrupţi, înalţi de 50-230 m. Au
rezultat în mări şi bazine datorită presiunilor.
d) Munţii reprezintă formele cele mai înalte cu lungimi de 700-900 Km şi înălţimi până la
5000m, se desfăşoară în jurul mărilor sau în jurul craterelor mari. Munţii lunari poartă
numele unor sisteme terestre: Alpi, Apenini, Carpaţi, Caucaz etc. şi sunt formaţi din roci
bazaltice.
e) Craterele sunt forme de relief complexe rezultatele precumpănitor din impactul cu
meteoriţii dar şi de origine vulcanice.
Au dimensiuni mari de circa 5 Km în diametru un număr de 5000 de cratere, între care
exemplificăm: craterul Imbrium (1100 Km în diametru), craterul oriental (900Km). Craterele mari
prezintă şi cratere secundare îngemănate ce aparţin unor faze ulterioare de evoluţie.
Cele mai numeroase cratere se află pe continente şi au diametre mai mici, între 50 şi 1000 Km.
• Alcătuirea petrografică
Se disting următoarele tipuri de roci:
- roci magmatice vechi, din primele faze ale evoluţiei Lumii. Impactul cu meteoriţii au dus la
topituri noi, dar şi la metamorfozarea celor prezente. În zona “mărilor” domină bazaltele, iar
pe continentele, gabbrourile;
- roci sedimentare rezultate din acumularea fragmentelor din meteoriţi şi a celor împrăştiate
din scoarţa lunară în timpul impactului cu meteoriţii.
- roci metamorfice rezultate prin transformările datorate creşterilor de temperatură provocată
de şoc.
- regolitul reprezintă o pătură formată din materiale dezagregate şi din elemente acumulate
din dezagregarea meteoriţilor. Are grosimi de mai mulţi metri (cca 10m). Variaţiile termice
de pe Lună care în timpul nopţii ating –160oC, iar ziua 130oC au condus la fărâmiţarea lor
până la stadiul de praf.
• Fenomene determinate de Sistemul Pământ - Lună – Soare
Cele mai importante fenomene care se produc în urma interacţiunii dintre cele trei corpuri
cosmice, Soare-Pământ-Lună sunt: fazele Lunii, eclipsele, mareele.
A. Fazele Lunii
Luna efectuează mişcarea de revoluţie în jurul Pământului, care la rândul său descrie o orbită în
jurul Soarelui. Ca urmare, cele trei corpuri cereşti se află permanent în poziţii diferite. De pe Pământ se
observă o modificare ciclică a formei şi mărimii suprafeţei lunare.
Aceste modificări formează fazele Lunii care se înscriu într-un ciclu de 29,2 zile (revoluţia
sinodică), timp parcurs pentru revenirea satelitului pe orbita sa în acelaşi punct în raport cu Pământul şi
Soarele. Revoluţia sinodică începe cu: - Faza de Lună nouă, când Soarele şi Luna sunt în conjuncţie
(atunci când Soarele, Luna şi Pământul se află pe aceeaşi linie).
Pentru că jumătatea iluminată a Lunii se află în întregime pe partea invizibilă de pe Pământ,
Luna pare complet întunecată observatorului terestru, cu excepţia unei uşoare dâre de lumină reflectată
pe ea de către planetă. În această fază Soarele şi Luna răsar aproximativ în acelaşi timp şi se deplasează
împreună pe boltă dar Luna rămâne în urma Soarelui cu o întârziere de cca 12o (care echivalează o oră),
la fiecare 24 de ore.
- Faza de Crai nou apare după ce Luna a parcurs de la conjuncţie încă 3 ¾ zile şi este
vizibilă pe cer sub forma unui corn subţire cu deschidere spre stânga. Între Lună şi Soare
există o diferenţă de 45o. Ea va putea fi observată seara, după apusul Soarelui.
- Faza primului pătrar se formează după ce Luna a parcurs orbita timp de 7 ½ zile când,
între Soare şi Lună există o diferenţă de 90o. Acum apare sub forma unei jumătăţi de disc
luminos. Luna răsare în momentul când Soarele este la amiază şi se va găsi în poziţia
maximă pe boltă când Soarele apune.
- Faza de Lună convexă apare după 11 ¼ zile, când a parcurs 3/8 din orbita sa şi este
iluminată pe trei sferturi. Între Soare şi Lună este o diferenţă de 135o, iar între trecerea lor la
meridianul locului este o diferenţă de 9 ore. Luna se va vedea în poziţia maximă în jurul orei
21.
- Faza de Lună plină se înregistrează după 14 ¾ zile când Luna se găseşte în opoziţie cu
Soarele şi apare iluminată întreaga jumătate vizibilă de pe Pământ. deoarece Luna şi Soarele
se află acum de o parte şi de alta a Terrei, Luna plină atinge punctul maxim pe boltă în jurul
miezului nopţii; seara la apusul Soarelui are loc răsăritul Lunii.
Dacă ziua şi noaptea sunt egale ca durată atunci Luna va apune la răsăritul Soarelui (fig.12).
- Cea de-a doua fază de Lună convexă are loc după 18 ¼ zile, când între Soare şi Lună
există o diferenţă de 225o. Ca urmare, Luna va răsări în timpul nopţii (în jurul orei 21) şi va
atinge punctul maxim pe boltă în a doua jumătate a nopţii.
- Faza ultimului pătrar se produce după 21 ½ zile, când între Soare şi Lună apare o
diferenţă de 270o sau în timp de 18 ore. Luna va răsări la miezul nopţii şi atinge poziţia
maximă pe boltă la orele dimineţii. Va fi văzută jumătatea din stânga a discului solar.
- Faza de Corn sau Seceră are deschiderea (orientarea spre dreapta) şi se realizează după 25
¼, când Luna va răsări în a doua jumătate a nopţii şi va atinge punctul maxim la câteva ore
după răsăritul Soarelui, nefiind observabilă decât câteva ore înaintea zorilor.
Astfel, după 29 de zile Luna revine în poziţia Soare-Lună-Pământ, încheindu-se o revoluţie
sinodică după care, va desfăşura în continuare o nouă mişcare orbitală, fazele Lunii repetându-se.
B. Eclipsele
Orice corp luminat dintr-o direcţie lasă în partea opusă o umbră. Dacă corpul este sferic, umbra
sa va avea formă de con ale cărui dimensiuni depind de distanţa faţă de sursa de lumină şi de diametrul
corpului expus luminii. În cazul Sistemului Solar, corpul care luminează este Soarele iar planetele şi
sateliţii lor formează conuri de umbră.
Fenomenul de eclipsă se produce atunci când un al treilea corp trece prin cornul de umbră iar pe
perioada trecerii acestuia, corpul care emite lumina nu va mai putea fi văzut, total sau parţial.
Producerea eclipselor are loc în cazurile în care cele trei corpuri, respectiv, Soarele, Pământul şi
Luna se află pe aceeaşi direcţie.
În acest caz apar două situaţii:
• când între Soare şi Lună se interpune Pământul (sau planeta), satelitul va intra în conul de
umbră al planetei şi nu mai poate fi observat; se produce eclipsa de Lună (fig.13);
• când între Soare şi Pământ se interpune satelitul, planeta intră în conul de umbră al Lunii iar
Soarele apare parţial sau total acoperit de satelit; are loc eclipsa de Soare (fig. 14).
Eclipsele de Lună au loc în situaţia când Luna se află în poziţia de Lună plină, respectiv când
poziţia Soare-Pământ-Lună urmează aceeaşi linie.
Dar, eclipsele de Lună nu au loc periodic la fiecare 29 de zile, datorită înclinării planului
orbital lunar cu 5o8’ faţă de ecliptică cu care face unghiul respectiv; la aceasta se adaugă înclinarea
diferită a planului orbitei pământului cu cel al eclipticii (care este de 23o45’).
Pentru ca eclipsa să aibă lor, trebuie ca faza de Lună plină să coincidă cu o poziţie a Lunii cât
mai apropiată de planul eclipticii. Momentul optim îl reprezintă coincidenţa cu punctele nodale, adică,
cu locurile de intersecţie ale orbitei lunare cu planul eclipticii. În acest moment Soarele se va afla întrun punct, iar Luna în celălalt. Acum eclipsa lunară este totală, Luna intrând în întregime în conul de
umbră; cu cât poziţia va fi mai depărtată de aceste momente, cu atât posibilitatea realizării unei eclipse
totale lunare scade. Apar eclipse parţiale când, o parte a Lunii intră în conul de umbră.
La o eclipsă totală se înregistrează trei faze:
- intrarea în conul de penumbră;
- traversarea conului de umbră, marcată prin dispariţia discului lunar care se distinge vag întro lumină roşiatică datorită reflectării razelor solare de către atmosfera terestră;
- străbaterea restului conului de penumbră.
Eclipsele de Soare se produc atunci când Pământul intră în conurile de umbră şi penumbră ale
Lunii, în momentul de Lună nouă. Orbita Lunii în jurul Pământului este o elipsă şi ca urmare distantă
dintre Pământ şi Lună variază de la perigeu (363.300 Km) la apogeu (405.500 Km) faţă de valoarea
medie de 384.403 Km. În consecinţă, lungimea conului de umbră al Lunii este în medie de 374.000 Km
dar variază în timp. De aici, rezultă trei situaţii:
- distanţa dintre Pământ şi Lună este mai scurtă decât mărimea lungimii conului de umbră;
sunt condiţii pentru o eclipsă totală de Soare; Pământul străbate conul de umbră lunar;
- distanţa dintre Pământ şi Lună corespunde cu lungimea conului de umbră. Pământul se află
în vârful conului; sunt condiţii pentru o eclipsă parţială de Soare;
- distanţa dintre Pământ şi Lună este mai mare decât lungimea conului de umbră; Pământul se
află în conul de penumbră sau în prelungirea celui de umbră. Se produce o eclipsă inelară
(în jurul porţiunii acoperite de Lună rămâne un inel luminos).
O eclipsă de Soare nu va putea fi observată decât pe o anumită porţiune de pe Terra ca eclipsă
totală; în regiunile limitrofe situate în conul de penumbră se vor înregistra eclipse parţiale; în cele din
afara conurilor nu se va înregistra nici un fenomen, în sensul că discul solar va fi văzut în întregime.
Diametrul maxim al umbrei proiectate pe suprafaţa Pământului este de cca 270 Km, iar cel
minim de 220 Km. Diametrul conului de penumbră atinge 3500 Km. Suprafeţele situate în conul de
umbră (între 57216Km2 şi 37994Km2) vor cunoaşte eclipsa totală de Soare.
La eclipsa totală de Soare se înregistrează trei momente:
- momentul din care Luna începe să acopere discul solar până la acoperirea totală a Soarelui
durează cca 2 ore;
- momentul de acoperire totală durează de la 8 minute în zona ecuatorială la cca 6 minute la
latitudini medii; acum se pot observa şi stelele, cu toate că nu este un întuneric total din
cauza luminii difuze. În cazul unei eclipse inelare durata este de la 12 minute la Ecuator la
10 minute la latitudini medii;
- momentul cu retragerea treptată a suprafeţei acoperite, până la revenirea la forma anterioară
a discului solar.
În perioada 1900-1999 s-au produs 79 de eclipse totale de Soare, ultima care a încheiat mileniul
al II-lea a fost la 11 august 1999; banda de totalitate a eclipsei de Soare a traversat România, atingând
la noi parametrii săi maximi – durata sa fiind de 2 minute 22 secunde. La Râmnicu Vâlcea maximul de
eclipsă totală a atins 2 minute 23 secunde (fig. 15).
În Europa, banda de totalitate a traversat Anglia, nord-estul Franţei, sudul Belgiei cu o fâşie
îngustă, Germania, Austria, Ungaria, România, Bulgaria, Marea Neagră, Turcia.
În România, banda de totalitate a intrat prin Banat (Arad, Timişoara) a traversat Munţii Retezat
şi Parâng, deasupra mănăstirilor din nordul Olteniei, Piteşti, Bucureşti şi a ieşit prin sud-estul ţării, pe la
sud de Constanţa.
C. Mareele – fluxul şi refluxul
Constituie mişcări periodice ale unor porţiuni de la exteriorul Pământului cuprinzând partea
exterioară a scoarţei terestre, a apei oceanice sau a atmosferei ca urmare a atracţiei reciproce dintre
Pământ, Soare şi Lună.
Acest fenomen se realizează în conformitate cu legea atracţiei universale formulată de Isaac
Newton.
Dintre cele trei corpuri cereşti din sistem (Soare – Pământ – Lună), atracţia cea mai mare o
exercită Luna deoarece, distanţa Pământ-Lună (384.000 Km) este foarte mică, în raport cu cea PământSoare (de 1,5 mil.Km), diminuându-se rolul raportului dintre mase. Ca urmare, forţa de atracţie a
Soarelui reprezintă 5/11 din cea a Lunii.
• Mareea terestră
Nu numai apa cunoaşte fenomenul de flux şi reflux ci, şi uscatul suferă deformări, se ridică şi
coboară cu cca 23 cm în zona caldă, 10-15 cm la latitudinile medii şi foarte puţin la zonele polare.
Dimensiunile reduse ale mişcării sunt determinate de rigiditatea materiei solide a Terrei.
• Mareea atmosferică este reprezentată prin bombarea atmosferei la Ecuator unde,
contribuţia principală o are forţa centrifugă.
Cu toate că specificul fizic al masei de aer ar putea oferi deformări mai mari, intervin alte cauze
care diminuează valorile oscilaţiilor şi anume, forţa de gravitaţie a Pământului şi presiunea puternică a
vântului solar.
• Mareele oceanice (ale hidrosferei)
Fluxul şi refluxul oceanic este foarte dinamic, deoarece specificul fizic al apei cu mare
mobilitate, răspunde la forţele de atracţie.
Mareele Oceanului Planetar constau în ridicarea şi coborârea succesivă a apei de la suprafaţă cu
valori care diferă în raport de atracţia celor două corpuri, Luna şi Soarele, de efectul lor conjugat, de
timpul şi spaţiul în care se desfăşoară.
În largul oceanului, mareele apar ca o mişcare ondulatorie cu amplitudine în general mică, pe
când în vecinătatea ţărmului, la adâncimi reduse, se transformă într-o mişcare de translaţie. În cazul
ţărmurilor înalte se manifestă sub fromă de ridicări şi coborâri ale nivelului apei cu valori ridicate, sau
sub formă de înaintări ale valului de apă (flux) şi regresiuni (reflux), în cazul ţărmurilor joase.
Fenomenul mareelor nu este uniform în timp datorită poziţiei Lunii şi a Soarelui în raport cu
Pământul, când atracţia lor se însumează în fazele de conjuncţie şi opoziţie (sizigii-syzygia= unire în
greceşte) sau se subsumează în fazele de primul şi al doilea pătrar (cuadratură).
•
În faza de conjuncţie (Lună nouă) când cele trei corpuri cereşti se află pe aceeaşi linie
în poziţia Pământ-Lună-Soare, atracţia exercitată de Lună şi Soare este însumată. Mareea va
fi maximă la meridianul locului.
În partea opusă a Terrei, pe antemeridian, se va înregistra tot un flux maxim impus, însă, de forţa
centrifugă care va acţiona mult mai intens deoarece forţa centripetă este diminuată de atracţia celor
două corpuri cereşti (fig. 16).
• În faza de opoziţie (Lună plină), cele trei corpuri cereşti vor fi tot pe aceeaşi linie, dar
Pământul se va afla între Lună şi Soare.
Cele două forţe vor acţiona pe aceeaşi direcţie (zonă) a Pământului realizând o însumare dar cea
a Soarelui va fi mai redusă ca a Lunii (de 2,17 ori) datorită distanţei foarte mari faţă de Pământ în
raport cu Luna. Însă amplitudinea fluxului va fi tot maximă iar la antemeridian va fi realizată de forţa
centrifugă.
• La primul şi al doilea pătrar, poziţia celor trei corpuri formează un unghi drept de 90o,
Luna se află în cvadratură, forţele se descompun (subsumează) iar mareele au valoare
minimă. În aceste faze, forţei lunare i se opun celelalte forţe, a Soarelui şi a Pământului.
Deci în timp de 29 de zile cât durează mişcarea de revoluţie a Lunii în jurul Terrei, pentru
acelaşi loc pe suprafaţa oceanelor se vor înregistra două momente de flux maxim la sizigii (în fazele de
Lună Nouă şi Lună plină) numite maree de sizigii şi două momente în care mareele vor avea valori
minime, respectiv, la pătrare numite maree de cvadratură.
La complexitatea fenomenului mareelor contribuie şi mişcările Pământului, de revoluţie şi
rotaţie.
•
În mişcarea de revoluţie când Pământul ajunge la periheliu şi acesta coincide cu fazele
de Lună plină şi Lună nouă, atracţia va fi foarte mare determinând valori foarte ridicate
fluxului; când afeliul Pământului se suprapune cu fazele de pătrar, atracţia va fi minimă şi
fluxul va atinge valori foarte scăzute.
•
Mişcarea de rotaţie a Pământului de la vest la est face ca ridicarea nivelului apei
oceanului la meridianul locului să se producă de la est la vest în mod succesiv.
•
În timp ce Pământul realizează o mişcare de rotaţie completă şi Luna se deplasează pe
orbita ei; de aceea, o nouă situare a Lunii la meridianul locului se produce cu o întârziere de
50 minute (deci după 24h50’). De aici rezultă pentru acelaşi loc o amânare a producerii
fluxului cu cca 50 minute de la o zi la alta.
Deoarece Luna se roteşte în jurul Terrei peste zona intertropicală, amplitudinea maximă a
nivelului ridicat, ca şi a celui coborât, se produce în regiunea ecuatorială micşorându-se treptat spre
poli.
Timpul de întârziere a mareelor este influenţat şi de factori locali, specifici în diferite locuri
de pe ţărm.
Ca urmare, fiecare loc va avea timpul său de întârziere, numit şi “interval lunar” sau “ora
portului”. Această întârziere este foarte importantă pentru intrarea şi ieşirea navelor din port şi pentru
multe alte activităţi costiere. De aceea, ora portului este calculată pentru fiecare loc în parte pe perioade
lungi de timp.
De asemenea, numărul şi mărimea mareelor este influenţată de configuraţia ţărmurilor şi a
şelfului. În largul oceanelor creşterile medii sunt de 0,5-1,5m iar amplitudinile mareelor nu depăşesc
3m, pe când în zona ţărmurilor situaţiile sunt mai complexe.
Cele mai mari amplitudini se realizează pe ţărmurile cu golfuri adânci, şelfuri extinse şi cu largi
guri de vărsare ale fluviilor. De exemplu: Baya Fundy din estul Canadei amplitudinea mareelor ajunge
la 19 m, în Strâmtoarea Magelan la 18 m, pe ţărmul Islandei la 16 m, Golful Arabiei, 13 m în Golful
Mezeu din Marea Albă, 12 m.
În zona gurilor de vărsare ale fluviilor apar alte aspecte: pe fluviile adânci şi largi, fluxul
pătrunde activ, cu viteză mare iar pe fluviile puţin adânci în care şi viteza apei este ridicată, valul
mareic este mai slab.
Exemple de fluvii în care fluxul pătrunde pe distanţe diferite: peste 1000 Km pe Amazon, 120
Km pe Dvina de Nord, 85 Km pe Peciora. Înălţimea valului de flux este de 4-5 m pe Amazon, 3-5 m pe
Sena etc. şi poartă diferite denumiri: pororoca pe Amazon, bora pe Tamisa, mascaret pe Sena.
Consecinţe ale acţiunii mareelor:
• Înaintarea şi retragerea apelor în zona ţărmurilor determină o anumită dinamică a
proceselor de abraziune şi acumulare.
• Propagarea valului de flux de la est la vest duce în timp la frânarea vitezei mişcării
de rotaţie a Pământului şi prelungirea duratei zilei.
• De maree se leagă desfăşurarea activităţilor portuare ceea ce impune cunoaşterea
orelor de desfăşurare a fluxului şi refluxului.
2.7.4. Planeta Marte
Este denumită şi “rubinul nopţilor senine”.
Timp de milenii, Planeta Marte, plasată pe orbita a IV-a a sistemului Solar, a fost asociată cu
zeul războiului din cauza culorii sale roşiatice – culoarea focului şi a războiului.
