Geografie fizica generala, cursul 1Partea 1 OBIECTUL, ISTORICUL, METODELE I LEGILE GEOGRAFIEI, SISTEME DE UNITI GEOGRAFICE 1. DENUMIRE. DEFINIE. PRIMELE DIVIZRI Orice tiin este definit de cel puin patru cerine: o denumire, s aib obiectul su de studiu, s se bazeze pe legi proprii i s dispun de metode proprii de investigaie. Pn la definirea clar a unei tiine trece un timp ndelungat, perioad n care se acumuleaz un volum mare de informaie, se introduc noiuni, se stabilesc corelaii cu domenii apropiate. De multe ori, chiar sensul iniial al denumirii tiinei respective se modific mult. Aceast situaie este valabil i pentru Geografie. 1.1. ANTICHITATEA I EVUL MEDIU EPOCI DE PLMDIRE A GEOGRAFIEI- n Antichitatea Greac s-au manifestat dou direcii: una axat pe descrierea unor regiuni, numit chorografie, iar alta, bazat pe relaii matematice, fizice i astronomice, avea ca obiect de studiu Pmntul luat ca ntreg i analizat, n principal, ca form, dimensiuni, alctuire etc i creia Eratostene i-a zis Geografie. ntre marile opere ale antichitii se impun Geografiile lui Strabon (63 .H. 19 d.Hr.) i Ptolemeu (cca 168 90 . Hr.). Acesta realizeaz cele mai bune hri ale Perioadei Antice, el aducnd primele contribuii de cartografie i geografie general. - Descrieri geografice avnd mai mult sau mai puin caracter practic sunt specifice, de asemenea, Antichitii Romane, iar n perioada timpurie a Evului Mediu (sec. IX XII), oamenilor de cultur arabi. Cei mai cunocui cltori arabi au fost Ibn Vaheb (care a descris elemente ale biosferei realiznd o corelaie cu tipul de clim i a sesizat frecvena ciclonilor la schimbarea musonului); Ibn Kordabeh (care menioneaz existena principalelor drumuri comerciale); Ibn Fozlan, Ibn Hauc, Massudi, Idrisi (realizeaz o serie de hri i descrie inuturi noi, fiind numit Ptolemeu arab), Ibn Batutah (a descris o serie de inuturi noi, mai ales n lungul Nilului dar i n Dobrogea). Pn la epoca marilor descoperiri geografice (secolele XV XVII), accentul se punea pe cunoaterea Pmntului, n special, pe regiunile locuite. Sunt descrieri n care, pe lng elementele cadrului natural, apar observaii privind popoarele ce locuiau diferite teritorii, denumiri de ar, date cu coninut economic (resurse, schimburi comerciale). Termenul de Geografie nu a fost utilizat n acest perioad, cu toate c au existat numeroase lucrri cu astfel de subiect, mai ales n ceea ce numim astzi Geografia regional. Sebastian Mnster (german, sec. 16) a strns i a coordonat material cartografic pentru identificarea popoarelor pe hart. A fost profesor de geografie la Basel i a lsat posteritii dou lucrri importante Cosmografia i Geografia universal (1542). El poate fi considerat ntemeietorul geografiei descriptiv sistemice. Mercator (german, sec. 16) s-a specializat n domeniul astronomiei, cartografiei i cosmografiei. n 1578 public primul atlas de hri geografice, ediia ulterioar fiind n 1594, cnd ntrebuineaz un sistem modern de coordonate geografice i de reprezentri pe baza unei proiecii noi, cilindrice. El poate fi considerat creator de coal cartografic. - Epoca marilor descoperiri geografice a nsemnat nceputul Renaterii Geografiei, a acumulrii unui fond imens de date, epoc ce a pregtit schimbri eseniale n gndirea geografic i n definirea obiectului Geografiei, ce vor fi introduse n secolele XVIII XIX. S-au realizat explorri i descrieri ale unor regiuni necunoscute, explicaii pentru diferite procese naturale ceea ce a dus, pe de o parte, la stabilirea de corelaii ntre elementele cadrului natural, om i activitile sale, iar pe de alt parte, la formularea unor legi naturale ce le determin. Se realizeaz hri care constituiau grafii ale feei Pmntului, adic descrieri ale naturii prin semne i areale. 1.2. STATORNICIREA DENUMIRII, REALIZAREA UNEI DEFINIII I PRIMELE SUBDIVIZIUNI ALE GEOGRAFIEIn secolele XVIII XIX s-a putut ajunge la studii geografice i la mbogirea vocabularului prin introducerea i explicarea de noiuni geografice. Un loc aparte pentru dezvoltarea Geografiei ca tiin l-au avut cteva personaliti: B. Varenius, Al. von Humboldt, Karl Ritter, Friedrich Ratzel, F. von Richtofen, Paul Vidal de la Blache. 1.2.1. Denumire i definiie Halley n 1686 este primul care deseneaz o hart a vnturilor pe Glob i care explic formarea alizeelor. Varenius (1622 1650) n Geographia generalis (1650) pune bazele Geografiei fizice, menionnd c hidrosfera este un nveli terestru. Anterior, Aristotel exprimase aceai idee privind atmosfera.Varenius a intuit de existena litosferei, cnd admitea c Pmntul prezint o serie de excavaii, unele umplute cu foc i altele cu ap. Dei biosfera este ignorat n lucrarea sa, totui vegetaiei i dedic o pagin. Alexander von Humboldt (1769 1859), naturalist i mare cltor, fondator al geografiei ca tiin. La baz au stat cercetri realizate n America de Sud (1799 1804) concretizate n lucrarea "Cltorie n regiunile echinociale ale Noului Continent" care nsumeaz 30 de volume, apoi n Rusia (Altai, Ural, Siberia). n lucrarea Cosmos, extrapola Geografia la un Weltkunde, la o tiin a lumii, a Universului, n care Pmntul este doar o component; este o tiin fizic, care studiaz legturile dintre fenomenele de pe faa Pmntului, dezvoltarea interdependent i repartiia lor pe Terra. Pentru prima dat sunt difereniate etajele de vegetaie i introduce noiunea de izoterm. Humboldt arat c un scop al geografiei este cunoaterea unitii n pluritate (se prefigureaz astfel noiunea de sistem), studierea legilor generale i a legturilor interne ale fenomenelor telurice. De asemenea, a relevat rolul observaiei ca metod n cercetarea geografic i a elaborat cteva principii din care dou sunt eseniale: cauzalitatea (orice fenomen nu poate fi neles n sine dac nu-i sunt cutate cauzele care l-a generat i consecinele producerii sale), al geografiei comparate (orice fenomen trebuie privit i n comparaie cu fenomene similare din alte regiuni); principiul evoluionist (natura este n continu transformare, dezvoltare, astfel c "prezentul nu poate fi separat de trecut, ele interferndu-se n imaginea naturii telurice"). F. von Richtofen (1833 1905) a fost profesor la Universitatea din Berlin, a realizat multe expediii geografice (Persia, Asia de Est, California, China etc.). n cursul de Geografie din 1883, d o definiie mult mai complet: Geografia este tiina despre faa Pmntului i despre lucrurile i fenomenele care stau n legtur cauzal cu ea. Dup el, Geografia trebuie s studieze "suprafaa terestr solid n legtur cu hidrosfera i atmosfera, s analizeze nveliul vegetal i fauna dup relaiile lor cu suprafaa terestr, s cerceteze omul i cultura sa material i spiritual dup aceleai puncte de vedere", adic n raport cu natura nconjurtoare. F. von Richtofen este printre primii oameni de tiin care d rspunsuri la cerinele formulate la nceputul cursului nostru: - Geografia este o tiin- obiectul de studiu al G. este faa Pmntului cu ceea ce exist pe ea;- studiaz cauzal relaiile complexe dintre suprafaa terestr solid, atmosfer, hidrosfer, nveli vegetal, faun, relaiile omului cu natura nconjurtoare. Pentru a face o distincie fa de Geologie, F.von. Richtofen arat c aceasta din urm analizeaz suprafaa terestr ca rezultat al unor procese din trecut, pe cnd Geografia o analizeaz ca sistem actual. 1.2.2 Individualizarea unor ramuri ale GeografieiG. Fournier (1648), care descrie Oceanul Planetar i B. Varenius (1622 1650) n Geographia generalis (1650) pun bazele hidrologiei. Al. von Humboldt evideniaz existena nveliului biotic, pe care Eduard Suess l-a denumit biosfer. n 1854, K. Neumann introduce noiunea de geomorfologie pentru tiina care se ocup cu studiul reliefului planetar, nlocuind denumirea mai veche de fisiografie. Prezena solului ca nveli geografic este sesizat de V.V. Dokuceaev, care arat c acest nveli apare tocmai prin interaciunea dintre factorii fito climatici.Spre sfritul secolului XIX, Friedrich Ratzel (1844 1904) ntemeiaz geografia uman (antropogeografia) i tot el pune bazele geopoliticii, iar Paul Vidal de la Blache (1900) vorbete de geografia uman i raporturile cu geografia vieii. Prin apariia acestor discipline i aprofundarea unor pri ale Geografiei ncep s fie luate n discuie i alte diviziuni ale acesteia precum: Geografie general (n care se urmresc diferitele componente i raporturi dintre ele la nivel planetar); Geografie regional (care implic descrieri i analize ale unor regiuni ale Pmntului); Geografie fizic (n care se urmrete, n general, dar prin exemplificri regionale, interferena dintre cele patru nveliuri relief, ap, aer, vieuitoare); Geografie uman (antropogeografie, care are n vedere omul i activitatea sa n raport cu condiiile de mediu). 1.3. Secolul XXSub raport teoretic, semnificative sunt cteva preocupri nsoite de rezultate nsemnate:- stabilirea unei definiii a Geografiei ct mai cuprinztoare;- delimitarea obiectului de studiu fa de alte tiine i n primul rnd fa de tiinele apropiate, de contact, respectiv Biologia, Geologia, Sociologia;- stabilirea denumirii i limitelor obiectului de studiu ale Geografiei;- diferenierea majoritii tiinelor geografice;De-a lungul anilor, s-au dat Geografiei mai multe definiii, ncercndu-se precizri asupra obiectului de studiu, asupra limitelor acestuia n sistemul tiinelor i asupra metodelor specifice de investigaie.Una din definiiile cele mai complete, dat n perioada interbelic, aparine lui Simion Mehedini (1869 1962), creatorul geografiei moderne n Romnia, care n "Terra" arat c Geografia este tiina care cerceteaz relaia dintre masele celor patru nveliuri planetare, att din punct de vedere static, ct i din punct de vedere dinamic.Deci, dup Simion Mehedini, Geografia are ca obiect de studiu masele celor patru nveliuri, care constituie "totul geografic", care ar reprezenta un sistem alctuit din patru nveliuri (litosfera, apele, aerul, vieuitoarele), ntre care exist legturi, relaii de cauzalitate i ierarhizare; Geografia nu se rezum doar la descrierea lor ci, n primul rnd, analizeaz complex tot ceea ce rezult din conexiunile dintre aceste componente, nu staionar, ci n continu evoluie. Sistemul nu exclude omul i activitile sale (Omul este o prticic ntre celelalte, care compun totul geografic. Omul, locuitor al ntregului Pmnt i unul dintre agenii cei mai activi n modificarea sferelor i, prin urmare, ca unul din factorii geografici de cpetenie, trebuie analizat ca atare n geografie).n 1986, Grigore Posea d dou definiii Geografiei:1. Geografia studiaz organizarea luntric, natural i cea impus de om, a mediului de la exteriorul solid al Terrei, sau spaiul terestru ca un sistem dinamic i unitar (Geografia general), dar i diversificat local i regional (Geografia regional) Ea studiaz relaiile (statice, dinamice, spaiale, temporale) dintre geosfere (atmosfera, hidrosfera, litosfera, biosfera), avnd ca obiect specific de studiu mediul geografic n varietatea, complexitatea lui local i regional, dar i unitatea lui de sistem, inclusiv sub aspectul utilizrii i transformrii lui de ctre om2. Geografia abordeaz fenomenele de la suprafaa Pmntului n interdependena lor teritorial i temporal, la nivel planetar (Geografie general) sau la nivel continental, zonal, regional i local (Geografie regional) i totodat n sens cauzal." Alte definiii, sec. 20:A. Hettner Geografia este tiina corologic a Pmntului sau tiina arealelor i locurilor terestre n termenii deosebirilor locale i a relaiilor lor spaiale. Scopul.......este cunoaterea