REFERAT

FORMA SI DIMENSIUNILE TERREI

Profesor: I. Vasiliniuc

Referat realizat de : Martinas Gabriel Dragan Alexandru Grupa: 1213A

Forma i dimensiunile PmantuluiForma de geoid a Pmantului Msurtorile moderne au artat c Pmantul are o form care nu poate fi incadrat riguros in nici una din formele geometrice. Din aceast cauz s-a admis c Pmantul are o form proprie cu a unui elipsoid de revoluie puin deformat care a fost numit geoid. Geoidul este suprafaa echipotenial a campului gravitaional fiind limitat de suprafaa linitit a mrii, considerat ca prelungit pe sub continente (Fig. 7).

Semiaxele elipsoidului (determinate cu ajutorul aparatelor de pe sateliii geodezici, adoptate in 1967) au urmtoarele valori: semiaxa mare, a = 6.378,16 km, semiaxa mic b = 6.356,774 km, cu o turtire polar (1/298,2). S-a determinat c polul sud terestru este cu aproximativ 30 m mai aproape de ecuator decat polul nord. Aceasta a dus la afirmaii exagerate i anume c Pmantul este piriform (in form de par). Aceast form, de asemenea proprie Pmantului, mai este denumit teroid i este diferit de cea numit geoid, reieit numai din calcule matematice. Din punct de vedere matematic, suprafaa geoidului este perpendicular, in oricare din punctele sale, pe direcia gravitaiei. Suprafaa geoidului rmane sub cea a elipsoidului de revoluie in dreptul continentelor, diferena dintre ele fiind ins mic de numai 100 m. Prima msurtoare a dimensiunilor Pmantului o datorm lui Eratostene (276-195 i.e.n.) care a gsit c lungimea meridianului este de aproximativ 39.375 km. Dimensiunile Pmantului sunt urmtoarele: raza ecuatorial 6.378,16 km raza polar 6.356,77 km Turtirea 1:298,2 suprafaa (aria) 510,2 milioane km2 Volumul 1.083 milioane km32

Masa 5.9751021 tone

Poziia i micrile PmantuluiPoziia Pmantului in Sistemul nostru solar: Pmantul este cea mai mare planet dintre cele patru planete telurice i se gsete la o distan medie fa de Soare, de 149.500.000 km. Datorit acestei poziii Pmantul recepioneaz o cantitate de radiaie solar care ii asigur condiii optime fa de celelalte planete. Astfel, intensitatea radiaiei solare, la partea superioar a atmosferei este de 1,98 kcal/cm2/min (constanta solar). Acesta face ca temperatura medie pe suprafaa Pmantului s fie de 13C. Planeta Marte, care este situat la 227,9 milioane km fa de Soare , are temperatura medie de aproximativ -63C (maxim: -20C, minim: -140C). Fa de distana medie Pmant Soare, Pmantul se apropie de Soare la 147.100.000 km (la periheliu) i se indeprteaz la 152.000.000 km (la afeliu), distane care reprezint cele dou semiaxe ale orbitei terestre, adic a traiectoriei pe care o parcurge Pmantul in timpul unui ciclu de revoluie in jurul Soarelui.