Planeta Marte, s-a înscris în memoria oamenilor ca cea mai enigmatică stea rătăcitoare datorită
mişcării sale dezordonate pe bolta cerească, uimindu-i pe observatori timp de secole care-i căutau legile
de mişcare.
Teoria geocentrică din trecut nu putea explica acest fenomen. Dezlegarea enigmei începe după
lansarea teoriei heliocentrice, de N. Copernic şi a legii mişcării planetelor (J. Kepler) şi în special după
inventarea telescopului.
Astfel, s-a stabilit că Marte are o orbită foarte alungită cu diferenţe mari între distanţele minimă
şi maximă faţă de Soare, adică la periheliu şi afeliu.
Această mare variaţie a distanţei, face ca Pământul să se găsească, mai aproape de Marte la
fiecare 780 zile când sunt şi condiţiile cele mai favorabile pentru observaţii. În restul timpului, Marte
este prea departe pentru a fi văzută clar. În sec. XVII şi XVIII astronomii s-au străduit să observe
detalii ale suprafeţei marţiene cu ajutorul telescopului prin care se detaşau o suită de canale care ar fi
reprezentat forme de relief naturale.
În anul 1965 sonda spaţială Mariner IV a zburat la 10.000 Km de Marte şi transmitea prin
radio spre Pământ primele fotografii ale suprafeţei Planetei Roşii cum mai este denumită. Din
interpretarea lor s-au observat o serie de cratere la fel ca şi pe Lună, un corp inert fără viaţă.
Programul de lansare a sondelor a continuat până în 1971 care au adus mai multe informaţii: urme de
activitate vulcanică intensă, falii şi crăpături. Navele spaţiale Viking au fost lansate în 1976 în
scopul unor experimente asupra solului marţian pentru descoperirea urmelor de viaţă.
Fotografiile în culori au oferit însă un peisaj asemănător cu deşerturile de pietre sub un cer
colorat portocaliu, datorită particulelor fine de oxid de fier suspendate şi în atmosferă şi pe sol de unde
şi denumirea de “planeta roşie”. Noile programe de explorare a planetei preconizează chiar o “bază
permanentă a omului” pe Marte. Planeta are doi sateliţi: Phobos şi Deimos.
Centura asteroizilor
După constituţia lor planetele se împart în două grupuri: grupul sferelor mici cu suprafaţă solidă
de tip terestru în care intră Mercur, Venus, Pământ, Marte şi grupul sferelor uriaşe de gaz cu un miez de
lichid şi solid în care intră Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun numite şi planete joviene, un derivat de la
Jupiter. Pluto nu a apărut de la început în orbita sa ca rezultat al condensării discului primordial de
acreţie ci ar fi un asteroid aruncat probabil de forţa lui Jupiter pe o orbită foarte depărtată de Soare.
Cu cât asteroizii care formează o adevărată centură între orbitele planetelor Marte şi Jupiter
(fig.5), la o distanţă de 2,8 unităţi astronomice de Soare (o unitate astronomică este egală cu distanţa
medie Pământ – Soare = 149,6 mil. Km).
Asteroizii se mai numesc şi planete mici (microplanete) ce gravitează ca şi celelalte în jurul
astrului central îndeplinind revoluţia între 3-7 ani iar mişcarea de rotaţie de la 2-9,5 ore. Mărimea lor
este foarte variabilă de la pietricele şi bolovani la uriaşi stâncoşi de aproape 1000 Km diametru.
Numărul celor mai mari asteroizi este de 2250; erau numiţi astfel deoarece apăreau în telescop ca mici
puncte luminoase asemănătoare stelelor şi nu ca discuri cum apăreau planetele. Originea lor este
explicată după mai multe ipoteze: ei ar reprezenta bucăţi din masa solară născute odată cu planetele, iar
cei de formă neregulată ar fi proveniţi din explozia unei presupuse planete – Phaeton.
Alte păreri explică geneza lor prin ciocnirea a două planete din care ar fi rezultat fragmente mai
mari care la rândul lor, prin ciocniri succesive s-au sfărâmat în bucăţi mai mici. Se mai presupune că
asteroizii reprezintă o planetă care nu a fost lăsată să apară din cauza forţei de atracţie a lui Jupiter care
a “hărţuit” a dezmembrat mereu aglomerarea de material din zonă, împiedicând-o să se unească spre a
forma o planetă.
Observaţiile asupra lor continuă.
Planetele gigantice (exterioare): Jupiter, Saturn, Uranus şi Neptun. De circa 10 ori mai
mari decât Pământul şi de 100 de ori mai masive, planetele gigantice au densităţi mult mai mici.
2.7.5. Planeta Jupiter
Planeta Jupiter este o sferă imensă de gaz şi lichid, cu un mic miez solid rotindu-se în jurul
Soarelui la o distanţă de 778.300.000 Km, ocolindu-l complet în aproape 12 ani . Rotaţia lui Jupiter în
jurul axei sale este foarte rapidă, încât viteza liniară a unui punct de pe ecuatorul său are valoarea
astronomică de 23.000 Km/h. Astfel, densitatea mică (doar de 1,33 ori mai mare decât a apei, masa sa
uriaşă de 318 ori decât a Pământului şi perioada sa mică de rotaţie în jurul axe, de numai 10 ore, duc
laolaltă la o pronunţată turtire la poli, vizibilă şi pe fotografiile luate prin telescop. Diametrul lui Jupiter
este de 142.700 Km.
Sondele spaţiale Voyager lansate în 1979 oferă imagini de o rară frumuseţe, un uriaş glob,
brăzdat pe suprafaţa sa de dungi paralele cu ecuatorul în culori diferite împletindu-se cu nenumărate
vârtejuri de nori (fig.17).
Atmosfera lui Jupiter groasă de peste 1000 Km, din care doar jumătatea de sus este accesibilă
observaţiilor. Dungile multicolore provin de la structurile de convecţie pe verticală ale atmosferei
ordonate de-a lungul ecuatorului din cauza rotaţiei rapide; culorile sunt date de tot felul de compuşi
chimici de mare complexitate pe bază de hidrogen, heliu, metan şi apă, amoniac îngheţat, compuşi ai
sulfului, nori de gheaţă.
Posedă numeroşi sateliţi, 16 identificaţi până în prezent încât îi conferă aspectul unui
minisistem solar.
Printre cei mai mari sateliţi identificaţi încă din sec. XVII de G. Galilei sunt: Io, Europa,
Ganimede şi Callisto.
2.7.6. Planeta Saturn
Constituie o planetă cunoscută încă din antichitate şi este situată faţă de Soare pe o orbită la
distanţă aproape dublă în comparaţie cu Jupiter, 1429,4 milioane Km (1,4 miliarde de Km). Mişcarea
sa de revoluţie în jurul Soarelui este de 30 de ani, fapt pentru care anticii au numit planeta de Saturn
după numele “zeului bătrâneţii” care se mişcă încet.
Planeta însă posedă un minunat sistem de inele care o împodobeşte şi constituie a doua planetă
uriaşă după Jupiter formată dintr-o sferă de hidrogen şi heliu având un diametru ecuatorial de 120.600
Km iar cel polar mai mic cu 10.500 Km. Saturn este aşadar, puternic turtit la cei doi poli din aceeaşi
cauză a rotaţiei rapide în jurul axei, în doar 10 ore (fig. 18).
Sondele spaţiale Voyager au oferit imagini ale planetei: un glob uriaş, ceţos şi galben, dungat
paralel cu ecuatorul. Este cea mai rarefiată planetă, densitatea fiind de 0,7 din cea a apei. Are o masă de
trei ori mai mică decât a lui Jupiter. Şi ea radiază căldură ca şi Jupiter. Atmosfera saturniană, încărcată
de nori fiind complexă: nori de apă, amoniac îngheţat la -180°C.
Inelele planetei sunt formate din praf, pietricele şi bolovani uriaşi fixaţi în orbitele lor prin
interacţii periodice ca ceilalţi sateliţi. Are 4 sateliţi mai mari şi se ştiu puţine date despre sateliţii mai
depărtaţi. (Mimas, Enceladus, Diana, Rhea, Titan, Phoebe, etc.).
2.7.7. Planeta Uranus
În anul 1781, muzicianul şi astronomul amator W. Herschel privea cerul înstelat printr-un uriaş
telescop construit chiar de el pentru a descoperi stele duble.
Prin miile de stele a observat un mic disc luminos deosebit, care nu figura în cataloagele
astronomice ale vremii; era o nouă planetă care orbita în jurul Soarelui. Pentru mai mult de 200 de ani
de atunci, planeta care a fost numită Uranus (după regele Titaniei din mitologia greacă), a rămas o lume
total necunoscută, pentru că nu se vedea cu ochiul liber ci doar prin telescop. Planeta parcurge mişcarea
de revoluţie în jurul Soarelui în timp de 84 de ani pământeşti. Este slab iluminată de Soare, primind de
400 de ori mai puţină lumină decât Pământul datorită distanţei mari de circa 3 miliarde Km faţă de
acesta. Astfel de distanţă face ca temperatura planetei să fie foarte scăzută
(-210°C). Condiţiile de observare a planetei fiind mai dificile nu se ştiu prea multe date, dar astronomii
au observat un lucru deosebit, că axa de rotaţie a sa are o înclinare de 98° ceea ce determină ca polii N
şi S ai planetei să se orienteze direct spre Soare, alternativ la intervale de 42 de ani pământeşti. Din
această cauză, regiunile polare absorb mai multă energie solară în cursul unui an uranian decât o fac
zonele de la ecuator.
Culoarea verde-albăstruie a planetei este dată de culoarea caracteristică a metanului la
temperaturi scăzute, de unde se presupune că atmosfera uraniană conţine din abundenţă acest gaz.
Prin metode telescopice au fost descoperiţi cinci sateliţi şi un sistem de inele întunecate care se
rotesc în jurul planetei. Aceste inele au fost descoperite în 1977, când discul planetei a trecut peste
imaginea unei stele, fenomen foarte rar întâlnit dar important pentru observaţii; el se numeşte fenomen
de ocultaţie.
Cu ajutorul sondei spaţiale Voyager-2 lansată în 1986, care a trecut la câteva zeci de mii de Km
de planetă, s-au putut înregistra fotografii color iar unele date au fost transmise prin radio spre Pământ
şi urmează a fi minuţios interpretate. Ceea ce se cunoaşte în prezent este că polul sud uranian este
îndreptat direct spre Soare în timp ce sateliţii săi şi inelele se rotesc în plan ecuatorial. Cu privire la
structura şi compoziţia lui Uranus se presupune că atmosfera este mult mai mică în raport cu miezul
său de rocă şi că ar fi asemănătoare cu Neptun iar masele lor sunt de 14,5 şi respectiv de 17 ori mai
mari decât masa Pământului.
Atmosfera uraniană este formată în mare parte din hidrogen, heliu şi metan. Din cauză că
metanul atmosferic absoarbe lumina roşie din spectrul luminii solare, planeta apare observatorilor ca
având culoarea complementară, adică verde-albăstruie. Detectori speciali de radiaţii infraroşii au arătat
că temperatura atmosferei atinge - 210°C. Specialiştii în climă planetară presupun că sub atmosfera ei
s-ar afla un ocean adânc foarte fierbinte, de câteva mii de grade, compus din apă, metan şi amoniac ale
căror molecule ar fi practic “sparte” de presiunea enormă dată de materia de deasupra. În interior
această topitură ar putea avea caracter metalic. Se mai presupune că oceanul ar fi format din cometele
topite pe care Uranus le-ar fi capturat în timp. Au mai fost detectate unele benzi slab luminate în
atmosfera uraniană paralele cu ecuatorul, la fel ca la Jupiter şi Saturn, fiind compuse din metan verdealbăstrui care se rotesc în jurul planetei pe traiectorii paralele cu ecuatorul şi se consideră că s-au
format datorită rotaţiei planetei. Au mai fost descoperiţi 4 nori uriaşi de metan presupuşi a fi rezultat
dintr-un sistem de furtuni violente. Datele sondei au descoperit 15 sateliţi deci cu 10 mai mulţi faşă de
ce observase telescopul, de asemenea inelele uraniene au aspect diferit faţă de cele ale lui Jupiter şi
Saturn în sensul că sunt lipsite de praf şi particule fine ci sunt alcătuite din bulgări întunecaţi cu
diametrul de 1-1000 m care ar fi formaţi din rocă şi gheaţă.
2.7.8. Neptun
La fel ca Uranus şi Neptun era o planetă necunoscută în antichitate. Ea a fost descoperită
spectaculos abia în 1846 după ce astronomia prin astronomul francez Le Verrier prevăzuse prin calcule
teoretice, că o altă planetă vecină ar perturba mişcarea lui Uranus.
Astronomul Galle a identificat-o pe cer într-o poziţie foarte apropiată de cea prezisă.
Poartă numele zeului mărilor (datorită culorii verde-albăstrui) – Neptun – şi se roteşte în jurul
Soarelui la o distanţă medie de 4,5 miliarde de Km.
S-a stabilit de către oamenii de ştiinţă că diametrul planetei este de 48.600 Km, adică de 3,7 ori
mai mare decât al Pământului iar masa depăşeşte de 17 ori pe cea a Terrei.
Mişcarea de rotaţie se efectuează în aproximativ 17 ore. Se presupune că planeta are un nucleu
solid (7000 km) alcătuit din silicaţi de Fe care este înconjurat de un ănveliş lichid (circa 10 000 km),
alcătuit din metan, amoniac, hidrogen etc. Temperatura atmosferică este de cca. – 2000C.
Neptun are un inel descoperit în 1984 şi opt sateliţi, dintre care Triton cu diametrul de 2700 km
este cel mai însemnat.
2.7.9. Pluto
Pluto este planeta cea mai mică şi cu forţa de gravitaţie cea mai redusă. Diametrul planetei este de
aproximativ 3000 km, iar masa reprezintă 1/6 din masa Lunii. Efectuează mişcarea de revoluţie în jurul
Soarelui în aproape 248 de ani la o distanţă medie de 5.900 miliarde de Km.
A fost foarte greu de observat la telescop; ea apare ca un mic punct de culoare gălbuie. Are o
orbită neobişnuită, înclinată cu peste 17° faţă de planul eclipticii şi este atât de alungită încât
intersectează orbita lui Neptun, fiind singurul caz în Sistemul solar în care o planetă intersectează orbita
alteia.
Pentru a păstra tradiţia, numele planetei vine din mitologia greacă de la Zeul Infernului – Pluton
(sau Pluto).
În anul 1978 s-a descoperit că Pluto are un satelit care a primit numele de Charon. Este o
planetă foarte rece pe care radiaţia solară este de 1600 ori mai slabă decât pe Pământ.
CAP. III. PĂMÂNTUL - PLANETA VIE, COMPONENT AL SISTEMULUI
SOLAR
3.1. Forma şi dimensiunile Pământului.
Meridiane şi paralele. Coordonate geografice
Cunoaşterea formei şi dimensiunilor Pământului este necesară pentru cunoaşterea unor
fenomene geografice cum sunt:
- zonalitatea termică şi climatică;
- condiţiile unghiurilor de incidenţă ale razelor solare;
- efectele forţei gravitaţionale şi centrifuge;
- reprezentarea cartografică a suprafeţei Pământului.
Forma Pământului
Problema formei Pământului a preocupat omenirea încă din cele mai vechi timpuri dar nu a fost
rezolvată decât după îndelungate studii, cercetări şi măsurători. Pe măsură ce cunoaşterea spaţiului
geografic s-a extins, au evoluat şi o serie de discipline ştiinţifice: astronomia, matematica, filozofia,
fizica, etc., care au contribuit la cunoaşterea formei şi dimensiunii Pământului.
În antichitate erau concepţii naive cu privire la forma Pământului, ca de exemplu: indienii îl
asemănau cu o floare de Lotus, ale cărei petale reprezentau părţile lumii cunoscute (de la forma de
petală a Indiei); vechii greci (prin Homer) îl considerau ca un disc sau taler înconjurat de fluviul
okeanos, în mijlocul căruia se situa Grecia şi Marea Mediterană; discul era susţinut de nişte stâlpi
uriaşi şi acoperit de bolta cerească. Abia mai târziu Thales din Milet (625-547 î. Hr.) este acela care
lansează pentru prima dată ideea sfericităţii Pământului, ajungând chiar să determine latitudinea prin
măsurarea înălţimii Soarelui deasupra orizontului. Ideea sa a fost împărtăşită ulterior de Pitagora (570496 î. Hr.).
Eratostene din Cirena în anul 240 î. Hr., a reuşit să determine dimensiunile Globului, aplicând
principiul geometric al determinării circumferinţei unui cerc, prin găsirea unui unghi la centru şi
măsurarea arcului său corespunzător (fig. 19). Pe când era bibliotecar în Alexandria (Egipt), el a
observat că la Syene, pe Nil (Assuanul de astăzi), în apropiere de Tropicul Racului, razele Soarelui cad
la amiază, în timpul solstiţiului de vară (21 iunie), perpendicular pe fundul unei fântâni verticale
adânci. Cu alte cuvinte, Soarele se afla atunci la zenitul locului iar razele lui formau un unghi drept cu
suprafaţa Pământului la latitudinea respectivă. Mai târziu cu un an, Eratostene a observat că la
Alexandria, oraş situat pe acelaşi meridian, însă la nord de Syene, razele Soarelui cădeau la amiază la
acelaşi solstiţiu de vară în mod oblic, sub un unghi de 1/50 dintr-o circumferinţă (cerc), sau cu 7°12’
faţă de verticala locului. Rezultă că arcul de cerc dintre Syene şi Alexandria este de 7°12’ sau 1/50
dintr-un cerc. Măsurând această distanţă în stadii s-au obţinut 5000 de stadii şi înmulţite cu 50, rezultă
circumferinţa Pământului de 250.000 stadii sau 46.250 Km. (o stadie având 185 m). Este un rezultat
apropiat de cel real, de cca 40.000 Km.
Dovezi despre forma sferică a Pământului
? Ptolemeu (90-168 d. Hr.) prin observaţiile făcute asupra unei corăbii care, atunci când pleacă
din port în largul mării, dispare la orizont mai întâi corpul său şi apoi catargul; la sosirea din larg a
navei situaţia este inversă, apare întâi vârful catargului şi apoi corpul navei. Explicaţia este dată de
faptul că suprafaţa mării este curbă şi ea ascunde treptat corpul navei. Şi în prezent se poate observa
acest fenomen.
? Aristotel aduce prima dovadă concretă asupra formei Pământului, găsind explicarea
eclipselor de Lună prin proiecţia umbrei Pământului pe suprafaţa Lunii atunci, când cele trei corpuri
cereşti, Soarele Pământul şi Luna, se găsesc în linie dreaptă iar poziţia Pământului este între Soare şi
Lună. Se poate demonstra şi geometric fenomenul, că singurul corp care lasă totdeauna o umbră
circulară pe o suprafaţă plană este sfera. Văzută de pe Pământ, Luna ne apare ca un disc aparent plan.
Deoarece în timpul acestor eclipse, Pământul, rareori arată aceeaşi faţă către Lună, se poate trage
concluzia că, indiferent de profilul terestru proiectat pe Lună, umbrele circulare sunt toate la fel şi deci,
Pământul este sferic.
Odată cu începutul Renaşterii (sec. XIV), concepţiile lui Ptolemeu referitoare la forma
Pământului sunt reluate şi popularizate de “Şcoala din Nürnberg” formată de Martin Behaim (1492),
care construieşte un glob terestru.
Din aceste concepţii asupra sfericităţii Pământului s-a născut ideea de a se căuta drumul spre
Indii plecând şi spre apus pentru a se ajunge numai pe mare, evitându-se uscatul. Această mică greşeală
a dus la o mare descoperire a unor noi pământuri spre vest aparţinând altei lumi – America – prin
călătoriile lui Cr. Columb şi a altor conchistadori.
? F. Magelan (1480-1521) este cel care demonstrează practic sfericitatea Pământului prin
realizarea ocolului Globului în expediţia organizată de el (cu 5 corăbii şi un echipaj de 165 oameni). La
20 sept. 1519 s-a plecat din portul spaniol San Lucar către vest traversându-se Atlanticul, prin sudul
Americii de Sud; s-a intrat în Pacific (nume dat oceanului de această expediţie sub conducerea lui
Magelan) şi apoi s-a ajuns în zona insulară dintre Asia şi Australia. După o serie de incidente dramatice
cu băştinaşii insulari, doar o parte a expediţionarilor (18 la număr) şi cu o singură corabie reuşesc să
ajungă în Oceanul Indian şi de aici, prin sudul Africii, în Oceanul Atlantic, venind dinspre est; ajung în
acelaşi port la 6 sept. 1522.
