Pamant - geologie planetara

Pamant

1. Introducere

Pamantul este a treia planeta de la Soare si a cincia ca marime.

Orbita: 149.600.000 Km (de la Soare);

Diametrul: 12.756,3 Km;

Masa: 5,9736 x 10²⁴Kg.

Planeta Pamant este singura planeta a carei nume nu provine de la mitologia romana. In mitologia romana, zeita Pamantului a fost Tellus, care reprezenta fertilitatea pamantului. In limba greaca, Gaea era mama Pamantului, avand si numele de "terra mater".

Pentru prima data, in secolul XVI Copernic a formulat teoria heliocentrica, in care Pamantul era considerat una dintre planetele Sistemului Solar.

Pamantul are densitatea cea mai mare dintre planetele Sistemului Solar. Celelalte planete terestre au structuri si compozitii similare, cu urmatoarele diferente: comparativ cu diametrele lor, Luna are nucleul mai mic, iar Mercur mai mare; mantaua este mai subtire la Marte si Luna, iar Mercur si Luna nu au definita scoarta din punct de vedere chimic. Se pare ca Pamantul este singura planeta din Sistemul Solar care are nucleu exterior si interior.

Cum s-a format Pamantul, de fapt?

In 1755, filozoful german Immanuel Kant, in lucrarea sa "Istoria generala a naturii si teoria cerului", prezenta fenomenul astfel: un nor urias de gaze in rotatie, similar sistemului nostru planetar, s-ar fi racit si comprimat treptat. Datorita acestei compresii, centrul s-ar fi incins, devenind Soarele primordial, cu o viteza de rotatie tot mai mare. Fortele centrifuge puternice ar fi azvarlit mereu materie, care s-ar fi transformat ulterior in planete si sateliti. Kant ne preciza si durata in timp a acestui proces: "Au trecut, poate, milioane de ani si secole", - deci sute de milioane de ani - "pana cand sfera naturii formate, in care ne aflam si noi, sa fi cucerit perfectiunea pe care o are ea astazi". Matematicianul francez Pierre Simon de Laplace (1749-1827) si-a insusit ideile lui Kant, le-a dezvoltat si le-a publicat in 1796.

Timp indelungat, ipoteza Kant-Laplace a trecut drept autoritate in materie, pana cand, la jumatatea secolului XIX, verificand relatiile, oamenii de stiinta au fost nevoiti sa recunoasca ca nu erau exacte! Daca ipoteza Kant-Laplace ar fi fost justa, Soarele ar fi trebuit sa se roteasca de 200 de ori mai repede! .

Incepand cu anii '30 ai secolului XX, "ipoteza catastrofica" (1917) a astronomului englez James Jeans a gasit un ecou puternic in randul oamenilor de stiinta. Dupa aceasta ipoteza, cu multe miliarde de ani in urma, un Soare strain s-ar fi apropiat intamplator, pe traiectoria sa, atat de tare de propriul nostru Soare, incat "strainul" a reusit sa smulga, datorita fortei sale de atractie, mase incandescente din corpul Soarelui care, ramase pe traiectorii proprii in jurul Soarelui, s-au racit cu timpul si au condensat, formand planetele de astazi. Aceasta "ipoteza a intalnirii" era de natura sa explice destul de concludent fenomenul; defectul ei consta tocmai din acea "aproape-ciocnire" cosmica, care, in conditiile golului imens al Universului, este foarte putin probabila.

Daca o solutie definitiva nu exista, exista una care pare a fi cea mai probabila. Astrofizicianul german Carl Frierdrich von Weizsäcker a pornit, in cercetarile sale, de la esenta vechii ipoteze a lui Kant, dupa care haosul primordial ar fi constat dintr-un nor de gaze urias: aproximativ 80% hidrogen, aproximativ 20% heliu precum si urme ale unor elemente grele. Aceasta nebuloasa primordiala haotica, din care este compusa, de altfel, toata materia interstelara, s-a comprimat sub influenta fortelor gravitationale reciproce. S-au format, astfel, curenti neregulati si turbionari de rotatie. Norul de gaze crestea tot mai mult si pana la urma a format o sfera aplatizata, a carei margine a luat o forma lenticulara. Cand forta centrifuga a ajuns sa depaseasca in intensitate forta de atractie, cateva turbioane s-au smuls din masa marginala lenticulara si, cu timpul, au devenit planetele noastre de astazi. Din masa principala s-a format Soarele. Potrivit acestei teorii, care mai tarziu a fost completata si reformulata de sovieticul O.J.Schmidt si de englezul Fred Hoyle, toate planetele s-ar fi nascut "reci". In favoarea formarii Pamantului pe cale rece pledeaza compozitia chimica a planetei noastre, care nu a putut fi niciodata mai fierbinte decat cu cateva grade Celsius. Procese de transformare nucleara - cum au loc si acum in Soare - nu s-au putut produce in cazul planetelor primordiale din cauza masei lor foarte reduse. Ele s-au incalzit, insa, comprimandu-se. Gazele usoare, ca heliul si hidrogenul, s-au evaporat si s-au volatilizat in Univers. Aceasta incalzire a fost accelerata in cazul planetelor mai apropiate de Soare - deci si in cazul Pamantului - de Soarele care devenea tot mai fierbinte. In timp ce gazele se scurgeau in Univers, ponderea relativa a particulelor de pulbere din nebuloasa primordiala crestea tot mai mult, tot mai des lipindu-se una de alta. Particulele mici deveneau farame tot mai mari, care prin forta lor puternica de atractie atrageau tot mai mult si tot mai rapid alte particule de pulbere.

Savantii sustin ca acest proces s-a desfasurat acum 5 - 6 miliarde de ani si a durat multe milioane de ani. Faza finala, atragerea numeroaselor particule mici de catre una mai mare, s-a desfasurat relativ repede, in numai 80.000 - 100.000 de ani. Acesta a fost embrionul Pamantului de mai tarziu. O ipoteza presupune ca urme ale acestei faze finale a formarii Pamantului se gasesc pe Luna, fiind tocmai gramezile de sfaramaturi care se intalnesc pretutindeni pe suprafata selenara.

Suprafata Pamantului este foarte tanara. In ultimii 50 de milioane de ani, eroziunea si procesele tectonice au distrus si refacut cea mai mare parte din suprafata Pamantului, eliminand rand pe rand relieful care s-a succedat in decursul erelor geologice. Varsta Pamantului este de aproximativ 4,5 miliarde de ani. Cea mai veche roca cunoscuta are 4 miliarde de ani. Fosilele si organismele vii descoperite atesta ca viata a aparut pe Pamant acum 3,9 miliarde de ani.

O mare parte din suprafata terestra este acoperita cu apa. Pamantul este singura planeta in care apa exista la suprafata in forma lichida, fiind esentiala pentru viata. Capacitatea de inmagazinare a caldurii pe care o au oceanele mentine temperatura Pamantului relativ stabila.

