1. Obiectul Geologiei Geologia etimologic din alaturarea cuvintelor grecesti ghe = pamant si logos = stiinta, deci, etimologic, ar reprezinta stiinta Pamantului. Geologia in sens larg, ar putea fi stiinta care studiaza originea, structura Pamantului, arhitectura si compozitia litosferei, precum si evolutia vietii pe Pamant. Dezvoltarea in ultimele doua secole a stiintelor in general si a celor geologice in particular, a determinat restrangerea utilizarii termenului de geologie, in favoarea unor discipline, care aprofundeaza sectorial acest vast domeniu de cercetare. Au aparut de asemenea, numeroase discipline de granita, in relatia cu alte stiinte. Geologia are un scop teoretic, acela de a reconstitui istoria litosferei si a vietii pe Pamant, dar are si un scop practic, foarte important si anume, identificarea si valorificarea substantelor minerale (petrol, apa, minereuri, etc.), sau precizarea conditiilor optime de amplasare a fundatiilor unor constructii civile, sau industriale. 2. Geologia generala si raporturile cu alte discipline Din trunchiul complex al geologiei s-au individualizat mai multe discipline. Geologia generala (Geologia fizica, Geologia dinamica, Principii de geologie, Introducere in geologie) disciplina care studiaza structura Pamantului, ansamblul de fenomene geologice, conditiile naturale generale in care acestea se produc si care guverneaza evolutia litosferei. Geodinamica cuprinde ansamblul fenomenelor si proceselor a caror geneza este legata de factori interni ai Pamantului (telurici), sau factori externi (energie solara). Vorbim de o Geodinamica interna (studiaza vulcanismul, seismele, miscarile tectonice din scoarta terestra, sub actiunea factorilor telurici) si de o Geodinamica externa (studiaza actiunea atmosferei, hidrosferei, biosferei asupra scoartei terestre, ca factori externi si procesele de diageneza). Mineralogia studiul complex al mineralelor d.p.d.v. structural, morfologic, al proprietatilor fizice, chimice, al compozitiei, proceselor si conditiilor de formare, al modului de asociere, precum si formarea unor acumulari exploatabile (zacaminte), clasificarii si posibilitatilor de utilizare (ex. sare) Petrologia studiul rocilor care constituie scoarta terestra, respectiv compozitia chimica si mineralogica, starea lor naturala (evolutia in timp), raspandirea regionala, clasificarea dupa diferite criterii si importanta lor practica (ex. granitul, calcarele, constructii). Paleontologia etimologic - palaios= vechi, ontos=fiinta, logos=stiinta - este stiinta care studiaza resturile de plante si animale, sau urme ale activitatii lor, care s-au pastrat in scoarta terestra (fosile). Stratigrafia studiaza succesiunea in timp si spatiu a unor evenimente si procese din istoria Pamantului, ale caror urme se pastreaza in roci si care stau astazi, la baza unor interpretari geologice. Geologia zacamintelor studiaza modul de acumulare al mineralelor din scoarta terestra, ca urmare a unor procese geologice complexe, in vederea exploatarii lor ca materii prime pentru industrie, in conditii economice favorabile. Deosebim zacaminte metalifere, nemetalifere si combustibili fosili (petrol, carbuni). Geologia generala, precum si alte discipline geologice au relatii stranse cu o serie de stiinte (astronomia, fizica, chimia, biologia, geografia, matematica) de la care utilizeaza informatii, date, metode si principii, pentru construirea propriilor teorii privind compozitia si evolutia litosferei. Au luat nastere in aceste conditii disciplinele de granita.

Geofizica studiaza fenomenele fizice legate de Pamant, structura si proprietatile sale fizice. Studiaza campurile fizice care caracterizeaza planeta, precum si metodele de masurare a acestora, care stau la baza prospectiunilor geofizice. Geochimia urmareste distributia in spatiu si timp a elementelor chimice, in special in scoarta terestra. Geomorfologia studiaza legile care guverneaza evolutia morfologiei suprafetei terestre. Paleoecologia ofera posibilitatea unor interpretari privind conditiile paleoambientale in care au trait vietuitoarele in istoria Pamantului. La baza interpretarilor, stau depozitele geologice sedimentare, care conserva fosile. Hidrogeologia studiaza distributia, dinamica si geneza apelor subterane. Geomatematica este foarte importanta pentru modelari si interpretari cantitative ale fenomenelor geologice. Metodele matematice si posibilitatea prelucrarilor computerizate ofera posibilitatea unor calcule de probabilitate, a unor constructii grafice, care incearca stabilirea unor procese si fenomene geologice, care nu pot fi reproduse in laborator (metamorfismul, sedimentarea) 3. Metode de cercetare in geologie 3.1. Observatiile directe in teren Acesta metoda ramane in continuare foarte importanta in cercetarea geologica. Ea solicita spiritul de observatie al geologului si presupune o activitate intelectuala, dar si fizica sustinuta. Inaintea iesirii propriu-zise in teren se desfasoara etapa de documentare a geologului. Se studiaza tot materialul existent (documentatii, lucrari publicate, material grafic) din regiunea care intereseaza. Pe teren se studiaza aflorimentele (deschideri naturale la zi, a rocilor dintr-o regiune), urmarindu-se roca vie si nu alterata, in situ (in loc). Observatiile se pot face si in deschideri artificiale (excavatii, drumuri, lucrari miniere cariere, tuneluri, santuri, puturi, galerii), sau asupra carotelor obtinute din foraje. Geologul urmareste in teren: morfologia terenului, eventualele alunecari de teren, dispunerea stratelor in spatiu, schimbarile de facies, eventuale deranjamente tectonice, prezenta unor mineralizatii, continutul fosilifer. Sunt cateva din observatiile care trebuiesc urmarite in teren. Campania de teren se continua in birou cu reprezentarile grafice la scara ale structurii geologice dintr-o regiune. Se intocmesc in acest sens coloane stratigrafice, sectiuni geologice, si harti geologice. Materialul grafic se executa la scara, cu ajutorul semnelor conventionale. Activitatea de teren presupune recoltarea (prelevarea) de esantioane (probe) adecvate scopului propus. Acestea pot fi: petrografice, mineralogice, paleontologice. 3.2. Observatii de laborator Materialul prelevat in teren este prelucrat fizic (zdrobire, cernere, sectiuni subtiri, spalare, etc) si chimic (dizolvare, tratare cu diverse substante chimice, topire, etc) si supus apoi analizei functie de scopul urmarit. Analizele de laborator necesita o aparatura performanta (microscoape biologice si polarizante, microscoape electronice, spectrografe, etc).