? Observarea Stelei Polare cunoaşte poziţii variate pe bolta cerească în funcţie de locul de
unde este privită: din emisfera sudică ea nu este vizibilă; de la Ecuator apare la orizont în direcţia nord
iar dinspre emisfera nordică, steaua se ridică continuu pe boltă până ce la Polul Nord, ea apare chiar
deasupra capului observatorului. Rezultă că în drumul nostru spre nord, Steaua Polară “se ridică” pe
bolta cerească cu un arc de cerc de 1° la fiecare 111 Km parcurşi (cei 111 Km = lungimea unui arc de
1° de meridian). În concluzie deplasarea observatorului se face pe meridianul unei sfere iar ridicarea
Stelei Polare pe bolta cerească este de fapt aparentă.
În totdeauna, poziţia navelor în diferite locuri pe ocean este determinată prin vizarea unghiurilor
faţă de anumite stele, pornind tocmai de la ideea sfericităţii Pământului.
? Măsurarea greutăţii unui corp în oricare punct de pe Glob, la nivelul oceanului, arată
aceleaşi valori constante. Greutatea reprezintă însă forţa de atracţie gravitaţională, care este egală cu
distanţa (raza) faţă de centrul Pământului şi cu masa corpului cântărit sau atras. Greutatea rămânând
constantă în orice punct de pe Glob, rezultă că este şi o rază relativ constantă, deci forma Pământului
este o sferă. Variaţiile gravitaţiei şi deci ale greutăţii aceluiaşi corp se constată în cadrul masei
continentale unde scoarţa este mai groasă şi constituţia de roci variată atrăgând după sine valori mai
mari şi implicit, schimbări privind forma de amănunt a sferei Pământului.
? Dovada cea mai certă a fost oferită de studiul fotografiilor luate din rachete sau din sateliţi
artificiali ai Pământului cum au fost sateliţii meteorologici din seria “Tiros” la altitudini foarte mari, din
care rezultă că orizontul este o linie curbă.
Apoi, prin zborul spre Lună efectuat de echipajul american la 21 iulie 1969 cu naveta spaţială
“Apollo”, s-au făcut fotografii atât asupra acesteia cât şi asupra Pământului care este redat ca un corp
sferic în toate imaginile care redau în prezent planeta noastră.
Determinări de amănunt asupra formei Pământului
1. Elipsoidul de rotaţie
În 1687, fizicianul englez Isaac Newton (1643-1727) descoperă legea atracţiei universale, prin
care se arată că şi Pământul fiind o planetă se supune acestei legi. Datorită mişcării de rotaţie a planetei
în jurul axei sale, apare şi o forţă centrifugă în contrabalans cu gravitaţia internă. Dacă gravitaţia se
manifestă aproximativ egal asupra întregii suprafeţe terestre, forţa centrifugă este mai mare la Ecuator
şi din ce în ce mai mică spre poli unde se reduce la zero. Ca urmare, sfera se va bomba la Ecuator şi se
va turti spre Poli (fig. 20).
Această formă se numeşte sferoid sau elipsoid de rotaţie. În cifre absolute s-au putut
determina elementele sferoidului, care sunt: semiaxa mare (a), semiaxa mică (b) şi turtirea (T) = 1/297.
Au fost mai mulţi autori care în urma calculelor făcute au stabilit elipsoizi de referinţă cum
sunt: Everest în 1830, Bassel în 1841, Clarke 1880, Hayford în 1909, Crasovski în 1942 şi
Astrogeodezic realizat de Fischer în 1960.
Primul elipsoid admis de Congresul Internaţional de Geodezie şi Geofizică de la Madrid în
1924, a fost elipsoidul lui Hayford numit de atunci şi elipsoid internaţional.
Conform acestui elipsoid se pot reţine următoarele dimensiuni ale Pământului:
raza ecuatorială = 6378,388 Km (recent 6378,160 Km)
raza polară
= 6356,912 Km (recent 6356,778 Km)
diferenţa între cele două raze (a – b)= 21,476 Km
turtirea
= 1/297.
axa polară = 12714 Km
diametrul ecuatorului =12757 Km
diferenţa = 43 Km
Raportul dintre diferenţa de 43 Km şi diametrul ecuatorului este turtirea la poli.
De aici rezultă:
³ circumferinţa ecuatorială = 40 006,594 Km (recent 40 075,161 Km)
- circumferinţa Tropicului = 36 778 Km
³ circumferinţa cercului polar = 15.996 Km
³ lungimea elipsei meridianului = 40.009,152 (recent 40.008,006 Km)
³ lungimea medie a arcului meridian de 1° = 111.136,5 m
³ lungimea arcului de 1° meridian la Ecuator = 110.500 m
³ lungimea arcului de 1° spre pol = 11.300 m
³ Volumul Terrei = 1.083.320 x 106 (sau 1083 md. Km3)
³ Suprafaţa Terrei = 510.101 x 103 Km2 (510 mil. Km2)
³ Greutatea Terrei = 5,978 x 1024 t (6000 md . t)
³ Densitatea medie = 5.515 g/cm3 (recent 5,527 g/cm3) în comparaţie cu apa = 1 g/cm3.
2. Forma de geoid
Deşi elipsoidul turtit este o reprezentare mult mai bună a formei Pământului decât sfera, se
simte încă nevoia unei precizii şi mai mari. În realitate, scoarţa Pământului nu este omogenă ca să
rezulte un elipsoid de rotaţie propriu zis. Straturile de roci au densităţi diferite, la exterior apar forme de
relief inegale compuse şi ele din roci diferite, apar continente şi oceane. De aceea, fiecare porţiune de
teritoriu se va comporta diferit faţă de forţa gravitaţională conform masei sale dar şi distanţei faţă de
centrul Pământului. Astfel, suprafaţa reală ce rezultă, respectiv forma Pământului, nu poate fi definită
geometric sau matematic, planeta neavând un corp regulat.
Această formă a fost numită geoid sau formă de tip Pământ (dată de Listing 1870).
Constituie o suprafaţă calculată a câmpului gravimetric şi corespunde în mare parte,
nivelului mediu al Oceanului Planetar, aflat în repaus perfect (suprafaţă la nivelul perfect zero). Pe
continente, suprafaţa geoidului, cu roci mai dense ca apa este cu circa 100-200 m mai ridicată,
prezentând ondulări în funcţie de repartiţia maselor de roci mai grele sau mai uşoare (fig. 21). Pe
oceane suprafaţa geoidului are, de asemenea, uşoare ondulări cauzate de relieful submarin.
Cercetările moderne în geodezie se ocupă şi cu determinarea suprafeţei geoidului deoarece
direcţia descendentă a atracţiei gravitaţionale depinde de forma suprafeţei geoidului care trebuie bine
cunoscut. Teoretic, suprafaţa geoidului în fiecare punct al Pământului trebuie să fie perpendiculară pe
direcţia forţei gravitaţionale. Geoidul se deosebeşte prea puţin de sferoid, devierea liniei geoidale faţă
de cea a elipsoidului de rotaţie are o abatere de ± 100 m dar cu un volum identic.
3. Geoidul pară
Geoidul pară (terroidul, telluroidul sau ovoidul asimetric) este forma dedusă recent din folosirea
datelor obţinute cu ajutorul sateliţilor artificiali împreună cu cele geodezice. Cu ajutorul acestor date sa calculat în 1960 (de către Fischer) şi elipsoidul de referinţă “astrogeodezic”. În urma acestor
observaţii s-a constatat că Pământul este mai bombat la nivelul zonei tropicale australe (aici fiind mai
apropiat de suprafaţa sferei, aşa cum prevăzuse chiar Newton) şi este mai turtit la Polul Sud (cam cu 23
m sub elipsoidul de rotaţie) şi uşor mai ridicat la Polul Nord (cu circa 17 m deasupra elipsoidului de
rotaţie). Polul Sud este mai aproape de centrul Pământului cu cca 40 m faţă de Polul Nord (fig. 22).
Dacă s-ar exagera scara diferenţelor dintre elipsoid şi terroidul real şi se menţine reală scara
generală a elipsoidului, Pământul ar apărea cu o uşoară formă de pară (sau ovoid asimetric)
Orizontul aparent şi orizontul local geografic
Datorită sfericităţii Pământului, când privim în jurul nostru, suprafaţa observabilă se
circumscrie unui cerc, unde bolta cerească pare că se uneşte cu uscatul. Această linie de întrepătrundere
a cerului cu pământul unde sfârşeşte tot aparent suprafaţa vizibilă, se numeşte orizont aparent sau
vizibil. Sub aspect geometric, acest orizont este linia de contact a conului format de razele vizuale
pornite din ochiul nostru cu suprafaţa Pământului, cu care acestea sunt tangente. Cu cât punctul de
perspectivă (cel de unde se observă), va fi situat mai sus în raport cu suprafaţa, cu atât orizontul se va
lărgi până la o limită maximă ce se apropie de circumferinţa maximă a geoidului.
Orizontul geografic sau suprafaţa efectiv vizibilă, este dependent de relief. El coincide cu
orizontul aparent numai pe mare şi uneori în câmpie. Relieful, prin fragmentarea sa, fie limitează, fie
lărgeşte orizontul vizibil în mod neregulat adică într-o direcţie îl lărgeşte, în alta îl reduce şi astfel,
conturul devine un perimetru neregulat şi un cerc. De exemplu de pe fundul unei văi orizontul vizibil se
reduce la versanţi şi se alungeşte în susul şi în direcţia din avale a văii. Dacă privim însă de pe un vârf
de munte, orizontul se lărgeşte mult. privind dintr-o câmpie spre munte, orizontul se îndepărtează, iar
în părţile opuse de câmpie, se apropie.
Dacă prin orizont aparent înţelegem numai conturul extrem vizibil (“contactul” cer-pământ),
orizontul geografic cuprinde totalitatea elementelor de mediu incluse în orizontul real, vizibil
(relief, ape, etc.).
Curbura Pământului reduce suprafaţa orizontului local. Dacă suprafaţa Terrei ar fi orizontală
şi nu curbată, cel ce priveşte în jurul său ar avea o distanţă de vizibilitate extrem de mare. Suprafaţa
planetei fiind curbă, razele vizuale ce pornesc din ochiul nostru trec tangent faţă de această curbură,
după care se îndepărtează către atmosferă. Vizibilitatea dincolo de punctele de tangenţă dispare iar
suprafaţa terestră coboară curbat sub raza vizuală.
Longitudinea şi latitudinea
Constituie coordonate geografice cu ajutorul cărora se localizează orice punct de pe Glob.
Pentru a ne orienta pe Glob şi a stabili poziţia unui punct pe planetă trebuie ştiute reperele de
bază: polii geografici ai Pământului, Ecuatorul, paralelele, meridianele, axa Pământului.
´ Polii geografici, Polul Nord şi Polul Sud reprezintă punctele imaginare prin care axa
Pământului străpunge suprafaţa terestră.
´ Axa reprezintă linia imaginară care străbate Pământul de la nord la sud, trecând prin centrul
său. În jurul ei se efectuează rotaţia planetei şi prezintă o înclinaţie faţă de verticala locului către est cu
23° 30’.
´ Ecuatorul este un cerc imaginar situat la jumătatea distanţei dintre cei doi poli; el împarte
sfera planetară în două emisfere egale: emisfera nordică (boreală) şi cea sudică (australă). Fiind prima
linie care subdivide Pământul prin partea sa centrală s-a notat cu “0” şi este numită paralela de “0°”.
´ Paralelele sunt cercuri imaginare trasate paralel cu Ecuatorul spre nord şi spre sud. Sunt
orientate est-vest. Ele se trasează începând de la Ecuator până la cei doi poli de unde se face şi
numărătoarea de la “0°” (Ecuatorul) până la 90 la Polul Nord şi 90° la Polul Sud. Pe măsura
îndepărtării de Ecuator şi a apropierii de poli, lungimea paralelelor este din ce în ce mai mică. Paralela
de 0° (Ecuatorul) măsoară 40076 Km, pe când paralela de 90° (Polul Nord şi Polul Sud) au “0” m
lungime, polii fiind, de fapt, nişte puncte.
´ Meridianele sunt semicercuri care unesc cei doi poli. Numerotarea lor se face începând cu
meridianul care trece prin Greenwich ( un cartier al Londrei unde se află Observatorul Regal de
Astronomie), care este şi meridianul de 0°. meridianele se numerotează către est sau către vest faţă de
meridianul Greenwich, de la 0° la 180°, iar meridianul de 180° este opus meridianului Greenwich.
Astfel, în raport de meridianul 0° spre est (dreapta) până la 180° va fi emisfera estică iar spre
vest, emisfera vestică, deoarece meridianele de mai sus formează un cerc meridian care împarte
Pământul în două jumătăţi.
Spre deosebire de paralele, meridianele au lungimi egale.
În concluzie, meridianele şi paralelele sunt cercuri mari şi mici trasate într-un anume mod pe
sferă. Ordonarea acestora porneşte de la cele două puncte fixe care sunt impuse de mişcarea de rotaţie
a Pământului în jurul axei sale – Polul Nord şi Polul Sud. Prin cei doi poli se duc o serie de cercuri
mari numite meridiane. Perpendicular pe meridiane s-a imaginat o altă serie de cercuri numite
paralele care sunt cercuri mici cu excepţia Ecuatorului care este cel mai mare cerc trasat pe sferă
datorită poziţiei sale la distanţă egală faţă de poli prin zona centrală bombată a Pământului.
Acest ansamblu de cercuri ordonat şi numerotat începând de la către un cerc de bază notat cu 0°
(meridianul de 0° sau Greenwich şi Ecuatorul), formează un sistem imaginar de coordonate
geografice sau reţeaua geografică.
Cu ajutorul lor se calculează longitudinea şi latitudinea sau măsurarea distanţelor unui punct de
pe suprafaţa terestră şi stabilirea poziţiei geografice. Deoarece suprafaţa terestră este curbată, ele
măsoară lungimi de arce de paralele şi meridiane şi sunt exprimate în grade, minute şi secunde.
Longitudinea este distanţa spre est sau vest faţă de meridianul 0° (Greenwich) măsurată pe
direcţia celui mai scurt arc până la un punct dat, utilizând paralela locului acelui punct (fig. 23). Ea
poate oscila între 0° şi 180° est sau vest, fiind longitudine estică sau vestică. Lungimea reală în Km
sau în “m” (şi nu în grade), a unui grad de longitudine variază de la un loc la altul, scăzând de la
Ecuator la poli datorită bombării Pământului. La Ecuator un grad de longitudine este egal cu 111 Km
(40.076 Km : 360°), pe paralela de 45° măsoară 79 Km, la 65° numai 47 Km, iar la poli este de “0”
Km.
Latitudinea este distanţa de la Ecuator spre nord sau sud în grade pe un arc de meridian
(meridianul locului acelui punct dat) (fig. 24); ea este nordică sau sudică şi poate varia între 0° şi 90° N
şi 0° şi 90° S. Ca lungime reală 1° de latitudine este aproape constant pe tot Globul, deoarece
meridianele sunt egale între ele, fiind toate cercuri mari. Există totuşi o mică diferenţă datorită turtirii
Pământului la cei doi poli.
3.2. Mişcările Pământului
Planeta Pământ efectuează simultan mai multe mişcări, unele majore, la nivel de proporţii mari
cum sunt:
à mişcarea alături de Soare în deplasarea acestuia către apex, adică mişcarea de revoluţie
(translaţie) pe o orbită în jurul centrului galactic efectuată de Soare, antrenând întregul său sistem
planetar către un punct fix, numit apex solar din constelaţia Hercule;
à mişcarea de rotaţie a întregii galaxii în jurul propriului ei ax central;
à antrenarea Pământului în mişcarea de revoluţie în spaţiul cosmic de către grupul de galaxii
din care face parte şi Calea Lactee către un supra-roi de galaxii (cu un diametru de 6 milioane ani
lumină).
Mişcările proprii Pământului :
mişcarea de rotaţie în jurul axei sale;
mişcarea de revoluţie (translaţie) în jurul Soarelui, pe o orbită uşor eliptică.
3.2.1.Mişcarea de rotaţie a Pământului
Este mişcarea pe care o realizează Pământul în jurul axei polilor de la vest la est în timp de 23
ore 56 minute 4,09 secunde (fig. 25).
Viteza de deplasare a diferitelor puncte situate pe acelaşi meridian este diferită în timpul
rotaţiei: de 465 m/s la ecuator, scăzând treptat cu latitudinea până la poli unde este nulă sau “0” m/s.
Mişcarea de rotaţie a Pământului a fost dovedită prin observaţii şi experienţe cum sunt:
K mişcarea de rotaţie a celorlalte planete din sistemul solar; Pământul ca planetă nu poate face
excepţie de la aceasta;
K corpurile în cădere de la o înălţime suferă o deviere faţă de aceasta (sau verticala locului);
K mişcarea aparentă a Soarelui şi a întregii bolţi cereşti care este o simplă iluzie optică aşa cum
ni se întâmplă privind dintr-un tren în plină viteză, ni se pare că stâlpii şi alte obiecte statice de-a lungul
căii ferate aleargă şi trenul stă pe loc. Însăşi legea gravitaţiei universale nu admite posibilitatea rotirii
unui corp mai mare (în cazul nostru, Soarele) în jurul altuia mai mic (Pământul);
K experienţa lui Foucault. Leon Foucault, fizician francez, pentru a pune în evidenţă rotaţia
planetei a instalat în 1851, sub cupola Pantheonului din Paris, un cablu lung de 67 m de care era legată
o bilă metalică în greutate de 28 Kg. La partea inferioară a bilei a fost fixat un ac prin care, la fiecare
oscilaţie se trasa o uşoară urmă pe stratul de nisip aşezat pe podea. Foucault a observat că dârele lăsate
pe nisip, se deplasau în timp spre dreapta. Întrucât pendulul nu-şi schimba planul de oscilaţie, însemna
că acea clădire se rotea treptat de la vest la est. Sensul de rotire al Terrei este invers celui de deplasare
aparentă a Soarelui, a Lunii şi a stelelor pe boltă.
Viteza de rotaţie, definită ca viteza cu care un punct de pe suprafaţa terestră se deplasează pe o
orbită circulară în virtutea mişcării de rotaţie a planetei, este diferită în latitudine şi se calculează
împărţind lungimea paralelei geografice de la latitudinea respectivă la valoarea de 24 (perioada medie
de rotaţie). La Ecuator, unde circumferinţa este de circa 40.000 Km, viteza unui obiect de pe suprafaţa
planetară este de cca 1700 Km/h (465 m/s), în lungul paralelei de 60° scade la 850 Km/h (sau 236 m/s),
iar la poli devine “0” m/s sau nulă.
Consecinţele mişcării de rotaţie
a) Apariţia forţei centrifuge a cărei valoare maximă este la ecuator şi scade spre polii
geografici. În schimb, la poli atracţia gravitaţională este maximă iar forţa centrifugă este nulă.
b) Turtirea Pământului la poli şi bombarea la ecuator, datorită rotaţiei, inclusiv a forţei
centrifuge formate. Aceasta determină forma generală a Pământului de elipsoid de rotaţie care se
repercutează nu numai asupra învelişurilor concentrice din interiorul planetei ci, şi asupra turtirii
învelişului extern gazos – atmosfera.
