Figura 8.1 Geologie activă. Această imagine, luată de la Stația Spațială Internațională în 2006, arată un penaj de cenușă venit de la vulcanul Cleveland din Insulele Aleutine. Deși penajul a fost vizibil doar timp de aproximativ două ore, astfel de evenimente sunt o dovadă a naturii dinamice a scoarței terestre.
Lumile fără aer din sistemul nostru solar par pline de cratere mari și mici. Pământul, pe de altă parte, are puține cratere, dar o atmosferă groasă și multă activitate de suprafață. Deși impacturile au avut loc pe Pământ în același ritm, craterele au fost șterse de atunci de forțele din scoarța și atmosfera planetei. Ce ne poate spune despre istoria planetei noastre în comparația dintre craterul evident persistent pe atât de multe alte lumi și aspectul diferit al Pământului?
Ca prim pas în explorarea sistemului solar mai detaliat, ne întoarcem la cea mai familiară planetă, propriul nostru Pământ. Primii oameni care au văzut Pământul ca pe o sferă albastră plutind în întunericul spațiului au fost astronauții care au făcut prima călătorie în jurul Lunii în 1968. Pentru mulți oameni, imaginile istorice care arată lumea noastră ca un glob mic și îndepărtat reprezintă un moment esențial. în istoria omenirii, când a devenit dificil pentru ființele umane educate să privească lumea noastră fără o perspectivă globală. În acest capitol, examinăm compoziția și structura planetei noastre cu învelișul său de ocean și atmosferă. Ne întrebăm cum mediul nostru terestru a devenit așa cum este astăzi și cum se compară cu alte planete.
Pământul este o planetă de mărime medie, cu un diametru de aproximativ 12.760 de kilometri (Figura 8.2). Fiind una dintre planetele interioare sau terestre, este compusă în principal din elemente grele, cum ar fi fier, siliciu și oxigen – foarte diferită de compoziția Soarelui și a stelelor, care sunt dominate de elementele ușoare hidrogen și heliu. Orbita Pământului este aproape circulară, iar Pământul este suficient de cald pentru a susține apă lichidă pe suprafața sa. Este singura planetă din sistemul nostru solar care nu este nici prea caldă, nici prea rece, dar „exact potrivită” pentru dezvoltarea vieții așa cum o cunoaștem noi. Unele dintre proprietățile de bază ale Pământului sunt rezumate în Tabelul 8.1.
Figura 8.2 Marmura albastră. Această imagine a Pământului din spațiu, luată de astronauții Apollo 17, este cunoscută sub numele de „Marmura albastră”. Aceasta este una dintre rarele imagini ale unui Pământ plin realizată în timpul programului Apollo; majoritatea imaginilor arată doar o parte a discului Pământului în lumina soarelui.
Unele proprietăți ale Pământului:
| Proprietatea | Valoarea |
|---|---|
| Axele semimajore | 1,00 UA |
| Perioada | 1,00 year |
| Masa | 5,98×1024 kg |
| Diametrul | 12.756 km |
| Raza | 6378 km |
| Viteza cosmică | 11,2 km/s |
| Perioada de rotație | 23 h 56 m 4 s |
| Aria suprafeței | 5,1×108 km2 |
| Densitatea | 5,514 g/cm3 |
| Presiunea atmosferică | 1,00 bar |
Tabelul 8.1
Interiorul Pământului
Interiorul unei planete – chiar și propriul nostru Pământ – este greu de studiat, iar compoziția și structura ei trebuie determinate indirect. Singura noastră experiență directă este cu partea cea mai exterioară a scoarței Pământului, un strat care nu depășește câțiva kilometri adâncime. Este important să ne amintim că, în multe privințe, știm mai puțin despre propria noastră planetă, aflată la 5 kilometri sub picioarele noastre, decât despre suprafețele lui Venus și Marte.
Pământul este compus în mare parte din metal și rocă silicată (vezi secțiunea Compoziția și structura planetelor). Majoritatea acestui material este în stare solidă, dar o parte din el este suficient de fierbinte pentru a fi topit. Structura materialului din interiorul Pământului a fost cercetată în detaliu considerabil prin măsurarea transmisiei undelor seismice prin Pământ. Acestea sunt unde care se răspândesc prin interiorul Pământului de la cutremure sau locuri de explozie.
Undele seismice călătoresc printr-o planetă mai degrabă ca undele sonore printr-un clopot care a fost lovit. Așa cum frecvențele sunetului variază în funcție de materialul din care este făcut clopotul și de modul în care este construit, tot așa răspunsul unei planete depinde de compoziția și structura sa. Prin monitorizarea undelor seismice în diferite locații, oamenii de știință pot afla despre straturile prin care au călătorit undele. Unele dintre aceste vibrații călătoresc de-a lungul suprafeței; altele circulă direct prin interior. Studiile seismice au arătat că interiorul Pământului este format din mai multe straturi distincte cu compoziții diferite, ilustrate în Figura 8.3. Pe măsură ce undele călătoresc prin diferite materiale din interiorul Pământului, undele – la fel ca undele de lumină din lentilele telescopului – se curbează (sau se refractă), astfel încât unele stații seismice de pe Pământ primesc undele, iar altele sunt în „umbră”. Detectarea undelor într-o rețea de seismografe ajută oamenii de știință să construiască un model al interiorului Pământului, arătând straturi lichide și solide. Acest tip de imagistică seismică nu este diferit de cel folosit în ultrasunete, un tip de imagistică folosit pentru a vedea în interiorul corpului.