3

Micrile PmantuluiIn micarea lui prin Cosmos in jurul Soarelui, Pmantului execut o serie de micri i anume: micarea de rotaie; micarea de revoluie (translaie); micarea conic; micarea de nutaie. Micarea de rotaie Pmantul execut o micare de rotaie in jurul axei polilor si in 23h 56 4 de la vest la est, de unde se creeaz imaginea aparent a deplasrii corpurilor cosmice (Soarele, Luna, stelele) de la este la vest. Micarea Pmantului in jurul axei sale i in jurul Soarelui, a Lunii in jurul axei i in jurul Pmantului se realizeaz in acelai sens. Micarea de rotaie are ca urmare ziua sideral (ziua + noaptea). Viteza micrii de rotaie este variabil cu latitudinea i anume: este maxim la ecuator 465 m/s: nul la poli. Micarea de rotaie are o serie de consecine: Cea mai important consecin a micrii de rotaie este succesiunea zilelor i a nopilor. Orice punct de pe suprafaa Pmantului care se afl la un moment dat in dreptul Soarelui ajunge din nou in aceeai poziie dup 24 ore. Este durata zilei solare mijlocii. Aadar, orice punct de pe suprafaa globului execut o rotaie complet in 24 ore, descriind un cerc, adic 360C. Se poate calcula astfel c intr-o or orice punct parcurge aparent 15de meridian. O consecin important a acestui fapt este aceea c din 15in 15 de meridian exist o diferen de o or. Datorit micrii de rotaie, temperatura aerului se modific n 24 de ore; astfel in timpul zilei, suprafaa Pmantului se inclzete, iar in timpul nopii s rcete. O alt urmare a micrii de rotaie este abaterea spre dreapta a corpurilor aflate n micare n emisfera nordic i spre stnga a corpurilor aflate n micare n emisfera sudic (Fig. 3)4

Acest fenomen se observ indeosebi la vanturi i cureni marini. Cauza o constituie vitezele inegale de deplasare a corpurilor pe suprafaa terestr, de la ecuator la poli i invers, creandu-se o for component (fora lui Coriolis). Datorit rotaiei Pmantului apare o for centrifug care acioneaz perpendicular pe axa polilor din centrul planetei spre exterior. Aciunea acestei fore a determinat bombarea Pmantului la ecuator (acolo unde fora centrifug are valoarea maxim, in timp ce la poli ea este nul). Inegalitatea vitezei de rotaie cu latitudinea provoac schimbri in direcia curenilor oceanici, a curenilor aerieni i chiar a apelor curgtoare. Micarea de revoluie Pmantul efectueaz o micare de revoluie, in jurul Soarelui, pe o orbit in form de elips, in unul din focarele creia se afl Soarele. Revoluia se desfoar simultan cu micarea de rotaie. Planul orbitei terestre intersecteaz bolta cereasc dup un cerc numit ecliptic. Pmantul se deplaseaz pe orbit in sens direct matematic (in sens invers acelor de ceasornic) i parcurge orbita in 365 zile, 6 ore, 9 minute i 9 secunde. Aceast perioad este denumit an sideral, cci se msoar in funcie de un reper care reprezint o stea fix pe bolta cereasc. Viteza medie a micrii Pmantului pe orbit este de 29,79 km/s (cu o variaie intre 29 i 32 km/s). Pe tot parcursul revoluiei sale, axa de rotaie a Terrei (axa polilor) rmane paralel cu ea insi. Pstrandui direcia acesta execut in spaiu o micare de translaie, motiv pentru care deplasarea planetei in jurul Soarelui sa mai numete micare de translaie. Punctul de pe ecliptic cel mai apropiat de Soare se numete periheliu, iar punctul cel mai deprtat afeliu. Micarea de revoluie determin succesiunea celor 4 anotimpuri.

Micarea de revoluie are o serie de consecine asupra fenomenelor ce au loc la suprafaa Pmantului. Aceste consecine sunt: inegalitatea zilelor i a nopilor in cursul unui an, inclzirea inegal a suprafeei Pmantului, formarea anotimpurilor, formarea zonelor de cldur.5