Turtirea la poli şi bombarea la ecuator, atrag după sine alte consecinţe:
É inegalitatea lungimii arcelor de 1° ale meridianelor;
É obiectele situate la poli sunt mai apropiate de centrul Pământului (deci mai grele), decât cele
de la ecuator;
É Acceleraţia gravitaţională este mai scăzută la ecuator şi creşte spre poli (ceea ce influenţează
diferenţa de greutate a corpurilor).
c) Succesiunea zilelor şi a nopţilor, fenomen foarte important reflectându-se în procesele
climatice, biologice şi ale activităţii omeneşti. Mişcarea de rotaţie impune ritmul vieţii pe Pământ
influenţând modul de desfăşurare a tuturor proceselor şi fenomenelor ce au loc în cuprinsul învelişului
geografic. Ca urmare a mişcării de rotaţie, respectiv, a succesiunii zilelor şi nopţilor (fig. 25), are loc o
alternare a insolaţiei diurne cu iradiaţia nocturnă, ceea ce influenţează regimul temperaturii aerului la
nivelul solului, apei (creşteri, diurne şi scăderi nocturne), ale presiunii atmosferice, în dinamica
proceselor de alterare, dezagregare, ciclul biotic etc.
d) Apariţia forţei de inerţie Coriolis care acţionează asupra obiectelor în mişcare de pe
suprafaţa terestră determinându-le o deviere spre dreapta în emisfera nordică şi spre stânga în emisfera
sudică (fig. 26).
Ea apare datorită diferenţei de viteză cu care se deplasează diferitele obiecte la ecuator (unde
viteza este mai mare) şi scade treptat spre poli unde viteza mişcării de rotaţie este nulă. Din această
cauză valoarea forţei Coriolis determină :
D tendinţa de abatere a cursurilor râurilor spre malul drept în emisfera nordică şi spre cel stâng
în emisfera sudică;
D dirijează direcţia de deplasare a principalilor curenţi oceanici;
D dirijează circulaţia maselor de aer între centrii de maximă şi minimă presiune, mai concret,
alizeele bat din direcţie nord-estică în emisfera nordică (abatere spre dreapta) şi din direcţie sud-estică,
în emisfera sudică (abatere spre stânga). Mai în detaliu: dacă un corp în emisfera nordică se deplasează
de la nord la sud, înseamnă că pleacă dintr-o latitudine unde viteza mişcării rotaţionale lineare este mai
mică şi ajunge într-o latitudine cu viteză mai mare. În acest caz, datorită inerţiei, tind să-şi păstreze
viteza liniară iniţială, corpul (obiectul) rămânând în urmă faţă de meridianul punctului de plecare, deci
se va produce o deviere a corpului spre dreapta, adică spre vest.
Dacă mişcarea unui corp se efectuează de la sud la nord, adică dintr-o latitudine cu viteză mai
mare a mişcării de rotaţie spre o latitudine cu viteză mai mică, acel corp o va lua înaintea meridianului
punctului de plecare şi devierea se va produce tot spre dreapta, adică spre est.
e) Mişcarea de rotaţie a Pământului determină unitatea de măsură a timpului.
Rotirea pământului în jurul axei polare, de la vest spre est, se efectuează în 23 h 56’ 4’’. Acest
interval de timp în care se face o rotire de 360° a Terrei în raport cu o stea fixă, se numeşte zi siderală.
Ziua siderală nu este practică pentru viaţa cotidiană, deoarece întreaga activitate omenească se
desfăşoară în ritmul determinat de mişcarea aparentă a Soarelui. De aceea s-a ajuns la stabilirea zilei
solare, care este mai lungă decât cea siderală cu 4 minute. Perioada de 24 de ore care corespunde
trecerii de două ori consecutiv a Soarelui deasupra unui meridian dat, reprezintă ziua solară reală sau
adevărată. Însă durata acesteia este inegală pe parcursul unui an, deoarece viteza de deplasare a
Pământului pe orbită diferă, fiind mai mare spre periheliu (în jurul datei de 3 ianuarie) şi mai redusă
spre afeliu (4 iulie). De aceea, a fost adoptată ziua solară mijlocie, care corespunde unei durate medii a
rotaţiei complete a planetei în raport cu Soarele, de 24 de ore. Ziua solară mijlocie începe propriu-zis
odată cu trecere Soarelui deasupra meridianului locului. Pentru a elimina acest inconvenient, care
determină existenţa pe perioada de lumină a două date calendaristice, în anul 1925 s-a trecut la
folosirea zilei civile care începe la miezul nopţii.
Orice punct de pe suprafaţa Pământului care trece prin dreptul Soarelui, ajunge din nou în
aceeaşi poziţie după 24 de ore. Aşadar, orice punct de pe suprafaţa Globului realizează o rotaţie
completă în 24 de ore descriind un cerc de 360°. Se poate calcula astfel, că orice punct parcurge într-o
oră 15° de meridian, împărţind pe 360° - rotaţia completă la timpul de 24 de ore în care s-a efectuat.
Soarele se situează doar o singură dată în punctul maxim pe boltă, când razele sale cad, în
funcţie de latitudine, sub cel mai mare unghi posibil. Acest moment coincide cu trecerea sa pe la
meridianul locului când va fi ora 1200 sau “miezul zilei”; concomitent, pe antemeridian din emisfera
opusă sau emisfera de noapte se înregistrează “miezul nopţii”, numit şi meridianul miezului nopţii. De
aici rezultă că fiecare punct de pe Glob are o oră proprie, numită ora locului dar care nu se utilizează în
practică deoarece s-ar crea neajunsuri în activitatea umană. Se ia în calcul timpul de oră parcurs de
trecerea aparentă a Soarelui pe cele 15° de meridian care apar sub formă de fâşii longitudinale numite
şi fuse orare (fig. 27).
În fiecare fus orar există o singură oră corespunzătoare meridianului său central. Suprafaţa
Globului este împărţită în 24 de fuse orare numerotate de la un meridian de origine spre est, care este
meridianul Greenwich sau meridianul de “0°”. Timpul este considerat în avans pentru punctele situate
la est de meridianul zero şi în întârziere pentru cele din vestul acestui meridian.
Pe plan internaţional, la Conferinţa de la Washington, din 1884, s-a convenit că suprafaţa de
teritoriu cuprinsă între meridiane distanţate într-un fus orar de 15° să aibă aceeaşi oră numită oră
oficială stabilindu-se unificarea orei pe Glob.
Diferenţa între două fuse orare este de o oră; aşadar, spre est, cu fiecare fus orar se adaugă câte
o oră iar spre vest se scade câte o oră.
Europa se extinde pe trei fuse orare:
Y fusul “0” sau al Europei de Vest;
Y fusul 1 al Europei Centrale;
Y fusul 2 al Europei de Est în care intră şi teritoriul ţării noastre.
Dacă urmărim pe o hartă a lumii, sau pe Glob, pe care s-au trasat meridianele de 15° (marcând
fusele orare) şi am număra aceste meridiane spre est începând de la Greenwich, se constată că
meridianul de 180° este al 12-lea, timpul acestui meridian fiind, implicit, cu 12 ore în avans. Numărând
în mod similar spre vest de la meridianul de Greenwich, se constată că meridianul de 180° este din nou
al 12-lea, dar acum, fiind cu 12 ore în întârziere. Explicaţia este dată de diferenţa de timp între 12 ore
avans şi 12 ore întârziere, ea fiind de 24 de ore, adică o zi completă.
În momentul în care meridianul Greenwich coincide cu momentul amiezii, cel de 180°
corespunde cu miezul nopţii.
Numai în acest moment pe întreaga suprafaţă a Globului este aceeaşi zi calendaristică. În
toate celelalte momente, pe partea asiatică (vestică) a meridianului de 180° se înregistrează o zi în
avans faţă de jumătatea estică sau americană a Globului raportată la meridianul de 180°. De exemplu,
dacă în Asia şi Europa este ziua de luni, în America este încă duminică. Datorită acestei particularităţi,
meridianul de 180° a fost ales ca linie internaţională de schimbare a datei (la aceeaşi Conferinţă
internaţională, Washington 1884, privind meridianele) (fig. 28).
Totodată s-a convenit ca linia internaţională de schimbare a datei să fie deviată local, atât spre
est cât şi spre vest, pentru a putea permite unor grupuri de insule (Fiji, Tonga etc.), şi extremităţii
siberiene (Peninsula Ciukotsk), să menţină aceeaşi zi calendaristică.
De reţinut că statele cu extindere teritorială mare în longitudine, ca de exemplu, R. F. Rusia,
S.U.A., Canada se orientează după orele fuselor orare respective care le străbat.
Timpul de prelungire a zilei sau ora de vară
Timpul sau ora de vară se adoptă în sezonul de vară când răsăritul Soarelui se realizează
timpuriu. Pentru folosirea eficientă a intervalului de lumină s-a trecut la avansarea ceasului cu o oră în
raport cu cea normală, ca de exemplu, ora 7 va deveni ora 8.
Întrebări şi exerciţii:
1. Definiţi mişcarea de rotaţie a Pământului .
2. Enumeraţi dovezile mişcării de rotaţie a Terrei.
3. Care sunt consecinţele mişcării de rotaţie a Pământului? Explicaţi-le.
4. Argumentaţi linia internaţională de schimbare a datei reprezentată de meridianul de 180°.
5. Ce diferenţe de ore se află între Bucureşti şi următoarele oraşe: Moscove, Beijing, Londra,
Paris, New York, Sydnei, Perth, Rio de Janeiro?
6. Dacă la Bucureşti este ora 1000, menţionaţi ce ore vor avea oraşele de mai sus?
3.2.2. Mişcarea de revoluţie a Terrei
Independent de mişcarea de rotaţie, Pământul mai execută şi o mişcare în jurul Soarelui, numită
mişcare de revoluţie sau de translaţie, care se realizează în 365 de zile 6 ore 9 minute şi 9 secunde de-a
lungul unei orbite de forma unei elipse.
În antichitate s-a imaginat ipoteza geocentrică potrivit căreia, Terra se află în centrul
Universului, considerată imobilă iar Soarele, planetele şi sateliţii se învârteau în jurul său, teorie
susţinută de Ptolemeu, care a persistat timp îndelungat, de 1500 de ani.
Mai târziu, în timpul Renaşterii, Nicolaus Copernicus (1473-1543) a demonstrat valabilitatea
ipotezei heliocentrice, prin care a arătat că mişcările aştrilor pe bolta cerească sunt aparente, fiind
rezultatul mişcării Pământului pe orbita sa în jurul Soarelui. Ulterior teoria sa a fost definitiv
demonstrată de J. Kepler (1571-1630) care a descoperit legile mecanicii cereşti la care se supune şi
planeta Pământ, fiind completat de Isaac Newton (1643-1727), prin descoperirea legii gravitaţiei
universale şi de Herschel (1738-1822) care a demonstrat mişcarea de ansamblu a sistemului solar.
Pământul descrie în jurul Soarelui un drum numit orbită în formă de elipsă numită şi ecliptică
sau o orbită uşor eliptică, iar Soarele se află într-unul din focarele ei, conform legilor lui Kepler.
Revoluţia se desfăşoară simultan cu mişcarea de rotaţie. Pământul, în mişcarea sa de revoluţie nu
parcurge spaţii egale în timpuri egale, adică nu este uniformă, având o viteză medie de deplasare pe
orbită de 29,79 Km/s. Pe tot parcursul revoluţiei sale, axa de rotaţie a Terrei (axa polilor) rămâne
paralelă cu ea însăşi păstrându-şi direcţia şi executând în spaţiu o mişcare de translaţie, motiv pentru
care deplasarea planetei în jurul Soarelui se mai numeşte şi mişcare de translaţie.
Însă, faţă de planul eclipticii sau planul orbital, axa de rotaţie a planetei păstrează o înclinare
considerată fixă, de 66°33’, sau altfel spus, planul Ecuatorului face cu planul eclipticii un unghi de
23°27’.
Orbita Pământului are o lungime de aproximativ 920 milioane km în cadrul căreia diametrul
maxim al elipsei se numeşte axa mare iar diametrul minim, perpendicular pe axa mare, reprezintă axa
mică.
Din cauza acestei elipticităţi, distanţa dintre planetă şi Soare variază cu 2,4 milioane Km în plus
sau în minus faţă de valoarea medie de cca 150 mil. Km.
Distanţa este minimă în jurul datei de 1-3 ianuarie, imediat după solstiţiul de iarnă, când
Pământul se află la periheliu (sau punctul cel mai apropiat de Soare) la aproximativ 147,1 milioane
Km. Distanţa maximă faţă de Soare este de 152,1 milioane Km şi este atinsă între 1 şi 3 iulie, imediat
după solstiţiul de vară, când Terra se află la afeliu.
Aceste variaţii ale distanţei pe orbită provoacă modificări ale cantităţii de energie solară primită
de Pământ, dar ele nu constituie cauza formării anotimpurilor de vară şi de iarnă. Faptul este evident,
deoarece periheliul ar trebui să primească cea mai mare cantitate de căldură, dar acesta, cade în epoca
cea mai rece a anului pe emisfera nordică iar anotimpurile opuse există simultan pe cele două emisfere;
aceasta arată că adevărata cauză o reprezintă viteza de deplasare a Pământului pe orbita sa, care este în
medie de 29,7 Km/s, dar care variază în funcţie de poziţia sa, respectiv este maximă la periheliu şi
minimă la afeliu.
Sezonalitatea climatică a Terrei este generată de înclinarea axei polilor faţă de planul eclipticii.
Din cauza mişcării de rotaţie, a formei sferice şi a înclinării axei sale, Pământul, în deplasarea în
jurul Soarelui, expune părţi inegale astrului, mai mult, când emisfera nordică, când pe cea sudică.
Aceste poziţii diferenţiate individualizează anotimpurile, variabilitatea în raport de latitudine şi
de anotimp a zilelor şi nopţilor precum şi variaţiile ciclice ale elementelor orbitei: solstiţii, echinocţii,
periheliul şi afeliul, care, la rândul lor pot conduce la modificări climatice pe perioade lungi de timp.
Analiza celor patru momente principale ale solstiţiilor şi echinocţiilor care marchează
anotimpurile se prezintă astfel (fig. 29 a, b):
& La solstiţiul de iarnă în data de 22 decembrie, poziţia Pământului faţă de Soare arată că
razele solare cad perpendicular pe Tropicul Capricornului sau tropicul de sud; emisfera sudică este mai
mult luminată decât cea nordică iar Polul Sud va fi iluminat total. Tot în emisfera sudică ziua creşte ca
durată de la Ecuator (unde este egală cu noaptea), spre Cercul Polar de Sud, dincolo de care este de 24
de ore. Este vară în emisfera sudică şi iarnă în cea nordică. Între Polul Sud şi Cercul Polar de Sud
(paralela de 66°33’) Soarele nu apune timp de 24 de ore.
& La solstiţiul de vară în data de 22 iunie, razele Soarelui cad perpendicular pe Tropicul
Racului (Tropicul de Nord), luminând şi încălzind mai mult emisfera nordică şi mai puţin pe cea
sudică, dar până la Cercul Polar de Sud. Ca urmare, durata zilei creşte de la Ecuator spre Cercul Polar
de Nord, dincolo de care este de 24 de ore. În emisfera sudică durata nopţii va creşte începând de la
Ecuator spre Cercul Polar de Sud, dincolo de care este de 24 de ore. Între Polul Nord şi paralela de
66°33’ Soarele nu apune timp de 24 de ore.
La 22 iunie este vară în emisfera nordică şi iarnă în cea sudică.
Astfel, la cele două solstiţii, tropicele reprezintă punctele extreme ale Globului pe care razele
Soarelui pot cădea la un moment dat vertical şi tangente pe cercurile polare corespondente. Cu alte
cuvinte, la 22 decembrie când este noaptea polară în emisfera nordică, linia care separă partea luminată
de cea întunecată (umbrită) este Cercul Polar de Nord şi invers în emisfera sudică unde este ziua polară
sudică, linia care separă partea luminată de cea întunecată este marcată de Cercul Polar de Sud.
& Echinocţiul de primăvară la 21 martie, când razele solare cad perpendicular pe Ecuator.
Ambele emisfere primesc aceeaşi cantitate de lumină şi căldură iar ziua şi noaptea devin egale. La
Polul Nord începe ziua polară, care va dura 6 luni şi anotimpul primăvara.
& Echinocţiul de toamnă la 23 septembrie, Pământul ajunge în poziţie opusă celei de la
echinocţiul de primăvară, razele solare căzând perpendicular tot pe Ecuator, dar începe toamna pentru
emisfera nordică şi primăvara pentru emisfera sudică. La Polul Nord începe noaptea polară pentru alte
6 luni.
În momentele echinocţiilor sau de două ori pe an, razele solare ajung perpendicular pe ecuator
şi tangente la poli, momente în care, cercul care separă emisfera luminată de cea umbrită trece prin cei
doi poli, iar ziua este egală cu noaptea pe toată suprafaţa Pământului.
Cele două solstiţii şi două echinocţii permit împărţirea anului în patru anotimpuri la latitudini
medii astfel:
K primăvara între datele de 21 martie şi 22 iunie;
K vara între 22 iunie şi 23 septembrie;
K toamna între 23 septembrie şi 22 decembrie;
K iarna între 22 decembrie şi 21 martie.
Durata fiecărui anotimp este în medie de 3 luni, dar lungimea lor diferă în funcţie de depărtarea
la care se află Pământului de Soare şi de viteza mişcării lui de revoluţie.
Aplicaţii şi consecinţe ale mişcării de revoluţie asupra fenomenelor de pe suprafaţa Pământului
? Mişcarea de revoluţie combinată cu poziţia de înclinare a axei terestre cu planul orbitei şi
unghiul sub care cad razele Soarelui pe suprafaţa terestră, ne dă posibilitatea trasării unor linii
principale pe Glob: cele două tropice – Tropicul Racului şi Tropicul Capricornului, la 23°30’ faţă de
Ecuator şi cercurile polare – Cercul Polar de Nord şi Cercul Polar de Sud, la 66°33’ faţă de polii
respectivi. Cu ajutorul acestor linii s-au putut delimita pe suprafaţa Pământului cele cinci zone
matematice de căldură:
à 1 zonă caldă sau intertropicală;
à 2 zone temperate;
à 2 zone reci sau polare.
Cantitatea de energie distribuită în aceste zone de temperatură stă la baza individualizării
zonelor climatice terestre precum şi la repartiţia altor elemente fizico geografice (soluri, vieţuitoare
etc).
? Determinarea unităţii de măsură a timpului care este anul, adică intervalul de timp al unei
revoluţii complete de 365 zile, 6 ore, 9 minute, 11 secunde. Această perioadă de timp a anului poate fi
măsurată diferit, în funcţie de reperul luat în aprecierea unei revoluţii complete a Terrei:
Anul tropic reprezintă intervalul de timp dintre două treceri consecutive ale Soarelui prin
punctul vernal mediu sau dintre două echinocţii de primăvară, adică de 365 zile 24 ore solare mijlocii
(sau 365 zile, 6 ore, 9 minute, 9 secunde).
Anul gregorian (anul calendaristic) din timpul papei Grigore al XII-lea, care se bazează pe
anul tropic având o durată medie de 365 zile şi 24 ore şi se foloseşte din anul 1582 în ţările catolice, din
1918 în Rusia şi din 1924 în România.
Însă, în activitatea practică s-a convenit să se ia ca unitate de măsură a timpului aşa numitul an
civil sau calendaristic alcătuit exact din cifra rotundă de 365 zile. Pentru a se elimina nepotrivirea
dintre anul tropic şi anul civil, cele 6 ore se adună din 4 în 4 ani şi se adaugă anului civil o zi în plus la
luna februarie care va avea 29 zile iar anul va fi de 366 zile, numit şi an bisect.
Norma după care se realizează o concordanţă cât mai apropiată între anul civil şi cel tropic este
cunoscută sub denumirea de calendar. Împărţirea anului în luni este foarte veche, ea fiind legată de
fazele Lunii – satelitul natural al Pământului; împărţirea lunii în trei decade este semnalată la chinezi,
egipteni şi greci. Împărţirea lunii în patru săptămâni care coincid cu cele patru faze principale ale Lunii
(din mişcarea ei în jurul Pământului), era practicată numai de evrei. De la săptămâna ebraică s-a ajuns
la săptămâna de 7 zile ce se practică şi astăzi.
Multiplii anului calendaristic utilizaţi mai ales în istorie sunt: decada, secolul şi mileniul.
? Inegalitatea duratei zilelor şi nopţilor în cursul unui an calendaristic
Este condiţionată de înclinarea axei de rotaţie faţă de orbită şi de unghiul de incidenţă al razelor
solare pe suprafaţa terestră determinate şi ele de aceeaşi înclinare în cele patru momente caracteristice –
echinocţiile şi solstiţiile.