3.3. Metode indirecte de cercetare Aceasta categorie de metode vin sa sprijine activitatea din teren si laborator. Aerofotogeologia se aplica in regiuni greu accesibile, prin fotografierea din avion sau elicopter in conditii meteorologice favorabile. Metode geochimice masoara transformarile geochimice produse la suprafata scoartei terestre, sub influenta proceselor de alterare, sau de transfer, in cazul migrarii spre suprafata a elementelor chimice din interiorul scoartei (eruptii vulcanice). Metode geofizice masoara anomaliile unor campuri terestre (magnetic). Anomaliile ne dau indicatii privind transformarile din interiorul crustei si interiorul Pamantului (mai greu decelabile). Aceste masuratori pot fi la scara regionala, sau locala si se executa cel mai adesea in scopuri economice. Metode geofizice sunt: seismometria, electrometria, magnetometria, gravimetria. Exista si geofizica de sonda care investigheaza profilul gaurii de sonda si este utila in cercetarea si exploatarea zacamintelor (petrol, apa, etc.). Teledetectia ofera imagini din avion sau satelit ale unor suprafete de teren. Metoda utilizeaza fluxuri de unde electromagnetice in diferite benzi de frecventa. Metoda poate evidential fracturi majore in scoarta, anomalii generate de acumulari de substante minerale. 3.4. Metoda experimentala Prin aceasta metoda se urmareste reproducerea la scara redusa, in laborator, a unor procese din crusta terestra (curgerea apelor subterane). Exista fenomene geologice greu de reprodus in acest moment, in special cele care sunt influentate de factorul timp (metamorfismul- necesita temperaturi, presiuni timp, fosilizarea). 4. Cercetarea deductiva In reconstituirea istoriei dezvoltarii scoartei terestre, precum si a evolutiei vietii pe Pamant, geologul tine permanent seama de factorul timp, de fapt timpul geologic. Geologul foloseste informatiile culese din teren, care sunt punctuale, adauga rezultatele analizelor, ale metodelor indirecte si pe baza unor rationamente logice, incearca sa reconstituie situatia initiala, cauzele si evenimentele care au avut loc si care au condus la situatia actuala a regiunii cercetate. Rationamentul logic se bazeaza pe trei principii: principiul superpozitiei stratelor, principiul evolutiei organismelor si principiul actualismului. Principiul superpozitiei stratelor (Nicolaus Steno) intr-o succesiune de depozite sedimentare in continuitate de depunere, neafectate de miscari tectonice, stratele sunt din ce in ce mai noi, daca sunt urmarite pe verticala, de jos in sus. Exemple: canionul Exceptie :- sedimentele din pestera - terasele Principiul evolutiei organismelor se considera ca stratele mai noi contin resturi fosile evoluate spre deosebire de cele vechi, care cuprind resturi ale unor organisme primitive. Principiul se aplica pentru stabilirea varstei relative a stratelor si pentru corelari regionale, dar trebuie aplicat cu multa atentie. Nu toate fosilele sunt folosite pentru datare. Pentru utilizarea lor in biostratigrafie este necesar: sa aiba o extindere regionala; sa existe multe specimene bine conservate; sa se dezvolte intr-un interval scurt de timp.

Principiul actualismului (Charles Lyell, 1833) se bazeaza pe rationamentul urmator: aceleasi forte si fenomene care actioneaza astazi asupra scoartei terestre, au actionat si in trecutul geologic ducand la aceleasi efecte (prezentul este cheia trecutului). Exemple: nisipul desertic este fin, cu granule rotunjite si slefuite, cu stratificatie incrucisata, tipic eoliana. Daca in depozitele geologice vom regasi o gresie cu caracteristici asemanatoare, putem deduce ca este vorba de o roca formata in conditii continentale, desertice.

Timpul in geologie. Varsta relativa si varsta absoluta 1. Timpul in geologie Imensitatea timpului geologic este greu de inteles pentru om, cata vreme viata unui om se masoara in zeci de ani, iar un proces geologic se desfasoara pe durata a milioane de ani. Vorbim in geologie de o varsta relativa si de o varsta absoluta a depozitelor geologice, formate in sute de milioane de ani. (ex) 1.1. Varsta relativa Determinarea varstei relative se rezolva aplicand cateva principii (legi), la analizarea aflorimentelor (sau deschiderilor artificiale) dintr-o regiune, in incercarea de a descifra istoria geologica a regiunii. Prezentul este cheia trecutului (principiul actualismului) este unul dintre principiile care stau la baza determinarii varstei relative. Daca astazi, in marile si oceanele Terrei, se formeaza argile prin depunerea malurilor, urmata de compactare si cimentare, atunci argilele expuse intr-un afloriment din Carpati, sau Anzi s-au format in aceleasi conditii. Principiul orizontalitatii initiale, presupune ca initial, in bazinele sedimentare (lacuri, mari, oceane) sedimentele formeaza strate orizontale, sau aproape orizontale. Acest principiu este aplicabil cu mici exceptii (sistemele deltaice). Principiul superpozitiei stratelor stabileste ca intr-o succesiune de strate sedimentare, care dupa formare nu au fost deranjate, stratele cele mai noi sunt dispuse peste cele mai vechi. Principiul este aplicabil cu o serie de exceptii (terase, cute, complicatii tectonice). In aprecierea varstei relative a rocilor se tine seama si de relatiile de intersectare a corpurilor de roci. Acest principiu stabileste ca stratul care este strapuns (traversat, taiat) este mai vechi decat cauza care produce pierderea continuitatii sale. O vale, care traverseaza o succesiune de strate orizontale si provoaca discontinuitati in dezvoltarea laterala a stratelor este mai tanara decat stratele traversate. In cazul succesiunilor de strate orizontale, nederanjate, traversate de vai, se aplica si principiul continuitatii laterale (un strat are aceeasi varsta pe toata intinderea sa). Acesta presupune ca de o parte si alta a vaii, roci identice au aceeasi varsta. Stabilirea varstei relative a rocilor este foarte importanta pentru corelarea depozitelor geologice din diferite regiuni ale globului. In procesul de corelare se tine seama de: continuitatea fizica a rocilor (in cazul expunerii lor); identitatea (similaritatea) tipului de roca (in doua zone, in acelasi timp, in conditii identice se formeaza acelasi tip de roca); corelarea cu ajutorul fosilelor.