Figura 8.3 Structura interioară a Pământului. Scoarța, mantaua și miezurile interioare și exterioare (solide și, respectiv, lichide), așa cum au arătat studiile seismice.
Stratul superior este crusta, partea de Pământ pe care o cunoaștem cel mai bine (Figura 8.4). Crusta oceanică acoperă 55% din suprafața Pământului și se află în mare parte scufundată sub oceane. De obicei, are o grosime de aproximativ 6 kilometri și este compusă din roci vulcanice numite bazalt. Produse prin răcirea lavei vulcanice, bazalții sunt formați în principal din elementele siliciu, oxigen, fier, aluminiu și magneziu. Scoarța continentală acoperă 45% din suprafață, dintre care o parte se află și sub oceane. Scoarta continentală are o grosime de 20 până la 70 de kilometri și este compusă predominant dintr-o clasă vulcanică diferită de silicați (roci formate din siliciu și oxigen) numită granit. Aceste roci crustale, atât oceanice cât și continentale, au de obicei densități de aproximativ 3 g/cm3. (Pentru comparație, densitatea apei este de 1 g/cm3.) Scoarța este cel mai ușor strat de studiat pentru geologi, dar reprezintă doar aproximativ 0,3% din masa totală a Pământului.
Figura 8.4 Scoarța terestră. Această imagine generată de computer arată suprafața scoarței Pământului, așa cum este determinată din imagini din satelit și cartografiere radar a fundului oceanului. Oceanele și lacurile sunt afișate în albastru, zonele mai întunecate reprezentând adâncimea. Terenul uscat este prezentat în nuanțe de verde și maro, iar calotele de gheață Groenlanda și Antarctica sunt reprezentate în nuanțe de alb. (Credit: modificarea lucrării de C. Amante, B. W. Eakins, National Geophysical Data Center, NOAA)
Cea mai mare parte a pământului solid, numită manta, se întinde de la baza scoarței în jos până la o adâncime de 2900 de kilometri. Mantaua este mai mult sau mai puțin solidă, dar la temperaturile și presiunile găsite acolo, roca de manta se poate deforma și curge lent. Densitatea din manta crește în jos de la aproximativ 3,5 g/cm3 la mai mult de 5 g/cm3 ca rezultat al compresiei produse de greutatea materialului de deasupra. Probele de material al mantalei superioare sunt ocazional ejectate din vulcani, permițând o analiză detaliată a chimiei sale.
Începând de la o adâncime de 2900 de kilometri, întâlnim miezul metalic dens al Pământului. Cu un diametru de 7000 de kilometri, nucleul nostru este substanțial mai mare decât întreaga planetă Mercur. Miezul exterior este lichid, dar partea cea mai interioară a miezului (aproximativ 2400 de kilometri în diametru) este probabil solidă. Pe lângă fier, miezul conține probabil și cantități substanțiale de nichel și sulf, toate comprimate la o densitate foarte mare.
Separarea Pământului în straturi de diferite densități este un exemplu de diferențiere, procesul de sortare a componentelor majore ale unei planete după densitate. Faptul că Pământul este diferențiat sugerează că odată a fost suficient de cald pentru ca interiorul său să se topească, permițând metalelor mai grele să se scufunde în centru și să formeze miezul dens. Dovezile pentru diferențiere provin din compararea densității în masă a planetei (5,5 g/cm3) cu materialele de suprafață (3 g/cm3) pentru a sugera că materialul mai dens trebuie să fie îngropat în miez.
Sursa: Astronomy 2e, by OpenStax, access for free at https://openstax.org. ©2020 Rice University, licența CC BY 4.0. Traducere și adaptare: Nicolae Sfetcu, © 2022 MultiMedia Publishing
Filosofie – Noțiuni de bază, Volumul 2
O introducere prin noțiuni de bază în lumea filosofiei, cu răspunsuri la cele mai profunde întrebări pe care ni le punem cu toții, prin prisma celor mai mari filozofi din lume, de la Platon și Confucius până la gânditorii moderni. … Citeşte mai mult
De ce (nu) suntem fericiți?
Fericirea este un concept fuzzy. Ea poate fi definită în termeni de a trăi o viață bună sau de a înflori, mai degrabă decât de a experimenta o emoție. Fericirea în acest sens a fost folosită pentru a traduce eudaimonia … Citeşte mai mult
Înțeles, sens și referință în filosofia limbajului și logica filosofică
Filosofia limbajului are legătură cu studiul modului în care limbajul nostru se implică și interacționează cu gândirea noastră. Studierea logicii și relația dintre logică și vorbirea obișnuită poate ajuta o persoană să își structureze mai bine propriile argumente și să … Citeşte mai mult
Lasă un răspuns