La echinocţii, când razele Soarelui cad perpendicular pe Ecuator, cercul (linia) care limitează
partea luminată de cea umbrită trece exact prin poli, de unde, egalitatea dintre durata zilei şi a nopţii pe
tot Globul.
la solstiţiul de vară (22 iunie), razele Soarelui cad perpendicular pe Tropicul Racului iar în
suprafaţa luminată intră mai mult emisfera nordică având, astfel, zilele mai lungi ca nopţile; de la
Cercul Polar de N până la Polul Nord ziua durează 24 ore iar la Polul Sud este noaptea polară de 24 de
ore.
Inegalitatea dintre zi şi noapte creşte de la ecuator spre poli.
Solstiţiul de iarnă (22 decembrie) reprezintă situaţia inversă a solstiţiului de vară. Acum,
capătul dinspre Polul Sud al axei terestre este mai expus spre Soare, emisfera sudică având condiţii de
iluminare sporită deci zilele vor creşte începând de la Ecuator spre Polul Sud unde va fi cea mai lungă
zi de 24 ore. În emisfera nordică gradul de iluminare va scade începând de la ecuator spre Polul Nord
unde se va instala noaptea polară.
? Încălzirea inegală a suprafeţei Pământului se datorează faptului că razele solare au
unghiuri de incidenţă diferite pe suprafaţa Pământului în cursul unui an. Între ecuator şi cele două
tropice, razele cad perpendicular sau au înclinări foarte mici, iar cantitatea de căldură primită de la
Soare este mai mare; între tropice şi cercurile polare, razele solare au unghiuri de incidenţă mai mici de
unde şi cantitatea de căldură mai redusă în comparaţie cu zona centrală.
Între cercurile polare şi poli, razele solare nu ajung decât jumătate din an: vara din emisfera
nordică şi tot vara din emisfera sudică.
? Formarea şi alternanţa anotimpurilor
Datorită încălzirii şi iluminării inegale a suprafeţei Pământului în cursul unui an, se diferenţiază
mai distinct cele 4 anotimpuri la latitudini medii în cele două emisfere.
Între cercurile polare şi poli, în raport de ziua şi respectiv noaptea polară, apar două sezoane:
unul rece de iarnă şi altul, ceva mai cald (mai mult răcoros) de vară. Între tropice şi Ecuator se menţine
tot anul un anotimp călduros.
3.3. Structura internă a Pământului
Formarea scoarţei terestre a marcat începutul propriu-zis al existenţei planetare a Terrei.
Odată consolidată şi ca urmare a proceselor active de dezintegrare a substanţelor
radioactive şi alte cauze, mişcarea de rotaţie şi forţa de gravitaţie se produce structurarea globului
planetar sub formă de zone concentrice, în sensul că elementele mai grele s-au situat spre interior
alcătuind nucleul central, iar cele mai uşoare către zonele de la suprafaţă. Deci, materia din care este
alcătuită Terra nu este omogenă ci, ci prezintă o serie de diferenţieri sub raport fizic şi chimic al
elementelor componente. Diferiţi oameni de ştiinţă, geofizicieni, geologi, au făcut o serie de observaţii
directe în mine, foraje privind structurarea globului planetar, dar cele mai eficiente au fost metodele
indirecte prin intermediul undelor seismice. Viteza lor de propagare în adâncime diferă în funcţie de
elasticitatea rocilor străbătute, ca şi de modul lor de reflectare de către straturile interioare ale Terrei.
Înregistrarea undelor seismice a dus la evidenţierea unor discontinuităţi în structura internă a
Pământului, ce separă învelişuri cu stare fizică şi chimică diferită, marcate de modificarea vitezei de
propagare a undelor seismice la anumite adâncimi.
Aceste rezultate au condus la concluzia că în jurul nucleului central se succed din interior spre
exterior mai multe învelişuri de la densitate mare la una mai mică iar la contactul învelişurilor apar aşa
numitele suprafeţe de discontinuitate.
Eduard Suess (1909) diferenţiază cinci învelişuri cu compoziţie petrografică diferită în care
domină anumite elemente chimice de unde şi denumirea lor:
Á Nife sau nucleul alcătuit dominant din nichel şi fier cu o densitate mare, 10-11 g/cm3.; are o
grosime cât jumătate din raza Pământului;
Á Nifesima, din nichel, fier şi compuşi de magneziu cu o densitate de 5-6 g/cm3.
Á Crofesima în care domină cromul, fierul şi silicaţii de magneziu; densitate de 4-5 g/cm3.
Cele două învelişuri, nifesima şi crofesima au o grosime de cca 1700 Km.
Á Sima, format mai ales din silicaţi de magneziu cu o densitate de 3,3 g/cm3 şi o grosime de
aproape 1200 Km.
Á Sial sau învelişul de la suprafaţă, format dominant din silicaţi de aluminiu cu o densitate
redusă de 2,79 g/cm3 şi cu o grosime de aproape 80 Km.
Între aceste învelişuri există suprafeţe de discontinuitate din care mai însemnate sunt
Mohorovicic (între Sial şi Sima) şi Wieckert-Guttemberg (între Nifesima şi Nife), date după numele
seismologilor care le-au identificat.
Datele obţinute după 1970 sunt mai detaliate dar păstrează structura generală diferenţiată pe
bază petrografică, chimică şi fizică (fig. 30).
Á Nucleul Pământului este localizat în jurul centrului baric al planetei, de unde şi denumirea
lui dată de unii autori de “barisfera”. Este compus din două învelişuri:
´ nucleul intern în stare solidă între 5200-6375 Km, format din elemente grele (nichel şi fier,
crom şi altele) cu o densitate mare 8-11 g/cm3;
´ nucleul extern este cuprins între 2900 Km şi 5200 Km, format din materie vâscoasă în care
domină tot elementele grele ce-i asigură o densitate de 10-12 g/cm3. În cadrul acestuia se presupune că
sunt frecvenţi curenţii de convecţie care asigură dezvoltarea câmpului magnetic terestru.
Nucleul Pământului, în ansamblu, se desfăşoară între discontinuitatea Wieckert-Guttenberg
marcată la adâncimea de 2900 Km şi interiorul său la 6375 Km.
Mantaua sau Mezosfera
Deţine cea mai mare parte din volumul şi masa Pământului. Discontinuitatea Moho separă
scoarţa de manta. De sus în jos, mantaua se desfăşoară până la 2900 Km unde se înregistrează
discontinuitatea Wieckert-Guttenberg care o delimitează de nucleu.
Este formată din două părţi:
³ Mantaua inferioară se află între 400-500 Km şi 2900 Km şi este compusă din oxizi şi
silicaţi de fier, nichel şi crom ce determină o densitate de 4,5-5,3 g/cm3. În cadrul ei se disting alte două
subînvelişuri: primul se află între 400 Km şi 1000 Km cu roci parţial cristalizate, restul materiei după
mai mulţi autori ar fi în stare vâscoasă care ar putea dezvolta curenţi de materie ce provoacă falieri
profunde însoţite de seisme; al doilea subînveliş se află între 1000 Km şi 2900 Km şi este uniform din
punct de vedere chimic.
³ Mantaua superioară se dezvoltă de la 30-40 Km de sub scoarţa marcată de discontinuitatea
Moho până la 400-600 Km având grosimi diferite. Materia se află în stare topită şi este alcătuită
dominant din silicaţi de magneziu, aluminiu, fier, calciu, potasiu care conduc la o densitate redusă de 33,5 g/cm3. Această parte a mantalei este numită şi astenosferă. Caracteristica principală a ei este aceea
că fiind în stare de topitură, pe ea “pluteşte” scoarţa solidă externă a Pământului alcătuită din calote
mari semisferice cu greutăţi diferite numite plăci. Acestea se afundă în astenosferă mai mult sau mai
puţin până ce îşi găsesc un echilibru relativ static numit şi echilibru izostatic (izostazie).
Tot în cadrul astenosferei, datorită fluidităţii sale, ca şi a temperaturilor variate întreţinute de
fenomenele de dezintegrare radioactivă, între partea superioară şi inferioară a ei apar curenţi subcrustali
sub formă de celule de convecţie, care aduc magmă mai caldă din interior spre scoarţă şi o coboară pe
cea răcorită către baza astenosferei contribuind la mişcarea plăcilor tectonice. O parte din curenţii de
convecţie ai magmei străpung scoarţa, formând o serie de fisuri de lăţimi variabile numite rifturi, prin
care magma ţâşneşte la suprafaţă formând scurgeri de lave, munţi vulcanici sau platouri vulcanice. Pe
fundul oceanelor, magma se consolidează pe marginea rifturilor şi formează lanţuri muntoase
suboceanice numite dorsale, cu extinderi considerabile (80.000 Km). De aceea, scoarţa împreună cu
astenosfera, alcătuiesc împreună tectonosfera, deoarece se influenţează reciproc în procesele tectonice
ce se desfăşoară la suprafaţa Pământului: rupturi sau flexuri de scoarţă, cutremure, vulcanism, naşterea
munţilor, mişcări de ridicare sau coborâre a platformelor sau blocurilor rigide ca şi deplasarea plăcilor
pe astenosferă.
H Scoarţa se află la partea superioară a globului şi are o grosime de 8-10 Km sub oceane şi 3080 Km sub continente. Delimitarea dintre scoarţă şi astenosferă se face prin discontinuitatea Moho sau
Mohorovicic. De aici s-a constatat o creştere a vitezei undelor seismice spre astenosferă indicând şi o
creştere a densităţii de la 2,8 g/cm3 la 3,2 g/cm3.
Scoarţa apare în două subtipuri:
³ scoarţa de tip continental ce se desfăşoară pe o grosime de 30-80 Km cu densitatea de 2,7
3
g/cm , alcătuind continentele şi scoarţa bazinelor oceanice până la adâncimi în jur de 1500 m;
³ scoarţa de tip oceanic tipică în alcătuirea bazinelor oceanice la adâncimi mai mari de 3600
m. Ocupă peste 2/3 din suprafaţa Pământului şi are o grosime mică în jur de 5-10 Km alcătuită
dominant din roci bazaltice.
În raport de alcătuirea petrografică, scoarţa este alcătuită din trei mari pături sau straturi de roci
dispuse astfel:
a) Pătura bazaltică are o compoziţie care se aseamănă din punct de vedere chimic cu bazaltul
şi formează cea mai mare parte a scoarţei domeniului oceanic dar este prevăzută şi în baza celui
continental. Este alcătuită în principal din silicaţi de aluminiu şi magneziu de unde şi denumirea de
sialma, formând o pătură intermediară între mezosferă şi litosferă. La baza ei se află discontinuitatea
Moho şi prezintă grosimi variabile, între 10-20 Km sub continente şi 5-10 Km sub oceane;
b) Pătura granitică formează baza domeniului continental reprezentând 25% din acesta cu
grosimi variabile între 10-15 Km în cadrul platformelor precambriene şi 30-40 Km la baza sistemelor
muntoase ridicate în mezozoic şi neozoic. În alcătuirea ei intră roci din familia granitului (granit,
granodiorit, riolit) predominând silicaţii de aluminiu, de unde, şi denumirea de sial.
c) Pătura sedimentară sau etajul structural superior, este format în cea mai mare parte din
dezmembrarea fizică şi chimică a rocilor eruptive şi metamorfice, la care se adaugă rocile de natură
organică şi de precipitare chimică. În regiunea scuturilor vechi, grosimea ei este redusă iar în
platformele mai noi de natură eroziv-acumulativă, are de la câteva sute de metri la câţiva Km iar în
lanţurile muntoase tinere cutate din fostele roci acumulate în geosinclinalele marine poate atinge 10-20
Km.
Rocile sedimentare acoperă cea mai mare parte a suprafeţei Pământului, 75% din totalul
categoriilor de roci. De multe ori, masele eruptive pot străbate zona sedimentară formând acumulări de
batolite, lacolite sau stocuri masive care se acumulează în scoarţă.
În concluzie, se desprinde faptul că, întreg ansamblul de procese dinamice care au contribuit la
structura complexă a litosferei este în strânsă dependenţă de fenomenele din astenosferă (partea
superioară a mantalei) şi în primul rând al circulaţiei curenţilor de convecţie care se grupează în forme
celulare modificând scoarţa din interior la care, se adaugă permanenţa factorilor externi cu modelarea
subaeriană.
3.4. Proprietăţile geofizice ale Pământului
Pământul prezintă o serie de proprietăţi fizice a căror cunoaştere este necesară pentru explicarea
proceselor naturale şi economice care se produc la suprafaţa Pământului.
a) Densitatea Pământului reprezintă raportul dintre masă şi volum. Pe baza cunoaşterii ei s-au
putut trage unele concluzii asupra părţii interne a globului terestru. Densitatea Pământului creşte de la
exterior, dinspre litosferă unde are 2,7 g/cm3 către interior, spre nucleu unde are 12 g/cm3 datorându-se
schimbării presiunii, a compoziţiei chimice a materiei, ceea ce arată dispunerea materialelor din ce în
ce mai grele spre interior, organizându-se în învelişuri concentrice.
b) Termicitatea sau căldura Pământului
Pământul îşi datorează temperatura sa la două surse: una intraterestră şi alta exterioară, de la
Soare sub formă de radiaţie solară.
Căldura internă a Pământului a fost constatată din izvoarele termale, lave, sondaje, tuneluri etc.
iar factorii care determină această căldură sunt reprezentaţi de substanţele radioactive care emană
temperaturi înalte, de pungile de magmă de diferite mărimi şi locuri în care se află.
Temperatura creşte în adâncime în funcţie de conductibilitatea termică a rocilor şi de poziţia
stratelor. Treapta sau distanţa pe verticală exprimată în metri în care temperatura creşte cu 1°C se
numeşte gradient geotermic sau treaptă geotermică şi are valoare de 1° la fiecare 33 m adâncime.
Geoizotermele sunt liniile care unesc punctele cu aceeaşi temperatură din interiorul scoarţei
terestre, putându-se reprezenta mai concret fenomenul respectiv.
Sursa termică principală a Pământului o constituie însă, căldura externă pe care o primeşte de
la Soare care întreţine diversitatea proceselor de la suprafaţa Pământului şi din atmosferă, constituind
cauza principală a tuturor fenomenelor şi proceselor fizice şi biologice.
c) Gravitaţia este proprietatea ce se exprimă prin forţa de atracţie pe care o exercită Pământul
prin atragerea către interiorul planetei a maselor sale materiale, inclusiv a obiectelor de pe suprafaţa sa
sau din apropierea acestuia. Gravitaţia terestră decurge din atracţia universală, descoperită de Newton.
Aceasta este definită ca proprietatea tuturor corpurilor din Univers de a se atrage reciproc,
proporţional cu masa lor (m1 şi m2) şi invers proporţional cu pătratul distanţei dintre ele (d). Valoarea
mm
acestei forţe se poate exprima prin formula: F = 1 2 2 ⋅ G , unde G este constanta atracţiei universale.
d
Spaţiul pe care se exercită atracţia Terrei, ca masă materială, reprezintă câmpul
gravitaţional (câmp de atracţie sau câmp newtonian).
Mişcarea de rotaţie a Terrei în jurul axei sale determină şi apariţia unui câmp de rotaţie (de
antrenare sau centrifug), care acţionează ca forţă în mod diferit asupra materiei, în funcţie de viteza de
rotaţie şi de latitudine.
Datorită gravitaţiei, asupra oricărui corp aflat în vecinătatea sau pe suprafaţa Pământului
acţionează o forţă numită greutate. În realitate, greutatea este rezultanta a două forţe: forţa de
gravitaţie şi cea centrifugă, ambele acţionând combinat în câmpul gravitaţiei. Greutatea nu trebuie
confundată cu masa. Masa unui corp rămâne aceeaşi oriunde s-ar deplasa acesta, pe când greutatea
unui obiect variază pe verticala locului sau de la ecuator la pol.
Câmpul de atracţie gravitaţională se caracterizează prin acceleraţia gravitaţională sau
intensitatea câmpului gravitaţional într-un punct dat (acceleraţia căderii unui corp); ea se măsoară în
gali (g) = 1 cm/s2, (numele de “gal” provine de la Galileo Galilei).
Valorile gravitaţiei variază pe verticală şi în suprafaţă. Există două categorii de variaţii:
normale determinate de forma Pământului (turtite la poli şi bombate la ecuator) şi variaţii anormale
impuse de structura (densitatea) subsolului.
Pe verticală, gravitaţia scade de la suprafaţa Pământului în sus, până la înălţimea de 500-1000
Km, după care în spaţiul extraterestru, tinde spre zero. În jos, gravitaţia creşte până în zona
discontinuităţii Gutenberg-Wiechert (2900 Km), unde atinge circa 1200 gali, după care scade treptat
către zero – în centrul Pământului.
Variaţiile în suprafaţă sunt materializate la nivel global între continente şi oceane, apoi la
nivel regional şi local. La scara Globului, acceleraţia gravitaţională creşte de la Ecuator (978 cm/s2) la
poli, unde atinge 983 cm/s2. Faptul se explică prin turtirea la poli, care face ca, aici, distanţa faţă de
centrul Pământului să fie mai mică (plus reducerea forţei centrifuge, care imprimă o uşoară creştere a
forţei de gravitaţie). La nivelul României, valoarea normală a gravitaţiei este de 980,6 gali.
Variaţiile anormale mai sunt numite şi anomalii. Astfel diferenţele dintre continente şi oceane
rezultă din linia păturii granitice de sub oceane, unde gravitaţia este mai mare (pătura densă de bazalt
urcă mai aproape de suprafaţa elipsoidului, faţă de zonele continentale unde suprafaţa elipsoidului
coboară).
Anomalii regionale mai reduse apar atât pe continente, cât şi pe ariile oceanice. Ele sunt date
de anumite corpuri de roci ce introduc un plus sau un deficit de masă. De exemplu, trecerea de la
câmpii (cu structuri de platformă) către munţii de tip alpin, unde apar îngrămădiri de roci de tip
granitic, deplasate pe verticală, cu densitate mai mică, dau valori mai scăzute ale acceleraţiei gravitaţiei
faţă de câmpie, unde masele mai grele din interior se găsesc mai aproape de suprafaţa. Tot pe
continente în arealele cu bazalte (Podişul Deccan din India, Columbia Britanică din Canada etc) sau cu
mari zăcăminte de fier (Kursk – Ucraina, Minas Gerais – Brazilia etc.), apar anomalii pozitive.
Anomaliile locale sunt mai frecvente pe continente şi se resimt asupra unor zăcăminte de
minereuri (de exemplu în România sunt la Palazu Mare – Dobrogea); pe cutele diapire se înregistrează
anomalii negative din cauză că greutatea volumetrică a argilelor din zăcămintele de sare o depăşeşte pe
cea a sării din cauza îmbibării argilei cu apă.
Gravitaţia constituie “motivul principal” care acţionează asupra proceselor de pantă, asupra
scurgerii apei în albiile râurilor, la îndeplinirea circuitului apei în natură, la “curgerea” – deplasarea
gheţarilor, modelarea reliefului.
Astfel, munţii pe Terra nu depăşesc 8850 m faţă de alte planete unde gravitaţia fiind mai slabă,
aceştia s-au înălţat mai mult, ca de exemplu pe Marte, altitudinea maximă a munţilor ajunge la 24.000
m iar pe Venus la 10.000 m.
Gravitaţia influenţează şi fenomenele biologice. Dezvoltarea plantelor este influenţată de
geotropismul pozitiv, adică o creştere a rădăcinilor în sensul de atracţie a Pământului şi negativ prin
tulpinile care cresc în sens contrar acestei atracţii.
Gravitaţia a intervenit pe planeta noastră în stabilirea unor dimensiuni bine proporţionate ale
vieţuitoarelor; dacă gravitaţia ar fi mai mică, ar determina apariţia unor fiinţe uriaşe şi invers, ele ar
deveni pitice pe o planetă cu o forţă gravitaţională puternică.
Utilizarea forţei gravitaţiei în aplicaţiile terestre:
É aplicaţii în utilizarea firului cu plumb, care indică verticala locului pe direcţia razei terestre
de la locul de suspensie spre centrul Pământului;
É folosirea nivelei de apă;
É măsurarea greutăţii;
É prospecţiuni gravimetrice;
É în aplicaţiile spaţiale atât în lansarea şi zborurile vehiculelor spaţiale, cât şi lansarea acestora
cu oameni la bord ridicând o serie de probleme între care se află şi imponderabilitatea, adică pierderea
greutăţii, când oamenii şi obiectele din jur plutesc. Pe Lună, corpul unui om devine de şase ori mai
uşor. Această stare a corpului solicitată de o forţă de gravitaţie inferioară celei de pe Pământ
(considerată ca unitate) se numeşte subgravitaţie.