Atmosfera terestra este alcatuita din: 77% azot, oxigen 21%, argon, bioxid de carbon si apa. In timpul formarii Pamantului, cantitatea de bioxid de carbon era, probabil, mai mare. O parte din aceasta cantitate a fost incorporata in roci, o alta fiind dizolvata in oceane si consumata de plante. Cantitatea de bioxid de carbon existenta in prezent in atmosfera este foarte importanta pentru mentinerea unei temperaturii la suprafata Pamantului care sa amelioreze efectul de sera.

Prezenta oxigenului liber in atmosfera este importanta in producerea si mentinerea proceselor biologice.

Interactiunea Pamantului cu Luna incetineste rotatia Pamantului. Primul si cel mai important argument pentru sustinerea incetinirii lente a rotatiei Pamantului este de esenta pur mecanica si se refera la efectul frecarii intre invelisul gazos, atmosfera si corpul solid al invelisului terestru. Un al doilea argument este dat de efectul mareelor. Calculele executate au condus la precizarea ca fiecare zi s-a lungit cu 2 sec/10ani; de aici rezulta ca la inceputul Cambrianului, acum aproape 600 milioane de ani, ziua dura aproximativ 21 de ore.

Pamantul are un camp magnetic redus, acesta fiind produs de curentii electrici aflati in exteriorul nucleului. Interactiunea dintre vantul solar, campul magnetic si atmosfera Pamantului produc fenomenul cunoscut sub denumirea de "aurore boreale". Variatiile acestor parametri determina miscarea polilor magnetici. Campul magnetic al Pamantului in interactiune cu vantul solar produce centurile de radiatie Van Allen, inele de gaz ionizat sau plasma.

Pamantul are un singur satelit natural, Luna.

In jurul Pamantului sunt plasati pe orbite mii de sateliti artificiali.

2. Miscarile globului terestru

Miscarile principale executate concomitent de Pamant sunt:

o      miscarea de rotatie in jurul axei proprii;

o      miscarea de revolutie in jurul Soarelui;

o      miscarea de precesie;

o      miscarea de nutatie a axei de rotatie

2.621.1. Miscarea de rotatie in jurul axei proprii este executata de Pamant in 23h56min4,09sec (numita zi siderala), in timp ce perioada de 24 de ore corespunde unei durate medii a rotatiei complete in raport cu Soarele. Sensul de rotatie este de la vest spre est. Axa de rotatie face un unghi fata de ecliptica (planul care cuprinde asa numitul "cerc mare al sferei ceresti") de 66,5 si este inclinata cu 23,5 fata de normala la acest plan.

Viteza de rotatie este diferita de la punct la punct pe suprafata planetei. La ecuator, unde circumferinta este de circa 40.000 de Km, viteza unui obiect de pe suprafata planetara va fi de 1.700 Km/h. In lungul paralelei de 60, viteza scade la 850 Km/h, iar la poli devine nula. Simturile omului nu sesizeaza viteza de rotatie datorita desfasurarii sale aproape perfect constanta si a lipsei unui reper fix aproape de Pamant. Din miscarea de rotatie decurge o consecinta geodinamica deosebit de importanta: nasterea fortei centrifuge, care este maxima la ecuator si devine nula la polii geografici.

Dintre consecintele de ordin geodinamic asociate fortei centrifuge, citam:

o      turtirea Pamantului solid la poli si umflarea in zona ecuatoriala;

o      producerea fortei sau acceleratiei Coriolis care impune devieri spre vest corpurilor care se deplaseaza in lungul unui meridian dinspre poli spre ecuator si devieri spre est celor in miscare spre poli, devieri materializate prin: migrarea albiilor cursurilor de ape in directiile constante ale vanturilor alizee (de la nord-est spre sud-vest in emisfera nordica si de la sud-est spre nord-vest in emisfera sudica), circulatia unor curenti oceanici si chiar distributia faliilor de transformare.

Rotatia Pamantului individualizeaza zilele si noptile, introducand prin aceasta o ciclicitate, la fiecare 24 de ore, a unui sir de fenomene fizice, cum ar fi: partea variabila diurna a campului geomagnetic, distributia energiei termice prin radiatia solara, variatia luminii pe suprafata planetara.

2.2. Miscarea de revolutie are loc in jurul Soarelui, in lungul unei orbite de forma usor eliptica. Se desfasoara simultan cu mixarea de rotatie si cu viteze de revolutie variabile, iar deplasarea are caracter de translatie. Orbita terestra are o lungime de 920x10Km si este foarte putin turtita. Din cauza formei eliptice a orbitei, distanta Pamant - Soare este variabila. Intervalul de timp al unei revolutii complete este de 365 de zile, 6 ore, 9 minute si 11 secunde.

Soarele se afla intr-unul din focarele elipsei descrisa de Pamant. Intervalul de timp corespunzator unei revolutii complete a Pamantului in jurul Soarelui se numeste an.

Miscarea de revolutie individualizeaza anotimpurile, fenomenul datorat inclinarii axei sale de rotatie. In lungul orbitei, Pamantul ocupa patru pozitii caracteristice, numite: solstitiu, echinoctiu, periheliu si afeliu.

2.3. Miscarile de precesie si de nutatie ale axei de rotatie a Pamantului

Ecuatorul Pamantului oscileaza datorita unui efect gravitational combinat, provenind din atractiile Soarelui si Lunii asupra proeminentei ecuatoriale a planetei cu o grosime de circa 20 Km si concomitent, actiunea celorlalte planete modifica pozitia orbitei terestre. Efectul rezultant al cuplurilor formate de Soare - Luna pe de o parte si rotatia diurna a Pamantului in jurul axei polilor pe de alta parte, da Pamantului o miscare de sfarleaza, miscare in care axul descrie un con in jurul elipticii, avand varful in centrul planetei. Unghiul conului are o deschidere de 47. Urma deplasarii polului nord ceresc printre constelatii, drum efectuat intr-un interval de 25.725 de ani, timp cat dureaza o inchidere completa a conului de precesie, este numita "miscarea de precesie".

Fenomenul astronomic de nutatie (in latina "oscilatie") consta dintr-o serie de oscilatii cu perioade diferite, mai lungi sau mai scurte, ale axei de rotatie a Pamantului, in jurul pozitiei definita de fenomenul de precesie. Nutatia se datoreaza, in principal, efectelor periodice produse de Luna si Soare asupra ecuatorului terestru, precum si unor efecte dinamice din nucleul fluid al Pamantului, efecte provocate de mareele terestre.

Miscarea de nutatie produce o oscilatie periodica ecuatorului. Suprapunerea efectului de nutatie peste efectul precesiei face ca axa polilor sa descrie o suprafata unduita a conului fix. Schimbarea pozitiilor relative ale Soarelui, Lunii si Pamantului produce asupra ecuatorului o serie de nutatii cu perioade diferite.