Corelarea cu ajutorul fosilelor se poate realiza in cazul rocilor sedimentare, in care se conserva resturi ale vietuitoarelor care au trait in istoria Pamantului. In studiul structurilor geologice se urmareste succesiunea faunelor. Speciile fosile se succed una dupa alta, intr-o ordine definita si recognoscibila. In general se poate aplica principiul evolutiei organismelor, observandu-se o tendinta generala de evolutie, de la forme simple spre cele cu organizare complexa, atat la animale, cat si la plante. Exista specii fosile cu mare extindere in timp, unele care traiesc pana in prezent, precum si specii fosile cu o existenta scurta in istoria pamantului. In evaluarea varstei rocilor sunt importante acele specii care au trait intr-un interval scurt de timp si pe un areal cu extindere mare (fosile index). Prezenta unor fosile index in roci dintr-o regiune permit corelarea cu roci din alta zona a Terrei, care contin aceeasi fosila index (chiar daca sunt diferite litologic). De obicei, sunt folosite in corelari si datari, asociatiile fosile, deoarece sedimentele conserva multe din speciile care traiau intr-o anumita perioada din istoria Pamantului. Scara geocronologica standard Scara timpului geologic se bazeaza pe asociatiile fosile si imparte timpul geologic in unitati. Cuprinde trei eoni (Arhaic, Proterozoic, Phanerozoic). Phanerozoicul se imparte in trei ere: Paleozoic, Mesozoic, Cenozoic. Acestea, la randul lor se impart in perioade, iar perioadele in epoci. Unitatile ne sugereaza ca vorbim de o scara a varstelor relative. Era Paleozoica (viata veche) debuteaza cu aparitia abundenta si complexa a vietii. Unele specii au trait doar in aceasta era (540-250MA), altele au supravetuit pana in zilele noastre. Aceasta era inseamna aparitia florei pe Terra, ea fiind dominata de ferigi. Era Mesozoica (viata de mijloc, era dinosaurilor) (250-65MA) cuprindea o mare diversitate de specii acvatice si terestre. Florele erau dominate de gimnosperme. Era Cenozoica (viata noua) cuprinde faune fosile mai apropiate faunelor actuale, iar florele erau dominate de angiosperme. 1. 2. Varsta absoluta Varsta absoluta se bazeaza pe radioactivitate, fenomen care nu depinde de factorii de mediu. Descompunerea elementelor radioactive si acumularea produsilor finali se desfasoara dupa legi independente de factorii externi. Iin mod obisnuit, majoritatea rocilor contin o anumita cantitate, chiar infima de elemente radioactive, cum ar fi:uraniul, radiul, thoriul, potasiul, sau izotopii lor radioactivi. Aceste elemente se dezintegreaza spontan si se transforma in elemente stabile (plumb). U235_Pb207 timp de injumatatire 713 milioane ani U238_Pb206 4,5 miliarde ani K40_Ar40 1,3 miliarde ani 14 14 C _N 5,73 ani In majoritatea cazurilor, durata dezintegrarii este foarte mare. Cunoscandu-se perioada de timp necesara injumatatirii elementelor radioactive, prin dezintegrare naturala si determinand cantitatea produselor de dezintegrare gasite in roca, se calculeaza varsta acesteia. S-a determinat astfel varsta unor roci foarte vechi de pe Terra, 3,6-3,9 miliarde ani (Groenlanda), sau 3,9 miliarde ani (scutul canadian). Misiunile americane pe Luna au adus esantioane a caror varsta a fost apreciata la 4,5 miliarde ani. Se apreciaza ca si Pamantul ar avea o varsta de cca. 4, 5 miliarde ani.

Arhitectura Universului. Sistemul solar. Pamantul-planeta a sistemului solar 1. Arhitectura Universului Universul care ne inconjoara a suscitat interesul omenirii inca din antichitate si drept urmare, preocuparile vizand misterioasa lume a stelelor, au fost tot mai numeroase, incepand cu perioada antichitatii, cand Aristotel considera forma Pamantului o sfera. Observatiile erau mai mult deductive. In present, mijloacele tehnice permit observatii la mari distante in Univers, dincolo de granitele galaxiei noastre. Universul este constituit din peste 100 miliarde de galaxii, cu diametre variabile (masurate in ani lumina, =al), separate de distante intergalactice de sute de mii al Unitatile de masura utilizate pentru distantele uriase din Univers sunt: anul lumina (al, =9,46.1012 km) unitatea astronomica (UA, =149,6.106 km)-corespunde distantei medii de la Terra la Soare; parsecul, unitate foarte utilizata in astronomie (1 pc=3,262al) (unitate care se bazeaza pe estimarea unghiului de paralaxa pentru evaluarea distantei la care se gasesc stelele apropiate. Este distanta la care unitatea astronomica este vazuta sub un unghi de o secunda). Galaxiile sunt principalele structuri ale Universului, uzine care transforma materie gazoasa in stele. Se cunosc trei tipuri principale: galaxii spirale (1/4 din galaxii)- in forma de discuri aplatizate, cu doua brate spirale pornind din norul central (Calea Lactee); galaxii eliptice (2/3 din galaxii)-fara structura evidenta, cu simetrie eliptica, sau sferica, sunt cele mai mari galaxii cunoscute si cuprind stele foarte batrane; galaxii neregulate (1/10 din galaxii). Galaxiile au tendinta de a se grupa in roiuri galactice, care se pot organiza in superroiuri. Galaxia noastra apartine unui roi local alaturi de nebuloasa Andromeda si norul lui Magellan. Aparent, pe bolta, stelele sunt nemiscate, deci Universul pare a fi imobil. In realitate stelele se deplaseaza cu viteze foarte mari. S-a observat ca sunt nebuloase care se apropie de Terra, in timp ce altele se indeparteaza cu viteze cosmice. In acest mod avem viziunea unui Univers in expansiune, plecand de la o explozie initiala comuna, numita Big Bang. Acceptand expansiunea Universului se pune problema dimensiunii acestuia. Universul ar putea fi finit sau infinit. Vorbim de Universul vizibil ca fiind acea parte finita a Universului, care si-a inceput expansiunea cu un anumit timp in urma. Varsta Universului vizibil a fost estimata la 15-20 miliarde ani, cu ajutorul miscarii galaxiilor, a varstei celor mai vechi stele si a unor tehnici radiometrice. Dupa Big Bang-ul initial evolutia s-a desfasurat in etape: faza cosmica, faza stelara, faza interstelara si planetele. Galaxia noastra, Calea Lactee, este de forma unui disc aplatizat, cu diametrul de cca. 100.000 al si grosime de 6.000al (20.000al in centru). Masa galaxiei este evaluata la 100 miliarde de mase solare. Este constituita din stele (109 - 1011 stele), gaze interstelare si praf stellar. Partea centrala a galaxiei are forma unui disc din care se desprind bratele galaxiei, sub forma unor spirale. Intr-unul din bratele galaxiei, in constelatia Orion se gaseste Sistemul Solar.