Problema imponderabilităţii are un rol fiziologic fundamental, fiind necesară asigurarea în
cabinele de zbor a unor gravitaţii artificiale similare cu cea de pe Pământ.
H Gravitaţia şi mareele
În cadrul sistemului solar, Pământul suferă o atracţie mai puternică din partea Lunii (cel mai
apropiat corp ceresc) şi a Soarelui (cel mai mare ca masă). Conform legii atracţiei universale, forţa de
atracţie mai puternică asupra Terrei va fi în favoarea Lunii.
Ori de câte ori, o anume parte a Terrei este expusă spre Lună, aceasta, va influenţa local
gravitaţia terestră, micşorând-o, iar greutatea materiei pe meridianul locului va fi mai mică şi suprafaţa
planetei se va ridica uşor în momentul trecerii satelitului iar ulterior, va reveni la starea sa iniţială.
Starea de agregare a materiei (gazoasă, lichidă şi solidă) face ca fiecare înveliş să răspundă
diferit pulsaţiei respective; de exemplu, scoarţa solidă se poate ridica cu 10-15 cm, apele oceanice cu
până la 10-15 m iar atmosfera se bombează cu Km. Există deci, o maree a hidrosferei, o maree terestră
şi o maree a atmosferei.
Mareele hidrosferei au o importanţă deosebită în zonele de litoraluri unde se produc
influenţând ritmurile activităţilor din locurile respective, plecările şi intrările navelor în porturi, evoluţia
reliefului litoral, modul de amenajare a ţărmurilor etc.
Mareea hidrosferei reprezintă o undă de oscilare a apei, de mare lungime şi de mică
amplitudine, care spre ţărm se transformă într-o undă de translaţie.
Mareea care urcă poartă denumirea de flux sau de maree înaltă, iar cea care coboară reprezintă
refluxul sau mareea joasă.
Amplitudinea mareei, (numită şi marnaj) este de 1-3 m în largul oceanului, dar creşte spre
ţărmuri, ajungând la un nivel maxim în golfurile de pe partea estică a continentelor; mareea maximă de
pe Glob este de 19,6 m în Golful Fundy din Canada.
În legătură cu valorile de amplitudine ale mareelor se impune un fenomen esenţial determinat
de poziţia în anumite momente a Lunii şi a Soarelui în raport cu Pământul, când atracţia lor se
însumează la fazele de conjuncţie şi opoziţie (sizigii) iar forţele de atracţie se descompun în fazele
primului şi celui de al II-lea pătrar sau la cuadratură.
d) Magnetismul terestru
Pământul se comportă ca o uriaşă bară magnetică cu doi poli magnetici (diapol) situaţi în
apropierea polilor geografici. Prin zona Polului Sud (geografic) liniile de forţă ies în exterior şi se
întorc circular către Polul Nord unde reintră în Pământ, formând un mare câmp magnetic terestru (fig.
31).
Câmpul magnetic terestru se extinde în exteriorul Pământului până dincolo de învelişul gazos
atmosferic, la cca 65.000 – 130.000 Km, spaţiu care formează magnetosfera. Marginea sa exterioară,
unde intensitatea câmpului magnetic este nulă, constituie magnetopauza.
Magnetosfera funcţionează ca o capcană magnetică deoarece captează şi concentrează o serie
de particule venite de la Soare (vântul solar) sau din Cosmos, pe care apoi le redistribuie în alt mod,
sub forma unor centuri de radiaţii.
De asemenea, magnetismul terestru orientează orice corp magnetizat în stare liberă pe direcţia
liniilor de forţă magnetică ale Pământului, atrăgând polii de sens contrar. Pe acest principiu
funcţionează busola, care din secolul al XIV-lea a devenit un instrument general de orientare în
navigaţie.
Originea câmpului magnetic poate fi legată de curenţii de convecţie din partea externă, lichidă
a nucleului la cca 2900-5000 Km adâncime, la care se adaugă mişcarea de rotaţie a planetei (cu forţa
Coriolis) care deviază aceşti curenţi spre vest. Frecările care apar în manta şi nucleu, ca urmare a stării
loc fizice şi chiar a formei lor elipsoidale diferite, constituie o altă cauză a fenomenului magnetic
terestru. Astfel, aceste două geosfere funcţionează ca un dinam, generând un câmp electromagnetic
principal (cu o pondere de 94%) peste care se suprapune şi un magnetism impus de cauze localizate în
scoarţă (cca 4%) şi un altul, având cauze externe )cca 2%). Câmpul magnetic de la scoarţa Pământului
se defineşte prin trei elemente caracteristice: intensitate, declinaţie şi înclinare.
Intensitatea magnetismului este mai mare la polii magnetici şi mai mică la Ecuatorul
magnetic. Valorile maxime ale câmpului magnetic sunt impuse, de obicei, de zăcăminte de fier, de roci
în care există elemente de magnetit. Intensitatea câmpului magnetic scade pe verticală de la suprafaţa
terestră în sus.
Declinaţia magnetică este unghiul format între direcţia nord geografică şi cea nord
magnetică, măsurat în plan orizontal în direcţia acelor de ceas, pornind de la nordul geografic. Pentru
cunoaşterea declinaţiei magnetice (necesară orientărilor pe hărţi) se întocmesc hărţi cu izogone (linii de
egală declinaţie magnetică). Izogonele converg spre cei doi poli magnetici şi se remarcă prin devierea
spre vest a meridianului magnetic local faţă de cel geografic (declinaţie pozitivă) sau spre vest
(declinaţie negativă).
Valoarea izogonelor prezintă situaţia într-un anume an dar pe baza lor se poate calcula
(cunoscând rata anuală) deviaţia până la zi. În Europa, izogona zero (numită şi linie agonică, fără
deviere), trecea în 1917, printr-un punct situat între Odessa şi Golful Botnic. În 1934 se deplasase la
Bucureşti iar în prezent ea trece prin Ungaria, România având o declinaţie de 1°-4° mai crescută în est.
Înclinarea magnetică este unghiul în plan vertical între orizontala locului şi vectorul forţei
magnetice. Înclinarea se poate vedea la un ac magnetic liber, care, odată cu orientarea spre nord, înclină
sub orizontală spre nord. La ecuatorul magnetic înclinarea este zero, iar la poli ajunge la 90° (unde acul
stă vertical).
Acului busolei, pentru a oscila cu uşurinţă în plan orizontal şi a nu se înclina, i se adaugă o mică
greutate pe braţul sudic.
H Magnetosfera şi importanţa sa
Magnetosfera şi magnetopauza (sau partea de tranziţie) reprezintă un câmp magnetic situat
în exteriorul Globului, până mult dincolo de limitele atmosferei.
Magnetosfera are o importanţă aparte deoarece intră în contact direct cu vântul solar (fluxul de
gaz ionizat emis neîntrerupt de către Soare), format din electroni, protoni şi atomi într-o stare fizică de
tip plasmă.
Acest flux înregistrează viteze de 250-1000 Km/s la nivelul magnetosferei, împingând-o spre
Pământ, pe partea luminată de Soare până la cca 64.000 Km; aici câmpul magnetic devine intens. În
partea opusă (întunecată), magnetosfera se alungeşte enorm sub forma unei cozi de cometă, până la cca
640.000 Km, zonă în care câmpul magnetic se atenuează.
În partea dinspre Soare a magnetosferei, spre interiorul ei, s-au constatat, cu ajutorul sateliţilor
artificiali, unele benzi de concentrare a particulelor electrice (protoni şi electroni), captate şi ordonate
de către liniile de forţă magnetică formând centuri de radiaţii. Sunt cunoscute două astfel de centuri;
una la cca 3600 Km şi alta la 13.000 – 19.000 Km denumite centuri de radiaţii al Pământului sau
centurile Van Alen.
Când au loc erupţii în cromosferă, vântul solar creşte mult în intensitate, străpungând zona
centurilor Van Alen în special în regiunea polilor unde generează aşa numitele furtuni magnetice şi
fenomene electroluminoase în atmosfera înaltă a Terrei care poartă denumirea de aurore polare.
Magnetosfera influenţează şi formarea ionosferei la 80-400 Km altitudine, unde razele gama şi
X din spectrul solar sunt absorbite de atomii şi moleculele de azot şi oxigen care, eliberând câte un
electron, devin ioni pozitivi. Electronii eliberaţi dau un curent electric ce se propagă prin ionosferă.
Stratele de ioni reflectă undele radio, întorcându-le pe Pământ.
Magnetosfera constituie un scut de protecţie pentru viaţa pe Terra împotriva unor radiaţii
cosmice nocive cum sunt ultravioletele în proporţie de cca 5-10%, rolul esenţial avându-l stratul de
ozon. Totuşi la începutul dezvoltării vieţii, când stratul de ozon nu se formase încă, magnetosfera a
avut rolul de bază.
e) Electricitatea terestră şi curenţii telurici
La suprafaţa şi în interiorul scoarţei s-a constatat existenţa unui potenţial electric şi a unor
curenţi sub numele de curenţi telurici (de la tellus = pământ în latină), care formează un câmp
electric terestru. Acest câmp se asociază şi se influenţează reciproc cu câmpul magnetic alcătuind
astfel, câmpul electromagnetic terestru. Asocierea forţelor electrice şi magnetice se face
perpendicular una pe cealaltă şi variază în timp generând unde electromagnetice.
După frecvenţa lor, există mai multe tipuri de unde:
à unde electromagnetice radio (lungi, scurte, ultra scurte);
à unde infraroşii;
à unde luminoase;
à unde ultraviolete;
à unde X şi gama (după Gr. Posea şi Iuliana Armaş, 1998).
Sursele care generează curenţii telurici permanenţi sunt de trei feluri şi situate la trei niveluri
ale planetei: în nucleul extern, în interiorul scoarţei şi în ionosferă care impune curenţi de inducţie
în scoarţă având, de fapt, rolul cel mai important deoarece are cea mai mare contribuţie la crearea
fondului electric permanent al scoarţei Pământului.
Acest aspect a fost dedus din observarea unor variaţii ale câmpului electromagnetic similare cu
ionizarea ionosferei şi cu câmpul electromagnetic produs de către radiaţiile solare.
Variaţia potenţialului electric este influenţată de variaţia surselor generatoare la care se adaugă
şi conductivitatea electrică a rocilor, constatându-se o variaţie a acesteia cu adâncimea: marchează o
descreştere după 15 Km, după care apare un strat conductiv la 75 Km adâncime, iar o descreştere până
la 200 Km, o creştere uşoară la 400 Km şi foarte mare între 400-1000 Km adâncime. Şi compoziţia
petrografică a scoarţei influenţează conductivitatea, valori mai ridicate prezentând rocile sedimentare
între care se impun masele de sare. Însă apa de mare în care este dizolvată o mare cantitate de săruri are
cea mai mare conductivitate electrică, fapt ce explică conductivitatea ridicată a scoarţei în vecinătatea
ţărmurilor, unde apar şi o serie de anomalii magnetice.
Sub aspect practic, studiul anomaliilor rezultate din specificul conductivităţii la anumite niveluri
din scoarţă, serveşte la descifrarea structurii interne: fundamentul cristalin al unor zone, structurile cu
hidrocarburi, orizonturile acvifere, se pot determina golurile subterane din fostele exploatări de sare în
care a pătruns apa şi care s-ar putea prăbuşi (Ocna Mureşului).
Variaţiile câmpului electromagnetic generate de surse intracrustale sunt percepute de
sensibilitatea unor organisme; astfel se explică şi agitaţia unor animale înainte de marile cutremure.
f) Radioactivitatea
Este proprietatea pe care o au unele minerale sau elemente chimice din scoarţa terestră, cu
greutate atomică mare cum sunt: radiu, thoriu, uraniu etc., de a emite prin dezintegrare spontană radiaţii
energetice şi de a da naştere la elemente noi cu însuşiri deosebite şi stabile. De exemplu un atom de
uraniu sau de thoriu, într-un timp geologic mai îndelungat, dă naştere la şapte atomi de heliu, fapt ce
explică importantele cantităţi de heliu din stratosferă. S-a ajuns la concluzia că energia radioactivă
joacă un mare rol în determinarea regimului termic al Pământului şi în acelaşi timp constituie
principalul izvor de energie ce alimentează forţele endogene care acţionează asupra scoarţei.
Cunoaşterea acestei proprietăţi este importantă în stabilirea vârstei absolute a rocilor şi a istoriei
evolutive a Pământului.
3.5. Geosferele Terrei şi unitatea lor terestră
Planeta noastră este constituită din mai multe învelişuri concentrice, mulate pe forma Terrei, al
căror centru unic este însuşi centrul Pământului. Fiecare înveliş constituie o individualitate cu legături
interioare care le justifică existenţa dar, în acelaşi timp, păstrează şi raporturi de reciprocitate între ele
care le asigură un perfect echilibru intra şi intergeosferic de unde rezultă echilibrul planetar.
Geosferele au apărut treptat pe măsura evoluţiei planetei din faza preplanetară sau pregeologică
în cea planetară (geologică), în urma căreia, masa terestră s-a stratificat în raport cu greutatea specifică
de la cele mai uşoare la exterior – atmosfera, hidrosfera, litosfera, la cele mai grele, spre centrul
Pământului. Biosfera a apărut ultima în condiţiile existenţei primelor trei învelişuri. Geosferele sunt
diversificate nu numai prin complexitatea materiei ce le compun sau a formelor din interiorul lor, dar şi
în privinţa dinamicii ce le caracterizează. Astfel, dacă cele mai simple mişcări au loc în atmosferă, ele
se complică în hidrosferă, se amplifică în litosferă iar în biosferă devin şi mai complexe, începând de la
instabilitatea moleculară a corpurilor organice la mobilitatea indivizilor, a speciilor şi a tuturor
formaţiunilor biogeografice.
Toate geosferele sunt supuse acţiunii unor forţe generale cosmice care se diferenţiază la
nivelul planetei în două mari categorii: forţe endodinamice care acţionează din interiorul său şi forţe
exodinamice care acţionează din exterior, toate contribuind la transformarea scoarţei Pământului.
Activitatea lor este permanentă dar şi contrară, în sensul că cele din interior au tendinţa de a construi
forme de relief, iar cele din exterior, de a le nivela, a le uniformiza.
3.5.1 Litosfera şi structura sa în plăci. Tectonica plăcilor şi fenomenele asociate –
vulcanismul şi seismele
Litosfera s-a constituit după ce Pământul a trecut pragul etapei pregeologice sau astronomice
spre a intra în cea geologică, atunci când se definitivează poziţia sa în sistemul solar şi începe
consolidarea scoarţei cu 4,65 miliarde de ani în urmă. Odată consolidată, litosfera a fost supusă
simultan unor procese active, unele desfăşurate chiar în cuprinsul ei (vulcanism, metamorfism, procese
tectonice etc.) iar altele în afara ei la contactul cu celelalte geosfere externe.
Litosfera rămâne suportul solid al planetei care susţine şi celelalte geosfere – atmosfera,
hidrosfera şi biosfera, cea mai tânără dintre ele care mai poate fi definită ca formă superioară de
interdependenţă dintre lumea organică şi cea anorganică.
Litosfera (înveliş de rocă în greceşte) reprezintă învelişul solid echivalent scoarţei terestre cu
grosimi între 70 Km până la 100 Km (sub continente) şi pluteşte pe un strat vâscos numit astenosferă a
cărui continuitate de înveliş nu este încă demonstrată.
Principala caracteristică a litosferei este structura ei în plăci despărţite de rupturi (rifturi) sau
de planuri de încălecare (plan Benioff) (fig. 32).
Aceste plăci cunosc o deplasare laterală (deriva plăcilor), în sens divergent faţă de rifturi şi
convergent spre aliniamentele de încălecare.
Tectonica plăcilor în derivă numită şi tectonica globală este o variantă nouă a teoriei derivei
continentelor emisă în 1912 de Alfred Wegener reunind alte ipoteze ca cea a curenţilor subcrustali, cea
a dezintegrării radioactive interioare ce provoacă acumulări de căldură cu urmări geotectonice.
Noua ipoteză a tectonicii globale integrează în mod global, toate fenomenele geologice
principale care se produc la suprafaţa Globului:
formarea continentelor şi oceanelor;
formarea munţilor;
vulcanismul;
cutremurele.
Teoria s-a conturat între anii 1960-1970 din rezultatele mai multor cercetări efectuate cu tehnici
moderne, în special asupra fundului oceanelor. Primele idei au fost emise de Harry Hess, geolog la
Universitatea din Princetown (S.U.A.), apoi un vast program rusesc între 1960-1973 propus de V.
Belousov, la care se adaugă contribuţii importante ale cercetărilor americani de la Observatorul
Geologic şi o serie de echipe (engleză, canadiană şi franceză). În anul 1973, francezul Le Pichon a
coborât cu batiscaful “Arhimede” la peste 3000 m în riftul Azorelor, unde a constatat existenţa unui
fenomen vulcanic permanent, verificând teoria în mod concret.
Potrivit acestei teorii, scoarţa Pământului este formată din continente şi bazine oceanice în
configuraţia unor plăci rigide care se mişcă unele în raport cu altele reînnoindu-se pe linia unor mari
despicături, prin lava venită din interior şi se consumă în părţile opuse, prin coborâre şi retopire în zona
unor gropi abisale. Plăcile conturează forma de calote sferice de diferite mărimi: plăci majore în număr
de 6: placa Euroasiatică, placa Africii, placa Americilor, placa Pacificului, placa Indo-Australiană,
placa Antarcticei. Ele se compun atât din materie de tip oceanic sau bazaltic, mai subţire ca grosime
dar, mai densă şi mai grea, cât şi de tip continental, granitică, mai groasă şi mai uşoară.
În afară de plăcile mari mai sunt şi plăci mijlocii şi mici sau microplăci (fig. 32).
? Mecanismul şi cauzele mişcării plăcilor
Cauzele mişcării plăcilor rezultă din proprietăţile fizico-mecanice ale celor două învelişuri
exterioare ale Globului: litosfera şi astenosfera.
à Litosfera care coboară între 70-80 Km adâncime, este rigidă şi alcătuită din plăci care se
deplasează intrând în coliziune cu forţe şi viteze diferite dând naştere la cutremure, vulcanism şi chiar
la cutări de munţi
à Astenosfera coboară până la 600-700 Km adâncime, are aspectul unui fluid vâscos pe care
se deplasează plăcile. În interiorul ei se formează largi circuite de curenţi de convecţie numiţi şi
curenţi subcrustali, care pun în mişcare plăcile, având la bază căldura internă a planetei. Ei sunt
consideraţi “motorul” dinamicii plăcilor; curenţii de convecţie se asociază în câte două ramuri
ascendente formând celule de convecţie sau celule subcrustale, al căror număr ar fi de cinci în situaţia
actuală.
Formarea rifturilor
Ramurile ascendente ale celor doi curenţi de convecţie exercită presiuni asupra scoarţei
litosferei de sub oceane care este mai subţire, provocând o despicătură în aceasta numită rift sau valerift. Prin aceasta se revarsă ulterior materia topită sau izbucneşte puternic sub formă de vulcan.
Prin depozitarea şi răcirea lavei de o parte şi alta a riftului, se formează o litosferă nouă în
continuarea celor două plăci vecine, pe care le şi împinge lateral, în acelaşi sens în care le “poartă” şi
curenţii subcrustali; astfel se explică formarea plăcilor şi deplasarea lor în sensuri opuse.
În zona rifturilor unde apar lave şi deplasări ale plăcilor apar şi cutremure. Se presupune că
formarea rifturilor ar sta la originea bazinelor oceanice şi că, prin deplasarea şi depărtarea celor două
plăci continentale, fundul unui nou ocean se lărgeşte, fenomen denumit şi expansiunea fundului
oceanic (fig. 33).
Faptul este confirmat de cercetările făcute în Atlantic unde s-a constatat că, cu cât se depărtează
de riftul median, apar benzi de litosferă de vârstă tot mai veche dispuse simetric şi aproape paralel. Şi
studiile paleomagnetice au dovedit existenţa unor benzi paralele similare din punctul de vedere al
orientării liniilor magnetice conforme cu câmpul magnetic al perioadei din momentul răcirii fiecărui
aliniament.