caracterului regiunilor i a locurilor i a interrelaiilor dintre diferitele medii ale realitii.....negerea suprafeei Pmntului, prin actuala sa organizare n continente, n regiuni mai extinse sau mai restrnse i locuri, ca un ntreg (1921).Vintil Mihilescu Geografia studiaz complexul planetar sau regional ca ntreg, rezultat din mbinarea i colaborarea elementelor componente (aer, ap, uscat, vieuitoare) sub impulsul forelor interioare i exterioare nveliului geosferic (Consideraii asupra geografiei ca tiin, 1945).H. Baulig Geografia este o manier de a considera lucrurile, fiinele, fenomenele n raportul lor cu Pmntul (1948).Vintil Mihilescu n cazul geografiei, acest obiect este, i trebuie s o afirmm categoric, ntregul teritorial, de la localitate la planet (1968).George Vlsan Se spune, cu o definiie general scoas chiar din numele ei, c geografia e descrierea pmntului. Dar aceasta e numai o generalitate foarte larg. Geografia nu e numai descriere i nici numai strict a Pmntului. Ea descrie n felul ei, dar i explic i uneori scoate constatri generale. Apoi ea nu are n vedere numai Pmntul i ndeosebi suprafaa sa, cu toate c n primul rnd de la ea pornete, ci i toate relaiile complexe care se stabilesc n legtur cu acest Pmnt. De la situaia i fenomenele cosmice care-l influeneaz pn la pulsaia intern a nsui mediului terestru, trecnd prin puterile aeriene ale apelor, care se lupt i ele cu Pmntul, pn la nveliul de via al acestui Pmnt, pn la rspndirea omeneasc pe suprafaa lui, geografia caut s-i dea seama de toat drama cu attea personaje, fiecare deosebit caracterizat, dram care se petrece pe aceast scen foarte vast dar unic: faa Globului Pmntesc (Contiin naional i geografie, Opere alese, Edit. tiinific, 1971).Petre Cote Fa de celelalte tiine ale pmntului, geografia se distinge prin faptul c obiectul ei de studiu l constituie rezultanta corelaiei i interaciunii dintre natur i om, care se numete geosfer i de care nu se ocup nici o alt tiin a Terrei. nveliul geosferic sau terestru constituie un mecanism bine organizat, cu structur i legi proprii, caracterizat prin diferenierea progresiv a elementelor componente, dar i prin integralitatea lui. Orice dereglare a caestui mecanism duce la perturbri n mersul general al fenomenelor terestre i genereaz diverse stri de dezechilibru (Principii, metode i tehnici moderne de lucru n geografie, Edit. Didactic i pedagogic, 1976).G. W. Moore Geografia este tiina care descrie suprafaa terestr, proprietile sale fizice, clima, economia, oamenii (Dictionary of Geography, 1977).Al. Savu Geografia a devenit succesiv, mai nti o tiin explicativ, pentru toate legturile de cauzalitate dintre fenomenele geografice i apoi tocmai pentru c s-a antrenat n rezolvarea unor probleme cu care se confrunt omenirea a devenit o tiin de perspectiv (1980).Victor Tufescu Geografia este considerat o tiin a relaiilor dintre geosfere, antroposfera fiind i ea o geosfer (1990).Dictionary of Geography Geografia este studiul suprafeei terestre, incluznd toate formele de relief, formarea lor i procesele asociate care sunt cuprinse n geografia fizic. Sunt acoperite i alte aspecte din climatologie, topografie i oceanografie. Geografia uman include populaia i distribuia lor, aspecte privind geografia social i cultural, repartiia i exploatarea resurselor naturale (Geddes & Grosset, 1997).Carrara Geografia este tiina care studiaz interconexiunile care exist ntre sferele terestre dar i activitile omului n raport direct cu aceste sfere (Geografie fizic, 1997).D. Thomas, A. Goudie Geografia fizic este descrierea Pmntului, mrii, aerului, plantelor i animalelor, distribuia acestora i cauza acestei distribuii...... omul, nsui poate fi vzut ca locuitor al Terrei cu lucrurile pe care el le creeaz i prin aciunea i influena sa (The Dictionary of Phisical Geography, 2006). 2. OBIECTUL GEOGRAFIEI DENUMIRE I DEFINIRE 2.1. DENUMIREA OBIECTULUI GEOGRAFIEIPn n sec. XIX a fost omis, ntruct era greu de numit ceva"care constituia o sintez de preocupri. n sec. XIX i s-a spus mediu geografic (. Reclus, 1876), nveli geografic (I. P. Braunov, 1910), nveli teritorial, nveli terestru, nveli geosferic (G. Vlsan), iar n ultimele decenii se tinde spre geosistem, nveli landaftic, mediu nconjurtor etc. Se pune ntrebarea de ce exist aceast dificultate. Rspunsul este legat de faptul c dac pentru fiecare subramur a Geografiei sistemul care este analizat putea fi urmrit lesnicios ntruct constituie forme ale materiei "vizibile" (relieful pentru Geomorfologie, apa pentru Hidrologie, solul pentru Pedogeografie, ghearii pentru Glaciologie etc.), pentru tiina care le include pe toate acestea Geografia obiectul de studiu este greu de intuit la prima vedere. De aceea se impune pentru nceput cunoaterea sferei de cuprindere a fiecruia dintre termenii introdui n literatur pentru denumirea acestui sistem complex, ntruct exist diferene sensibile. Mediu geografic constituie noiunea cu sfera cea mai larg, un sistem n care se regsesc cele ase componente (relief, ap, aer, sol, vieuitoare i societatea uman) cuprinse ntr-un angrenaj de legturi structurale i funcionale ce au caracter dinamic i evolutiv.Se poate vorbi de:- Mediul geografic global, la scara ntregii planete, care alctuiete un nveli specific (nveli geografic) cu baza n litosfer, la diferite adncimi (unde exist i energii generatoare de relief), i cu partea superioar n stratosfer, la nivelul stratului de ozon. Individualizarea acestuia a nceput, n urm cu circa un miliard de ani; ulterior a evoluat prin apariia vieii ce a condiionat dezvoltarea solurilor i mai trziu, apariia omului i a societii umane. El se divide n medii cu caracter regional cu ntinderi diferite. O situaie aparte prezint n cadrul mediului geografic global, mediile de la nivelul componentelor (exemplu: n hidrosfer mediul lacustru, m. glaciar, m. oceanic etc.), care se ierarhizeaz dup gradul de complexitate a relaiilor dintre elementele lor. Fiecare dintre aceste medii include un anumit ansamblu de relaii cu elementele din celelalte medii cu care intr n contact. Concluzie: Mediul geografic constituie obiectul de studiu al geografiei urmrit fie la scar global, fie regional sau local. Pn cnd omul a nceput s se afirme pe plan social, se putea vorbi de concordana ntre sfera noiunii de mediu geografic i aceea de mediu natural. Acesta din urm implic cele cinci componente fundamentale (relief, ape, clim, vieuitoare, soluri) cu tot ansamblul lor de legturi. n ultimele milenii i mai ales de cteva secole, dezvoltarea societii umane a impus un ansamblu de relaii noi n sistemul mediului geografic, format, pe de o parte, din relaii sociale, economice, culturale, caracteristice sistemului nou aprut, iar pe de alt parte, din legturile ntre acestea i elementele mediului natural cruia i-a influenat evoluia. Ca urmare, mediile naturale au rmas tot mai restrnse ca areal, astfel nct n prezent doar suprafeele acoperite de marii gheari continentali, etajele alpine din munii foarte nali, interiorul deerturilor, pdurile virgine ecuatoriale sau temperate (taigaua), mediul abisal al Oceanului Planetar mai pot fi considerate regiuni naturale, n care amprenta prezenei umane este redus. n regiunile temperate, subpolare, mediteraneene, tropical umede, n fiile litorale, mediul natural a fost puternic modificat de societatea uman. Vegetaia uman a fost nlocuit pe ntinderi semnificative cu diverse culturi, s-au realizat aezri cu grad de complexitate variat, de la sat la metropol, s-au impus areale cu extracii de minereuri, combustibili, materiale de construcie, s-au dezvoltat reele de ci de comunicaie. n aceste regiuni care reunesc concentrrile cele mai mari de populaie, aezri i activiti economice, au aprut i s-au amplificat dou categorii de medii: antropizate i antropice. Mediile antropizate se refer la spaii naturale care sufer unele modificri n urma dezvoltrii de aezri mici (sate) cu un numr redus de locuitori i cu activiti economice limitate. Structura mediului natural se pstreaz n mare msur, omul i activitile sale fiind doar ncorporate. Se constituie, n fapt, o mbinare ntre natural i antropic, n care raportul se menine n favoarea celui dinti (satele din muni, dealuri nalte i podiuri), situaii similare exist n deltele fluviilor, n culoarele de vale cu zvoaie i bli. Mediile antropice reprezint un stadiu avansat al implicrii omului n modificarea mediului natural; rezult sisteme noi, n care se impun construciile administrative, economice, culturale, locuinele, reeaua de strzi asfaltate i pietruite, diversele instalaii; vegetaia spontan este n cea mai mare msur nlturat, iar n spaiile verzi domin speciile de arbori, arbuti i alte plante puse de om. Aadar un mediu schimbat, n raport cu necesitile societii n care se include, cu ranguri diferite, mediul urban, mediul rural, medii de culturi agricole i medii industriale. Cei trei termeni (mediul natural, mediul antropizat, mediul antropic) se regsesc n sfera noiunii de mediu nconjurtor, foarte mult utilizat n ultimile decenii (nu numai de ctre geografi, dar i de ali specialiti), cu sensul de spaiu geografic n care, n sistemul celor ase componente, omul este componentul principal, elementele naturale ntreptrunzndu-se cu cele construite i modificate de el. Este un sistem n care se ncadreaz trei medii distincte: abiotic (ap, aer, relief, sol), biotic (vieuitoarele) i antropic (omul cu activitile sale). n literatura strin sinonimul acestui termen este environement, cu semnificaia de regiune n care exist un ansamblu de condiii fizice, chimice, biologice care asigur viaa unei populaii. 3. NVELIUL GEOGRAFIC SISTEM GLOBAL 3.1. LIMITELE SISTEMULUI GEOGRAFIC nveliul geografic se desfoar de la adncimi diferite n cadrul litosferei i pn n partea inferioar a stratosferei. 3.1.1. Limita superioarLimita superioar a nveliului Geografic este plasat, de unii geografi, la nivelul superior al troposferei, la o nlime medie de cca 10 15 km, acest lucru fiind motivat de: pn la acest nivel este concentrat cea mai mare parte a masei atmosferei (peste 90%); n acest spaiu se produc fenomenele din atmosfer care au implicaii importante n desfurarea spaial i temporal a elementelor i proceselor din celelalte geosfere; pn la acest nivel se face simit influena suprafeei active (uscat, ap) n dezvoltarea proceselor care au loc n atmosfer, indeosebi cele calorice, cu reflectarea n cele dinamice, locale sau regionale); viaa este concentrat la contactul cu celelalte geosfere; totui, cam pn la acest nivel, ajung i multe din formele elementare de via (bacterii) care sunt antrenate de micarea ascendent a maselor de aer. Dup alte preri, limita superioar se plaseaz la 20 25 km, acolo unde se afl cantonat cea mai mare parte a ozonului din atmosfer, mai precis n stratosfera inferioar; 3.1.2. Limita inferioarLimita inferioar este, de asemenea, disputat, existnd preri foarte diferite: la 500 800 m, pentru c n acest spaiu se simte cel mai intens interferena geosferelor (ap, aer, vieuitoare, aciunea omului); la 4 5 km pe uscat i pn la 11 km pe fundul oceanelor, dac se ine cont de rspndirea vieuitoarelor; la 10 km, ntruct pn aici se ntlnesc preponderent roci sedimentare, care au rezultat din interferena unor procese ce au loc la contactul nveliurilor; la 100 120 km, incluznd i partea superioar a mantalei (astenosfera), deoarece deplasarea materiei topite de aici produce modificri nsemnate n celelalte nveliuri exterioare ei (creaz relief, introduce n atmosfer gaze, vapori de ap etc.)Deci limitele nveliului Geografic, n sens larg, sunt legate de stratosfera inferioar i de baza reliefosferei. 