Planeta Pmnt

Poziie i structur

Cuprins

Pozitia Pamintului in Univers

Ipoteza privind formarea si evolutia Universului

Ipoteza privind formarea Sistemului Solar

Fenomene cosmice cu efecte asupra proceselor geologice

Structura interna a Pamintului. Placile litosferice

Pmntul

Parte a unor sisteme mai mari: Sistem Solar, Galaxie, Univers

Soarele, patru planete interne (terestre), patru planete externe (gazoase)

Galaxia Calea Lactee spirala cu patru brae formata din peste 150 miliarde de stele;

Universul aglomerare de galaxii aflate in expansiune;

Pmntul este un corp cosmic de tip planetar

Originea Univesului

1: Ceva sau Cineva a creat Universul (Big Bang vs Creationism)

2: Universul a fost dintotdeauna asa (Steady State Theory)

3: Datele stiintifice indica o dinamica a Universului (descompunerea protonilor, miscarea galactica)

Big/Bang

13.7 miliarde de ani dimensiunea unui virf de ac (singularitate);

Eliberare imensa de energie urmata de expansiune / trilioane de grade

S-a nascut spatiul si timpul

Au aparut cele patru mari tipuri de forte: gravitatia, forta tare, forta slaba, forta electromagnetica;

Crearea particolelor elementare / quarci, gluoni au generat atomii si elementele cunoscute;

Ipoteza Big Crunch

Big Bang 10 15 Ga

Originea Sistemului Solar

Ipoteza unei nebuloase (1755 - Immanuel Kant / Pierre Simon Laplace) originea Sistemului Solar ar putea fi datorata unui nor de gaz si praf cosmic ce se rotea

Au fost observate in spatiu astfel de structuri, formate din hidrogen si heliu iar particulele fine corespund chimic unor materiale ce se gasesc si pe Pamint;

Nebuloasa s-a contracta sub propria atractie gravitationala;

Materia devine densa si cu temperaturi de milioane de grade formarea unui proto-Soare si procese de fusiune nucleara ce continua si azi;

O mica parte din materialul initial al nebuloasei a format planetele interne (terestre) si externe (joviene);

Virsta Sistemului Solar 4,56 miliarde de ani.

Supernova - Galaxie

Soarele

Stea, G2 (pitic galben), 332,900 x masa Pamntului, energie rezultata din fuziunea tansformarea hidrogenului in heliu, radiaza energie (lumina, caldur). In Soare mai exista si alte elemente: Fe, Ni, O2, Si, S, Mg, C, Ne, Cr;

Distanta fata de Pamint - 149.6 million kilometers (1 Unitate Astronomica - AU)

Temperatura externa 5,510 C

Planetele interne: Mercur, Venus, Pamint, Marte / asteroizi - Ceres;

Planete externe: Jupiter, Saturn Uranus, Neptun / obiecte din centura Kuiper

Planete, sateliti, meteoriti / asteroizi, comete

Comete si asteroizi - Obiecte fara orbite stabile - Singurele obiecte cosmice accesibile studiului direct - Doua tipuri: litici si sideritici

Centura de asteroizi dintre Marte si Jupiter

Ipoteza unui nor de comete

Norul Oort este o ipoteza privind existenta unui nor de comete si situat la circa 50000 UA;

Este situat la din distanta dintre Soare si Proxima Centauri;

Centura Kuiper de obiecte trans - neptuniene

Impactul meteoritic - Formarea Lunii - Impact masiv la inceputul formarii crustei - Efecte majore in timp geologice

Cratere pe fata nevazuta a Lunii

Impactul meteoritic determina unele dintre modificarile ciclice de ordinul 3 (transgresiuni)

Schimbarea climatului

Sedimente fine bogate in material organic

Extinctii majore

Tectite

Nivele reper bogate in iridium (limita K/T)

Posibile evenimente tectonice

Probabilitatea de a fi loviti de un meteorit in timpul vietii

Cistig la loterie 1 in 5,200,000*

Atac terorist 1 in 650,000*

Trasnit de fulger 1 in 600,000*

Impact meteoritic 1 in 30,000

Accident de avion 1 in 30,000

Accident de tren 1 in 4,000*

Accident de masina 1 in 75* (dupa Christopher George St. Clement K)

Micrile Pmntului

Rotatie in jurul axei proprii 23h, 56m si 4s; V= 465 m/sec (poli) si 0 m/sec (poli), zi/noapte, inclinare 23g27m,21s;