2. Sistemul Solar Sistemul Solar este o comunitate ordonata, care cuprinde 9 planete, 73 de sateliti, asteroizi, comete si milioane de meteoriti. 2.1. Soarele Soarele, steaua centrala, este gigantica comparativ cu planetele din jurul sau si reprezinta principala sursa de energie a sistemului solar. Soarele este situat la 150 milioane de km de Terra, este o stea de dimensiuni modeste raportat la stelele galaxiei si este situat la 30.000ani lumina de centrul galaxiei. Soarele este constituit din hydrogen (73%), heliu si 2% alte elemente. Masa sa este de 2.1030 kg (de 330.000ori masa Pamantului). Perioada sa de rotatie in sens direct, este de 26,9 zile la ecuator si 35 zile la pol. Energia solara este rezultatul fusiunii a 600 milioane tone de hidrogen in heliu. La suprafata Soarelui temperatura este de cca.60000C Activitatea solara nu este constanta, ea are perioade de intensificare, care se repeta la 11 ani. Soarele este astazi la jumatatea vietii sale, estimata la 10 miliarde ani. Peste cinci miliarde de ani rezervele de hydrogen se vor epuiza si Soarele va deveni o gigantica rosie, a carui diametru va depasi orbita planetei Mercur. Temperatura sa va volatiliza planetele interne, apoi va deveni o nebuloasa planetara cu volatilizarea planetelor externe, evoluand spre o stea pitica alba, moment care va marca sfarsitul Sistemului Solar. 2.2. Planetele Planetele sunt corpuri celeste, care se rotesc in jurul Soarelui pe orbite eliptice, situate practic in acelasi plan, perpendicular pe axa de rotatie a Soarelui. Exceptie face orbita lui Pluton, care face un unghi de 170 in raport cu planul general al orbitelor. Planetele se rotesc in jurul Soarelui (miscarea de revolutie), toate in acelasi sens. Ele executa si o rotatie in jurul propriilor axe, in acelasi sens cu miscarea Soarelui, cu exceptia planetelor Venus si Uranus cu miscare in sens contrar. Exista o zonare a planetelor, plecand de la Soare. Prima grupa, de patru planete, apropiate de Soare (Mercur, Venus, Terra, Marte), sunt relativ mici si dense. Se numesc si planete interne (telurice) si au atmosfera redusa, scoarta solida. Al doilea grup, al planetelor externe, format din Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluton, cu exceptia ultimei sunt de dimensiuni mari, bogate in gaze si cu multi sateliti. Intre planetele telurice si cele gigantice, exista un spatiu in care se gaseste o centura de asteroizi. Pentru a explica originea acestora exista doua ipoteze: explozia unei foste planete, sau reziduuri ale norului planetar original (procese incomplete de acretie stelara). Mercur- cea mai mica planeta telurica, si cea mai apropiata de Soare, are o structura interna asemanatoare Pamantului. Suprafata externa aminteste de cea a Lunii, cu cratere de diferite dimensiuni (cu mari si munti). Atmosfera lipseste, ca urmare eroziunea este limitata, iar campul magnetic este slab. Venus- este putin mai mica decat Terra, foarte mici diferente de densitate. Rotatia sa este in sensul acelor de ceasornic pentru un observator plasat la pol, dar lenta (243 zile terestre, noaptea venusiana are 117 zile). Durata este mai mare decat miscarea de revolutie in jurul Soarelui (224 zile). Atmosfera planetei este foarte densa, cu o resiune de 95 ori mai mare decat a atmosferei terestre. Suprafata venusiana a fost afectata de vulcanism de tip puncte calde. Marte- atmosfera sa este formata din 95% CO2, 2-3% N, urme de O2 (0,4%), vapori de apa si alte gaze rare. Scoarta planetei prezinta cratere meteoritice, urme ale activitatii vulcanice, precum si ale actiunii de eroziune si sedimentare eoliana. Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun- datele furnizate de sondele americane Voyager si Pioneer, releva temperaturi scazute la periferia norilor (-1500C pentru Jupiter), dar

temperaturi ridicate la suprafata lor. Gigantica Jupiter are un rol important in Sistemul Solar: - ar fi responsabila de existenta unui numar mic de planete in sistemul solar, impiedicand acretia in planete sufucient de mari; - ar provoca deranj in miscarea orbitala a planetelor telurice; - ea constituie un scut pentru planetele interne, captand majoritatea cometelor. 2.3. Luna Satelitul natural al Pamantului este situat la 384.000km de Terra (60 raze terestre) si distanta creste cu 3cm pe an. Luna se roteste in jurul Pamantului in 27 zile si 8 ore si in acelasi timp si in jurul axei proprii. Are un volum de 50 ori mai mic decat Pamantul si o densitate medie de 3,3. Forta gravitationala este de 6 ori mai mica decat a Pamantului. Absenta atmosferei explica amplitudinea variatiilor de temperatura la sol, care pot atinge +125oC (ziua la Ecuator) si -175oC (noaptea la pol). Initial, Luna a fost studiata doar cu ochiul liber, ulterior cu luneta si in final direct datorita misiunilor Apollo (11 iulie 1969, 1 miliard de telespectatori au urmarit primii pasi ai omului pe Luna-Amstrong -un pas mic pentru mine, dar unul urias pentru omenire). Esantioanele aduse de la suprafata Lunii au evidentiat asemanari in compozitie cu Pamantul. Acum 4,6 miliarde ani s-a format si Luna. Initial diferentierea magmatica a determinat formarea la suprafata a unei cruste anortozitice . Acest stadiu s-a incheiat probabil in urma cu 4,2 miliarde ani. A urmat o etapa de bombardament meteoritic, care a provocat cratere uriase (mari- Marea Ploilor 215km2) si o activitate vulcanica , care a insemnat curgeri de bazalte, acoperind fundul craterelor. Acum cca. 3 miliarde de ani s-a instalat acalmia. Caderile de meteoriti si eruptiile vulcanice au devenit tot mai rare. Usoare seisme agitau suprafata Lunii, maturata de vantul solar. Relatia Pamant-Luna Care este relatia dintre cele doua corpuri celeste? Este Luna o fiica a Pamantului, sau o tovarasa de drum? Prima ipoteza nu poate fi adevarata, natura rocilor fiind diferita. Planetele telurice, spre deosebire de cele gigantice nu au proprietatea de a poseda un sistem de sateliti. Ramane ipoteza unei capturi gravitationale (la fel cu cei doi sateliti ai planetei Marte), eveniment care a avut lor atunci cand orbitele lor nu erau stabilizate. Atractia ar fi avut loc acum cca 4 miliarde de ani, in timpul marii spalari a spatiului. De atunci, Luna si Terra au un destin comun, de interdependenta. Distanta relativ mica care le separa, fereste Luna de o eventuala fuga si explica intensitatea relatiilor dintre cei doi astri. Atractia Terrei provoaca pe Luna maree crustale, care incetinesc miscarea sa de rotatie. Reciproc, atractia Lunii provoaca pe Terra maree lichide si crustale (mai slabe). 2.4. Meteoritii Meteoritii sunt sfaramaturi de corpuri ceresti provenite in mare parte, probabil, din centura de asteroizi, care intra in sfera de atractie a Pamantului. Ca dimensiune variaza de la foarte mici la mai multi metri (cantaresc zeci de tone). Intrati in atmosfera terestra,datorita frecarii, se aprind si se imprastie ca stele cazatoare. Meteoritii sunt foarte diferiti ca si compozitie,dar pot fi incadrati la trei tipuri principale: Meteoritii ferosi (sideritici) au densitate mare (6-8) si sunt bogati in Fe si Ni (>90%). Meteoritii siderolitici (litosideritici) au in compozitie cca. 50% Ni si Fe, la care se adauga minerale cunoscute in scoarta terestra (piroxeni, amfiboli, feldspati). Densitatea lor este de 4-6. Meteoritii litici sunt formati in cea mai mare parte din silicati de Al si SiO2 (d=2,5 - 3). Cel mai mare meteorit a cazut in Arizona , producand un crater de 1170km diametru si 170m adancime.Greutatea lui a fost evaluata la cca 50 tone. In Romania au cazut

meteoriti la Moci (litosideritic, 1882), Mdra (Mure), Ohaba (Tarnava Mare), Cacova (Resita).