3.2. ALCTUIREA I STRUCTURA SISTEMULUI GEOGRAFIC - n componena sa, sistemul geografic are mai multe nveliuri. n baz se afl sfera reliefului (reliefosfera, morfosfera, geomorfosfera etc.), iar peste aceasta nc cinci care se interfereaz hidrosfera, climatosfera, biosfera, pedosfera, antroposfera. Ele au grosimi variate, s-au individualizat n momente diferite ale evoluiei Pmntului i au suferit modificri importante n alctuire, structur, n urma raporturilor de reciprocitate care s-au stabilit evolutiv ntre ele. 4. LOCUL GEOGRAFIEI FIZICE N CADRUL SISTEMULUI GLOBAL GEOGRAFIC. n cadrul Geografiei, al crei obiect de studiu se constituie ca un sistem cu un nivel complex de organizare i funcionare, s-au individualizat numeroase domenii i direcii. ncepnd din secolul XVIII, dar accentuat din secolul XX, muli geografi separ Geografia fizic ca o ramur distinct ce s-ar axa pe studiul mediului natural; alturi de ea ar fi o Geografie uman, ce ar avea n vedere fenomene, procese de ordin social; prima, are la baz legile ce acioneaz n natur, iar cealalt legile sociale. Sunt i geografi (n ara noastr Vintil Mihilescu) care au negat aceast mprire, considernd c Geografia este unic, indivizibil. Geografia fizic, la nivel global, este o parte a Geografiei care are ca obiect de studiu un nveli specific (nveliul natural geografic), ce include pri din litosfer i atmosfer, apoi hidrosfera, pedosfera i biosfera. Ea i stabilete limitele, alctuirea, structura, caracteristicile, legile care-i determin funcionarea, interaciunea dintre componeni, evoluia i diferenierile spaiale, dar i raporturile cu ceea ce a rezultat din prezena i activitile omului. Studierea nveliului natural geografic n ansamblul su, la nivel planetar, se face de ctre Geografia fizic general. Realizarea aceluiai lucru la nivel de continent, lan montan, cmpie, deci pe un fragment, se face de ctre Geografia fizic regional. nveliul natural geografic este alctuit din cinci componente ce constituie subsisteme bine definite (climatosistem, hidrosistem, morfosistem etc.). Fiecare dintre acestea constituie obiectul de studiu al unei ramuri a Geografiei fizice: Climatologie, Hidrologie, Geomorfologie, Pedogeografie, Biogeografie. n concepia modern, mediul fizic nu mai poate fi separat de cel uman. Omul, prin activitatea sa, s-a implicat direct tot mai mult n mediul geografic, nct spaiile n care acesta nu i-a fcut marcat prezena sunt tot mai restrnse. Indirect, prin nsumarea la nivel global a rezultatelor produse regional se ajunge la efecte cu consecine deosebit de grave la scar tot mai mare (deertificarea, nclzirea global etc.). Dac pn n secolul XX presiunea uman asupra mediului natural era legat doar de calitatea omului de consumator cu mici modificri la scar regional n structura acestuia, ulterior, odat cu creterea rapid a populaiei Globului, cu amplificarea nevoilor sociale (au condus la extinderea terenurilor cultivate, a aezrilor, a complexelor industriale, cilor de comunicaii, exploatarea slbatic a resurselor minerale i a materialleor de construcii n detrimentul mediului natural), cu eliminarea necontrolat de poluani (efecte locale dar prin cumulare regional i planetar au mpietat dezvoltarea normal a relaiilor de mediu) s-a ajuns la modificri de multe ori eseniale n organizarea i funcionarea mediilor regionale, nct autoreglarea a fost depit, ceea ce a condus la dezechilibre la scri diferite. Toate acestea fac ca n sfera analizelor fizico geografice s capete un loc distinct cteva cerine mediul fizic s fie corelat cu nevoile societii, care s nu conduc la degradarea sa; o gndire ecologic bazat pe planificarea controlat a consumurilor, folosirea unor tehnologii nepoluante; valorificarea corect a spaiului i a resurselor. De aici, o apropiere tot mai realist ntre cele dou domenii (fizic i uman) ale Geografiei, care formeaz astfel un sistem unitar. 5. METODE DE STUDIU FOLOSITE N GEOGRAFIE Complexitatea obiectului de studiu al Geografiei, legturile diverse cu alte tiine i, n primul rnd, cu cele apropiate ei (Geologia, Biologia, Meteorologia) impun pentru studierea mediului o diversitate de metode. 5.1. METODE GENERALE APLICATE N MAI MULTE TIINE 5.1.1. Metoda analizei.Metoda analizei are la baz dou procedee: inductiv i deductiv.Prin inducie se realizeaz trecerea treptat de la acumulri singulare la generalizri, abstractizri. Presupune cunoaterea (n special prin descriere) a proceselor singulare (ex. o alunecare de teren, fluxul i refluxul, o tornad etc.), compararea lor, separarea de trsturi particulare, dar i generalizri (ceea ce le este comun), stabilirea legturilor dintre ele, ierarhizri (ex. alunecare superficial, alunecare de mic adncime, alunecare profund etc.). Este un procedeu care s-a impus n secolele XIX XX. Despre rolul ei, Simion Mehedini n Terra, spunea c geograful dup ce a observat, a decis i clarificat fenomenele telurice, trebuie s ajung pe calea induciei s ne arate i legea care guverneaz ncatenarea lor, aa ca s putem stabili, cnd e posibil, chiar o prognoz. Prevederea cursului fenomenelor este ultima etap de pozitivare a unei tiine. Procedeul deductiv (de la general la particular) este strns legat de cel inductiv. Generalizrile rezultate servesc la diverse construcii deductive (ex. cunoaterea cauzelor care pot genera alunecri de teren permite anticiparea realizrilor n locuri unde procesul nu a avut loc).5.1.2. Metoda sintezei are la baz metoda anterioar, care-i furnizeaz un bogat material faptic. Datele din analiza mai multor fenomene vor putea fi grupate n comune i particulare, primele ducnd spre sinteze. Prin acestea se permite cunoaterea mecanismelor de funcionare a sistemului indiferent de mrime, apoi a locului i importanei fiecrui component al sistemului, al relaiilor dintre sisteme. Sinteza duce la formularea legilor care stau la baza evoluiei sistemului, la conturarea de modele specifice.5.1.3. Metoda observaiei are o importan deosebit n geografie, ea stnd la baza unei mari pri de volum de informaie necesar oricrei lucrri. Se nfptuiete ndeosebi pe teren, fie staionar (urmrirea elementelor diferitelor componente n timp ndelungat, cum fac meteorologii sau hidrologii la staii i posturi unde exist o aparatur specific), fie itinerant (ea presupune alegerea unor puncte de unde se realizeaz succesiv urmrirea detaliat a componentelor geografice ex. cunoaterea succesiunii n altitudine n Carpai presupune fixarea mai multor locuri de observare care se succed de la pdurile de fag, de amestec, de conifere la arbutii subalpini i pajitile alpine la Sinaia, la Furnica). Observaia const n separarea secvenial a elementelor principale asupra crora se vor face aprecieri calitative i cantitative.5.1.4. Metoda comparativ este legat de metoda observaiei, pe care o extrapoleaz pe un spaiu larg. Pe baza observaiei se obin date privind procesele, fenomenele, formele din diferite locuri, compararea lor duce la stabilirea elementelor comune, dar i a celor care le difereniaz (ex. un izvor din cmpie raportat la altele din dealuri, muni). 5.2.METODE PRELUATE DIN TIINELE APROPIATE n diferite domenii de cercetare ale Geografiei sunt utilizate i metode folosite n Geologie, Biologie, Istorie, etc.5.2.1. Metoda stratigrafico paleontologic, asociat cu metoda depozitelor corelate presupune interpretarea alctuirii diferitelor formaiuni geologice acumulate n medii diverse i care sunt datate precis pe baze paleontologice (resturi de plante sau animale). Alctuirea, structura, caracteristicile morfologice ale elementelor lor faciliteaz concluzii privind condiiile de mediu n care s-au format i evoluat (specificul modelrii uscatului, agenii i procesele importante care au acionat, condiiile climatice i de vegetaie, specificul mediului n care s-au acumulat). Se utilizeaz mai ales n studiile privind relieful, evoluia climei i mediului n Era Cuaternar.5.2.2. Metoda analizei polenului unor plante din diverse epoci geologice, mbinat cu metoda actualismului. Mai nti, prin complexe procedee de tratare fizico chimic se separ din depozite marno argiloase acumulate n diferite epoci, perioade geologice, polenul plantelor ce populau regiunile de uscat; n al doilea rnd, se realizeaz de ctre specialiti geologi (paleobotaniti), identificarea genurilor i speciilor de plante crora le aparine polenul, stabilind ponderea fiecruia. Datele furnizate pot fi folosite de geografi. Ei stabilesc caracteristicile condiiilor naturale (ndeosebi de natur paleoclimatic) din acele epoci, urmrind pe cele actuale din regiunile unde sunt rspndite genurile i speciile similare.5.2.3. Metoda analizei alternanei de soluri i depozite loessoide. Ele pot fi observate n alctuirea versanilor din regiunile de deal, cmpie, pe frunile de teras, pe abrupturile de falez, etc. Este o metod util n determinarea vrstei anumitor formaiuni, ntruct loessurile s-au format n condiiile unui climat rece (glaciar) iar solurile fosile au luat natere n cele de climat mai cald (interglaciar) specifice Cuaternarului.5.2.4. Metoda statistico matematic. Este important pentru obinerea de iruri de valori medii i extreme necesare realizrii de reprezentri spaiale ale elementelor ce definesc sistemele geografice. Se folosete aproape n toate domeniile geografiei, dar mai ales n analizele climatice i hidrologice. 5.3. METODE SPECIFICE GEOGRAFIEI n funcie de locul i specificul cercetrii geografice, metodele se pot grupa n:5.3.1. Metode de cabinet, folosite n faza preliminar ntocmirii unui studiu geografic sau n faza de finalizare a acestuia. Ele se bazeaz pe idei, date, hri aflate n diverse lucrri. ntre acestea importante sunt: hrile topografice, fotografiile, datele nregistrate i prelucrate din diverse domenii (meteorologie, hidrologie, pedogeografie, biologie). Metoda morfografic, care const n analiz calitativ a reliefului (reprezentarea i analiza diferitelor tipuri de interfluvii, vi, versani n funcie de fizionomia lor); Metoda morfometric, prin care se realizeaz aprecieri cantitative pe baza reprezentrii pe cartodiagrame a valorilor diferiilor indici. Acestea au rezultat din msurtori efectuate direct pe hri topografice (ex. lungimi, suprafee) sau din valori obinute prin diverse calcule (gradul de fragmentare n suprafa sau pe vertical a unei regiuni, nclinarea diferitelor suprafee etc.); Blocdiagrama este o reprezentare tridimensional, prin care se stabilesc corelaii ntre diferitele elemente ale reliefului, elemente de natur geologic (roc, structur) i alte componente ale peisajului (de exemplu, suprafeele cu pdure, aezri); Metoda profilului geografic complex red sintetic pe anumite direcii elementele principale ale cadrului natural (forme de relief, alctuire litologic, principalele tipuri de sol i formaiuni vegetale). Se completeaz cu diagrame sintetice pentru elementele ce nu pot fi reprezentate pe profil (date climatice, hidrologice, etc). Schia panoramic este reprezentarea schematic, de esen, a elementelor specifice unui sistem geografic local (elemente definitorii ale reliefului, vegetaiei, aezrilor etc.), ca un desen ce poate fi completat cu toponime sau alte indicaii, n manier clasic sau pe calculator, n programul Corel Draw; Metoda diagramelor folosit n reprezentrile irurilor de valori (date cantitative) ale elementelor meteorologice, hidrologice, biogeografice, de sol, relief, luate individual sau n sistem;5.3.2. Metode folosite n cercetarea geografic de terenAceste metode sunt diverse, unele fiind utilizate nc din cele mai vechi timpuri. Metoda cartrii geografice se bazeaz pe observaii, msurtori, comparaii. Const n localizarea pe hrile topografice a elementelor de mediu, marcarea prin semne convenionale (deosebite ca mrime, n funcie de scara hrii) a formei de exprimare a acestora; cartarea este nsoit de descrieri detaliate. Pe baza cartrilor se realizeaz hri generale sau cu un anumit specific (harta teraselor, harta proceselor geomorfologice actuale; harta specificului scurgerii apei rurilor de diferite mrimi dintr-o regiune, harta cu arealele formaiunilor vegetale etc.). Metoda schielor de hart se aplic pentru relevarea unor caracteristici de detaliu ale peisajului.Ca urmare, n cadrul lor vor aprea, n afara limitelor diferitelor elemente de relief, vegetaia, areale cu diferite tipuri de sol etc. i foarte multe amnunte care nu pot fi reprezentate pe hri, orict de mare ar fi scara acestora.Se bazez pe msurtori i va fi nsoit de descrieri amnunite. Metoda crochiurilor, care este folosit pentru punerea n eviden a unor trsturi majore ale peisajului. Reprezentarea este schematic, n perspectiv i prefigureaz schia panoramic ntocmit pe teren sau cea care se face ulterior, folosind fotografii i diapozitive. Metoda profilurilor schematice se aplic pentru nregistrarea unor situaii de detaliu n anumite locuri; se folosete frecvent pentru cte un element natural (reprezentarea unei forme de relief, a alctuirii profilului de sol), dar nu este neglijat nici n unele studii de geografie uman. Metoda investigaiilor prin msurtori expediionale. Folosete aparatur complex, staii automate sau semiautomate pentru diveri parametrii de mediu urmrii individual (climatici, hidrici, etc) sau n corelare (calitatea mediului). Valorile obinute sunt prelucrate automat i reprezentate n baza diferitelor programe de calculator. 5.3.3.Metode utilizate n laborator. Sunt, n majoritatea situaiilor, preluate din alte tiine (metoda analizei granulometrice, metoda analizei mineralelor grele). n laboratorul geografic se pot realiza modele pentru urmrirea desfurrii unor forme de relief, urmrirea diferitelor tipuri de scurgere a apei, a eroziunii eoliene, a variaiilor de nivel lacustru, marin i influenele lor asupra reliefului, rolul nghe dezgheului n sol). Cu toate c se creeaz condiii apropiate de cele reale, prin folosirea unor parametri adecvai, totui unele deformri nu pot fi evitate. 6. LEGTURILE GEOGRAFIEI CU ALTE TIINE Geografia este o tiin complex care, att prin obiectul su de studiu (mediul geografic), ct i prin metodele de investigaie folosite intr n contact cu alte domenii tiinifice. Cu unele, interferena este mai mare (Geologia, Biologia, Meteorologia), cu altele mai mic. De la acestea folosete difereniat o serie de informaii generale sau specifice, privind formarea, organizarea i structura unor elemente, apoi legi, relaii, metode. La rndul lui, domeniul geografic constituie unul din mediile de aplicare i verificare a multor idei din celelalte tiine, ceea ce face ca rezultatele s reprezinte o baz n lrgirea acestora. Astfel, de la Filosofie folosete: legile generale ce stau la baza evoluiei proceselor naturale i sociale, unele metode (exemplu - analiza i sinteza) i o serie de categorii specifice. De la Matematic introduce diverse relaii, metoda statistic i modaliti de calcul i reprezentri. nsei programele pe calculator cu tematic geografic sunt un rezultat al aplicrii matematicii. Fizica i Chimia ofer mai nti baza nelegerii mecanismului circuitelor materiei i energiei, att n fiecare nveli natural (circuitul apei, alterarea, dizolvarea), ct i ntre acestea, iar apoi cunoaterea relaiilor i consecinelor acestora la scara local, regional i global. Geografia solicit Biologiei nu numai date despre plante i animale luate individual sau n colectiviti (formaiuni), ci mai ales cunoaterea preteniilor acestora vizavi de condiiile de mediu necesare. Geografia fizic ofer tiinelor biologice informaii, metode necesare cunoaterii mediului natural i structura lui pe ansamblu sau pe componente. Strnse legturi are cu Geologia, situaie determinat de nsi necesitatea studierii n comun a scoarei i a nveliurilor vecine ei.Geografia are legturi i cu Astronomia, determinate de preocupri comune. Geografia a folosit informaii n descifrarea unor probleme care se refer nu numai la Pmnt ca ntreg, ci i la un numr mare de procese, fenomene care se petrec n diferitele sale geosfere. LEGILE NVELIULUI NATURAL GEOGRAFIC Exist un sistem de legi care i ele se distribuie diferit i ierarhic. Sunt legi care se raporteaz la ntregul sistem geografic (legi globale), legi care aparin componentelor principale ale acestuia (primele subsisteme) i legi caracteristice unor subsisteme inferioare (legi specifice). 7.1. LEGILE UNIVERSALE sunt acele legi a cror aciune depete sfera nveliului geografic; ele sunt legate de spaiul terestru, planetar, cosmic. Factorii care le determin sunt n interiorul Terrei sau n spaiul cosmic. Cele mai importante sunt: legea atraciei universale, legea concentrrii i dispersiei materiei, legea trecerii materiei dintr-o stare de agregare n alta, legea echilibrelor i dezechilibrelor etc. Sunt nsemnate, ntruct aciunea lor se rsfrnge i n sistemul nveliului geografic, determinnd nu numai cadrul general al existeei acestuia dar i relaiile cu entiti similare. 7.2. LEGILE GLOBALE ale nveliului geografic n ntregime. Factorii care impun sistemul de macrorelaii din cadrul su sunt cosmici i planetari, iar rezultatele sunt peisaje ce se ierarhizeaz de la nivelul Pmntului la categorii regionale, locale de unde separarea lor. 7.2.1. Legea zonalitii este o lege general, impus de forma aproape sferic a Pmntului i de distribuia inegal a radiaiei solare. Raportul dintre acestea determin detaarea de fii n sens latitudinal ce primesc o cantitate diferit de energie solar, formnd sistemul celor cinci zone de cldur (una cald, dou temperate, dou reci). Relaiile dintre elementele celor cinci componente (relief, ap, aer, organisme, soluri) impun mecanisme complexe care dau natere la macropeisaje specifice cu caracter zonal. Ca urmare, valorile radiaiei solare, ale temperaturii, precipitaiilor i umezelii, apoi repartiia principalelor formaiuni vegetale, asociaii de animale, ale claselor i tipurile de soluri, ale diferitelor regimuri de scurgere a apei rurilor, ale modalitilor de nfptuire a proceselor morfologice i a repartiiei teritoriale a formelor rezultate etc., se realizeaz relativ simetric i ordonat, n sens latitudinal, n cele dou emisfere, plecnd de la Ecuator spre cei doi poli. Aceast apariie se face sub forma unor zone care apar evidente nu numai la scara oricrui element al componentelor naturale (zone de temperatur, precipitaii, regim de scurgere a rurilor), dar i n categoriile de sintez ale acestora (zone de clim, zone de vegetaie, zone de soluri, zone morfoclimatice etc.). 7.2.2. Legea interzonalitii este o lege general, care acioneaz la contactul dintre marile zone impuse de prima lege. Este specific fiilor latitudinale unde se succed periodic, anumite caracteristici ale elementelor i relaiilor specifice din zonele vecine. Factorii principali care impun legea sunt nclinarea axei terestre i micarea de revoluie a Pmntului. Acetia determin migrarea sezonier n sens latitudinal, a ariilor de maxim i minim presiune corespunztoare fiilor de convergen i divergen a principalelor mase de aer. Ca urmare, ntre zonele anterioare mai apar nc ase zone naturale (dou subecuatoriale, dou subtropicale, dou subpolare), desfurate relativ simetric n cele dou emisfere terestre. Ele au ca specific, n primul rnd, succesiunea periodic (frecvent n dou sezoane) a caracteristicilor cliamtice din zonele limitrofe, nsoit de modificri eseniale n regimul de manifestare a proceselor naturale (geomorfologice, regimul scurgerii apei rurilor, desfurarea proceselor biotice etc.). 7.2.3.Legea etajrii. Dac suprafaa Pmntului ar fi fost omogen (un uscat continuu, format din cmpii i dealuri joase), atunci zonele ar fi avut o dezvoltare egal att n cele dou emisfere, ct i n sens longitudinal. Dar, suprafaa terestr este neomogen sunt oceane i continente, nu numai inegale ca mrime, dar i cu o distribuie deosebit n sens latitudinal i longitudinal. Uscatul este format, alturi de cmpii, dealuri, podiuri, cu nlimi mici i medii i din sisteme muntoase, cu altitudini mari, care au o desfurare fie n sens latitudinal, fie n sens longitudinal. n bazinele oceanice, apa este antrenat pe distane de mii de kilometri sub forma unor cureni reci sau calzi care influeneaz, uneori destul de mult, caracteristicile unor elemente naturale ale uscatului (mai ales de natur climatic i legat de acetia vegetaia etc.). Aceti factori duc la modificri destul de importante n distribuia latitudinal a zonelor naturale, crend anomalii. Cele mai nsemnate sunt legate de sistemele muntoase nalte. n raport cu nlimea, temperaturile scad (0,60 C la o sut de metri) i de aici un ir ntreg de modificri, nu numai la nivelul elementelor climatice, ci i la celelalte componente naturale (soluri, vegetaie etc). Se dezvolt o nou repartiie n fii (etaje) n raport cu nlimea. Acestea se realizeaz n acord cu legea etajrii, care este o lege global, dar care spaial are caracter regional. Const n diferenierea n muni, de la o anumit nlime, a etajelor geografice exprimate n peisaje ale cror trsturi de baz pot fi regsite n tipurile zonale aflate la latitudini mai mari. Deci, la baza acestei succesiuni n munii nali, pn la o anumit altitudine, se desfoar peisajul zonei latitudinale, iar deasupra, un numr de etaje diferite, n funcie de latitudinea la care se afl acetia i care se micoreaz ca areal o dat cu creterea n nlime. -Etajele nu constituie o fotografie a zonelor, ntruct, n raport de altitudine se produc modificri importante n distribuia radiaiei solare i n circulaia maselor de aer, cu urmri n regimul temperaturilor (scad cu altitudinea), precipitaiilor (cresc cu altitudinea), umiditii etc. i deci de aici impunerea unor schimbri nsemnate la ceilali componeni naturali (vegetaie) cu reflectare n peisaje (pe crestele nalte va exista un peisaj de pajiti i stncrie dar care difer ca alctuire de cele din tundra polar). -Etajele nu au o dezvoltare spaial mare, n raport cu zonele, dar, spre deosebire de acestea, sunt mai bine individualizate i mai uor de separat i sesizat. Uneori, influenele factorilor locali (roc, pant, expoziie etc) sunt foarte puternice, ducnd la conturarea unor areale (fii) cu peisaje tranzitorii. Ca urmare, n munii nali se pot separa etaje naturale distincte corespunztoare unor sisteme bine conturate, apoi fii numite tot etaje sau subetaje cu caracter tranzitoriu, unde se interfereaz ansamblul de relaii dintre cele din prima grup. Aici apar peisaje n care elementele naturale din sistemele vecine se amestec. Elementul natural care reflect cel mai evident aceste relaii de sistem este vegetaia, dar ele reies i din diagramele climatice, din succesiunea tipurilor de sol, din diferenele n regimul scurgerii apelor i al modelrii reliefului. -Dezvoltarea etajelor secundare (subetaje) este un mecanism asemntor, la prima vedere, cu cel ce creeaz zonele latitudinale tranzitorii (legea interzonalitii). n detaliu, comun este numai modificarea de ansamblu a condiiilor climatice cu reflectare n dinamica i structura sistemului. Ceea ce le difereniaz sunt cauzele ce le-au generat (succesiunea sezonier a unor condiii climatice diferite n prima situaie i modificarea permanent a lor n raport de altitudine n cea de-a doua), desfurarea spaial i alctuirea ca sistem. 