Forte centrifuge, mai puternice in zona ecuatorului;

Forma de elipsoid de revolutie a Pamintului;

Forta Coriolis devierea spre V a corpurilor ce se deplaseaza in lungul unui meridian

Revolutie in jurul soarelui

Miscare de nutatie oscilatia axei de rotatie in raport cu planul orbitei de revolutie

Miscarea Sistemului Solar in Galaxie spirala

Toate aceste miscari sunt interdependente, au caracteristici proprii;

Sunt responsabile de, in corelare cu celelalte interactiuni cosmice, de evolutia planetei, de prorpietatile ei si de tranasformarile pe care aceasta o sufera.

Dimensiunile Pmntului

Raza ecuatoriala 6378,388 km

Raza polara = 6356,912 km

Lungimea ecuatorului = 40076,594 km

Lungimea meridianului = 40009,152 km

Suprafata = 510.100.933 km2;

Volumul 1083,3 x 109n km3;

Masa 5,9798 x 1021 tone.

Efectul Coriolis (Gustave Gaspard Coriolis matematician francez)

Miscarea de revolutie

Miscarea pe o orbita eliptica (ecliptica) in jurul Soarelui 365z, 6h, 9m, 10s.

Aparitia anotimpurilor (echinoctii, solstitii);

151 mil km 146 mil km

Miscarea de nutatie miscarea de oscilatie in jurul pozitiei mediene sub influenta Lunii si a Soarelui . Precesia echinoctiilor decalaj negativ de 60 de secunde fata de anul precedent. O miscare completa la 21600/23000 ani.

Ord

.

Durata

(Ma) Denumire Corespondent depozitional:

I > 50 Ciclu galactic

(geotectonic) Megathem = Megasecventa

II 3-50 Superciclu

(transgresiv-regresiv)

Sinthem = Supersecventa

secvente ciclice (100-1000

m)

III 0.5-3 Ciclu eustatic

Mezothem = Secventa

depozitionala

(10-100 m)

IV 0.1-

0.5 Paraciclu

Ciclothem = Parasecventa

(1-4 m)

V 0.02-

0.1

Ciclu orbital

(Milankovitch) Seturi de strate (cm-m)

VI < 0,02 Microcicluri (termen

scurt) Lamine, varve (1 cm)

Cicluri terestre

Forma si dimensiunile Pamintului

Forma Pamintului poate fi aproximata teoretic de cea a unui elipsoid de referinta;

Suprafata prezinta nereguralitati determinate de relief, cu valori intre 8850 m si (-) 11022 m - forma Pamintului este cea a unui GEOID (cu variatii de mai putin de 200 de m fata de cea a elipsoidului);

Una din formele folosite pentru aproximarea formei Pamintului este cea a Modelului Gravitational, 1996 (EGM96).

Modelului Gravitational, 1996 (EGM96)

Structura Pmntului

Structura interna a Pamintului

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Refraction_of_P-wave.PNG

Structura Pmntului

Diferentiere transformarea agregatelor initiale intr-un corp cu o structura concentrica;

Miscarea de rotatie si agregarea elementelor componente au dus la incalzirea si topirea materialului initial;

Ipoteza impactului unui meteorit gigant a determinat accelerarea procesului de topire, modificarea axei de rotatie si desprinderea unei parti importante ce a format Luna;

Diferentierea materialului topit mai usoare la exterior si mai grele spre interior, formind crusta, mantaua si nucleul;

Gazele captate din spatiu si cele rezultate din procesele terestre au determinat crearea atmosferei si hidrosferei;

Fierul, mai greu decit restul elementelor, a format nucleul topit la exterior (2900 5200 km) si solid la interior (6400 km);

Crusta (scoara) terestr

Se pot separa doua tipuri de crusta o crusta continentala ce corespunde in cea mai mare parte

continentelor inclusiv zona de self. Crusta continentala este mai groasa si este compusa in principal din roci granitice, sub care se gsesc gabbrouri i roci sedimentare. Este puternic deformata de procesele orogenice ce s-au succedat in istoria Pamintului.

o crusta oceanica ce corespunde in cea mai mare parte oceanelor. Crusta oceanica, mult mai subire, este formata din gabbrouri, bazalte i (+/-) roci sedimentare. Este aproape nedeformata si mult mai tinara decit crusta contientala.