Proprietatile fizice ale Pamantului 1. Structura Pamantului Forma Pamantului a preocupat omenirea inca din antichitate. Ptolomeu (matematician si astronom) demonstreaza sfericitatea Pamantului printr-o observatie clasica de acum: la o corabie care se aprorie de port se vede mai intai catargul si apoi corpul propriu-zis. Mai tarziu, Newton (1643-1727) sustine ca Pamantul se supune legilor gravitatiei universale, ceea ce face ca el sa aiba o forma de sferoid (elipsoid de rotatie), aplatizat la poli. Masuratorile geodezice au aratat ca forma nu corespunde unui ellipsoid, din cauza repartitiei neuniforme a maselor continentale si oceanice. Forma reala si specifica Terrei este aceea de geoid, reprezentata prin suprafata linistita a marilor si oceanelor prelungita si sub continente. Observatiile din ultimul timp, obtinute cu ajutorul satelitilor si a navelor cosmice au adus precizari noi privind forma Pamantului, care este apropiata de aceea de para (piriform), cu polul nord inaltat si polul sud aplatizat. Raza ecuatoriala este mai mare decat raza polara. Masuratorile furnizate de sateliti indica: Raza ecuatoriala 6.378.160 m Raza polara 6.356.778 m (diferenta de 21.382m) Suprafata globului 510.000.000 km2 Volumul globului 1,08 miliarde km3 densitatea medie 5,527g/cm3 Structura Pamantului se bazeaza pe observatii directe si indirecte. Observatiile directe se pot efectua asupra unei parti absolut superficiale din planeta. Cele mai adanci mine (Africa de Sud-2800m), sau foraje (Peninsula Kola, Murmansk, 12 km, Romania-6500km) ne dau informatii insufuciente prvind structura Pamantului. Datele geochimice obtinute din scoarta terestra indica 8 elemente ca avand pondere de 98%: O-46,7%, Si-27,7%, Al-8%, Fe- 5%, Ca-3,6%, Na-2,7%, K-2,6%, Mg-2% (SiO259%, Al2O3-15,2%). Datele seismice sunt extrem de importante in stabilirea structurii Terrei. Comportamentul undelor seismice, primare (longitudinale, P) si secundare (transversale, S), respectiv reflexia si refractia lor, indica anumite discontinuitati fizice spre interiorul Pamantului. Se cunosc mai multe modele structurale. Pamantul este o planeta alcatuita din trei invelisuri concentrice: scoarta, mantaua si nucleul. Scoarta terestra este separata de manta de discontinuitatea Mohorovii (Moho). La 2900 km se remarca o alta discontinuitate (Gutenberg) care separa mantaua de nucleu. Discontinuitatea Lehman separa nucleul intern de nucleul extern.

Scoarta terestra (crusta) (intre Moho si atmosfera/hidrosfera) este stratul exterior al Terrei. Undele seismice indica o crusta subtire sub oceane, in care viteza medie de propagare a undelor seismice (P) este de 7 km/s, similara traversarii unor roci de tipul bazaltelor. In zonele continentale viteza de propagare este de cca. 6 km/s, asemanator traversarii unor granite. Crusta continentala are grosimi cuprinse intre 10-50km, grosimile maxime fiind in zona lanturilor muntoase. Radacinile muntilor bombeaza inspre manta (Suess I-a dat denumirea de Sial). Crusta oceanica (bazaltica) are grosimi mai reduse, 7-15km, este mai densa (3 g/cm 3) (Sima). Mantaua terestra (Moho-Gutenberg) este formata din mantaua superioara (pana la 670km) si mantaua inferioara (670-2900 km). In mantaua superioara, propagarea undelor seismice individualizeaza un nou invelis terestru si anume astenosfera (zona cu viteza redusa LVZ). Acest tip de propagare ar indica o structura vascoasa situata intre doua zone rigide. Astenosfera, care se intinde intre 125 si 235 km adancime, este considerata a fi sediul unor importante miscari de materie, sub forma de curenti de convectie. Partea superioara a mantalei situata deasupra astenosferei, formeaza impreuna cu crusta terestra un invelis rigid, litosfera. Grosimea litosferei este cuprinsa intre 70-125 km. Intre 400-670 km se gaseste o zona de tranzitie, care corespunde limitei manta sup/manta inf., in care mineralele se transforma sub efectul presiunii, respectiv formeaza structuri mineralogice mai dense, de tipul spinelilor, care au distantele interatomice reduse. O zona complexa, de ceva mai mult de 100 km grosime, cu gradient geotermic ridicat, (stratul D) este situat in vecinatatea descontinuitatii Gutenberg. Constitutia sa si geometria sunt insuficient cunoscute. Se presupune ca la acest nivel, cu mare instabilitate termica, se genereaza panasele mantelice, care ies la suprafata la nivelul punctelor calde. Nucleul este alcatuit din doua zone separate de discontinuitatea Lehman. Undele seismice principale (P) dispar de pe seismografe intre 103-142, formandu-se zona de umbra, deoarece o parte din undele P sunt refractate in nucleu. Aceste unde traverseaza atat materie solida cat si lichida, dar undele secundare (S) traverseaza doar materie solida. In acest caz umbra este mult mai mare. Ele nu traverseaza nucleul, ceea ce sugereaza ca acesta este format la suprafata lui din materie fluida (nucleul extern). Nucleul intern, ar fi dupa unele opinii, metalic (Fe) si absolut minor Si, S, Ni. Aceasta compozitie ar explica si magnetismul. Densitatea Pamantului (calculata de astronomi) este in jur de 5,5 g/cm 3. Densitatea crustei terestre este de cca. 2,7 g/cm3 in granite si 3 g/cm3 in bazalte. Rocile ultramafice care formeaza mantaua, au probabil in jur de 3,3 g/cm 3 in mantaua superioara, si pana la 5,5 g/cm3 in partea ei inferioara. Crusta si mantaua reprezinta cca. 85% din volumul Terrei. Probabil ca nucleul extern are o densitate in jur de 10 g/cm3, care creste spre centrul Pamantului la valori de 12-13 g/cm3. Aceste densitati ar fi suficiente pentru a da o densitate medie a Pamantului de 5,5 g/cm3. Parametrii fizici (temperatura, presiune, si pe anumite domenii densitatea) se modifica continuu spre interiorul Pamantului, in timp ce modificarile chimice sunt discontinue (illustrate de variatiile bruste de densitate si viteza seismica). Discontinuitatile seismice nu au aceeasi semnificatie. Moho corespunde la o variatie de compozitie chimica (granit-bazalt in crusta/peridotite in manta).