7.2.4. Legea azonalitii este o lege global, dar cu caracter local. Ea impune dezvoltarea unor sisteme limitate ca ntindere i cu poziie geografic indiferent n raport cu zonele sau etajele naturale. Exist numeroi factori locali care asigur manifestarea ei: anumite categorii de roc (ndeosebi calcarele, granitele, conglomeratele, loessul, nisipul), apele curgtoare i arealele cu exces de umiditate, omul prin multiplele sale forme de activitate. Acestea impun mai nti dezvoltarea unor sisteme geografice locale, limitate ca ntindere, care se exprim prin anumite tipuri de peisaj. n linii generale, sistemul i peisajul sunt dirijate de un element (primordial), n amnunt n sistem apar anumite caracteristici cantitative i calitative care reflect influena condiiilor de ansamblu ale zonei latitudinale sau etajului n care se afl. Astfel, pe granite se dezvolt un sistem morfologic n condiiile zonei ecuatoriale (cpni de zahr i laterite) i altul n cele reci (creste, mase de grohoti). Peisajul carstic difer n regiunile tropical - umede de cel dezvoltat n regiunile temperate sau subpolare. Alte situaii cu caracter azonal sunt impuse de apele curgtoare cu lungime mare care strbat mai multe zone (Nil, Enisei, Lena), sau mai multe etaje sau de ctre fiile litorale continentale cu extindere latitudinal. Spre deosebire de ceilali factori care determin o azonalitate limitat ca ntindere, acestea impun trecerea de la local la regional. Sistemele azonale pe suprafeele nguste (fii) traverseaz zone sau etaje. Pe fondul general creat de ele, ali factori (roca, panta, structura, activitile antropice) pot diversifica sistemele naturale locale, de unde o multitudine de subtipuri de peisaje ntre care se remarc cele create de om. 7.3. LEGILE SPECIFICE subnveliurilor geografice (geosferelor), sau n cadrul acestuia la diferite trepte ce corespund unor subsisteme regionale sau locale. n cadrul reliefosferei se separ ca legi cu arie larg de manifestare: legea expansiunii i restrngerii fundului oceanic, legea ciclului eroziunii, legea eroziunii difereniale, legea nivelului de baz, legea profilului de echilibru. n cadrul hidrosferei, legea de ansamblu este circuitul apei n natur, iar ca legi cu arie de aciune mai mic, toate acelea care determin specificul scurgerii apei, acumularea i topirea ghearilor, circulaia apei subterane etc. n cadrul biosferei, se impun ca legi generale ereditatea, variabilitatea i selecia natural. n pedosfer, legea acumulrii materiei organice ntr-un depozit mineral are caracter general, iar cele cu un specific local determin anumite caracteristici n procesul de pedogenez cu urmri n dezvoltarea diferitelor tipuri de sol;

Geografie fizica generala, curs 4 (NOU)UNIVERSUL 1.TABLOUL GENERAL AL UNIVERSULUI 1.1. DEFINIII, LIMITEUniversul sau Cosmosul constituie un spaiu ale crui limite sunt imperceptibile i n care materia se afl organizat n structuri i forme care au stadii diferite de evoluie extrem de variabile. De-a lungul timpului, dar mai ales n ultimele decenii, limitele spaiului relativ cunoscut s-au ndeprtat tot mai mult, pe msura perfecionrii instrumentelor de observaie, de nregistrri i a lrgirii cmpului informaional.Astronomii folosesc frecvent pentru acest spaiu temenul de Univers observabil sau Metagalaxia. El ar constitui o parte redus a Universului, n care se afl stele, galaxii ce sunt detectate prin recepionarea radiaiilor emise de ele. La nivelul cunoaterii actuale, limitele Metagalaxiei s-ar afla de la 5 miliarde ani lumin (a.l.) limita optic, la 10 15 miliarde a.l. (limita undelor radio recepionate).Dincolo de Universul observabil s-ar afla Universul fizic (l nconjoar pe cel observabil), un spaiu n care corpurile sau structurile cereti nu pot fi urmrite direct, dar prezena lor este presupus datorit unor influene pe care acestea le exercit asupra unor structuri din ariile observabile. 1.2. CARACTERISTICI ALE UNIVERSULUI - Universul este considerat transparent, caracteristic pe care a dobndit-o la c-ca un milion de ani de la Big Bang.- Universul este omogen, ntruct la scara lui diversele componente apar ca distribuite uniform.- Volumul Universului este apreciat la 1080 m, iar masa, de 2,5 x 1054 kg (90% sunt particule elementare de tipuri neutrini, fotoni, electroni).- Densitatea este de 2,5 x 10-26 kg/m, valoare extrem de mic, situaie care mpinge la supoziia c apare ca vid. Precumpnesc atomii de H, He i la distan mare, cei de O, C, N.- Materia invizibil, despre care se vorbete tot mai mult, este marcat ntre altele de unele efecte gravitaionale anormale pe care le-ar determina. - n Univers acioneaz patru fore: gravitaia, fora electromagnetic, fora nuclear i fora slab; gravitaia, care st la baza relaiilor dintre corpurile cereti de tipul stelelor, planetelor, sateliilor (mrimea forei de atracie dintre corpuri este direct proporional cu masele lor i invers proporional cu ptratul distanei dintre ele); fora electromagnetic ce influeneaz particulele cu sarcin electric i determin emisia de unde radio, radiaii luminoase i sinteze moleculare; valoarea ei este mai mare dect cea a gravitaiei; fora nuclear i fora slab sunt prezente la nivelul atomic i respectiv al particulelor elementare. Prima este de sute de ori mai puternic n raport cu cea electromagnetic, dar acioneaz pe un spaiu extrem de limitat; se manifest n ansamblul reaciilor nucleare din stele. Cea de a doua este de cca 1000 de ori mai slab dect cea nuclear. n Macrocosmos, prezena lor este legat de radiaiile stelelor, dobndite n urma reaciilor termonucleare. Aciunea acestor fore a impus n procesul evoluiei Universului concentrarea materiei n anumite zone i de aici individualizarea unor structuri cosmice cu dimensiuni diferite. ntre acestea, importante sunt: galaxiile, planetele, stelele, sateliii, cometele. 1.3. ALCTUIREA I STRUCTURILE DIN UNIVERS 1.3.1. Macrostructurilen cadrul Universului, componenta de baz i care are cea mai mare frecven este galaxia; cele peste 100 de miliarde de galaxii din Universul obsevabil se asociaz n grupuri mari, numite roiuri i superroiuri de galaxii.- Galaxiile sunt sisteme cosmice care se caracterizeaz prin: componen de la sute de milioane pn la 1000 de miliarde de stele de tipuri diferite, sisteme solare, nebuloase gazoase, pulberi, atomi i particule elementare dispersate. au o micare de rotaie n jurul axei mici, iar n funcie de viteza de rotaie, prezint o turtire mai mare sau mai mic. masa galaxiilor variaz ntre un miliard i 1000 de miliarde mase solare (1,9 x 1030 kg); masa medie este de 100 miliarde mase solare. densitatea scade din centru spre periferia galaxiei. viteza de deprtare a unora fa de celelalte este cu att mai mare cu ct sunt la deprtri mai mari. clasificarea cea mai cunoscut este cea conceput de E. Hubble, care a avut drept criteriu forma. Conform acestui criteriu, se disting: galaxii spirale, galaxii eliptice, galaxii neclarificate i galaxii neregulate.- galaxiile spirale reprezint peste 60 % din totalul galaxiilor, fiind cele mai numeroase: sunt turtite, au nucleul sferic i braele spirale, aplatizate, de unde i forma discoidal. Nucleul este alctuit din stele btrne i materie interstelar puin, iar braele n form de spiral sunt frecvent n numr de dou pn la apte i au o deschidere diferit.- galaxiile eliptice sunt mai puin numeroase (doar 23 %), mai evoluate, dar au dimensiuni variabile, turtire diferit n funcie de viteza de rotaie. Culoarea este roie, pentru c stelele sunt btrne.- galaxiile neclarificate (12 %) i galaxiile neregulate (2 % din total), care sunt tinere, au un nucleu i form neregulat datorit vitezei de rotaie mare.- Grupurile de galaxii (Clustere) reprezint un sistem alctuit din galaxii cu mrimi i forme diferite, distribuite neuniform (exemplu Galaxia Noastr mpreun cu nc dou galaxii mari Andromeda i Triunghiul i cu 20 de galaxii mici, formeaz Grupul Galactic Local").- Roiurile de galaxii (Superclustere) conin grupuri de galaxii avnd n componen sute sau mii de galaxii. Se disting roiuri deschise, cu form neregulat i o slab concentrare spre centru i roiuri globulare, cu structur compact i concentrare mare de galaxii pe centru (de exemplu, Grupul Galactic Local face parte din roiul Fecioara).- Superoiurile de galaxii sunt formate din cinci pn la 40 de roiuri de galaxii i ating un diametru de cca 60 milioane a.l.. Zona central a unui superroi este, de regul, ocupat de o galaxie monstruas, cu o mas echivalent cu cea a mai multor sute de galaxii normale, celelalte galaxii ale superroiului graviteaz n jurul ei pe traiectorii n spiral, apropiindu-se de centru unde sunt captate de galaxia monstruoas. 1.3.2. Mezostructurile cosmice- Roiuri de steleSunt grupuri de stele (sute, mii, sute de mii), ntre care exist fore de atracie i care au origine, vrst i compoziie chimic apropiate (difer ndeosebi prin mas). La un roi se remarc un nucleu, cu densitate mare dat de prezena unui numr mare de stele; el este nconjurat de o zon larg cu stele mai puine; diametrul roiului este de pn la 150 [1]parseci (pc)1.Se disting dou tipuri:- roiuri deschise, neregulate, srace n stele (zeci sau sute de stele), cu diametre de civa parseci (ex. Ursa Mare)- roiuri globulare, cu o mare concentrare de stele (zeci sau sute de mii de stele). Au diametre de pn la 100 pc. i frecvent o form sferic. - Stelele sunt corpuri cereti gazoase, sferice, cu temperaturi enorme i lumin proprie. n ele este concentrat cea mai mare parte a materiei din galaxii i, deci, din Univers. Au luat natere, de regul, dup formarea galaxiilor, dar unele au aprut aproape concomitent cu galaxia, prin concentrarea local a unei pri din materia acesteia. Pot fi observate de pe Terra peste 1 milion de stele, dar se apreciaz c n Univers sunt posibile cca 1023.Caracteristici generale:- luminozitatea, care reprezint energia emis de o stea pe secund variaz ntre 106 i 10-6, n raport cu cea a Soarelui. Ea depinde de mrimea i temperatura stelei.- temperatura stelelor este cea recepionat de la atmosfera acestora i variaz frecvent ntre 2500 K i 50.000 K. Stelele ale cror temperaturi sunt sub 6000 K sunt considerate stele reci, iar cele la care aceasta este mai mare de aceast valoare stele fierbini.- culoarea depinde de valoarea temperaturii, variaz ntre albastru i rou.- compoziia chimic specific celor mai numeroase indic cca 70...75 % H, 20...25 % He, 5 % alte elemente.- structural, se disting: atmosfera stelar i interiorul stelei.-vrsta stelelor variaz de la 1 2 milioane ani la peste 10 miliarde ani. Cele mai mari au o mas de peste 100 de ori masa Soarelui, dar i o via scurt (sub dou milione ani).Tipuri de stele Stelele sunt difereniate n funcie de luminozitate, temperatur, compoziie chimic, evoluie:- Stele normale, cu o mas de 1...20 mase solare, raz de 0,5...5 raze solare, au o evoluie lent.- Stele gigant, cu o mas de 30...50 mase solare, raze de la 10 la 150 raze solare, luminozitate pn la peste 100 de ori luminozitatea Soarelui.