S-au făcut calcule cu privire la viteza de deplasare a scoarţei suboceanice arătând valori între 216 cm/an, de unde se deduce că Atlanticul s-ar fi format cu circa 70 milioane de ani în urmă (cât ar fi
durat neozoicul), iar Pacificul s-a format cu cca 200 milioane de ani în urmă (aproximativ, durata
mezozoicului şi neozoicului).
Măsurătorile telemetrice efectuate de pe un satelit (cu contribuţia a opt ţări) au dovedit că şi în
prezent America se depărtează de Europa şi Africa.
Formarea dorsalelor
Materia consolidată de o parte şi alta a văii rifturilor formează lanţul
muntos subacvatic numit dorsală oceanică situată pe mediana oceanelor care se înalţă cu 2000-3000 m
peste platourile oceanice putând ajunge la suprafaţă şi să formeze insule. În centrul dorsalei, valea-rift
este lată de 20-50 Km şi adâncită cu 1500-2000 m sub nivelul crestelor montane laterale. Există şi
dorsale fără rift, înfundate cu magma solidă, în special în Oceanul Pacific numite de americani “rise”,
iar dorsalele cu rift ca cele din Atlantic se numesc “ridge”. Lungimea dorsalelor totalizează cca 80.000
Km ocupând o suprafaţă mai mare decât toate continentele luate la un loc. Cea mai evidentă şi mai
cunoscută dorsală medio-oceanică este cea medioatlantică. Are forma literei “S” şi trece prin insulele:
Islanda, Sf. Petru, Sf. Pavel, Ascension, Sf. Elena, Tristan da Cunha, iar spre nord dorsala se
prelungeşte în Oceanul Arctic prin lanţurile Mohns Atica şi Nansen, pierzându-se sub Asia în dreptul
fluviului Lena. În partea sudică a Atlanticului dorsala se arcuieşte către est, formând dorsala dintre
Antarctica şi Africa, se continuă cu dorsala din Oceanul Indian (dorsala Carlsberg); aceasta din urmă
trimite o prelungire nordică spre golful Aden iar spre sud şi sud-est o altă prelungire apare între
Australia şi Antarctica.
În Oceanul Pacific, dorsala se apropie de America centrală intră sub California unde este
marcată de falia San Andreas, reapărând la nord de aceasta, unde se pierde. Dorsala pacifică are o
ramificaţie în dreptul Insulei Paştelui către Chile, care, pe la sudul Americii de Sud se apropie de
dorsala atlantică.
Urmărind mersul longitudinal al dorsalelor şi mai ales al rifturilor se observă întreruperi laterale
marcate de falii transversale numite şi falii transformante datorate venirii lavei din interior care se
canalizează pe fracturi laterale riftului central. Pe aceste falii apar fricţiuni importante şi cutremure
puternice (fig. 34).
Distrugerea plăcilor, fenomenul de subducţie şi apariţia foselor oceanice.
Paralel cu formarea de litosferă nouă pe fundul oceanelor, în părţile opuse riftului, există zone
unde marginile cele mai vechi ale plăcilor se consumă prin coborâre în astenosferă unde se retopesc sau
se restrâng prin cutări în urma coliziunii cu placa vecină cu care vine în contact, deci la limita oceancontinent.
Ramurile descendente ale curenţilor de convecţie creează aici o serie de scufundări, în care este
atrasă pătura mai grea de tip oceanic – pătura bazaltică. În aceste gropi, latura cea mai veche a unei
plăci, împinsă mereu din spate, este suptă de curentul de convecţie şi cade lent în astenosferă, unde se
retopeşte. Fenomenul este denumit subducţie sau sucţiune. Cea mai evidentă zonă de subducţie a unei
plăci oceanice sub una continentală, se întâlneşte pe coasta pacifică a Americii; aici se formează
aproape toate fosele cunoscute azi, iar în faţa lor pe continent s-au cutat munţi străbătuţi de vulcani.
Fosele oceanice sau gropile abisale (fig. 34) ating adâncimi între 5000-11000 m şi late de cca
10 Km pe fund şi 100 Km în părţile superioare iar lungimea de 1000 Km. Sunt cunoscute 18 fose în
Oceanul Pacific, 2 în Oceanul Indian (Djawa şi Diamantina) şi una în Oceanul Atlantic (Puerto Rico).
Coborârea plăcii în subducţie se face pe un plan înclinat de 45° numit Benioff sub materia
continentală mai uşoară, provocând aici cutremure şi vulcanism (fig. 35).
Seismele sunt foarte puternice deoarece scoarţa fiind foarte veche a atins un maximum de
grosime şi este foarte rigidă.
Cutremurele care se produc în aria planului înclinat de 45° sunt la adâncimi mari în care
focarele ajung la 600-700 Km şi sunt foarte violente ca cele din Guatemala din anul 1976.
Sunt şi cutremure de adâncime medie la 75-300 Km adâncime în care focarele (hipocentrele) se
află la jumătatea planului înclinat. La suprafaţă le corespund o puternică activitate vulcanică; în faţa
fiecărei fose oceanice se află câte un arc de mari vulcani. Ei, se produc din cauza primelor topiri de
scoarţă care, prinse între blocurile rigide sunt expulzate la suprafaţă, prin falii sub formă de erupţii
vulcanice.
K Formarea munţilor în viziunea tectonicii globale la nivelul oceanului.
La întâlnirea a două plăci continentale sau una continentală cu una oceanică, are loc o ciocnire,
care cutează şi înalţă straturile de roci din marginea continentală, sub formă de munţi. Este cazul plăcii
americane (predominant continentală), care în deplasarea sa spre vest a întâlnit placa pacifică
(oceanică), cu o densitate mare peste care a înaintat, căutându-şi şi înălţându-şi marginile avansate sub
forma unu lanţ muntos de tip cordilieră. Uneori, în timpul deplasării, placa înregistrează rupturi prin
care se produc fenomene de vulcanism şi înălţări de ghirlande muntoase.
Un alt tip, este ciocnirea a două plăci continentale, ca de exemplu, înaintarea plăcii africane şi
indiene spre placa europeană şi asiatică şi formarea lanţului alpino-carpato-himalayan din cutarea
sedimentelor din Marea Tethys; în momentul ciocnirii plăcilor, întreaga scoarţă oceanică de pe fundul
Mării Tethys a fost consumată prin activitatea rifturilor şi subducţiei. Munţii rezultaţi în urma acestor
coliziuni se numesc şi munţi de coliziune (fig. 36).
Ei rezultă din sedimentele acumulate în geosinclinalul marin asupra căruia, presează din lateral,
plăcile continentale rezultând, treptat, închiderea oceanului şi producerea orogenezei.
Alte fenomene asociate dinamicii scoarţei sunt: erupţiile vulcanice şi formarea munţilor
vulcanici şi a altor forme de relief vulcanic, cutremure de pământ, mişcări epirogenetice.
K Vulcanismul cuprinde totalitatea fenomenelor şi proceselor rezultate în urma străpungerii
scoarţei de către topiturile magmatice din interiorul acesteia (astenosferă), inclusiv gazele fierbinţi care
însoţesc magma. Când aceste topituri nu-şi pot deschide drum către suprafaţă, ele se infiltrează în
stratele superficiale ale scoarţei, unde, prin consolidare, formează mase vulcanice intrusive. La apariţia
fisurilor deschise (rifturi înguste), magmele sunt expulzate la suprafaţă prin erupţie şi formează vulcani.
Vulcanii care erup continuu sau periodic prin produse vulcanice se numesc vulcani activi; în
urma erupţiilor vulcanice se formează reliefuri specifice de munţi vulcanici în formă de conuri uriaşe
cu cratere largi sau cu cratere înfundate în formă izolată sau şiruri de conuri, platouri vulcanice
rezultate din revărsarea lavelor bazaltice (cu conţinut mic de silice) peste pereţii craterului curgând şi
consolidându-se pe suprafeţe mari ca cele din Insulele Hawai, Islanda sau Podişul Decan din India.
Vulcanii, care după un timp oarecare şi-au încetat erupţia şi fenomenele legate de ea, poartă
numele de vulcani stinşi. Uneori, după intervale mari de timp, vulcanii stinşi pot deveni din nou activi.
Astfel, Vezuviul care era socotit de localnici un vulcan stins, a erupt în anul 79 d. Hr. cu atâta putere
încât a îngropat sub straturile de lavă şi cenuşă două oraşe, Pompei şi Herculanum; de atunci erupe în
mod periodic la intervale de cca 100 de ani.
Erupţiile submarine sunt foarte frecvente dar, observate în mică măsură, rămânând în general în
adâncul mărilor şi oceanelor. În mări puţin adânci sau chiar şi de-a lungul rifturilor la erupţii puternice,
materialele vulcanice se ridică deasupra apei formând insule de diferite dimensiuni.
Răspândirea vulcanilor pe Glob
Numărul total al vulcanilor activi în decursul timpurilor istorice a fost estimat la peste 500 iar al
vulcanilor stinşi la un număr foarte mare, de zeci de mii.
Marile zone vulcanice se suprapun, uneori, peste principalele regiuni seismice şi orogenice
(“Cercul de foc al Pacificului”) sau pe marile linii tectonice ale Globului (grabenele renan şi Estafrican).
Aria lor se poate grupa în patru provincii principale cu mai multe zone (fig. 37):
1. Provincia de foc a Pacificului cuprinde 78% din vulcanii activi şi include atât vulcani
continentali cât şi insulari.
a) Cercul de foc al Pacificului începe din Arhipelagul Aleutinelor, trece prin vestul Alaskăi,
Munţii Cascadelor, Sierra Nevada, Munţii Stâncoşi, Sierra Madre, Podişul Mexicului, Munţii Anzi,
apoi în Noua Zeelandă, insulele din Pacificul Vestic, Arhipelagul Nipon, închizându-se în Peninsula
Kamciatka. Cuprinde 76% din vulcanii Globului, având un caracter intens exploziv.
b) Zona intrapacifică înglobează toate insulele vulcanice din partea centrală a oceanului, plus
mulţimea de conuri vulcanice rămase sub nivelul apei. Majoritatea vulcanilor din Insulele Hawai,
Samoa, Galapagos, Tahiti, etc. prezintă lave bazaltice fluide, cu un grad de explozivitate mult mai
redus.
2. Provincia Atlantică
Include dorsala Atlanticului de-a lungul căreia se află: Insula Islanda, Insulele Azore, Insula
Ascension, Sf. Elene, Tristan da Cunha; mai lateral dorsalei, pe faliile transformante sunt: Insulele
Capului Verde, Insulele Canare, Fernando Pó, zonele vulcanice din Munţii Camerun, iar mai la nord,
din Irlanda şi Scoţia. Vulcanii de aici au caracter mixt.
3. Provincia Pontico-Mediteraneană
Include insulele vulcanice din regiunea Mărilor Mediterane şi din continentele limitrofe:
a) zona pontică cuprinde vulcanii din Munţii Caucaz, Munţii Elbrus, din podişurile înalte ale
Anatoliei şi Armeniei, din insulele situate în Marea Egee şi cei din arcul carpatic: Oaş, Gutâi, Ţibleş,
Căliman, Gurghiu, Harghita;
b) zona Mediteranei Europei: Insula Sicilia cu vulcanul Etna, Insulele Lipare (vulcanul
Stromboli), sud-vestul Italiei (Vezuviu), sudul Mării Egee (vulcanul Santorin).
c) zona Mediteranei americane vulcanii din Insulele Antile cum este vulcanul Mont Pelee din
Insula Martinica.
d) zona mărilor dintre SE Asiei şi Australia cu vulcanii din Arhipelagul Indoneziei.
4. Provincia Africii de Est şi a Orientului Apropiat
Se suprapune pe marile dislocaţii tectonice, la care se mai adaugă şi vulcanii stinşi din Insulele
Comore, Mascarene, etc. Marele sistem de fracturi din riftul Est-African, lung de 5000 Km, care se
continuă până în Asia Mică (Marea Moartă), este însoţit de impunătoare conuri vulcanice: Meru, 4566
m,, Virunga, 3740 m, Kilimandjaro, 5895 m etc., la care se adaugă întinse platouri vulcanice: Platoul
Etiopiei din care se înalţă câteva conuri vulcanice cum este Ras Daşan de 4620 m.
Vulcanismul dă naştere la reliefuri vulcanice specifice iar uneori, în ariile respective se pot
semnala şi anumite fenomene postvulcanice ca: emanaţii de mofete, fumarole şi iviri de ape
mineralizate ca cele din Carpaţii Orientali de la noi.
Importanţa economică a reliefului vulcanic constă în prezenţa minereurilor, a rocilor de
construcţie şi ape minerale.
Y Cutremurele de pământ (seismele)
Cutremurele sunt acumulări de mari energii de potenţial în scoarţa terestră care sunt eliberate
brusc sub formă de unde elastice (unde seismice, seismos în limba greacă însemnând zguduire).
Eliberările de energie se produc în momentul în care tensiunile la care sunt supuse rocile într-un
anumit spaţiu, depăşesc rezistenţa acestora la deformare producându-se astfel deformări ireversibile,
însoţite de o descărcare a tensiunilor. Ca urmare a degajării bruşte de energie în focar (hipocentru) are
loc o puternică compresiune a materiei, urmată de o dilatare, care determină o mişcare oscilatorie a
particulelor materiale din jur, mişcări ce reprezintă undele seismice.
Undele seismice se propagă în toate direcţiile, pornind din focarul localizat la diferite adâncimi
în scoarţă sau sub aceasta. Centrul acestui focar se numeşte hipocentru. În focar se produc o serie de
deformări ale stratelor de roci concretizate, în cazul cutremurelor foarte puternice, în falii, fisuri,
crăpături, decroşări, alunecări etc., care apar şi în afara spaţiului focarului. Pe măsura îndepărtării de
focar, energia undelor seismice se reduce treptat, prin faptul că o mare parte este consumată de frecările
interne.
Epicentrul este punctul de la suprafaţa Pământului care corespunde hipocentrului. Zona de la
suprafaţa scoarţei unde seismul se manifestă cu o intensitate maximă formează zona epicentrală.
Undele seismice reprezintă vibraţiile produse de energia mecanică declanşată în hipocentru şi
se transmit în toate sensurile în jurul acestuia.
Undele seismice sunt de trei feluri:
a) unde longitudinale date de vibraţiile moleculelor rocilor din scoarţă paralele cu direcţia lor
de propagare iar viteza lor variază în funcţie de rigiditatea mediului, de la 4-7 Km/s;
b) unde transversale sau secundare sunt unde de distorsiune cu perioadă şi amplitudine mai
mari decât primele şi reprezintă vibraţii ale rocii în plan perpendicular sau transversal pe direcţia de
propagare a undei. Au viteze de 2-4 Km/s şi provoacă la suprafaţă mişcări de trepidare.
c) unde ondulatorii sau superficiale sunt vibraţii în plan orizontal la suprafaţa Pământului,
rezultate din interferenţa în epicentru a undelor longitudinale şi transversale. Au viteze constante de 3,4
Km/s.
Cauzele cutremurelor sunt legate în principal de mecanismul de deplasare a plăcilor tectonice
care, la rândul lor, sunt puse în mişcare de curenţii de convecţie din astenosferă care apasă asupra
scoarţei. Cele mai puternice şi mai frecvente cutremure se produc în zonele de rifturi şi de coliziune
precum şi cele de subducţie.
Subducţia nu se produce nici continuu, nici lin, ci treptat, cu mişcări bruşte datorate rezistenţei
opuse de placa de deasupra generându-se astfel cutremure. Zguduiri se mai produc şi în momentul
ruperii bucăţilor din placa tectonică afundată în partea superioară a astenosferei.
După cauzele care le dau naştere se pot grupa astfel:
É cutremure de natură tectonică legate de aria rifturilor şi coliziunii plăcilor, fiind cele mai
frecvente pe Glob, cca 90%. Ele se produc atunci când suma energiilor acumulate progresiv de forţele
interne atinge limita rezistenţei rocilor, care cedează brusc, iar ruptura declanşează unde elastice ce
iradiază în toate direcţiile;
É cutremure de natură vulcanică ce preced sau urmează erupţiile vulcanice, în procent de
7%;
É cutremure locale, 3%, cauzate de prăbuşiri de stânci masive, tavanul peşterilor din zonele
carstice.
Aria geografică a seismelor (fig. 32):
Cercul de foc al Pacificului;
Zona dorsalelor medii-oceanice cu focare situate în valea rifturilor sau în dorsalele care îl
mărginesc;
Zona seismică a foselor oceanice asociată zonelor de subducţie generând cutremure de mare
magnitudine cu hipocentre situate la adâncimi între 20-700 Km pe un plan Benioff cu înclinări de 55º60º.
Zona seismică continentală urmăreşte desfăşurarea lanţurilor orogene tinere – AlpinoCarpato-Himalayan;
Zona Mediteranelor: Europeană, Americană, Asiatică;
Zona seismică a cutremurelor superficiale, fără vulcanism, unde plăcile se deplasează lateral
ca în cazul faliilor San Andreas situată la limita plăcilor Nord-Americană şi Nord Pacifică şi falia
Anatoliei.
Zonele relativ stabile ale vechilor scuturi continentale: Scandinavia, Groenlanda, estul
Canadei, nord-vestul Siberiei, Platforma Est-Europeană, vestul şi centrul Australiei, Indochina, partea
central-estică a Americii de Sud etc.
În România, cele mai puternice cutremure au focarul în zona Vrancei legate de orogenul
carpatic amplasat în aria de presiune a microplăcilor peste care se suprapune teritoriul ţării noastre:
microplaca dobrogeană în sud-est, microplaca platformei est-europene ce se subduce sub Carpaţii
Orientali, microplaca moesică în sud, microplaca transilovano-panonică în vest.
3.5.2. Relieful Terrei
Relieful Terrei este alcătuit dintr-un număr mare de forme care pot fi grupate urmărindu-se o
serie de criterii: mărime, geneză, structură, stadiu de evoluţie, etc.
Relieful planetar sau macroformele
Constituie cele mai mari forme care pot fi separate la nivelul planetei – continentele şi bazinele
oceanice – a căror dispunere şi formă se modifică odată cu structura litosferei. Ele se mai numesc şi
forme de ordinul I, rezultând în etape de sute de milioane de ani prin evoluţia dinamicii plăcilor.
Y Continentele reprezintă macroforme pozitive înconjurate total sau în cea mai mare parte de
apele bazinelor marine şi oceanice. Ocupă 29% din suprafaţa terestră fiind concentrate în deosebi în
emisfera nordică (39,4%) faţă de cea sudică (19%).
În structura continentelor sunt bine dezvoltate în diferite grosimi, toate păturile scoarţei, în bază
cea bazaltică, cea granitică cu mai mare dezvoltare, iar la exterior pătura sedimentară.
Y Oceanele, din punct de vedere geografic, reprezintă marile depresiuni ale scoarţei umplute cu
apă. Împreună cu mările continentele ocupă 71% din suprafaţa terestră. Scoarţa oceanică este alcătuită
din pătura bazaltică. Doar la periferie apar areale din masă granitică sau sedimentară de grosimi reduse.
Cauzele care au dus la formarea de bazine oceanice şi mase continentale, ca şi timpul când a început
procesul de separare sunt încă relativ cunoscute. În acest domeniu s-au emis mai multe ipoteze.
Ipoteza translaţiei continentelor emisă de Alfred Wegener în 1912, susţine deriva
continentelor începută cu un continent iniţial care se deplasa spre vest, în sens invers mişcării de
rotaţie, rămânând în urmă faţă de aceasta şi fragmentându-se; o altă deplasare a lor s-a făcut dinspre
poli spre ecuator, datorită forţei centrifuge mai mari în zona centrală a Pământului. De aici ar fi rezultat
şi compartimentarea Oceanului mondial în mai multe bazine.