3. Forma Pamantului

Pamantul nu este perfect sferic. Datorita miscarii de rotatie, el este usor turtit la poli si bombat in zona ecuatorului. Geoidul este un corp geometric marginit de suprafata de nivel care coincide cu suprafata medie a Oceanului planetar, cand apele acestuia sunt in perfect echilibru. Aceasta suprafata de nivel este orizontala in fiecare punct, iar normala se confunda cu directia verticalei locului. De aceea, figura geoidului depinde de directiile verticalelor pe fiecare punct al suprafetei. Cum directiile verticalelor se confunda cu directiile acceleratiei gravitationale, care depind de distributia neregulata a maselor geologice din interiorul globului terestru, atunci si geoidul devine o suprafata foarte complicata, care isi pastreaza, insa, calitatile de suprafata continua, inchisa si fara muchii. Complexitatea figurii geoidului determina calcule incomode pentru masurarea ei. De aceea, a aparut necesitatea adaptarii unei figuri mai simple din punct de vedere matematic, dar care sa nu difere prea mult de geoid.

Cea mai simpla si mai apropiata figura matematica este elipsoidul de rotatie cu o turtire mica la poli. Este forma pe care planeta ar fi avut-o in realitate daca intreaga masa a Pamantului ar fi fost si ar fi ramas fluida si neomogena. Prin rotatie, masa planetara s-ar fi ordonat sub forma unui elipsoid cu doua axe, axa mica fiind axa polilor, respectiv axa de rotatie. Elipsoidul de rotatie prezinta avantaje mari: este exprimat printr-o ecuatie de gradul 2, se potriveste destul de bine cu dimensiunile si turtirea la poli a Pamantului real si ii conserva proprietatile geometrice care il definesc. In legatura cu elipsoidul de rotatie, retinem 11 marimi caracteristice ale Pamantului:

Suprafata Pamantului: 5,101x10km

Volumul Pamantului: 1,083x10km

Masa Pamantului: 5,978x10kg

Densitatea medie a Pamantului:    5,517 g/cm

Acceleratia greutatii la ecuator:    9,78032 m/s

Viteza de rotatie ecuatoriala:    0,465 km/s

Circumferinta ecuatoriala:    40075,24 km

a (semiaxa mare a globului terestru):    6378,160 km

b (semiaxa mica a globului terestru):    6356,774 km

a-b (umflatura zonei ecuatoriale):    21,5 km

Turtirea Pamantului: a-b/a = 1/298,24

In practica s-a impus notiunea de elipsoid de referinta, prin care se intelege elipsoidul cel mai apropiat de suprafata geoidului (de nivelul marii linistite).

O a doua forma matematica adoptata pentru exprimarea formei Pamantului este sferoidul de rotatie, numit si sferoid de nivel, care este forma pe care ar fi avut-o Pamantul daca masa lui ar fi fost si ar continua sa fie fluida si neomogena de la un invelis concentric la altul, dar omogena in cadrul fiecarui invelis component al globului terestru (fara eterogenitati laterale). Sferoidul de rotatie se adapteaza mai bine la suprafata reala a Pamantului, dar se exprima matematic printr-o ecuatie algebrica de ordinul 14. De aceea, prin comparatie cu ecuatia de gradul 2 a elipsoidului de rotatie, se apreciaza ca intre aceste doua suprafete de nivel exista deosebiri foarte mici, ceea ce permite, pentru comoditatea calculelor, sa se adopte ca suprafata normala a Pamantului "elipsoidul de rotatie", caruia i s-a dat denumirea de elipsoid terestru.

Comparativ cu sferoidul terestru, geoidul are numeroase ondulatii concave si convexe. Astfel, sub blocurile continentale, morfologia suprafetei geoidului este dependenta de repartitia maselor geologice din scoarta terestra. Forma Pamantului la scara planetara este data turtirea sferoidului, respectiv a elipsoidului de referinta care-l defineste, turtire studiata mai ales cu ajutorul rachetelor si al satelitilor artificiali ai Pamantului, prin determinarea abaterilor suferite de orbitele lor reale fata de cele calculate in conditii teoretice initiale.

Rezulta ca, in ansamblu, geoidul ca forma reala a Pamantului este un ovoid asimetric: in emisfera sudica, curbura suprafetei de nivel este mai sferica, cu o zona aplatizata in dreptul polului sud, in timp ce in emisfera nordica suprafata de nivel are curbura mai "umflata" in zona polului nord, conferindu-i forma de "para", pentru care s-au dat denumirile de terroid sau telluroid.

4. Proprietatile fizice ale globului terestru

4.1. Densitatea

In legatura cu densitatea    materiei terestre, ne intereseaza doua valori:

o      densitatea partii superioare a scoartei terestre, determinata experimental pe numeroase probe de roci (2,7 g/cm);

o      densitatea intregului material terestru, calculata prin diferite metode astronomo-geofizice (5,52 g/cm).

Din aceste valori medii, se poate deduce existenta de valori mult mai mari spre centrul Pamantului. Indicatii privitoare la variatia densitatii in functie de adancime sunt oferite de vitezele de propagare a undelor elastice. Densitatea materiei depinde de presiune, temperatura si de un numar mare de parametri specifici compozitiei chimice a materiei terestre.

4.2. Atractia gravitationala (g)

Atractia gravitationala terestra se manifesta din interiorul Pamantului pana la inaltimi in care corpurile nu mai sunt atrase. Se numeste gravisfera spatiul in care se manifesta atractia gravitationala. In acest spatiu, influenta gravitationala terestra este predominanta fata de campurile gravitationale din cosmos, provocate de Luna, de alte planete, de Soare si galaxie. Intensitatea campului gravitational terestru este variabila in orice punct de pe suprafata Pamantului in raport cu miscarea satelitului natural. Pe baza relatiei campului gravitational dintre planeta noastra si satelitul natural, a fost considerat un camp fizic unic, Pamant - Luna, dar nu ca doua corpuri separate, ci ca o planeta dubla, in al carei echilibru gravitational Soarele apare ca element perturbator. Perturbatiile produse de atractia lunara asupra Pamantului sunt de doua ori mai mari de cat cele produse de atractia de catre Soare.

Intensitatea gravitationala este variabila pe suprafata terestra, fiind mai mare la poli decat la ecuator.

In ceea ce priveste acceleratia gravitatiei de-a lungul razei terestre, aceasta creste de la suprafata, unde este de 982 g/cm/s si, dupa unele oscilatii in mantaua inferioara, ajunge la 1037 g/cm/s, la nivelul trecerii din manta in nucleu. Dupa acest nivel valoarea g scade de-a lungul nucleului, pana la zero in centru.

4.3. Presiunea (p)

Presiunea care se exercita in interiorul Pamantului este determinata de trei categorii de forte: forte gravitationale, forte endogene si forte exogene.