- Stele supergigant, au luminozitate ce ajunge la aproape 10.000 de ori luminozitatea Soarelui, raze care depesc de peste 1.000 de ori raza Soarelui, dar au i cea mai scurt via.- Stele pitice, cu dimensiuni mici, dar cu masa apropiat de cea a Soarelui.- Pulsari sunt stele aflate n faza final de evoluie; au rezultat prin explozia unei stele gigant sau supergigant. Diametrul pulsarilor este de civa kilometri, masele lor sunt mai mari dect masa Soarelui.- Gurile negre sunt tot nuclee de stele explodate, dar n care densitatea este att de mare nct gravitaia puternic mpiedic emiterea de radiaie luminoas, devenind invizibile.- Novele reprezint un episod termonuclear al unor stele normale sau pitice aflate n stare trzie de evoluie. - Supernovele corespund unui moment termonuclear din finalul evoluiei unei stele gigant. 1.3.3. Materia interstelar Spaiul dintre stelele dintr-o galaxie nu este gol", ci conine materie extrem de rarefiat, sub form de gaz, praf, particule subatomice. Acestea reprezint cca 2 % din masa galaxiei, restul fiind concentrat n stele. Dei formeaz un amestec, exist spaii n care abund gazele i spaii n care pulberile sunt mai bogate. Gazele cu ponderea cea mai mare sunt formate din ioni, atomi, molecule ionizate ndeosebi de oxigen, carbon, hidrogen, oxidril. Sunt ns i nuclee de elemente grele. Cele uoare au o provenien dubl, din materia cosmic iniial i din explozia supernovelor, pe cnd cele grele au rezultat numai n urma exploziei stelelor gigant. Rspndirea lor nu este uniform; exist concentrri sub form de nori gazoi aflai la o oarecare deprtare de stelele fierbini care, prin radiere, le alimenteaz i le imprim ionizarea i nori la distane foarte mari fa de pulsarii rezultai prin mprtierea materiei prin supernove. n acetia, sunt spaii enorme n care materia este de 10...100 de ori mai rarefiat. Pulberile sunt reprezentate de particule submicronice (cristale de ghea, grafit) amestecate n mase de gaze provenite n urma exploziilor stelare. Au temperatur redus (cteva zeci de grade K). Norii cu concentrare mai mare de pulberi formeaz nebuloase pulverulente. Cei mari, printr-o ndelungat evoluie, prin concentrare i reacii chimice (hidrogenul favorizeaz realizarea de molecule de ap, amoniac, metan, hidrocarburi, care se acumuleaz pelicular pe particulele solide prfoase) pot genera structuri complexe de tipul protostelelor. n Galaxia Noastr, acetia sunt concentrai ca mase cu diametre de 5...10 pc n zona Ecuatorului galactic, pe o grosime de 300 pc. Dezvoltare mare au i n braele galaxiilor, pe seama lor rezultnd generaiile cele mai tinere de stele.n spaiul interstelar este prezent i radiaia cosmic, alctuit din particule elementare electrizate (electroni, protoni etc) ce se deplaseaz cu vitez mare (apropiat de cea a luminii) i care a ajuns aici din afara galaxiei stelelor respective. n spaiul galactic, radiaia este activizat prin emisiile i exploziile stelare. O parte din ea este ns i radiaia de fond, un rest din etapa primar (radiativ) a evoluiei Universului. Ciocnirea radiaiei cosmice cu diverse particule, atomi din atmosfera Pmntului, duce la diverse reacii, dezintegrri, n urma crora rezult particule elementare de tipul mezonilor (), cuante (), pozitroni, protoni, neutroni de energie mare ce pot ajunge la nivelul suprafeei terestre. 1.4. ORIGINEA I EVOLUIA UNIVERSULUI 1.4.1. Modelul Big Bang ului (Marea Explozie iniial) este teoria care s-a impus n sec. XX, la baza lui stnd: teoria cosmologic a Universului n expansiune, susinut de:- legea lui Hubble, respectiv a ndeprtrii galaxiilor unele de altele proporional cu distana dintre ele;- compoziia chimic omogen a Universului (dominant format din H i He);- radiaia de fond, care n prezent are 2,7o K. Aceasta din urm a aprut dup c-ca 300.000 de ani de la Big Bang, cnd plasma ajuns la o temperatur de cca 3.000o K ncepe s se structureze n arii mai dense i mai rarefiate, prefigurnd viitoarele galaxii i respectiv spaii intergalactice. n aceast concepie, de la momentul Big Bang ului, vrsta Universului este apreciat la 15 18 miliarde ani. n acest interval, procesele i fenomenele s-au nsumat n cadrul a dou etape, fiecare cu mai multe faze, momente. Anterior momentului Big Bang (ntre momentul 0 i 10-43), universul este redus la o particul extrem de mic (mai redus dect un proton) numit holon (particula ntregului). Concentrarea masei impunea valori enorme ale densitii i temperaturii (1032oK) i o stare fizic ce nu poate fi stabilit n baza legilor fizice cunoscute n prezent; este cunoscut n literatura de specialitate prin denumirea Universul quarcilor.- Etapa Universului radiativ (timpuriu)A durat c-ca un milion de ani, timp n care, pe fondul general al expansiunii, s-au produs scderea rapid a temperaturii, densitii i presiunii, dominaia particulelor elementare i, n final, primele sinteze de nuclee ale elementelor uoare (H, He). n cadrul ei, au fost cteva momente considerate ca semnificative n evoluia Universului prin valorile principalilor parametri (temperatur, presiune, densitate, alctuire, mrime).Un rol deosebit l-a avut temperatura, de care s-a legat ntregul lan al transformrilor fizico-chimice. La temperatura de 1012 i 109 se face trecerea de la supa de quarci la o stare cu particule (protoni, neutroni, electroni) cuprinse ntr-o mas de fotoni. n intervalul termic de la un miliard la un milion oK se realizeaz structuri de tipul nucleelor, un rol important avndu-l fora nuclear. La temperaturi mai mici de un milion oK, nucleele captnd electroni au dat atomi (la nceput instabili). Pe msura scderii n continuare a temperaturii se trece la structuri moleculare. Momentul 0, cel al nceputului (naintea exploziei), corespunde din punct de vedere fizic unei limite, dincolo de care nu se tie cu precizie ce a fost. Deci, aceasta este o limit a cunoaterii i nicidecum un moment ce-ar marca un nceput. n prima secund, Universul se va dilata, temperatura atinge pragul de 1010 oK i ncepe trecerea quarcilor n protoni, neutroni, fotoni.n secundele ce-au urmat, temperatura scade la un miliard oK i sub aceasta i ca urmare ncep s se desfoare reacii nucleare rezultnd primele nuclee de H i He.n ultimii 300.000 de ani ai etapei, pe fondul general al scderii temperaturii, numrul fotonilor se micoreaz foarte mult, nucleosinteza trece pe prim-plan, iar la forele nucleare se adaug cele electromagnetice i de aici, dezvoltarea unor structuri noi, stabile (atomii).La 3.000oK nucleosinteza se ncheie, nucleele i electronii se combin, rezultnd atomi neutri. Radiaia, dei este prezent, va avea un rol secundar. Ca urmare, a rezultat un Univers format dominant dintr-un gaz difuz de H i He. ncheierea etapei (la circa un milion de ani de la Big Bang) corespunde unei temperaturi de 1000 oK,cu trecerea de la o stare de opacitate la transparen i la o mrime de cca 200.000 ani lumin.- Etapa Universului material Se desfoar dup un milion de ani de la Big Bang i se caracterizeaz prin precumpnirea materiei asupra radiaiei. Predominarea materiei va declana fora gravitaional, care va determina o anumit structurare a materiei n galaxii, stele, planete, satelii.n cadrul acestei etape au fost cteva momente semnificative.- n primele 200 de milioane de ani, substana s-a concretizat mai nti sub form atomic i molecular. Sub efectul gravitaiei, s-a ajuns la aglomerri, iar prin concentrarea acestora au rezultat norii cosmici de tipul protogalaxiilor, alctuii predominant din H i He, care cptau treptat o form de disc.- Prin concentrarea materiei, ntr-o nou faz evolutiv s-a ajuns la primele sisteme de galaxii, cu o concentrare a materiei n centru i un numr diferit de brae. ntre ele erau spaii cu materie extrem de rarefiat, care formau golurile intergalactice". Deci, marea majoritate a galaxiilor au rezultat nc de la nceputul etapei a doua (material) a evoluiei Universului; ele vor evolua ulterior unele mai rapid, iar altele mai lent.Aproape concomitent cu formarea galaxiilor s-a realizat i prima generaie de stele. Prima generaie, format n urm cu cca 10 miliarde de ani, a rezultat din aglomerarea i comprimarea ndeosebi a elementelor uoare (He, H) provenite din nebuloasa primar. Toate celelalte generaii mai noi au inclus att substan cosmic primar, dar i substan rezultat din degradarea prin explozii (supernove) a unor stele mai vechi.- n protostea, materia comprimat sub efectul gravitaiei se nclzete dnd natere la temperaturi de cteva mii de grade, situaie care favorizeaz ionizarea ei. Pe msura creterii temperaturii, culoarea devine mai deschis. Cnd se ajunge la o valoare de cteva milioane oK ncep reaciile termonucleare prin fuziunea nucleelor uoare din plasm; iar protostelele trec ntr-o faz de evoluie nou, cea de stea propriu-zis, n cadrul creia se impune fora nuclear. Undele electromagnetice pe care aceasta le rspndete n spaiul cosmic vor crea semnalele luminoase ce o fac vizibil. - Intensificarea reaciilor nucleare din stea face ca temperaturile de aici s ajung la pragul de 5 milioane oK, cnd intr n reacie hidrogenul. Acesta (frecvent reprezint 70 75 % din masa unei stele) este transformat, prin reacii nucleare, n heliu, proces nsoit de eliberarea de energie, care asigur creterea continu a temperaturilor. Cnd ele depesc 100 milioane oK se trece la o nou faz n evoluia stelei, n care heliul va deveni combustibil nuclear. Prin ciocnirea nucleelor de heliu rezult cele de carbon, atmosfera stelei se dilat, iar temperatura va urca spre un miliard oK. La acest prag, prin nucleosinteza nucleelor de carbon rezult elemente noi, precum Ne, Na, Mg, Al, Si, S etc i temperaturi i mai mari. La un miliard oK este emis o particul nou neutrinul care are sarcin electric i mas i, ca urmare, poate prsi nucleul stelei. Neutrinul va accelera emisia de energie din nucleu i va pregti explozia nveliurilor exterioare.-Reaciile nucleare tot mai intense din interiorul stelei vor mpinge temperatura spre praguri foarte nalte 2...5 miliarde oK, cnd este posibil realizarea de nuclee de Fe, Ni, Cu, Zn etc. Dincolo de pragul de 5 miliarde oK, nu se mai pot menine legturile care asigur existena nucleelor, care trec n nucleoni, iar n evoluia stelei se produce implozia nucleului ei, urmat de expulzarea nveliurilor.Din stea nu mai rmne dect nucleul foarte dens, n care reaciile termonucleare nceteaz treptat. Steaua se rcete, devenind un pulsar sau o gaur neagr. Materia expulzat se va ntinde n nori gazoi sau pulveruleni, ntr-un spaiu de mai muli ani lumin (n Galaxia Noastr sunt identificate cteva sute de situaii de acest gen). O astfel de evoluie se nregistreaz la stelele foarte mari.Stelele cu o mas apropiat de a Soarelui au o via mai lung (cteva miliarde de ani), dar nu ating n evoluia lor praguri termice de pn la c-ca 100 milioane oK. Steaua i expulzeaz n spaiul cosmic materia gazoas cu violen mai mare sau mai mic. n final, rmn partea central a stelei ce reprezint o pitic, n care reaciile termonucleare sunt reduse, iar n spaiul cosmic nori de gaze i praf. Rcirea stelei pitice se face lent, ea emind radiaie luminoas tot mai slab.- n evoluia Universului, n general, a galaxiei n particular, au rezultat mai multe generaii de stele cu mase diferite. Cele mai vechi se afl n partea central a galaxiei, unde, ca urmare, densitatea lor este ridicat. Generaiile mai noi sunt legate de poriunile exterioare ale galaxiei, ele fiind concentrate ndeosebi n braele acesteia. [1] Pc = parsec unitate de apreciere a distanelor cosmice echivalent cu 3,26 ani lumin sau 3,086 x 1013 km.