Inegalitatea zilelor i a nopilor in cursul unui an, in diferite puncte de pe glob, se datoreaz faptului c in timpul solstiiului (din latin sol = Soare i stare = a sta) de var (22 iunie), razele Soarelui cad perpendicular pe tropicul de nord, luminand mai mult emisfera nordic (deci zilele sunt mai lungi) i mai puin emisfera sudic (deci zilele sunt mai scurte); la solstiiul de iarn (22 decembrie) este invers. Inclzirea inegal a suprafeei Pmantului se datoreaz faptului c razele solare au unghiuri de inciden diferite pe suprafaa Pmantului in cursul unui an. Intre tropice, razele cad perpendicular sau au inclinri foarte mici, iar cantitatea de cldur primit de la Soare este mare. Intre tropice i cercurile polare razele au inclinri mai reduse (vara in emisfera nordic i iarna in emisfera sudic) sau mai mari (invers), ceea ce influeneaz cantitatea de cldur primit. Intre cercurile polare i poli, din cauza micrii de revoluie i a inclinrii axei, razele Soarelui nu ajung decat jumtate de an (vara in emisfera nordic i iarna in emisfera sudic). Formarea anotimpurilor in cele dou emisfere se realizeaz datorit inclzirii inegale in cursul unui an a suprafeei Pmantului. In regiunile situate la latitudini mijlocii se formeaz cate patru anotimpuri. Zonele de cldur se formeaz datorit micrii de revoluie, formei Pmantului i inclzirii axei, incat cantitatea de cldur primit pe suprafaa Pmantului scade de la ecuator la cei doi poli. Zonele de cldur sunt cuprinse intre principalele paralele de pe glob, deosebindu-se: o zon cald, intre tropice dou zone temperate (nordic i sudic), intre tropice i cercurile polare; dou zone reci (nordic i sudic), intre cercurile polare i poli. Micarea conic Axa Pmantului nu rmane in aceeai poziie paralel, ci de fapt, execut o micare care ar genera un con ipotetic cu varful in centrul Pmantului, de unde provine numele de micare conic. Micarea de nutaie In micarea de revoluie axa polar a Pmantului nu pstreaz o poziie stabil, ci execut o balansare, o oscilaie numit nutaie care in decursul unui numr mare de revoluii descrie o micare conic (Fig. 10).

6

Balansul axei de rotaie se aseamn cu cel al unui titirez. Acestui balans uor i s-a dat denumirea de nutaie a polilor, acesta producandu-se pe fondul unui balans de mai mare amploare, care provoac aa-numita precesie a echinociilor. Din aceast cauz se individualizeaz unele poziii specifice ale Pmantului fa de Soare, cum sunt cele din punctele echinociale i solstiiale. Oscilaia axei este provocat de atracia lunii i Soarelui. Aceast micare face ca pereii conului s ia forma de falduri, rezultand o variaie a poziiei polilor pe suprafaa globului in cicluri de 21.000 ani. Structura intern a globului terestru Datorit forei de gravitaie i micrii de rotaie, Pmantul are o structur zonar-concentric. Materia mai grea s-a concentrat spre interior, iar cea mai uoar la suprafa. Cercetarea direct a interiorului Pmantului nu este posibil din cauza temperaturii i presiunilor foarte mari. Cele mai adanci foraje au depit 12.000 m in interiorul scoarei, iar in zonele cutate i erodate se pot observa roci provenite de la o adancime de cel mult 25-30 km. Din rezultatele obinute in prezent atat prin cercetri directe cat i prin metode indirecte a rezultat c globul pmantesc este alctuit dintr-o serie de zone aproximativ sferice concentrice, care se invelesc succesiv se imbrac unele pe altele concentric. Cunoaterea alctuirii globului la adancimi mai mari s-a fcut prin mijloace indirecte (propagarea undelor seismice, compoziia meteoriilor etc.). Modificarea undelor seismice are loc cu modificarea mediului, suprafeele pe care aceasta are loc fiind denumite suprafee de separaie sau de discontinuitate . terestru avand la baz diferite criterii i imaginandu-se modele denumite modele geologice. Din studiul propagrii undelor seismice in interiorul globului terestru s-a putut trage concluzia c materia terestr este distribuit simetric in jurul nucleului intern sau chiar al centrului Pmantului i constituie inveliuri sferice care se acoper unele pe altele diferind7