Crusta s-a format din materialele mai putin dense: Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, O2;

Mantaua

Mantaua constituie partea cea mai importanta (82 % din volum si 68 % din masa) fiind compusa din peridotit avind constituienti de baza olivina i piroxenii.

Zona cea mai extern a mantalei (circa 100 km), mai rigid, constituie zona in susinere a continentelor formnd alturi de crust, litosfera (fragmentat in plci litosferice).

Scderea vitezei undelor S sub litosfer combinata cu studiile de laborator indic o uoar topire a rocilor din manta, pe o grosime ce poate ajunge pn la 200 Km. Acesta zona, individualizat prin starea de agregare a materiei constituie astenosfera.

Sub astenosfer are loc o cretere accentuat a vitezei undelor S indicnd o stare de agregare solid, in paralel cu o compactare foarte mare a atomilor elementelor componente datorat presiunii i temperaturii.;

Mantaua este cuprinsa intre discontinuitatea Moho si Wichert Gutengerg;

Nucleul

Nucleul constituie 16 % din volumul Pmntului si 32 % din masa sa si este constituit in cea mai mare parte din fier, in stare lichid in zona extern i in stare solid in interior.

Incepe de la adncimea de 2900 km i este marcat de stoparea undelor undelor S i de o incetinire a undelor P. O cretere in vitez a undelor P dup adncimea de 5100 km indic faptul c doar nucleul extern este lichid, cel intern fiind solid.

Studiile geofizice au indicat un nucleu de fier actionnd ca un singur cristal gigantic. Aceast observaie poate ajuta la inelegerea cmpului magnetic terestru.

Limita intre Nucleul extern si cel intern este trasata la nivelul unei discontinuitati (Lehman).

Crusta (scoara) terestr Virsta rocilor si elemente structurale majore

Tectonica globala

1. Existenta plcilor litosferice;

2. Marginile placilor sunt marcate de procese vulcanice si seismice foarte intense iar vitezele de deplasare relativa a placilor (unele fata de altele) variaza de la zecimi de centimetru la 10 20 cm/an;

3. Functie de miscarea relativa a placilor litosferice rigide pot fi separate trei tipuri de margini (contacte) intre placi: divergenta, convergenta si de paralele.

Placile litosferice majore

Marginile divergente

Marginile convergente

Margini cu miscare paralel (transformant)

Placile litosferice

Mecanismele deplasarii placilor

Exista patru mecanisme posibile ce controleaza procesul deplasarii placilor tectonice, mecanisme ce pot actiona independent sau in combinatie.

Placile sunt impinse de materialul nou format in zona de rift sau trase de catre marginea descendenta a placii care se subduce si care este deja racita si are o greutate specifica mai mare, sau ambele;

Placile sunt trase de curentii de convectie din mante; Placile reprezinta partea superioara, racita a unui curent de

convectie din partea superioara calda si plastica a mantalei; Jeturi de material fierbinte se ridica de la mari adincimi,

probabil de la limita cu nucleul, producind punctele fierbinti, apoi se deplaseaza lateral impingind placile.

Curentii de convectie

Influenta zonelor de rift si de subductie

Procese geologice legate de tectonica placilor

Implicatiile tectonicii globale

In esenta teoria tectonicii globale cuprinde trei mari idei:

1. Litosfera este impartita intr-un mozaic de placi litosferice majore ce se deplaseaza continuu pe astenosfera.

Riftogeneza

Convergenta si coliziune

Implicatiile tectonicii globale

2. Dimensiunea placilor nu este constanta in timp avind loc atit procese de fragmentare a placilor prin riftogeneza dar si de crestere a unei placi sau sudare a doua sau mai multe placi prin procese de orogeneza. Dinamica placilor si tipurile de contacte stabilite intre ele, precum si raporturile cu astenosfera si mantaua explica modelul de distributie si mecanismele de formare pentru vulcani si seisme, marea majoritate a lor producindu-se la limitele placilor.

Formarea Oceanului Atlantic

Implicatiile tectonicii globale

3. Continentele, ce reprezinta incarcaturi pasive ale placilor, sufera procese de deriva, deplasare continua in timp, cu fragmentari sau regrupari.