Geografie fizica generala - curs 52. CALEA LACTEE (GALAXIA NOASTR) I SISTEMUL SOLAR 2.1. CALEEA LACTEEFace parte din Grupul Galactic Local (24 galaxii). Este un sistem cosmic ce conine peste 150 de miliarde de stele de tipuri i vrste diferite (inclusiv Soarele), cuprinse n numeroase grupuri i roiuri. Dei asupra ei s-au fcut observaii nc din Antichitate, cnd i s-a dat i numele de Calea Lactee (galactos nseamn lapte) datorit apariiei sale pe bolta cereasc sub forma unei mari fii albe de-a lungul creia se concentreaz stele, abia trziu, dup secolul al XVII lea a fost separat ca un sistem asupra cruia s-au realizat msurtori. Este o galaxie spiral turtit, cu un diametru de cca 30.000 pc. n cadrul structurii concentrice au fost separate: bulbul, cu diametrul de 200 pc., n form de sfer turtit (central, pe cca 100 pc. este nucleul), cu densitatea cea mai mare de stele i de materie interstelar; discul, destul de turtit, cu stele grupate mai ales n planul central; are un diametru de 150.000 pc.; gazul interstelar i stelele sunt concentrate n patru brae ce pleac din centrul galaxiei i se desfoar n planul Ecuatorului galactic; haloul, la exterior, alctuit din materie gazoas foarte rarefiat, cu un diametru de 150.000 ani lumin. Galaxia are o micare de rotaie n jurul axei mici, cu vitez diferit de la un nivel la altul; ea crete din centru pn la o deprtare de 8001000 pc, dup care scade. Masa Galaxiei este de cca 110160 miliarde de mase solare. 2.2.SISTEMUL SOLAR (PLANETAR) 2.2.1. Caracteristici generale Sistemul Solar se afl n cadrul Cii Lactee, ntre braele Perseu i Sgettor, la o deprtare de 30.000 a.l. de centrul galaxiei. Este alctuit, pe de o parte, dintr-o stea de mrime mijlocie (Soarele), iar pe de alt parte, din corpuri cosmice ce se nvrt n jurul acesteia (8 planete, 50.000100.000 asteroizi, din care cca 2.300 cu dimensiuni mari, numeroi meteorii i comete).

n cadrul sistemului, Soarele ocup poziia central i nglobeaz aproape ntreaga mas a acestuia: 99,87% (2 x 1030 kg). Ea este de 332.946 mase terestre sau de cca 700 ori masa nsumat a planetelor. Diametrul sistemului (la nivelul orbitei lui Pluto) este de cca 50 u.a, iar la nivelul orbitelor cometelor de 40.000 u.a. Diametrul Soarelui este de 1.390.000. km, al planetelor variaz ntre 3.000 km (Pluto) i 142.796 km (Jupiter), diametrele sateliilor ntre 10 i 5.262 km (Ganimede), ale asteroizilor ntre sub 1 km i 1.160 km (Ceres). Meteoriii au frecvent dimensiuni submilimetrice. n sistem exist un numr enorm de comete, ale cror cozi variaz ntre 100.000 km i 100.000.000 km lungime. Planetele i asteroizii execut micri de revoluie n jurul Soarelui, iar sateliii n jurul planetelor, n baza legii atraciei universale. Durata micrii de revoluie variaz de la o planet la alta i de la un satelit la altul. Deplasarea planetelor, asteroizilor i a majoritii sateliilor se realizeaz frecvent n sens direct (de la vest spre est), pe orbite eliptice, care sunt cuprinse n planuri cu oblicitate redus. Sateliii descriu orbite aproape circulare, situate n majoritatea cazurilor n planul ecuatorial al planetelor. Cometele i asteroizi au orbite oblice, ale cror planuri intersecteaz planul ecuatorial al Soarelui n unghiuri mari. 2.2.2 Concepii privind alctuirea Sistemului Planetar - FACULTATIVDe-a lungul mileniilor au fost elaborate diferite modele ale structurii acestuia, potrivit nivelului de cunoatere tiinific i al concepiilor filosofice. Ele se concentreaz n jurul a dou idei: sistem geocentric sau sistem heliocentric. Modelul sistemului geocentric a aprut n antichitatea greac la Eudox, n sec. 5 .Hr. (stelele reprezint puncte fixe pe o sfer exterioar, iar planetele pe altele la interior, toate executnd o micare de rotaie n jurul Pmntului de la est la vest n 24 de ore) i a fost dezvoltat de Aristotel (384 322 .Hr.), Apollonios din Perga (sec. III, 262 180 . Hr. - elaboreaz teoria epiciclelor) i Claudiu Ptolemeu (cca 90 cca 168 d.Hr.) care, n lucrarea sa Sintaxa matematic sau Almageste arat c, potrivit acestei teorii, centrul ntregului sistem este Pmntul, care este imobil; n jurul su sunt sfere pe care se mic Luna, Soarele, planetele i stelele.Modelul sistemului heliocentric, ca idee, apare la Aristarh din Samos (n 265 .Hr.) (Soarele este imobil, n centrul unei sfere a stelelor, iar planetele sunt n micare n jurul su) i n detaliu la N. Copernic (1473-1543) n lucrarea De revolutionibus orbium coelestium (Despre micrile de revoluie ale corpurilor cereti) aprut n 1543. n esen, teoria sa const n:- Soarele este fix i n centru, iar Pmntul i planetele se nvrtesc cu o micare uniform n jurul lui pe orbite circulare,- Pmntul execut o micare de rotaie n 24 de ore i una de revoluie ntr-un an.Teoria a fost negat atunci de religia catolic, dar susinut de ctre descoperirile lui G. Galilei (cei patru satelii ai lui Jupiter realizeaz micri de rotaie n jurul acestuia, dovedind c Pmntul nu este singurul centru al micrii tuturor corpurilor cereti; analizeaz fazele planetei Venus i c aceasta realizeaz o rotaie n jurul Soarelui; urmrete deplasarea petelor de pe suprafaa Soarelui dovedind rotaia acestuia n jurul axei) i Giordano Bruno (arat c n spaiul incomensurabil i infinit umbl nenumrai sori, stele nconjurate de planete asemntoare cu cele care se nvrtesc n jurul Soarelui, ca i Pmntul. Lumile i sistemele de lumi ale Universului variaz mereu i toate au un nceput i un sfrit, invariabil i venic este numai energia care st la baza lor. i pe alte planete din alte lumi trebuie s fie via ca i pe Pmnt G. Petrescu, 1962). 2.2.3.Teorii privitoare la formarea Sistemului Solar - FACULTATIV, cu exceptia teoriilor aparute dupa 1970Principalele teorii au fost elaborate ncepnd cu secolul XVIII, pe msura acumulrii de date din observaii i a progresului n matematic i fizic.Teoria lui Buffon (1747). Pmntul a rezultat din materie desprins (expulzat) din Soare n urma ciocnirii acestuia cu o comet de dimensiuni foarte mari. Acestei ipoteze i se opune n principal faptul c apropierea cometei de Soare ar fi dus (datorit tempertaurii mari) la volatizarea ei i deci ciocnirea nu ar fi fost posibil.Teoria lui Immanuel Kant, formulat la 1754 n lucrarea Istoria universal a naturii i teoria cerului, pleac de la premisa existenei unui haos primitiv, adic de la o nebuloas cu materie pulverulent i gaze distribuite haotic. Prin ciocniri repetate s-au format Soarele, apoi planetele.Teoria lui Pierre Simon de Laplace emis, n 1796, n lucrarea Despre sistemul lumii. n faza primar exista o nebuloas de particule solide i gaze care executa o micare de rotaie. Concentrarea materiei sub efectul gravitaiei a dus la apariia Soarelui n centru, iar creterea vitezei micrii de rotaie a determinat mrirea forei centrifuge i separarea treptat a unor inele de materie care se vor roti n jurul Soarelui. n cadrul inelelor, prin concentrarea materiei, s-a ajuns la formarea planetelor.Teoria lui James H. Jeans a fost emis n 1919. Fizicianul englez pleac de la ipoteza c planetele s-au format dintr-o uria protuberan de materie expulzat din Soare, ca urmare a atraciei exercitat de o alt stea care a trecut la mic distan de aceasta. Probabilitatea unei astfel de apropieri este redus, iar calculele dovedesc c materia expulzat s-ar fi rarefiat i nu s-ar fi ajuns la concentrri planetare.Teoria lui C. von Weizscker (teoria turbulent) formulat n 1943. n spaiul viitorului Sistem Solar existau praf i gaze rezultate din expulzri din Soare, dar i de provenien primar cosmic, care erau angajate n micri de rotaie n mai multe celule (vrtejuri) de mrimi i poziii diferite. n circa 100 mil. ani, prin concentrarea materiei din cele mai importante celule au rezultat planetele.Teoria lui Otto I. Schmidt (1943) are la baz urmtoarele idei:- n Galaxie exist numeroi nori de praf i gaze (nebuloase);- Soarele, n deplasarea lui, a intersectat o astfel de nebuloas, pe care a captat-o; norul de particule i gaze captate se va roti n jurul su sub influena forei de atracie;- particulele se vor ciocni, ducnd la concentrarea materiei n mai multe sectoare;- n apropierea Soarelui, unele particule au fost captate de acesta, altele au fost respinse de presiunea radiaiei solare, iar componenii (uori) situai la o distan redus au fost volatizai datorit cldurii; la distane foarte mari, materia iniial s-a pstrat (gaze i particule). ntre cele dou situaii au luat natere pe de-o parte planete mici, cu densitate mare, rotire nceat i fr sau cu puini satelii, iar la distane mai mari s-au nscut planete gigant, cu densitate mic, rotire rapid i cu muli satelii.Teoriile aprute dup 1970 au dus la imaginarea altor modele de formare i evoluie a Sistemului Solar, care, n sintez, pun n eviden mai multe etape distincte:- Exploziile novelor i supernovelor au dus la dezvoltarea unor unde de oc (radiaii cosmice) care acioneaz asupra materiei din spaiul cosmic, impunnd concentrarea ei sub form de nori de gaze i praf (nebuloase).- Din aceti nori se ajunge, prin concentrare, la o nebuloas sferic care, prin rotire, se turtete; fora centrifug favorizeaz dezvoltarea unui disc de acreie stadiul existent n Sistemul nostru Solar cu cca 4,6 miliarde de ani n urm. Predominau elementele uoare (ndeosebi H, He) i praful stelar. Din unirea atomilor s-au format molecule care s-au unit, prin ciocnire, cu pulberile, rezultnd particule mici (gruncioare) sub 1 cm diametru. Prin ciocnirea acestora au rezultat elemente mari care n-au mai putut fi antrenate n micarea gazelor i au nceput s cad spre planul central al discului, unde s-a format protosteaua care se nclzea treptat. Din materia din restul discului de acreie, prin ciocniri au rezultat blocuri care vor crete treptat, ajungnd la diametre de zeci de km. Ciocnirile dintre acestea vor fi violente, elementele mici se vor sfrma, materialele rezultate vor fi captate de blocurile mari, care vor crete i vor dobndi o for de gravitaie ridicat, care va intensifica procesul de atragere a materiei din discul de acreie, transformndu-se n planetoizi, ce se vor nscrie pe orbite n jurul stelei.- n timp ce n centrul nebuloasei s-a format protosoarele i apoi, dup declanarea focului nuclear, steaua (Soarele), n discul de acreie au rezultat aproape concomitent, prin concentrarea materiei din restul nebuloasei, planetoizii i, din acetia, planetele. Ele vor alctui sistemul planetar.