Forta gravitationala se manifesta in sens vertical, imprimand rocilor o greutate proprie.

Fortele endogene au origine complexa, considerandu-se ca ar fi datorate unor fenomene fizico-chimice, termodinamice (dilatari, comprimari) si miscarii unor curenti de convectie. Aceste forte actioneaza dupa anumite directii, atat in spatiu cat si in timp.

Fortele exogene sunt cele datorate gravitatiei universale.

Presiunea se exprima in atmosfere, bari ori in daN/cm.

Variatia presiunii in lungul razei terestre se calculeaza in functie de variatia densitatii si a acceleratiei fortei de atractie. Calculul consta din determinarea greutatii unei coloane de materie terestra pe unitatea de suprafata, la adancimea respectiva. Curba de variatie a presiunii in lungul razei terestre prezinta doua ramuri cu concavitati inverse, ale caror punct de inflexiune este situat la adancimea de 2.900 km (discontinuitatea Wiechert - Gutenberg).

Presiunea care se exercita asupra oricarui punct din scoarta terestra se compune din doua parti principale: presiunea litostatica si presiunea orientata (stress-ul).

Presiunea litostatica, pentru o suprafata unitara asezata la adancimea h, rezulta ca un produs dintre greutatea specifica medie a rocilor acoperitoare si adancimea h. Teoretic este o presiune uniforma, distribuita scalar in toate partile spatiului. Presiunea litostatica creste cu adancimea si tinde spre o distributie hidrostatica. Cand presiunea litostatica invinge rezistenta de compresiune a rocilor, golurile (fisuri, porozitate, spatii goale create de om) tind sa se inchida. Dupa natura rocilor, adancimea de inchidere a golurilor este intre 500 si 10.000 m. Peste aceste adancimi, presiunea duce, in profunzime, la cresterea plasticitatii rocilor, insotita de cresterea rezistentei la compresiune si la ridicarea temperaturii de topire a mineralelor. La adancimi si mai mari, presiunea devine factorul determinant al schimbarilor de faza ale mineralelor (polimorfism).

Valoarea presiunii rocilor variaza in functie de adancime si de temperatura. Presiunea produce o compactare a rocilor.

Presiunea orientata (stress-ul) este determinata de miscarile orizontale ale unor blocuri crustale sau placi litosferice si se exercita numai pe anumite directii. Presiunile orientate produc in scoarta deformari plastice (cute) si rupturale (falii).

4.4. Caldura

Cantitatea de caldura pe care o poseda Pamantul provine de la doua surse: una exogena de la Soare si cea rezultata din dezintegrarea substantelor radioactive sau din caldura initiala a globului, de origine interna (endogena).

Caldura radiata de Soare este reflectata de catre atmosfera terestra inapoi in spatiul cosmic, astfel incat la suprafata Pamantului ajunge o cantitate redusa de caldura.

Repartizarea caldurii pe suprafata Pamantului nu este uniforma si depinde de: intensitatea insolatiei, durata ei, unghiul de incidenta al razelor solare pe suprafata terestra, raportul apa-uscat, clima, factori geografici.

Masuratorile de temperatura din sonde si lucrari miniere au stabilit pentru partea superioara a scoartei o rata de crestere a temperaturii de un grad centigrad pentru fiecare 33 m adancime (33m/1C). Aceasta marime se numeste treapta geotermica. Adancimea la care variatiile de temperatura (zilnice, sezoniere si anuale) nu se mai resimt se numeste 'patura cu temperatura constanta'. Aceasta variaza de la o regiune la alta in functie de latitudine, altitudine, de structura geologica, de conductibilitatea termica a rocilor. La ecuator suprafata paturii cu temperatura constanta se gaseste la 4-5m adancime, in Europa Centrala la 20-30m, la Bucuresti la 25m. Valoarea mare a treptei geotermice din scoarta terestra se explica prin continuturile bogate de substante radioactive pe care le au rocile din compunerea ei (surse proprii de caldura).

Numarul de grade cu care creste temperatura pentru o coborare de 100 m se numeste gradient geotermic.

Daca am calcula temperatura in centrul Pamantului, am obtine o temperatura de peste 200.000C, evident departe de realitatea prezumata. Calculele au confirmat ca in partea superioara a scoartei terestre viteza de crestere a temperaturii in functie de adancime descreste rapid. Polii frigului si ai caldurii nu coincid cu polii geografici. Cele mai coborate temperaturi nu se afla la cei doi poli, iar cele mai ridicate temperaturi nu se afla la ecuator. La polul nord geografic temperatura cea mai coborata a fost de 44,5C, in timp ce in Siberia, in zona Iacutia, la Verhoiansk, se inregistreaza frecvent temperaturi de    -50C pana la -68C.

Polii caldurii se afla in Valea Mortii, din California (56C) si Podisul Gobi (70C in 1962-1963).

Pentru geologie sunt importante variatiile zilnice si variatiile sezoniere care se produc in aceeasi regiune. Variatiile zilnice de temperatura de la zi la noapte sunt cele mai importante (de exemplu, in desertul Sahara temperaturile diurne sunt de pana la 53C, iar nocturne de pana la -9C, in timp ce in Asia Centrala ziua suprafata rocilor se incalzeste pana la 70C, iar noaptea se raceste la -25C, producand mari dilatari si comprimari succesive ale rocilor).

Importanta mare a caldurii de origine exogena consta in intretinerea fenomenelor biogene.

Din analiza datelor cumulate, se pot desprinde urmatoarele concluzii:

o      punctul de topire al materialului din interiorul planetei nu este atins in scoarta si manta;

o      in partea superioara a mantalei temperaturile sunt foarte putin sub punctul de topire, sugerand ca cele mai multe rezervoare de magme din zonele vulcanice se formeaza in jurul adancimii de 100Km;

o      focarele adanci ale cutremurelor de pamant (400-720 Km) arata ca mantaua de tranzitie este inca mobila, temperaturile nefiind departe de punctul de topire;

o      nucleul exterior este in stare fluida (lipsesc undele transversale);

o      temperatura din nucleu depaseste cu 400-500C temperatura din baza mantalei.

4.5. Conductivitatea electrica

Sondarea conductivitatii electrice in Pamant, pana la adancimi de 1.000-1.500 km, se face cu ajutorul variatiilor magnetice, avand la baza considerentul ca intensitatea curentilor de inductie depinde de distributia conductibilitatii electrice. Adancimea pana la care penetreaza curentii electrici depinde de perioada de variatie a campului geomagnetic extern: variatiile de scurta durata (pulsatiile) patrund pana la adancimi relativ mici, cele de perioada mai lunga (variatiile diurne calme si furtunile magnetice) patrund la adancimi mai mari (1.000-1.500 km), iar variatiile seculare reflecta activitatea electrica pana la limita manta/nucleu.