LVZ si discontinuitatea Lehman se traduc prin modificari fizice (fuziunea partiala a materiei, cresterea densitatii structurilor cristaline, tranzitia nucleu extern lichid-nucleu intern solid). Discontinuitatea Gutenberg are o semnificatie mixta, una chimica (trecerea peridot intrun aliaj Ni-Fe) si fizica (trecerea lichid-solid). 2. Presiunea terestra Are doua componente, presiunea litostatica si presiunea orientata (stressul). Presiunea litostatica rezulta din greutatea rocilor situate deasupra punctului considerat si este egala cu produsul dintre greutatea specifica medie (dr) a rocilor acoperitoare si adancimea h a punctului: P = dr x h La adancimi mici, presiunea verticala intr-un punct (pv) este mai mica decat presiunea orizontala (po). La adancimi mari cele doua devin egale, astfel incat toate golurile (fisuri, porozitate) tind sa se inchida. Aceasta problema este importanta in lucrarile miniere si de foraj. La lucrarile miniere este important profilul lucrarii si natura armaturii, iar la lucrarile de foraj exista o tendinta de inchidere a gaurii de sonda, functie si de tipul de roca. Adancimile la care se opereaza frecvent in practica geologica sunt de 5-6 km. La adancimi mai mari de 10 km presiunea duce la cresterea plasticitatii rocilor, simultan cu cresterea rezistentei lor la compresiunesi ridicarea temperaturii de topire a mineralelor. In zonele profunde presiunea devine factorul dominant in schimbarile de faza a mineralelor (colapsul mineralelor) invocat in explicarea discontinuitatilor seismice. Presiunea orientata (stressul) se manifesta la scara regionala, ca effect al miscarilor tectonice. Stressul se exercita pe orice directie si produce deformari plastice (cute) si deformari rupturale (falii) in interiorul scoartei terestre. Este dificil de estimat valoarea stressului masurand efectele. Procesul este mult mai complex deoarece intervin si alti factori cum ar fi rezistenta rocilor, sau viteza de crestere a stressului. 3. Caldura terestra Pamantul are doua surse de energie calorica. O sursa este externa si este reprezentata de Soare si o alta sursa este interna (telurica). Caldura externa este radiata de Soare si influenteaza dezvoltarea vietii pe Terra, precum si ansamblul fenomenelor fizico-chimice care au loc la suprafata Pamantului. Caldura solara determina o incalzire neuniforma a globului, ea scade de la ecuator la poli. Exista diferente notabile intre continente si oceane. Oceanul conserva mai bine caldura, atmosfera incarcata cu vapori functionand ca un ecran. In ariile continentale se individualizeaza mari diferentieri regionale (influenta reliefului, umiditatea, natura rocilor). In partea superficiala a scoartei continentale se fac simtite doua tipuri de variatii termice: variatii diurne, pana la adancimi de cca. 1,5 m; variatii sezoniere, care se resimt la adancimi de ordinul metrilor. La o anumita adancime in scoarta, nu se mai resimte influenta caldurii solare. Aceasta zona se numeste patura cu temperatura constanta (zona neutra). Ea este plasata la adancimi diferite pe glob (5 m-ecuator, 25 m-zone temperate, > 100-200 m poli). In domeniul continental este importanta cunoasterea adancimilor de inghet, pentru plasarea corecta a unor lucrari de tipul fundatii, conducte, foraje.

In domeniul oceanic exista variatii latitudinale semnificative si mai mici pe adancime. Variatiile de temperatura latitudinale si pe adancime determina aparitia curentilor oceanici. S-au evidentiat curenti dinspre pol spre ecuator si invers, precum si curenti ascendenti (upwells) si descendenti (downwells). Caldura interna se manifesta de la zona neutra in jos. Sursele ar fi: energia termica acumulata in etapa lui pregeologica; radioactivitatea terestra; gravitatia terestra cu ansamblul de fenomene pe care le implica; reactii geochimice, etc. Temperatura creste systematic spre interiorul Pamantului. Gradientul geotermic- cresterea temperaturii cu adancimea (spre interiorul Pamantului). Se exprima in C/100 m. Valoarea medie a gradientului geotermic este de 25C/1000m. Valoarea lui este variabila functie de factorii de mai jos. Inversul gradientului este treapta geotermica care reprezinta intervalul de adancime pentru care temperatura creste cu 1C. Valoarea medie a treptei geotermice este de 33m. Ea variaza de la o regiune la alta, functie de natura petrografica a rocilor, regimul tectonic, vulcanism sau cauze locale (aprinderi de zacaminte). Caldura interna ridica probleme lucrarilor miniere si forajelor de mare adancime. Geologii estimeaza o descrestere brusca a gradientului geotermic la adancimi relativ reduse spre interiorul Pamantului. La 100km adancime ar trebui sa avem 2500C. La aceasta temperatura toate rocile ar fi topitura (2500=punctul de topire al tuturor rocilor). Intervine in acest caz factorul presiune, care creste punctul de topire al rocilor. Undele seismice indica o manta solida, deci gradientul geotermic trebuie sa aiba valori scazute (~1C/km). Energia calorica interna se transmite spre suprafata Pamantului si acest transfer de energie se numeste flux termic (heat flow). Reprezinta energia calorica transmisa la suprafata in unitatea de timp pe unitatea de suprafata. Se obtine din raportul gradient geotermic/conductivitate termica a rocilor. Valoare lui medie este de 1,2-1,5 HFU (miliwati/cm2). (1 HFU =unitate de flux termic) La suprafata Terrei fluxul termic nu prezinta mari variatii intre ariile continentale si cele oceanice. In estul Europei s-a constatat o crestere dinspre Platforma est europeana spre regiunile est mediteraneene. In zonele continentale, prezenta unor corpuri magmatice determina cresterea accentuata a fluxului termic. Localizarea unor zone fierbinti este importanta pentru stabilirea conditiilor de aeraj (minerit), tipul prajinilor si noroiului de foraj, investigatia geofizica. O alta aplicatie utila este paleogeotermometria, respectiv studiul conditiilor de temperatura din trecutul geologic, atat la scara planetara (evolutia termica generala a Pamantului), cat si geneza unor minerale si roci din scoarta terestra (cuartul romboedric cristalizeaza diferit functie de temperatura, studiul incluziunilor fluide din minerale). 4. Magnetismul terestru Evidentierea unui camp magnetic terestru a fost facuta o data cu inventarea busolei in sec XI de catre chinezi. Pamantul se comporta ca un dipol magnetic, proprietate care poarta numele de magnetism terestru. Polii magnetici, in care converg liniile de forta magnetica, nu se suprapun peste polii geografici ai Pamantului. Axa polilor magnetici face un unghi de 11,5 cu axa de rotatie a globului. Efectul campului magnetic in spatiu este definit ca magnetosfera si reprezinta un scut pentru Terra. Vantul solar comprima spatiul de manifestare al magnetosferei (liniile de camp), in zona luminata a Pamantului, in timp ce se extinde mult in partea opusa. Limita ei care corespunde limitei atmosferei terestre si se numeste magnetopauza.