Argumentele sale s-au bazat pe:
Á îmbinarea aproape perfectă a coastelor de vest ale continentului Euro-African cu ţărmul estic
al celor două Americi;
Á elemente fosile de plante şi animale din America de Sud, Africa, Madagascar, India şi
Australia prezintă multe asemănări (fig. 38);
Á aceleaşi similitudini se remarcă şi la seriile stratigrafice vechi dintre continentele desprinse,
de unde concluzia sa cu privire la existenţa unui singur continent iniţial, denumit de el Gondwana;
Á urmele glaciaţiunilor vechi dovedesc apariţia şi dispariţia simultană pe un continent unitar;
Á măsurătorile repetate efectuate între două staţiuni din Europa şi America, par a indica în
prezent o distanţare uşoară (de până la 1 m pe an) între cele două continente.
O serie de cercetări recente aduc noi argumente cu privire la unitatea veche a unor continente.
Y Evoluţia Pământului în concepţia dinamicii (tectonicii) globale
După structurarea internă a Terrei se presupune că au apărut curenţi convectivi de materie
cauzaţi în special de diferenţele termice din interiorul mantalei şi exteriorul ei. Odată cu formarea
scoarţei sialice sau continentale şi concentrarea elementelor grele spre nucleu, se asigura o protecţie
pentru căldura radioactivă ce se năştea prin dezagregările din interior.
Diferenţa de temperatură între substratul de sub continente şi cel de sub oceane, devine
generatoare de curenţi de convecţie care se grupau treptat în celule de convecţie. La fiecare apariţie a
celulei de convecţie se produceau derive în diferite sensuri care reuneau sau fărâmiţau continente, se
deschideau noi oceane, altele se închideau.
În această viziune, cu circa 200 milioane de ani în urmă, respectiv la începutul
mezozoicului, continentele erau practic unite, ca în teoria lui Wegener, într-un supercontinent, Pangaea
înconjurat de un ocean unic, Panthalasa (fig. 39).
În triasicul mediu (cu 135 milioane de ani în urmă), supercontinentul a fost fragmentat pe
direcţia est-vest, de către Marea sau Oceanul Tethys, în două: Gondwana, în sud şi Laurasia, în nord.
Ulterior, cu închiderea treptată a Mării Tethys, începe deschiderea riftului Atlanticului la
începutul jurasicului, care împinge spre est Eurasia şi spre vest cele două Americi.
Restul Gondwanei se fărâmiţează în etapele următoare, din care se conturează Africa şi apoi
India şi Madagascarul care au înaintat într-un timp scurt spre nord-est.
În paleogen (cu cca 80 milioane de ani în urmă), s-a individualizat Groenlanda de America şi
Australia de Antarctica.
La sfârşitul paleogenului, Marea Tethys era închisă în urma deplasării Africii spre placa
Europei şi a scutului Indiei spre placa Asiei, proces început din cretacic, care a condus şi la orogeneza
Alpino-Himalayană. Teoria dinamicii plăcilor argumentează reciclarea şi reînnoirea scoarţei oceanice
şi vârsta ei relativ nouă. În acest proces ciclic-evolutiv şi autoîntreţinut prin ieşirea de lavă nouă şi
retopirea scoarţei oceanice prin subducţie în urma coliziunii, materia continentală de tip sialic rămâne
în permanenţă la suprafaţă.
Măsurătorile de vârste absolute, indică pentru scoarţa oceanică vârsta rocilor de 200 milioane
ani, în timp ce, nucleele vechi continentale ajung la 3-4 miliarde de ani.
Alţi autori (Kumazawa, Maruyama, 1994) explică procesul dinamicii scoarţei pe baza formării
unor imense celule convective pe toată grosimea mantalei, în care rolul de control îl deţin doi factori:
“procesul de acumulare a materiei oceanice subduse la limita de 670 Km şi curenţii reci,
descendenţi, întreţinuţi periodic pe colapsul gravitaţional”
Colapsul gravitaţional, spre baza mantalei inferioare, atrage după sine un curent descendent ce
activează ramurile respective ale celulelor convective din astenosferă. Fluxul ascendent corespunzător,
se ramifică treptat spre mantaua superioară, generând în astenosferă mai multe braţe secundare
ascendente, care întreţin procesul de expansiune a fundului oceanic.
Evoluţia îndelungată a continentelor a făcut posibil ca pe lângă vechile scuturi rigide şi
aplatizate să se “sudeze” noi lanţuri muntoase (zone de orogeneză), cu vechime şi grad de fragmentare
diferit.
Tabelul nr. 1 Principalele date morfometrice ale continentelor:
Denumirea
Asia
Africa
America de Nord
America de Sud
Antarctida
Europa
Australia (Oceania)
Suprafaţa mil.
Km p
44,4
29,8
24,4
17,8
12,5
10
8,9
Înălţime
medie (m)
960
750
720
590
2200
340
340
Înălţime maximă (m)
8848 vf. Everest
6010 vf. Kilimandjaro
6187 vf. Mc. Kinley
7035 vf. Aconcagua
4572 vf. Martam
4807 vf. Mont Blanc
2234 vf. Kosciusko
Tabelul nr. 2 Principalele date morfometrice ale bazinelor oceanice
Denumire
Pacific
Atlantic
Indian
Arctic
Suprafaţa mil.
Km.p.
179,24
92,02
76,16
14,91
Adâncime
medie
4282
3926
3960
1500
Adâncime maximă (m)
11022 Gr. Marianelor
8385 Gr. Puerto Rico
7450 Gr. Jawei
5449 Gr. Spitzbergen
Relieful major sau mezoformele de relief
Relieful major se suprapune celui anterior, fiind specific pe cele două medii: continente
(lanţuri muntoase, dealuri, podişuri, câmpii) şi oceane (dorsale, gropi abisale, vulcani, praguri de tip
horst situate între faliile perpendiculare pe rift – falii transformante).
Aceste forme de relief cu toate că au dimensiuni mai mici comparativ cu formele planetare, îşi
au originea tot în mecanismul plăcilor, în procesele ce au loc pe fâşiile marginale plăcilor tectonice.
Aici se localizează şirul vulcanilor activi, hipocentrele seismice, apar lanţuri muntoase, iar în sectoarele
opuse, gropile abisale. În domeniul continentelor se individualizează:
H Lanţurile muntoase reprezintă sisteme de munţi individualizate în lungul geosinclinalelor pe
parcursul sutelor de milioane de ani, ocupând suprafeţe extinse cu lungimi de sute şi mii de Km, lăţimi
de 50-300 Km şi înălţimi de 1000-8000 m.
Orogenezele mai noi care au dat lanţuri muntoase ce se menţin la zi sunt: caledonică, hercinică,
alpină.
a) Sistemul caledonic a apărut în prima parte a paleozoicului (silurian) şi a durat peste 200
milioane de ani. Se identifică în Scandinavia de vest (Alpii Scandinaviei), Scoţia, Ţara Galilor din
Marea Britanie, nordul Munţilor Appalachi din S.U.A., etc. Cei mai mulţi au aspectul de platformă cu
excepţia Alpilor Scandinaviei, care au fost înălţaţi sub formă de masiv muntos până la 2500 m, ca
reflux al mişcărilor alpine.
b) Sistemul hercinic (după numele latin al Munţilor Harz din Germania – Hercynia silva), s-a
format ca lanţuri de munţi în a doua parte a erei paleozoice (carbonifer), cu cca 340 milioane de ani în
urmă şi a durat până la transformarea sa în peneplenă (timp de cca 120 milioane de ani).
În Europa, aria geografică a lanţului hercinic s-a extins începând din Europa de Vest şi centrală
până în Dobrogea de nord, apoi în estul continentului, în Munţii Ural şi mai departe în Asia centrală. În
prezent se pot identifica numai ca masive uşor alungite sau izolate: Masivul Central Francez, Podişul
Ardeni, Munţii Vosgi, Munţii Pădurea Neagră, Podişul Vestfalo-Renan, Podişul Boemiei, Podişul
Malopolska, Meseta Spaniolă, Masivul Dobrogei de Nord. În urma proceselor de peneplenizare , apar
ca fundamente de platformă ale unor câmpii sau platouri joase cum sunt: Bazinul Parizian, Câmpia
Germano-Poloneză etc. În estul Europei, Munţii Ural au aspectul unui masiv uşor alungit şi izolat iar în
Asia Centrală sunt Munţii Altai şi Tianshan.
În alte continente mai apar în nord-vestul Africii printr-un segment din Munţii Atlas, Munţii
Appalachi în estul Americii de Nord, respectiv în S.U.A., partea estică, în estul Australiei, Munţii Alpii
Australieni.
c) Sistemul alpin este cel mai nou şi a început să se formeze cu circa 200 milioane de ani în
urmă la începutul mezozoicului, iar înălţările sub formă de munţi au început de la sfârşitul
mezozoicului, respectiv din cretacic, prin mai multe faze (austrică, laramică), definitivându-se în
neogen cu prelungire până la începutul cuaternarului printr-o succesiune de faze noi (stirică, savică,
moldavă, atică, rhodanică, valahă, pasadenă). Se identifică pe teritoriul Europei şi Asiei prin marele
lanţ Alpino-Carpato-Himalayan, în care se intercalează Balcanii, Munţii Caucaz iar în Asia, Munţii
Pontici, Munţii Taurus, Munţii Elbrus (din Peninsula Asia Mică) culminând cu Himalaya din care, o
serie de ramificaţii se extind până în arhipelagul Indoneziei; spre nord-estul Asiei, alte lanţuri se succed
până în Peninsula Kamciatka.
În Africa de nord-vest sunt Munţii Atlas iar în America de Nord, Sistemul Stâncoşilor dublaţi
de o serie de culmi pe latura vestică, alcătuind Cordilierii ce se continuă prin America Centrală cu
Anzii din America de Sud.
În prezent numai sistemele de tip alpin apar ca adevărate lanţuri muntoase ce se întind pe
lungimi mari cum sunt: Cordilierii de peste 8000 Km, Anzii de peste 7000 Km, Himalaya de 2500 Km,
Carpaţii cu 1300 Km, Alpii cu 1200 Km.
Înălţimile lor sunt variabile: în Himalaya se află cele mai mari înălţimi planetare (13 vârfuri de
peste 8000 m) iar Chomolungma sau Everest are 8848 m – altitudinea maximă terestră; în Anzi sunt 17
vârfuri de peste 6000 m, între care Aconcagua, 7035 m, două vârfuri la peste 6000 m în Cordilieri, între
care, cel mai înalt, Mc. Kinley, 6193 m.
În Europa, în Alpi, zece vârfuri ce depăşesc 4000 m, cel mai înalt fiind vf. Mont Blanc de 4807
m iar în Munţii Caucaz, vârful Elbrus de 5633 m.
În Africa sunt trei vârfuri la peste 5000 m – Kilimandjaro cu 6010 m, vf. Kenya cu 5199 m şi
Ruwenzori cu 5109 m; În Australia, cel mai înalt vârf este Kosciusko de 2234 m.
a) Elementele caracteristice muntelui (lanţului mintos):
à înălţimi de peste 1000 m;
à văile principale care-i străbat au adâncimi de peste 500 m, separând culmi înguste cu creste şi
versanţi abrupţi;
à sunt alcătuiţi din roci variabile dar, în funcţie de vechimea munţilor, predomină cele
cristaline şi eruptive la munţii vechi din paleozoic şi cele sedimentare şi cristaline în cadrul lanţurilor
alpine;
à densitatea fragmentării este ridicată (fiind dată de lungimea liniară a văilor raportată la
suprafaţă (Km/Km2).
Lanţurile muntoase (munţii) se pot clasifica după mai multe criterii:
Y după altitudine:
à munţi joşi în jur de 1000 m;
à munţi cu înălţime medie (1000-2000 m);
à munţi înalţi între 2000-4000 m;
à munţi foarte înalţi la peste 4000 m.
Y după modul de formare:
Ãmunţi de cutare;
à munţi-bloc rezultaţi din munţii vechi fragmentaţi tectonic şi reînălţaţi;
à munţi vulcanici rezultaţi în urma erupţiilor vulcanice.
Y după vârstă:
à munţi vechi (caledonidele, hercinidele);
à munţi tineri (alpinidele).
b) Masivele muntoase
Reprezintă masive izolate care provin din munţii vechi şi foarte vechi care au fost peneplenizaţi
şi fragmentaţi în blocuri, care ulterior au suferit ridicări pe mai multe sute de metri.
Caracteristici:
à înălţimile sunt în jur de 1000-1500 m;
à interfluviile au suprafeţe plane destul de extinse;
à Frecvenţa versanţilor abrupţi datorită rocilor dure;
à prezintă socluri cristaline relativ unitare;
à la periferie nu prezintă unităţi intermediare de tipul dealurilor.
Exemple de masive muntoase hercinice: Masivul Central Francez, Munţii Pădurea Neagră,
Podişul Boemiei, Munţii Vosgi.
c) Podişurile şi dealurile
Sunt forme de relief intermediare între munte şi câmpie atât după altitudine cât şi modul de
formare. Înălţimea lor este între 300-1000 m şi au provenit din modelarea munţilor, fie din ridicarea şi
fragmentarea câmpiilor. Podişurile se caracterizează prin:
à adâncimea fragmentării de 100 m (diferenţa de înălţime dintre fundul văilor şi cumpenele
apelor);
à interfluviile au aspectul de poduri relativ netede.
& Grigore Posea distinge mai multe tipuri de podişuri după geneză:
à podişuri structurale – în regiunile cu structură tabulară sau monoclinală, unde stratul superior
este alcătuit din roci rezistente la eroziune, iar podurile interfluviale sunt sub formă de platouri, ca de
exemplu – Podişul Colorado;
à podişuri de acumulare care au aspectul unor acumulări piemontane înalte, cum este Podişul
Getic;
Y După altitudine pot fi:
à podişuri înalte la peste 1000 m altitudine (Podişul Pamir);
à podişuri de altitudine medie, 500-1000 m;
à podişuri joase, sub 500 m.
Y După alcătuirea geologică sunt:
à podişuri sedimentare (Pod. Getic);
à podişuri vulcanice (Pod. Decan);
à podişuri din roci cristaline (Pod. Casimcei).
d) Dealurile reprezintă un relief mult mai fragmentat în care văile sunt mult mai numeroase cu
versanţi destul de abrupţi.
În funcţie de mai multe criterii se disting mai multe tipuri de dealuri:
K după geneză:
à dealuri rezultate prin procese de cutare, cum sunt Dealurile Subcarpatice
à dealuri formate prin fragmentarea unui podiş, ca cele din Transilvania.
K după altitudine:
à dealuri joase la altitudini de 200-400 m;
à dealuri mijlociii, 400-600 m;
à dealuri înalte, la peste 600 m.
K după alcătuirea petrografică sunt:
à măguri vulcanice;
à măguri cristaline;
à dealuri sedimentare.
e) Câmpiile
Constituie forme de relief până la altitudinea de 300 m şi se caracterizează prin:
à netezime;
à dimensiuni mari ale podurilor interfluviale numite şi câmpuri;
à densitatea fragmentării este redusă sub 100 m;
à văile nu au versanţi, ci numai maluri.
K După geneza lor (Gr. Posea) pot fi:
à câmpii piemontane, rezultate din îngemănarea mai multor conuri aluviale (Câmpia Piteştilor,
C. Ploieştilor, etc.);
à câmpii de glacis care apar la contactul cu dealurile ca cele de la poalele Subcarpaţilor
Curburii, a Munţilor Zarand prin acumulări coluvio-proluviale;
à câmpii fluvio-lacustre rezultate prin colmatarea unor lacuri şi au aspect neted în care stratele
au dspoziţie paralelă sau uşor înclinată, de unde şi numele de câmpii tabulare, cum este Câmpia
Bărăganului;
à câmpii de subsidentă în regiunile care suferă o lăsare continuă iar procesul de formare este
acumularea de către râuri; sunt netede cu pânza freatică aproape de suprafaţă unde revărsările şi
inundaţiile au frecvenţă mare; exemplu: Câmpia Siretului Inferior, C. Gherghiţei, C. Crişurilor din
vestul ţării etc.
à câmpii de nivel de bază – au rezultat prin acumulări bogate de materiale fine în zonele de
vărsare ale fluviilor în mare. Se extind repede când platforma litorală este largă cu adâncimi mici iar
debitul solid al râurilor este bogat şi nu se produc maree, excepţia perimării.: câmpiile din nordul Mării
Caspice, din estul Chinei, din jurul lacurilor Aral, Ciad etc;
à câmpiile glaciare şi fluvioglaciare (numite “sandre”) sunt formate la marginile calotelor
glaciare. Prin topirea masei de gheaţă rămâne un relief de acumulare cu denivelări format din morene şi
conuri de nisip dezvoltate de torenţii subglaciari;
Ãcâmpii de loess – rezultă din acumularea loessului pe grosimi mari ca în estul Chinei;
à câmpii de eroziune rezultate prin erodarea în milioane de ani a unor masive muntoase; sunt
uşor denivelate cu martori de eroziune (inselberguri); se mai numesc şi peneplene în climatul temperat
şi pediplene când evoluează în climat arid.
Relieful bazinelor oceanice. Formele de relief aici, sunt mult mai moderate în comparaţie cu
cele continentale, dar au dimensiuni foarte mari.
K Platforma continentală denumită şi prispa continentală, şelf sau platforma litorală se
desfăşoară la marginea bazinelor oceanice şi marine la contactul cu uscatul. Ea coboară până la -180 m
sau -200 m iar uneori, la –400 m. În dreptul ţărmurilor înalte apare aproape brusc iar la cele joase, pe
distanţe foarte mari de la zeci de Km până la cca 1500 Km în Oceanul Arctic. Structural este alcătuită
din pătura granitică şi sedimentară datorită acumulărilor fluvio-maritime. Reprezintă 7% din suprafaţa
oceanelor.
K Abruptul continental, denumit şi taluzul sau povârnişul continental se desfăşoară de la –
200 m la –2000 m iar uneori până la –4000 m, pe o lungime de mai mulţi Km şi cu o pantă abruptă
ocupând 23% din suprafaţa Oceanului Planetar. Corespunde sectorului de trecere de la domeniul
continental la cel oceanic, marcat şi el de o serie de falii sau unele flexuri. Pe el sau la baza sa se
dezvoltă un microrelief de canioane submarine sau chiar acumulări de tip piemontan numite şi glacisuri
submarine.
K Platourile submarine sunt regiuni relativ plane la adâncimi de – 3000 m până la –4000 m
care domină câmpiile abisale prin pante accentuate.
K Câmpiile abisale reprezintă regiunile joase ale oceanelor la adâncimi de sub –4000 m.
Ocupă 29,7% din suprafaţa terestră şi 40,0% din relieful submers (Gr. Posea, 1987). Au pantă foarte
redusă şi sunt formate din bazalte dar şi dintr-o pătură subţire de sedimente formate din cenuşă
vulcanică, materiale organogene etc. Uneori apar şi munţi izolaţi de natură vulcanică.
K Dorsalele submarine se desfăşoară frecvent în partea centrală a oceanelor. În partea mediană
sunt străbătute de rift cu lăţimi de 20-80 Km prin care topitura bazaltică din atmosferă ajunge în ocean.
Munţii laterali au rezultat din consolidarea magmei dar şi din presiuni laterale iar uneori, vârfurile
ajung deasupra nivelului oceanic formând insule. Se precizează că lungimea totală a dorsalelor
depăşeşte 80.000 Km.
K Fosele abisale sau gropile abisale reprezintă 1% din suprafaţa bazinelor şi corespund
adâncimilor foarte mari din zonele de subducţie a plăcilor unde apar şi sectoarele cu activitate seismică
şi vulcanică. Au lungimi de până la 1000 Km şi lăţimi de zeci de Km. Circa 20 de gropi abisale au
adâncimi de peste 6500 m iar cea mai adâncă este Groapa Marianelor de 11022 m la est de Filipine.
Toate aceste forme majore planetare se înscriu ca trepte evidente în ansamblul cursei hipsometrice a
Pământului.
Relieful mediu şi minor
Formele de relief mediu şi minor sunt rezultatul agenţilor care acţionează asupra reliefului
major printr-o suită de procese de eroziune, transport şi acumulare din care evoluează alte forme de
relief cu specific determinat de agentul dominant care l-a creat: relief fluviatil, litoral, glaciar în care
apa are acţiune dominantă.
Caracteristic pentru Terra devine relieful care lipseşte pe celelalte planete.
Acţiunea agenţilor, intensitatea proceselor şi microrelieful creat depind de variaţia elementelor
climatice în latitudine cât şi în altitudine.