Pe plan mondial a fost realizat un numar mare de lucrari cu privire la asa-numita "anomalie electromagnetica de tarm". Acest efect de tarm este caracterizat prin campuri electrice puternice, normale pe tarm, pe platforma continentala si pe zona litorala si prin campuri electrice slabe in largul oceanic. Acesti curenti produc fluctuatii magnetice care sunt orizontale la suprafata Pamantului si care nu manifesta nici o neregularitate pe zona litorala, din cauza integrarii verticale a curentilor telurici care sunt uniformi spre largul oceanului.

Cazul curentilor telurici paraleli cu tarmul conduce la generarea unei anomalii de tarm diferite.

Componentele acestor curenti din apropierea suprafetei curg, in majoritatea lor, in apa oceanica de conductivitate ridicata. Liniile de curent se indeparteaza unele de altele cat mai mult posibil, producand o concentrare a curentului electric intr-o banda situata in apa adanca din marginea taluzului continental si genereaza efecte magnetice. Anomalia de tarm presupune existenta unei materii de mare conductivitate adanc sub ocean.

Magnetismul

Magnetismul terestru - geomagnetism (gr.'magnes' = atragator) este proprietatea fizica a Pamantului de a provoca orientarea unui ac de otel suspendat de centrul lui de greutate, intr-o pozitie determinata, in orice loc si in orice timp. Magnetismul terestru are proprietatea de a provoca magnetizarea unor corpuri si de a produce curenti electrici in circuite inchise. Zona din jurul Pamantului pana unde se extinde campul magnetic al acestuia se numeste magnetosfera. Grosimea acesteia nu este uniforma. Inspre Soare magnetosfera are o grosime de 125.000 Km, iar in sens opus de 400.000 Km.

Polul nord magnetic are magnetism negativ, iar cel sudic are magnetism pozitiv. Axa polilor magnetici este inclinata fata de axa de rotatie terestra cu 11,5 si strabate globul terestru la o distanta de 1.000 Km de centrul acestuia.

4.6. Georadioactivitatea

Fenomenul dezintegrarii naturale si lente a atomilor unor elemente chimice se numeste radioactivitate. Ansamblul fenomenelor radioactive este o mostenire cosmica a Pamantului. Dintre elementele radioactive, thor-ul si uraniul sunt cei mai pretiosi martori ai istoriei Pamantului, datorita izotopilor cu timpi de injumatatire foarte mari: Th de 13,9 miliarde de ani, U de 4,5 miliarde de ani. Fenomenul este folosit in metodele de determinare a "varstelor absolute".

Elementele radioactive naturale au o distributie diferita in materia terestra, cu proportii contrastante pentru principalele categorii de roci. Scoarta continentala, cu frecventa mai mare de roci sedimentare si eruptive acide, are un continut mai ridicat de substante radioactive fata de scoarta oceanica. Continuturile radioactive scad de la suprafata planetei spre centrul ei.

2.65. Interiorul Pamantului

Asa cum un copil agita un cadou nedesfacut in speranta descoperirii continutului, tot asa oamenii trebuie sa asculte zgomotele si vibratiile Pamantului in speranta descoperirii continutului sau. Este de la sine inteles ca volumul datelor disponibile scade vertiginos de la suprafata spre centrul Pamantului.

5.1. Scoarta

Scoarta este suprafata Pamantului si este cea mai rece parte a planetei. Este partea exterioara a Pamantului, alcatuita din diferite roci. Ea nu este insa complet rigida. Este supusa continuu la miscari orizontale si verticale datorate unor factori externi si interni. In scoarta terestra mineralele apar rareori singulare. De obicei, ele apar sub forma de aglomerari, prin asocierea (parageneza) lor rezultand roci si minereuri.

Scoarta continentala reprezinta 0,374% din masa Pamantului si 0,554% din masa scoarta + manta, avand o adancime de pana la 50 Km. Este formata dintr-o mare varietate de minerale cu densitate mica, dominate in special de cuart (SiO2) si de feldspati (silicati saraci in fier). Are o structura complexa si diferentiata cu adancimea. Este formata din invelisurile: sedimentar, granitic si bazaltic, separate prin suprafete seismice discontinui pe orizontala.

Invelisul sedimentar acopera o parte importanta din continente si este compus din roci, de la foarte vechi pana la foarte recente. Nivelurile adanci ale invelisului sedimentar au fost si continua sa fie supuse fenomenului de metamorfism si de transformare in roci cristaline.

Invelisul granitic are grosimi variabile, cuprinse intre 5 si 30 Km. Trecerea de la invelisul sedimentar la cel granitic se face transant, printr-o suprafata seismica. Invelisul granitic este constituit din granit, granodiorit si gnais.

Invelisul bazaltic se extinde in adancime pe grosimi variabile, intre
5 si 40 Km, mai mici sub scuturile platformice si mai mari sub muntii tineri.

Trecerea de la invelisul granitic la cel bazaltic se face printr-o suprafata seismica numita discontinuitatea Conrad, care se afla la adancimi mai mari sub zonele muntoase tinere si mai mici sub scuturile continentale. Fata de aceasta discontinuitate, rocile de la partea exterioara au un continut predominant de Si si Al si li s-a dat denumirea de sial. Rocile de sub aceasta discontinuitate sunt alcatuite in mod predominant din Si si Mg, ele primind denumirea de sima.

Limita inferioara a invelisului bazaltic este marcata de discontinuitatea Mohorovičić (Moho), cu o morfologie deosebit de complexa, care marcheaza o schimbare de stare fizica si chimica a materiei pe o grosime de 5-6 Km.

Discontinuitatea Mohorovičić este un complex format dintr-o succesiune de formatiuni subtiri, in alternanta cu ingramadiri de roci de forma lenticulara. La partea inferioara a scoartei, in contact cu mantaua, se admite existenta unor roci puternic metamorfozate.

Scoarta oceanica reprezinta 0,099% din masa Pamantului si 0,147% din masa scoarta + manta, avand adancimea de pana la 10Km. Este formata dintr-un numar mult mai mic de roci, fiind mult mai omogen constituita. Majoritatea scoartei Pamantului s-a format in urma activitatii vulcanice. Scoarta oceanica este mult mai subtire decat scoarta continentala si s-a format, aproape in intregime, in decursul ultimilor 200 de milioane de ani, spre deosebire de scoarta continentala care in unele locuri are o vechime de peste 3 miliarde de ani. Desi subtire, scoarta oceanica are o structura asemanatoare scoartei continentale, fiind formata din: invelisul sedimentar, invelisul vulcanitelor bazaltice si invelisul oceanitelor bazaltice. Lipseste invelisul granitic. Separatia dintre cele trei invelisuri se face conventional, neexistand discontinuitati intre ele.