Sursa campului geomagnetic trebuie sa fie de natura interna si plasata profund in interiorul Pamantului. Se leaga probabil de fenomenele de convectie termica din nucleul extern, lichid, situat intre 2900km si 5150 km. O sursa suplimentara de magnetism poate fi data de miscarea de rotatie, existand tendinta de generare a unor eforturi de forfecare intre nucleu si manta, datorita diferentelor de densitate si elipticitate a formei. Frecarile in lungul discontinuitatii Gutenberg fata de geosferele adiacente, pot constitui o sursa suplimentara de magnetism (similar unui dinam). Alta sursa, intracrustala poate fi data de minerale cu susceptibilitate magnetica ridicata (capacitatea unui mineral de a capata proprietati magnetice sub influenta campului geomagnetic). 4.1. Elementele campului magnetic Intensitatea campului magnetic forta magnetica ce actioneaza asupra unitatii de masa intr-un anumit punct. Unitatea de masura este: 1 gamma =10-5gauss =10-5 oersted 1 gamma = 10-9 weber/m2 = 1 nannotesla (nT)-in sistemul international. Intensitate medie este de 34.000 gamma, dar variaza intre 25.000 gamma (la ecuatorul magnetic) si 70.000 gamma (la poli). Declinatia magnetica (D) unghiul masurat in plan orizontal intre componenta orizontala a campului magnetic si nordul geographic (intre nordul geographic si cel magnetic). Declinatia este influentata de anomaliile magnetice regionale. Inclinatia magnetica (I)- unghiul masurat in plan vertical intre componenta orizontala a campului si vectorul total al campului. Inclinatia este nula la ecuatorul magnetic si tinde catre 90 la polii magnetici. 4.2. Inversiuni magnetice Studiile effectuate dupa anii 50 au evidentiat ca in trecutul Pamantului au existat periodic inversiuni de polaritate magnetica. Schimbarile de polaritate ale campului magnetic se numesc inversiuni magnetice. In timpul polaritatii normale liniile de forta pleaca din polul sud si reintra prin polul nord magnetic. In perioada de polaritate inversa acestea ies din PN si reintra prin PS magnetic. Rocile contin dovezi ale orientarii campului magnetic din momentul formarii lor. In curgerile de lava, in procesul de racire, mineralele cristalizeaza. Magnetitul inregistreaza directia campului magnetic in momentul cristalizarii, informatie care se conserva in roca. Rocile sedimentare conserva si ele informatii privind orientarea campului magnetic, datorita continutului in minerale cu fier. Ascest tip de magnetizare, care se pastreaza de-a lungul erelor geologice se numeste magnetism remanent, sau paleomagnetism. S-a constatat ca o serie de curgeri de lave au o polaritate a campului magnetic, opusa celei de azi. Metodele moderne permit datarea unor astfel de curgeri (metode radiometrice). Masuratorile sunt importante, ele indicand evenimente deasfasurate la scara globala. In ultimele 4,5 milioane ani au existat mai multe perioade de polaritate normala si inversa. Ultimii 700.000 ani reprezinta o etapa de polaritate normala (s-a convenit ca cea actuala este normala). Inversiunile magnetice pot avea efecte dezastruoase pe Pamant. Forta campului magnetic se apropie de 0 inainte de schimbarea polaritatii. Acest colaps al campului magnetic terestru, determina intensificarea radiatiei ultraviolete venite de la Soare. Pe seama acestor evenimente sunt puse azi extinctii ale unor specii, sau aparitia unor specii noi ca urmare a unor mutatii genetice.

Inversiunile magnetice sunt evenimente sincrone la scara terestra si pot fi folosite ca repere geocronologice, iar cu studiul lor se ocupa magnetostratigrafia. 4.3. Anomalii magnetice Intensitatea campului magnetic terestru se masoara cu magnetometrul atat pe uscat, cat si pe ocean, cu ajutorul navelor. Valorile sunt neuniforme pe suprafata Pamantului. Deviatiile semnificative de la valoarea medie, poarta numele de anomalie. Anomaliile pot fi regionale sau locale. Anomaliile regionale pot avea cause profunde, in interiorul Terrei. Anomaliile locale pot avea cause crustale, generate de tipul de roci. Magnetismul lor difera functie de continutul in minerale cu Fe. Functie de valorile intensitatii campului in raport cu media regionala, anomaliile pot fi: Anomalii positive la care valorile intensitatii sunt mai mari decat media regionala; 1. Magnetit format ca urmare a circulatiei unei solutii ridicate pe falie.Magnetismul fierului+fondul terestru=anomalie pozitiva. 2. dyke de gabbro intrus in fundamentul granitic. Gabbroul are mai multe minerale feromagneziene. 3. fundamentul granitic ridicat, acoperit de strate sedimentare, mai compactate in zona ridicata, decat pe flancuri. Tip de structura oil trap=capcana de petrol. Granitul contine mai multe minerale feromagneziene decat sedimentarul. Magnetometria identificarea unor structuri geologice in scoarta terestra, exploatand proprietatile magnetice ale rocilor, prin evidentierea unor anomalii anomalii negative la care valorile intensitatii magnetice sunt mai micidecat valorile regionale graben in roci magmatice 5. Gravitatia Gravitatia terestra forta de atractie pe care o exercita Pamantul asupraunor corpuri de suprafata sa, sau din apropierea ei. Suprafata Pamantului este neomogena si neregulata si este antrenata intr-o miscare de rotatie a carei viteza descreste spre poli. Forta de atractie va fi diferita de la un punct la altul. F= K m1m2/d2 = m1g In care : m1, m2 _ masele celor doua corpuri intre care se exercita forta de atractie d _ distanta dintre centrele de greutate aler celor doua corpuri K _constanta atractiei universale g _acceleratia gravitationala Gravitatia are valori mai mari in regiunile polare si descreste spre ecuator. Gravitatia scade constant, cu cat ne indepartam de Pamant, pentru ca in spatial extraterestru sa fie 0. Spre interiorul Pamantului gravitatia creste pe un anumit interval, pentru ca apoi sa devina 0 in centrul nucleului. Intre oceane si continente exista diferente de gravitatie datorita diferentelor de densitate ale celor doua tipuri de cruste (masa=densitatexvolum). Anomalii gravimetrice pozitive _in zone montane ridicare de munti tineri, pana la refacerea echilibrului izostatic se mentine anomalia pozitiva; _in zone cu concentratii de metale sau corpuri dense; - negative _ la nivelul foselor oceanice puternic adancite si iesite din echilibrul izostatic.

6. Izostazia (izos=egal, stasis=asezare) Blocurile crustale plutesc pe mantaua superioara, plastica, asemeni unor bucati de lemn in apa. Ele executa o miscare pe verticala pana isi gasesc pozitia de echilibru, numita acomodare izostatica (corectie). Suprafata din mantaua superioara unde presiunile exercitate de blocuri se egalizeaza se numeste suprafata de echilibru. Presiunile execitate de blocurile litosferice sunt compensate in mantaua superioara printr-un transfer de materie. Blocurile incarcate cu calote glaciare, sau stive de sedimente se afunda progresiv determinand o deplasare de materie catre compartimente invecinate, care vor suferi miscari de ridicare. Topirea ghetii produce o ridicare lenta, fenomen numit destindere crustala (Scandinavia).

Tectonica placilor 1. Teoria derivei continentelor Privind o hart fizic a lumii, nu se poate s nu remarcm un anumit paralelism al rmurilor Atlanticului. nc n anul 1620 filosoful Francis Bacon remarca acest paralelism i considera c nu este deloc ntmpltor. n 1858 Antonio Snider Pellegrini, paleobotanist, constat c florele fosile de vrst carbonifer din Europa i America de Nord sunt identice. Emite n consecin ipoteza c cele dou uscaturi au fost unite i schieaz un continent unic (Europa i America de Nord), fr a face precizri n legtur cu formarea Atlanticului. H. Wettstein (1880) avanseaz ideea de alunecare a continentelor (deriv) spre vest, pus ns pe seama atraciei solare. n ciuda unor idei aprute pn la nceputul secolului XX privind migrarea continentelor, teoria derivei continentelor este legat de numele lui Alfred Wegener, geograf german (meteorolog). El a construit cea mai complet teorie - la acea vreme i cel mai bine documentat. Teoria sa pleac de la existena unui continent unic, numit Pangaea (pmntul general) i un ocean unic, Panthalassa (marea general). n Jurasic a nceput scindarea supercontinentului n mai multe fragmente, care au alunecat divergent fa de Africa i Europa. n sprijinul teoriei, Wegener invoc mai multe dovezi, ncepnd cu cele morfologice i insistnd asupra celor paleontologice i paleoclimatice. Uscaturile au vrfurile rsucite n sens invers micrii, consecin a procesului de ntrziere a alunecrii (dovezi morfologice). Similitudinea florelor cu Glossopteris (gimnosperm primitiv) descoperite n depozite sedimentare continentale, din continentele sudice (America de Sud, Africa, India, Australia, Antarctica) este folosit de Wegener n sprijinul teoriei sale (dovezi paleontologice). Tillitele (depozite glaciare) i zgrieturile identificate n continentele sudice, urme ale glaciaiunii de la sfritul Paleozoicului, ar indica un continent unic la Polul Sud. Pornind de la zonarea paleoclimatic actual a globului, cu o centur ecuatorial, avnd n imediata vecintate la nord i la sud, dou centuri deertice, iar la poli calote glaciare, Wegener ncearc s gseasc n roci dovezi ale distribuiei unor centuri climatice vechi. A asociat rocile care conin corali cu vechi zone plasate ecuatorial, nisipurile de