- Trecerea Soarelui de la faza de protostea la cea de stea (odat cu nceputul reaciilor termonucleare), a produs modificri, datorit cldurii degajate, pe planetele din apropiere (Mercur, Venus, Pmnt, Marte); se va topi gheaa de amoniac i metan, rezultnd vapori care vor fi eliberai n spaiu. La planetele ndeprtate, acest efect a fost nul, ceea ce se reflect n alctuirea lor precumpnitor din aceste gaze care au rmas solidificate.- n planete, a nceput o structurare a materiei, care se pare c s-a produs mai ales ntr-o faz de evoluie cnd materia reprezenta o topitur generalizat. Aceasta s-a datorat realizrii unor temperaturi mari impuse de comprimarea gravitaional, bombardamentul meteoritic i dezintegrrii radioactive. n topitur, elementele grele au cobort lent spre centrul planetelor, iar cele uoare s-au ridicat. La exterior, sunt expulzate mase nsemnate de gaze. Ca urmare a acestor transformri, a rezultat o atmosfer, diferit fa de cea iniial (nu mai coninea amoniac i metan, ci azot i oxigen). Evoluia planetelor a continuat prin crearea scoarei, apoi, n cadrul acesteia, a marilor denivelri. Pe Pmnt i Marte, n depresiuni, s-a acumulat apa, crend bazinele oceanice. Circuitul apei, radiaiile solare au favorizat procese de modelare, dezvoltarea rocilor sedimentare, iar pe Pmnt ntr-o faz ulterioar, a aprut viaa, de care sunt legate i ultimele modificri n compoziia atmosferei (acumularea bogat a oxigenului). 2.3. SOARELE 2.3.1. Caracteristici generale Soarele, stea de mrime mijlocie (pitic galben), se afl la 9.375 parseci (pc) de centrul Galaxiei i la 15 pc. deasupra planului Ecuatorului galactic. Este steaua cea mai apropiat de Pmnt (cca 150 mil. km, parcuri de lumin n 8'20"). Ca form, este o sfer de gaz incandescent care nglobeaz 99,9 % din masa Sistemului Solar; are un volum de 1,4 x 1027 m3 (de 1,3 milioane ori volumul Terrei), o suprafa de 6,08 x 1018 m2 (de 11.900 ori mai mare ca a Pmntului), o raz ecuatorial de 109,2 ori mai mare dect cea terestr; n centru (interior), temperatura este de 15 milioane oK, iar la suprafa de 5.700 oK (asigur o luminozitate de 3,9 x 1023 Kw); fora de gravitaie este de 27,9 ori mai mare dect cea terestr). 2.3.2. Alctuirea Soarelui Modelul structural al stelei prezint dou pri: interiorul (centrul) i atmosfera, fiecare cu mai multe nveliuri.Interiorul stelei (Corpul Soarelui) Corpul propriu-zis al Soarelui se compune din nucleu i dou nveliuri.- Nucleul, n centrul Soarelui, se desfoar pe o distan de 0,2 0,3 din raz. Este alctuit din H (cca 50 %), He (48 %), elemente grele (2 %). Densitatea materiei este de 158 g/cm3, iar presiunea n jur de 100 200 mld. atmosfere. Au loc intense reacii termonucleare ce asigur temperaturi de peste 15 mil. oK.- Zona radiativ este nveliul care ocup cea mai mare parte din Soare, ntinzndu-se pn la 0,8 din raza acestuia. n cadrul ei, coninutul n H este mai mare (70 %). Energia produs de nucleu i transferat aici sufer o reemisie sub form de radiaie electromagnetic. Temperaturile sunt n jur de 5 mil. oK.- Zona convectiv face trecerea la atmosfer (fotosfer). Energia este transferat spre exterior prin cureni de convecie care determin diverse procese n atmosfera solar.Atmosfera solar Fotosfera (fotos, n limba greac = lumin) este principala parte a atmosferei solare, de la care se propag spre exterior aproape ntreaga lumin emanat de Soare; are o grosime de 300 500 km i concentreaz cea mai mare parte din masa atmosferei solare. Gazele sunt rarefiate, de unde o densitate de 10-310-5 kg/m3, o presiune de 0,01 atm. i temperaturi de 7.000 oK, n baz i 4.000 (4.500) oK la partea superioar. Chimic, este un amestec de gaze, respectiv 92 % H, 7,8 % He i 0,2 % alte elemente. Toat energia solar care ajunge pe Pmnt provine din emanaia fotosferei.Principalele fenomene din fotosfer sunt:- Granulele, ce apar ca puncte dese i sunt provocate de curenii de convecie din zona convectiv care stpung uneori fotosfera. Au diametre de cca 2002.000 km, o durat de 5 10 minute i temperaturi de pn la 6.300 oK.- Faculele sunt areale cu strlucire mai mare dect restul fotosferei i se afl n jurul petelor. Apar ca urmare a intensificrii locale a cmpului magnetic, consecin a creterii activitii zonei convective. Temperatura este cu 200300 Ko mai mare dect n restul fotosferei. Durata lor este de circa 15 zile.- Petele sunt areale cu dimensiuni variabile (mici cnd activitatea Soarelui este redus i mari, cu diametre de zeci de mii de km, cnd aceasta este maxim). Apar pe fotosfer sub form de pete ntunecate, cu diametre de la cteva sute de km la zeci de ori diametrul Terrei. Corespund sectoarelor unde cmpul magnetic are valorile cele mai ridicate. n aceste areale, temperatura (4.000 oK) este mai redus fa de restul fotosferei, de unde i aspectul ntunecat. Cromosfera (cromos = culoare, n limba greac) se desfoar la exteriorul fotosferei, avnd grosimea de 10 15 mii km, fiind vizibil de pe Pmnt n timpul eclipselor totale de Soare (apare ca un inel purpuriu, de unde a derivat i denumirea). Este alctuit din gaze extrem de rarefiate i dispuse neuniform; are o densitate medie de cca 10-12 kg/m3. Temperatura la contactul cu fotosfera este de 4.0004.500 oK, n mijloc de 15.000 oK, iar la exterior, pe msura scderii densitii, ajunge la peste 0,5 mil. oK. n cromosfer se produc mai multe fenomene:Spiculele se formeaz n punctele de concentrare a cmpului magnetic. Sunt jeturi de gaze ceva mai reci i dense, care se ridic neregulat din cromosfer n coroana solar. Au diametre n jur de 600 km, nlimi de 10 12 mii km i viteze de 20 25 km/s. Durata fenomenului este de 2 3 minute n ascensiune i 10 15 minute n faza descendent, de mprtiere.Erupiile cromosferice corespund unor creteri rapide ale strlucirii unor areale din cromosfer foarte mari (ajung la 5 mld. km2). Coroana solar este nveliul exterior al atmosferei solare, dezvoltat integral ntr-un spaiu circumscris de mai multe raze solare. Se separ o coroan interioar, de c-ca dou raze solare i una exterioar, de pn la 10 raze solare. Masa coroanei reprezint 10-15 din aceea a Soarelui, avnd o densitate ce scade lent spre exterior de la 10-12 kg/m3 la 10-20 kg/m3. La partea superioar a cromosferei se produc erupii masive, ce se extind i n coroan. Cele mai importante sunt portuberanele. Acestea alctuiesc jerbe uriae (lungimi de sute de mii de km i limi de 6.000 10.000 km), formate din gaze puternic ionizate, cu temperaturi foarte mari. Sunt separate: portuberane calme (au durat de cteva luni) i portuberane eruptive (durat scurt, cteva minute).- Soarele emite n spaiul interplanetar, n afar de radiaia electromagnetic i radiaie corpuscular sub forma vntului solar. Aceasta este alctuit din electroni, protoni, ioni emii din coroan. Vntul solar exercit presiuni asupra magnetosferei terestre i favorizeaz formarea aurolelor polare i a furtunilor magnetice. 2.3. Evoluia SoareluiSoarele s-a nscut acum cca 4,6 5 miliarde de ani, din materia cosmic. n prima parte a evoluiei a fost foarte luminos, mai mare i mai fierbinte. Prin pierderi importante de mas, ns, i n urma expulzrii sub form de portuberane puternice, s-a ajuns la micorarea treptat a razei sale. n prezent, el traverseaz o etap mai calm, cu erupii i explozii de mai mic amploare. n urmtoarele cinci miliarde de ani, rezervele de hidrogen aproape se vor epuiza, paralel cu creterea ponderii heliului i a temperaturilor din nucleu. Va urma arderea heliului i probabil, o extensie a Soarelui la un diametru de mai multe zeci de ori. n urma reducerii distanelor fa de planetele apropiate, acestea se vor volatiliza, iar Pmntul, destul de apropiat, va deveni un corp steril. Ulterior, prin pierderi de materie, brusc sau mai lent, Soarele va intra ntr-o etap final, care se va caracteriza prin micorarea razei cu mult sub mrimea celei actuale. Se va ajunge, probabil, n circa 20 30 miliarde de ani la o stea neutronic.

GFG cursuri 6, 72.4.PLANETELE 2.4.1. Caracteristici generale Planetele sunt corpuri cereti ce fac parte din sistemul unei stele, n jurul creia descriu orbite frecvent eliptice, nu au lumin proprie, dar reflect o parte din cea pe care o primesc de la stea. Denumirea de planet a fost dat de greci, n Antichitate i avea sensul de corp ceresc cu micare proprie, ce rtcete printre stele pe bolta cereasc. n Sistemul Solar sunt nou planete Mercur, Venus, Terra, Marte, Jupiter, Saturn cunoscute nc din Antichitate, Uranus descoperit, n 1781, de ctre W. Herschel, Neptun a crei poziie a fost calculat, n 1846, de ctre Verrier, Pluton identificat, n 1930, de Clyde Tombaugh, al crui statut este contestat n anul 2008. Dup unele preri, ar mai exista i alte planete la distane foarte mari (peste 50 u.a) sau chiar ntre Soare i Mercur (planeta Vulcano nu s-a confirmat). Privite de pe Pmnt, prin telescoape, planetele au forma unor discuri cu dimensiuni i culori diferite. Cu ochiul liber pot fi observate doar apte planete (fac excepie Neptun i Pluto sau Pluton care sunt i cele mai ndeprtate). Planetele se afl la distane diferite fa de Soare: cea mai apropiat este Mercur (0,4 u.a.), iar cea mai deprtat este Pluton (cca 40 u.a.). Mercur, Venus, Terra i Marte au caracteristici fizice apropiate; ele au fost numite planete telurice (tellur = pmnt). Sunt corpuri solide, cu un nucleu feros, o manta cu grosime mare i scoar alctuit precumpnitor din silicai. Densitatea medie variaz de la 3,42 la 5,52 g/m3, au o atmosfer mai mult sau mai puin dens format din gaze rezultate n procesul evoluiei lor. Planetele Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun au dimensiuni foarte mari (raza ntre 24.300 km la Neptun i 71.398 km la Jupiter; masa, ntre 8,69 x 1023 kg Uranus i 189,9 x 1023 kg la Jupiter), de unde i denumirea de planete gigant. Sunt, ns, alctuite precumpnitor din elemente uoare i ca urmare, valorile densitilor variaz dela 0,70 g/cm3 la Saturn la 1,3 g/cm3 la Jupiter. Planetele execut micri de revoluie pe orbite n jurul Soarelui, conform legilor lui Kepler, n intervale cuprinse ntre 0,24 de ani teretri (Mercur) i 248 de ani teretri (Pluton). Planetele, n deplasarea lor pe orbite se vor afla n poziii diferite n raport cu Soarele i cu Pmntul. Planetele au micri de rotaie n jurul axei, care se nfptuiesc n timpi diferii: (la planetele gigant, exterioare, ntre 9,8 ore la Jupiter i la 17,9 ore la Neptun; la planetele Marte i Pmnt n jur de 24 ore, iar maximele, la Mercur 58,6 zile i Venus 243 de zile). Ca urmare, gradul de turtire este diferit (de la 0 la Mercur, 0,09 Venus, la 0,1 la Saturn i 0,06 la Jupiter). Mrimea vitezei de rotaie actual este mai mic dect cea pe care planetele au avut-o la nceputul evoluiei lor, cauza fiind efectul mareic exercitat de Soare i atracia dintre ele. Majoritatea planetelor au o rotaie direct (n