intre ele prin proprietile lor elastice. Micrile seismice sunt micri oscilatorii care afecteaz materia terestr. Viteza lor de propagare este in funcie de densitatea mediului in care se propag. Ele sufer reflexii i refracii la contactul dintre medii cu densiti diferite. Inveliurile sunt separate prin suprafee de discontinuitate deoarece ele provoac discontinuiti in propagarea undelor seismice, ceea ce arat discontinuiti ale densitii materiei ce alctuiete planeta. Pe baza suprafeelor de discontinuitate de la limita inferioar a scoarei i de la adancimea de aproximativ 2900 km, interiorul globului terestru a fost imprit in trei geosfere principale.

Structura interna a pamantului In anul 1909 s-a determinat o prim suprafa de discontinuitate seismic de ctre seismologii croai (tat i fiu) Mohorovicic, la adancimea de cateva zeci de km, discontinuitate care le poart numele. La baza scoarei se afl suprafaa de discontinuitate Moho, de form neregulat, de regul cu concaviti sub ariile continentale i cu convexiti sub ariile oceanice. Adancimea discontinuitii Moho este intre 20-80 km sub continente i intre 6-15 km sub oceane. In Romania dup calcule seismologilor romani discontinuitatea Moho are adancimea de : 40 km in dreptul oraelor Timioara i Iai; 55 km pe linia Bucureti - Campulung Muscel; 70 km in munii Vrancei. a) Partea extern a Pmantului i cea mai subire este scoara . Ea are grosimea de 20-80 km in regiunile continentale i de cca. 5+10 km sub oceane, iar densitatea este de 3,0 g/cm3. Trecerea de la scoar la manta se face prin discontinuitatea Moho. Scoara prezint dou straturi distincte. Stratul superficial, este numit strat granitic, deoarece are densitatea medie mai apropiat de cea a granitului. In realitate acest strat are in componen pe lang rocile granitice i roci bazice, metamorfice i sedimentare. Stratul granitic nu este continuu, ci apare sub forma unor poriuni imense care corespund zonelor de8

uscat continentale. Sub stratul granitic se afl stratul bazaltic, care este alctuit din roci bazice i apare continuu, atat sub oceane, cat i sub continente. Contactul dintre stratul granitic i cel bazaltic este dat de suprafaa de discontinuitate Conrad, care se gsete la adancimi de 10-30 km sub continente i lipsete in regiunile oceanice

Se individualizeaz dou tipuri de scoar: scoara de tip continental; scoara de tip oceanic. Scoara de tip continental in grosime total de 20 80 km este format din trei zone: zona sedimentar in grosime medie de 15-20 km; zona granitic in grosime de 15-40 km; zona bazaltic in grosime de 10-20 km. Scoara de tip oceanic are o constituie apropiat de cea a zonei bazaltice, este apropiat de mantaua superioar i in centrul oceanului are grosimi cuprinse intre 5-10 km. Se caracterizeaz prin absena stratului granitic. De sus in jos are urmtoarea alctuire: un strat de roci sedimentare i maluri recente sau actuale neconsolidate; un strat bazaltic de caiva km sub care se afl mantaua.9

In funcie de rocile predominante, structura scoarei in general se caracterizeaz prin trei pturi deosebite: bazaltic (sau oceanic), granitic (sau continental) i sedimentar.