Unele roci de pe fundul marilor mai putin adanci au varsta de 200 milioane de ani, dar geologii considera aceasta parte a platformei marine ca parte a uscatului, adica facand parte din platforma continentala. In unele locuri, ca de exemplu in largul coastelor chiliene, latimea acestei platforme este mica, abia atingand 2 km, iar in alte parti este foarte larga. Marea Nordului, de exemplu, se intinde pe toata suprafata ei pe platforma continentala, iar in largul coastelor Siberiei, langa Oceanul Inghetat, platforma continentala se intinde 1.200 km in mare. Cele mai multe platforme continentale in mare au adancimea maxima de 200 m. Pe marginea lor exterioara, panta continentala se intinde pana la campia abisala, adica pana la fundul oceanului.

In urma cu aproximativ 150 de ani, platforma oceanica era considerata o suprafata vasta, perfect plana, fara forme de relief. Studiul stiintific al oceanelor a inceput in secolul XIX si prima misiune de explorare a avut loc intre 1872-1876, cand corveta marinei regale britanice Challenger a efectuat prima expeditie de cercetare a adancimii platformei oceanice folosind franghii speciale de sondare, constand din 91 kg de sfere din plumb atasate de funii de canepa. Aceasta metoda era inexacta la masurarea marilor adancimi si de multe ori dura ore pana cand funia atingea fundul oceanului. Rezultatele cercetarilor navei HMS Challenger au umplut 50 de volume. Incepand cu 1920, cand s-au introdus sonarele pe baza ecoului, masurarea adancimilor, calculata in functie de timpul necesar unui impuls sonor sa se reflecte de pe fundul oceanului, dura doar o secunda. Cu aceste sonare se putea masura adancimea oceanului in timpul navigatiei, realizand profilul platformei oceanice. Din 1987, vapoarele dotate cu cea mai moderna tehnologie a sonarelor - Sistemul de Cercetare a Oceanelor Deep Gloria - scaneaza benzi de platforme oceanice late de 60 km. Franghiile cu greutati utilizate odinioara pentru a masura adancimea oceanelor aveau adesea legat un tub pentru colectarea de mostre. Dispozitivele moderne de forare marina sunt mai mari si mai grele, penetrand pana la o adancime de 30 m in solul moale de sedimente de pe fundul oceanelor.

Dupa cel de-a doilea razboi mondial, descoperirile privind rocile marine au revolutionat geologia, demonstrand ca oceanele sunt forme de relief tinere si confirmand ca miscarile placilor tectonice care au dus la aparitia acestora se produc si astazi, schimband incet fata Pamantului. Sistemul muntos oceanic, o retea de 40.000 Km de vulcani, genereaza in permanenta scoarta oceanica noua, cu o viteza de 17Km/an, acoperind fundul oceanelor cu bazalt. Insulele Hawaii si Islanda sunt doua exemple de acumulare a coloanelor de bazalt.

Cercetarea crustei oceanice continua: Intre 1968-1983, vasul Glomar Challenger a navigat in jurul lumii, forand in platforma oceanica dupa    programul de cercetare stiintifica "Deep Sea Drilling Project" si preluand probe pentru analize. Munca acestui vas este continuata de o nava mai mare, Glomar Explorer, cu o capacitate de forare mult mai puternica si la adancimi mai mari. In anii '80, vasul "JOIDES Resolution" a efectuat foraje pana la adancimi de 8.300 m sub nivelul marii, aducand informatii utile pentru geologi. Alte informatii despre rocile subacvatice provin din cercetarile seismice, care genereaza unde de soc la suprafata apei. (Fig., AL, 15)

Valurile penetreaza rocile si se reflecta diferit, in functie de natura straturilor de roca, oferind informatii despre structura rocilor. Fundul oceanelor a fost cartografiat cu ajutorul ecometrelor, a caror varianta cu o capacitate mai mare si lucrand la frecvente mai joase poate penetra straturile superioare de roci si poate da informatii despre natura acestora. Astazi, submarine speciale de mare adancime fac observatii vizuale.

Cu toate ca cea mai mare parte a platformei oceanice este plata, ea este dominata de doua caracteristici principale: lanturile oceanice subterane si gropile abisale. Crestele oceanice reprezinta lanturi muntoase care au o lungime de aproximativ 80.000 km, cu piscuri inalte de 4.500 m.

Una dintre primele zone submarine explorate a fost lantul muntos al Atlanticului, care se intinde din Islanda, in nord, pana la insulita vulcanica Tristan da Cunha, in sud. Acesta inconjoara, apoi, Capul Bunei Sperante, contopindu-se, dupa aceea, cu lanturile muntoase din Pacific si din Oceanul Indian. Ca si celelalte lanturi submarine, lantul din Atlantic are o vale de fisura, situata central, cu o intindere de aproximativ 50 km si o adancime de 2 km.

Uneori, lanturile muntoase submarine ies la suprafata apei, pentru a forma insule. Islanda este cea mai mare insula care s-a format dintr-un lant muntos submarin. (fig. AL, 23) Departe de aceste lanturi muntoase se gasesc varfurile vulcanice izolate, numite si munti marini.

Intre scoarta continentala si cea oceanica se face o trecere gradata, intre ele existand un echilibru general planetar, impus de legile mecanicii. Starea de echilibru a fost numita de catre C.E.Dutton, in 1889, izostazie. In prezent, raportul dintre cele doua tipuri de scoarta este de 30:70, scoarta continentala sialica crescand mereu, prin adaugarea de noi centuri muntoase la periferia scuturilor continentale vechi si prin aparitia insulelor vulcanice in apropierea continentelor.

Delimitarea dintre scoarta oceanica si manta este cunoscuta sub denumirea de "discontinuitatea Mohorovičić" sau, mai pe scurt, Moho. Discontinuitatea Moho este o limita seismica continua, sub oceanul planetar avand o morfologie mai linistita decat sub continente. Denumirea vine de la descoperitorul ei, geologul iugoslav Andrija Mohorovičić (1857-1936).

Fig.2.20. Sectiunea prin interiorul Pamantului evidentiaza o mare activitate. Platforma Oceanului Atlantic se extinde, iar a Pacificului se contracta. Noua scoarta oceanica se formeaza continuu. Placa sud-americana pluteste inspre vest si incaleca placa pacifica.

5.2. Mantaua

Mantaua este invelisul care contine ca volum circa 82% si ca masa circa 69% din globul terestru.

Mantaua superioara reprezinta 10,3% din masa Pamantului, 15,3% din masa scoarta + manta si are o adancime de 10 - 400 Km. Din munti erodati si din eruptiile vulcanice au fost prelevate fragmente provenind din mantaua superioara. Primele minerale descoperite astfel au fost olivina (MgFe)₂SiO₄ si piroxina (MgFe)SiO₃. Mineralele din mantaua superioara cristalizeaza la temperaturi mari. De altfel, mare parte din componentele magmei ori formeaza noi materiale pe scoarta terestra, ori nu parasesc niciodata mantaua. Partea mantalei superioare denumita astenosfera este partial topita.