IMPLICATIILE TECTONICII GLOBALE

Ciclicitate a supercontinentelor:

Rodinia (700 Ma)

Pangea (300 Ma)

Amasia (+250 ma)

Rodinia (700 Ma)

Pangea (300 Ma)

Reconstructie pe baza datelor climatice (tillite urme ale unei glaciatiuni)

Reconstructie pe baza datelor paleontologice

Amasia (+250 ma)

Ciclul Wilson

Se pare ca exista o ciclicitate in formarea unor supracontinente cu un interval de 400 Ma. Modelul si etapele de fragmentare a unui continent, de deschidere si inchidere a unui ocean, precum si sudarea a doua blocuri continentale intr-un nou continent, poarta numele de ciclul Wilson (Plansa V), in cinstea geologului canadian Tuzo Wilson, unul din fondatorii teoriei tectonicii globale.

Marea reconstructie

Unul dintre lucrurile cele mai spectaculoase realizate prin sinteza datelor sedimentologice, paleontologice, paleomagnetice il constituie reconstructiile paleogeografice, identificarea deplasarilor si pozitiilor relative ale blocurilor continentale din istoria Pmntului.

Formarea lanturilor orogenice

O consecinta a tendintelor de reorganizare majora a placilor o constituie formarea lanturilor orogenice, lanturi formate, in cea mai mare parte, in zonele de coliziune dintre doua placi. Forma catenelor generate, durata procesului, caracteristicile structurale sunt dependente de morfologia placilor care converg, de intensitatea miscarii, de traiectoria lor si de viteza de deplasare relativa.

Analiznd elementele structurale majore ale unui continent si rocile care formeaza crusta continentala pot fi observate doua mari catgorii:

Existenta unor zone stabile, peneplenizate, cu roci sedimentare necutate depuse peste un fundament de roci metamorfice si magmatice formind scuturile si platformele;

Zone cu roci sedimentare, magmatice si metamorfice deformate, formind zone instabile tectonic si care au fost supuse in timp geologic unor forte crustale intense, cu forme de relief pozitive (Plansa IV).

Elementele structurale ale unui continent

Tipuri de lanturi orogene

Functie de modul de formare, pot fi deosebite mai multe tipuri de lanturi de munti :

Lanturile de munti intracontinentali

Lanturi de subductie

Lanturi de obductie

Lanturi de coliziune

SISTEMELE OROGENIECE FANEROZOICE

Megaciclul caledonian Sistemul Appalachian - Caledonian

Megaciclul hercinic Sistemul Hercinic

Sistemul Uralian

Megaciclul alpin Sistemul Cordileran

Sistemul Andin

Sistemul Alpin

Sistemul Himalaian

Lanturile intracontinentale

Sunt structuri ce apar la suprafata litosferei continentale datorita compresiunii. sunt contemporane marilor crize orogenice mondiale.

Lanturi rezultate din bombarea soclului cind se produce probabil un clivaj tangential al soclului in zone cu fragilitate ridicata.

Exemple: Antiatlasul Marocan, Muntii Stincosi din Wyoming, Muntii Liban, Antiliban si Palmira, Atlasul Inalt, Pirineii. Pot fi generate, de asemenea, lanturi de munti rezultate dintr-un clivaj intracrustal. Cum sunt lanturile catalane si iberice, Jura, Muntii Stincosi din Canada.

Lanturi de subductie

Se formeaza in zona de subductie intr-un

regim compresiv.

Exemple: Muntii Anzi din zona Peru Bolivia. In acesta zona placa Nasca se afunda cu un unghi foarte mic sub placa Americii de Sud.

Coliziune tip continent - continent

Concluzii

Pamintul este o componenta a Universului

Evolutia geologica a planetei este dependenta de evolutia sistemelor cosmice

Fenomenele cosmice au un impact asupra evolutiei Pamintului ce pot fi identificate in: modul de acumulare a rocilor, schimbarile climatice, extinctii, dinamica interna si externa

Pamintul este o planeta intr-o continua schimbare

Ipoteza Gaia

Cuvinte cheie

Big-bang, Big-canch

Ipoteza Kant / Laplace, Sistem Solar

Planete interne, planete externe, sistemul Kuiper, sistemul Oort

Nutatie, precesie, cicluri Milankovitch

Crusta, manta, nucleu, astenosfera, placi tectonice

Surse folosite

1. Press, F., Siever, R., 1998 Understanding Earth, WH Freeman and Company, 682 p

2. http://images.google.com/imgres?imgurl=http://ocw.ceu.edu/geology/geology

3. http://pcwww.liv.ac.uk/~hiatus/Resources/index.htm

4. www.scotese.com

5. http://www.nasa.gov/offices/education/about/index.html