Ptura bazaltic se gsete atat sub continente, cat i pe fundul oceanelor, avand 10-20 km grosime sub continente i mai puin sub oceane. Ptura granitic este groas de 15-40 km, se afl mai ales sub continente i lipsete pe o bun parte din fundul oceanelor. Ptura sedimentar (stratisfera) se compune din materiale provenite din distrugerea rocilor preexistente de ctre agenii externi (ap, vant, etc.); are grosimi variabile de la 15 la 20 km. Apariia crustei se consider c a avut loc in urmtoarele dou ipoteze: fie prin rcirea globului in faza sa de dezvoltare cand era o mas incandescent; fie prin redistribuirea acestei mase la rece pe baza diferenei de greutate specific. Apariia crustei terestre reprezint inceputul stadiului de evoluie a Pmantului, varsta ei fiind apropiat la 4,55 miliarde de ani. b) Mantaua se afl sub scoara terestr i se intinde intre discontinuitatea Moho i discontinuitatea Wieckert-Gutenberg avand o grosime de aproximativ 2900 km. Se mai numete mezosfer sau inveli deoarece invelete geosfera central. Geofizicienii au identificat i in cadrul mantalei trei subdiviziuni: mantaua superioar (astenosfera asthenos = fr rezisten) faza de tranziie (de la 400 km la 10001050 km) mantaua inferioar (10502900 km)

10

Mantaua superioar se intinde pan la 375-400 km adancime. In cuprinsul su se individualizeaz astenosfera, cel puin parial, in stare topit. Restul mantalei este in stare solid. Materia care alctuiete mantaua are densiti de 3,35,5 g/cm3. Astenosfera furnizeaz, pentru baza litosferei, un flux de cldur, compensand fenomenul de rcire, exact in momentul in care grosimea ei atinge circa 125 km. Astenosfera corespunde unui material vascos, susceptibil de a se deforma uor i care ar fi sediul curenilor de convecie rspunztori de deplasarea litosferei in cadrul dinamicii plcilor. Importana mare a astenosferei const in faptul c pe ea plutete scoara solid extern a Pmantului, compus din calote sferice cu greuti diferite. Acestea se afund in astenosfer mai mult sau mai puin pan ce ii gsesc un echilibru relativ static (echilibru izostatic). Tot in astenosfer, datorit fluiditii sale, ca i temperaturilor variate, intre partea superioar i cea inferioar apar cureni de convecie, care aduc magma mai cald din interior spre scoar i coboar magma mai rece de sub scoar spre baza astenosferei. O parte din magma ce urc spre scoar poate s ias printre crpturile acesteia, formand lave vulcanice. Zona de tranziie este alctuit din Cr, Fe, Si i Mg (Crofesima) avand densitatea = 4,0 g/cm3. Mantaua inferioar sau intern este alctuit din Ni, Fe, Si i Mg (Nifesima) cu densitatea = (5 6) g/cm3. In mantaua extern se formeaz magmele, care sunt topituri incandescente formate in special din silicai, bogate in gaze i vapori, localizate in scoara terestr sau la nivele mai profunde. c) Nucleul are o grosime de aproximativ 3500 km i reprezint poriunea situat de la discontinuitatea Wickert-Gutenberg pan in centrul Pmantului. Se mai numete barisfer (densitatea i presiunea cea mai mare), centrosfer (geosfera central), sambure sau inim. Discontinuitatea Lehman imparte nucleul in dou pri distincte: nucleul exterior are o grosime cuprins intre 29005000 km; in aceast zon nu se mai propag undele seismice transversale, ceea ce denot c materia este acolo in stare fluid; densitatea este cuprins intre = (9,7 11,5) g/cm3; nucleul interior se intinde de la 5000 km pan in centrul Pmantului, materia se comport din nou ca un solid; densitatea variind intre = (12,0 14,0) g/cm3. Valoarea mare a densitii nucleului asigur o mas important a acestuia, care contribuie la sporirea atraciei gravitaionale, capabil s menin atmosfera i hidrosfera asigurand astfel existena geosistemului. Se admite c nucleul este alctuit predominant din Ni i Fe (NiFe), ceea ce are importan pentru campul magnetic al Pmantului Proprietile fizice ale Pmantului Pmantul se caracterizeaz printr-o serie de proprieti specifice referitoare la: Cldura Pmantului Gravitaia Pmantului Densitatea Pmantului Presiunea in interiorul Pmantului Radioactivitatea Pmantului Electricitatea Pmantului Magnetismul Pmantului11