Complexul de deasupra astenosferei, inclusiv scoarta, constituie litosfera. Astfel, litosfera este alcatuita din scoarta si partea exterioara a mantalei. Grosimea astenosferei este de aproximativ 100 - 150 Km. Prin topirea zonala, in astenosfera se produce magma, care se ridica in mod neuniform spre nivelurile mai de suprafata, iar din scoarta se desprind blocuri imense de material solid, care cad in topitura magmatica a vetrelor adanci sau in materia plastica.

Regiunea de tranzitie sau mezosfera (mantaua de mijloc) reprezinta 7,5% din masa Pamantului si 11,1% din masa scoarta    + manta, avand adancimea de 400 - 650 Km si densitate ridicata. Este denumita si "stratul fertil", fiind sursa magmei bazaltice, dar mai contine calciu si aluminiu. Mineralele se gasesc in stare topita, formand bazaltul, ce tasneste prin straturile exterioare sub forma de magma.

Mantaua inferioara reprezinta 49,2% din masa Pamantului si 72,9% din masa scoarta + manta, avand adancimea de 650 - 2890 Km. Este, probabil, compusa din siliciu, magneziu si oxigen. Mai contine fier, calciu si aluminiu. Aceste deductii au fost facute considerand ca Pamantul are o proportie asemanatoare de elemente cosmice cu acelea aflate pe vechii meteoriti.

Mantaua impreuna cu scoarta pot fi considerate zone solide ale globului terestru, cu posibilitati locale de trecere la starea fluida.

Stratul D" reprezinta 3% din masa Pamantului,    avand o adancime de
2.700 - 2.890 Km. Acest strat are o grosime de 200 - 300 Km si reprezinta 4% din masa scoarta + manta. Desi uneori este identificat ca parte a mantalei inferioare, discontinuitatile seismice sugereaza ca stratul D" difera din punct de vedere chimic fata de mantaua inferioara care este deasupra lui.

5.3. Nucleul

Nucleul ocupa volumul situat sub discontinuitatea Wiechert - Gutenberg, avand o raza de aproape 3.400 Km, reprezentand 16% din volumul total al planetei si circa 31% din masa ei. Se mai numeste barisfera (are densitatea si presiunea cele mai mari), centrosfera (geosfera centrala), sambure sau inima Adancimea de 2.900 Km a discontinuitatii dintre manta si nucleu este o valoare medie, miscarea de rotatie a Pamantului deformand putin configuratia acestei suprafete.

Nucleul exterior reprezinta 30,8% din masa Pamantului, avand adancimea de 5.150-6370 Km. Materia acestui invelis se comporta ca o substanta fluida. Nucleul exterior este fierbinte, avand in alcatuire lichid care este bun conducator electric. In interiorul sau se produc miscari de convectie. Acest strat bun conducator electric se combina cu rotatia Pamantului si determina efectul de dinam care mentine sistemul de curenti electrici, numit campul magnetic al Pamantului. Acest strat este mai putin dens decat fierul topit in stare pura, ceea ce indica prezenta elementelor mai usoare. Se presupune ca aproximativ 10% din strat este alcatuit din sulf si/sau oxigen, deoarece aceste elemente sunt abundente in cosmos si se dizolva repede in fier topit.

Discontinuitatea Lehman imparte nucleul in doua: un nucleu exterior, cu densitatea de 9,4-11,5 g/cm si un nucleu interior cu densitatea de 14,5-18 g/cm. Aceasta discontinuitate este relativ subtire, de circa 140 Km. Materia cuprinsa in aceasta discontinuitate prezinta o stare de tranzitie de la cea fluida din nucleul exterior la cea solida din nucleul interior.

Nucleul interior reprezinta 1,7% din masa Pamantului si are adancimea de 5.150 - 6.370 Km. Nucleul interior este solid si nu este legat de manta, fiind suspendat in nucleul exterior topit. Se presupune a se fi solidificat ca rezultat al fenomenului de "inghetare lenta prin cristalizare" care se produce la majoritatea lichidelor cand temperatura descreste sau presiunea creste. Se apreciaza ca materia nucleului interior este un amestec in care predomina fierul si nichelul.

6. Luna

Luna este singurul satelit natural al Pamantului.

Orbita: 384.400 Km (de la Pamant);

Diametrul: 3476 Km;

Masa: 7,35 x 10²² Kg.

Denumirea de "Luna" provine din mitologia romana. In mitologia greaca, satelitul Pamantului se numea Selena si Artemis.

Luna a fost cunoscuta din timpuri preistorice, fiind cel mai apropiat corp ceresc fata de Pamant. Din punct de vedere al stralucirii de pe Pamant, este al doilea corp ceresc dupa Soare. Deoarece pozitia Lunii fata de Pamant si Soare este variabila, se produc modificari succesive de forma, numite "fazele Lunii", fenomen ciclic ce se repeta la fiecare 29,5 zile, datorat faptului ca in timpul rotirii in jurul Pamantului se poate observa doar partea iluminata de Soare.

Fireste, Luna a fost o tinta pentru sonde spatiale inca de la inceputul erei spatiale, cand Uniunea Sovietica a lansat "Sputnik 1" in octombrie 1957. Fata si interiorul Lunii au fost cercetate in cadrul a numeroase programe, ca: 'Luna', 'Zond' (sovietice), 'Surveyor', 'Lunar Orbiter', 'Apollo' (americane). Aceste programe s-au desfasurat intre anii 1959 si 1976, in etape mereu mai complexe cercetand Luna de pe traiectorii din apropierea ei, de pe orbite circumlunare, precum si de pe solul ei. Pe data de 13 septembrie 1959, nava spatiala "Luna 2" a depus primul fanion pe Luna si a trimis la sol primele fotografii, inainte de a se strivi de suprafata Lunii. In acelasi an, "Luna 3" a zburat prin spatele Lunii si a trimis la sol primele fotografii ale fetei nevazute a acestui corp ceresc. In 1962, "Ranger IV" a devenit prima sonda americana care a atins Luna, dar nu a trimis la sol imaginile televizate asteptate. "Ranger" VII, VIII si IX au furnizat oamenilor de stiinta peste 17.000 de imagini, inclusiv prim-planuri ale suprafetei selenare. In 1966, "Luna 9" a URSS a facut prima aterizare fara probleme pe Luna. Au urmat sondele "Surveyor", care au efectuat aterizari neproblematice si au analizat rocile selenare. Au fost folositi satelitii "Lunar Orbiters", care topografiau peste 95% din suprafata Lunii si detectau posibilele suprafete de aterizare. In decembrie 1968, astronautii de pe "Apollo 8" au efectuat 10 rotiri in jurul Lunii, pe parcursul a 20 de ore petrecute pe orbita, la 110 Km deasupra suprafetei Lunii. Dupa patru luni, echipajul lui "Apollo 10", aflandu-se pe orbita in jurul Lunii, a coborat modulul la sub 15 Km de suprafata. Luna este unicul corp cosmic vizitat de catre oameni, care au coborat pe solul lunar, purtati de misiunea 'Apollo 11', pe 20 iulie 1969, in Marea Linistii, colectand peste 20 Kg de roci. Misiunile cu oameni la bord ('Apollo') au durat 4 ani (1968-1972), iar intre iulie 1969 si decembrie 1972, 12 astronauti de pe "Apollo" au vizitat Luna in 6 misiuni, in cea mai mare aventura realizata vreodata de umanitate. Cu fiecare aterizare, astronautii petreceau timp mai indelungat pe Luna. A doua aterizare cu echipaj a fost efectuata in noiembrie 1969, de "Apollo 12". Au aterizat in Oceanul Furtunilor, aproape de locul in care aterizase fara echipaj "Surveyor 3" in 1967. Astronautii au adus pe Pamant parti ale acestei sonde, acum perimate, pentru a analiza rezistenta acesteia. "Apollo 14", cu echipaj, a realizat prima mobilizare extraterestra a unui transportor modular de echipament. Misiunea "Apollo 15", care a avut loc la mijlocul anului 1971, a utilizat pentru prima data o masina actionata electric, un vehicul care se deplasa si colecta roci selenare.

Fig.2.22. Lansarea misiunii Apollo 14, la 31 ianuarie 1971.   

Luna a fost cartografiata in intregime de sonda spatiala americana 'Clementine', in vara anului 1994, iar in 1999, "Lunar Prospector" a efectuat o alta cartografiere. "Clementine" a detectat semnale care ar putea indica gheata intr-un crater permanent umbrit, aproape de polul sudic al Lunii.

Fig.2.24. O imagine simbolica a urmei piciorului unui astronaut in solul selenar.

In comparatie cu planeta - mama, Luna este un satelit mare, diametrul sau fiind mai mult de un sfert din diametrul Pamantului. Majoritatea satelitilor din Sistemul Solar sunt mici in comparatie cu planeta-mama. De exemplu Ganymede, cel mai mare satelit al planetei Jupiter, este de 25 de ori mai mic decat planeta. Din aceasta cauza, multi astronomi considera ca Pamantul si Luna ar trebui privite ca un sistem planetar dublu. Intr-adevar, Luna este la fel de mare cat jumatate din Pluto si nu cu mult mai mica decat Mercur.

Fortele gravitationale dintre Luna si Pamant produc efecte interesante, printre care mareele: atractia gravitationala a Lunii este mai puternica pe partea sa vazuta. Deoarece Pamantul (in mod deosebit suprafetele acoperite cu apa) nu este perfect rigid, Luna il atrage, formand mareele. Fluxul apare atunci cand Luna este in ascensiune, fluxurile aparand pe ambele parti ale Pamantului.

Luna este asemanatoare ca structura cu Pamantul si cu celelalte planete terestre, fiind alcatuita din roci. Are o structura stratificata: un miez bogat in fier in interior, acoperit cu o manta semilichida de roca. La suprafata are o scoarta formata din roca solida, mai usoara dar mai densa, mai rigida si mai compacta decat scoarta Pamantului.

Din punct de vedere geologic, suprafata Lunii este monotona: vaste terenuri acoperite cu panze de lave vulcanice. Majoritatea rocilor lunare sunt asemanatoare rocilor bazaltice de pe Pamant, dar cu diferentieri de compozitie asa de mari incat se poate presupune ca satelitul Terrei s-a format in alte conditii decat planeta Pamant. Rocile lunare contin de zeci de ori mai mult titan si crom si mai putin natriu decat cele terestre. A fost identificata majoritatea elementelor de pe Pamant si au fost descoperite minerale noi, necunoscute pana atunci pe Terra. Cele mai comune elemente sunt: magneziu, aluminiu si siliciu.

Forma de relief predominanta este craterul de origine vulcanica sau provenit din impactul meteoritilor. Principala forta care pare sa fi modelat suprafata Lunii este forta de impact cu care a fost asaltata de rocile cosmice. Aceste bombardamente au lasat suprafata selenara plina de cratere cu dimensiuni diferite. Unele impacturi au topit scoarta originala, dand nastere la campii intinse de lava. Aceste campii mai tinere au mai putine cratere decat scoarta veche. Alte forme de relief importante sunt: falii lungi de zeci de kilometri, munti vechi, in mare parte degradati, cu roci de tip clastic stratificat, "zone fierbinti", care pledeaza pentru un interior diferentiat si activ.

Suprafata Lunii e dominata de doua tipuri de regiuni: "marile" si "continentele". De pe Pamant se pot distinge cu ochiul liber campiile de lava si parti din vechea scoarta selenara. Campiile se observa ca zone mai intunecate, in timp ce scoarta veche apare mai luminoasa. Campiile selenare sunt denumite "mari", deoarece

primii astronauti au crezut ca aceste intinderi ar putea fi oceane. De fapt, pe Luna nu exista apa. "Marile" lunare sunt depresiuni foarte intinse, avand contur poligonal si fiind marginite de munti, care uneori, ating inaltimi de 7.000 - 9.000 m, carora li s-au dat denumiri asemanatoare unor lanturi de munti terestri. Raspandirea marilor este mai mare pe partea vizibila a Lunii, fiind mai intunecate la vedere. "Continentele" sunt mai raspandite pe fata "invizibila" a Lunii, au un relief mai ridicat, predominand craterele. La luna plina, din unele cratere pot fi vazute radiind dungi luminoase. Acestea pot fi urme provocate de aruncarea in afara a materiei prin impactul cu unii meteoriti.

Modelul de umbre si lumini vizibil pe suprafata Lunii ramane intotdeauna neschimbat, deoarece putem vedea doar o singura parte a acesteia, fiindca Luna executa o asa-numita rotatie siderala: durata rotatiei in jurul propriei axe este aceeasi cu durata rotatiei in jurul Pamantului - 27 de zile si o treime. Noaptea, Luna poate fi observata deplasandu-se pe cer nu din cauza propriei sale orbite in jurul Pamantului, ci datorita faptului ca Pamantul insusi se roteste.

Pe Luna nu exista nici apa, nici aer, deoarece gravitatia Lunii nu este suficient de mare pentru a mentine o atmosfera gazoasa. Aceasta inseamna ca Luna nu este protejata de caldura dogoritoare a Soarelui din timpul "zilelor" care dureaza doua saptamani, cand temperaturile la suprafata ating 120C. Luna nu este protejata nici de frigul din spatiul cosmic din timpul "noptilor" de

doua saptamani, cand temperatura coboara pana la -180C

Fig.2.27. Relieful selenar.