dune zonelor deertice, iar tillitele i zgrieturile, vechilor calote glaciare. Rezultatul obinut l oblig s introduc pentru prima dat ideea migrrii polare aparente. Obine dou modele, pornind de la premise diferite: 1. Continentele sunt fixe, iar centurile climatice obinute impun schimbarea poziiei polilor, deci migrarea polar aparent; 2. Polii au o poziie fix, iar n acest caz continentele migreaz; Pe baza dovezilor paleoclimatice Wegener traseaz o curb a migrrii aparente a Polului sud, din Cretacic pn n prezent. Utiliznd clasificarea nveliurilor terestre sintetizat de Suess (1908) (Sial pentru materia ce formeaz continente, Sima pentru fundul oceanelor),n opinia lui Wegener, modelul derivei continentelor pare a fi simplu de explicat. Continentele sunt uriae nave sialice care plutesc pe crusta oceanic, considerat ca avnd o anumit plasticitate, pentru realizarea echilibrului izostatic. Noutatea i originalitatea teoriei strnesc mari controverse n comunitatea tiinific a vremii. Dovezi suplimentare Dup moartea lui Wegener apar alte dovezi n sprijinul teoriei sale. n continentele sudice au fost gsite faune fosile de ap dulce identice, n roci de aceeai vrst. S-a remarcat apoi frapanta potrivire a rmurilor Americii de Sud i Africii. Rocile existente n zone situate de o parte i alta a liniei lor de imbinare, au structur, coninut fosilifer i vrst, identice. Urmele glaciaiunii indic i ele o etap de evoluie comun. Paleomagnetismul i deriva continentelor Dup anul 1940 mai multe lucrri reiau teoria derivei continentelor n legtur cu noutile aprute privind magnetismul i paleomagnetismul terestru. Noile metode de investigaie aplicate fundurilor oceanice i cercetrile privind magnetismul rocilor, au deschis noi posibiliti privind interpretarea dinamicii plcilor litosferice. La suprafaa Pmntului, n fiecare punct, cmpul geomagnetic este caracterizat prin trei componente: intensitate (F), declinaie (D), nclinaie (I). Intensitatea este fora magnetic ce acioneaz asupra unitii de mas ntr-un anumit punct. Declinaia magnetic este unghiul msurat n plan orizontal ntre direcia nordului geografic i cel magnetic. Inclinaia magnetic este unghiul msurat n plan vertical ntre componenta orizontal i vectorul total al cmpului magnetic. Valorile nclinaiei cresc dinspre ecuatorul magnetic spre polul nord magnetic. Aceast component a cmpului magnetic este folosit pentru determinarea distanei dintre eantionul msurat i polul nord magnetic. Msurtorile magnetice asupra unor roci din Europa i America de Nord au redeschis vechea ipotez a lui Wegener privind migrarea polar aparent. Msurtorile pentru eantioanele din fiecare dintre cele dou continente indicau o migrare a Polului Nord dup dou trasee paralele. nchiderea imaginar a Atlanticului de nord suprapune cele dou trasee de migrare i readuce n discuie deriva continentelor. 2. Expansiunea fundurilor oceanice Ipoteza expansiunii fundurilor oceanice (Sea-Floor Spreading) a fost emis de Henri Hess (1962), profesor la Universitatea Princeton (SUA). Dac n modelul lui

Wegener oceanele erau structuri fixe, aceast nou teorie propune un model n care crusta oceanic este mobil, ea se formeaz i se consum ntr-un proces continuu. n esen noua teorie poate fi exprimat astfel: mantaua este animat de o micare de convecie prin mai multe celule. Pe ramura ascendent a unei celule, materialul incandescent iese la suprafa n riftul dorsalelor medio-oceanice, unde se consolideaz, formnd fundul oceanic. Acesta este angrenat ntr-o micare divergent, simetric, cu vitez egal, determinat de ramura orizontal, superioar, a celulei de convecie, pn la ramura descendent. Pe ramura descendent, fundul oceanului este antrenat n fose, unde este absorbit n zona de subducie, topit, reincorporat n manta i reintrodus n circuit. Este efectul unui transfer de cldur, din manta, de la materialul ascendent, cald, pn la reintrarea lui n manta, rcit. Fundurile oceanice seamn cu nite covoare rulante, care se nasc permanent pe dorsale (zone de acreie) i dispar n fose (zone de consum): Aceasta explic i vrsta lor relativ tnr (Jurasic-Actual), comparativ cu unele roci de pe continente. Topografia fundurilor oceanice Primele cercetri privind topografia fundurilor oceanice le datorm navei engleze "Challanger", care pune n eviden un lan de muni, situai n zona axial a Oceanului Atlantic. Ulterior, astfel de muni au fost identificai n Oceanele Indian i Pacific. Ei alctuiesc ceea ce cercettorii numesc dorsalele medio-oceanice. n Oceanul Atlantic, dorsala are n zona central (axial) un rift (crptur, an). Dorsala de tip atlantic, are rift central, nlimi de pn la 2000m i limi de 2000-4000m. Dorsala de tip pacific are relieful mai puin nalt i este lipsit de rift. Dorsalele de caracterizeaz prin fluxuri termice ridicate. Fosele oceanice, depresiuni cu adncimi foarte mari (ex. Groapa Mariane, 11.034m) au fost semnalate n vestul Pacificului, n faa insulelor indoneziene, n dreptul coastelor vestice ale Americii de Sud, n general n faa continentelor, sau a arcurilor insulare. La nivelul foselor sunt pronunate anomaliile gravitaionale negative. Zonele de fractur decroeaz dorsalele, inclusiv riftul, deplasndu-l sute, sau chiar mii de km spre dreapta sau stnga. Munii de tip guyot, muni submarini tronconici, de mari dimensiuni sunt foti vulcani, care se ridic pn aproape de suprafaa apei. Vrful lor este retezat de abraziune. Au fost descoperii de Hess (1946), care le-a dat numele primului profesor de geologie de la Universitatea Princeton, Arnold Guyot. 3. Plcile i micarea plcilor Dup anii 1960, teoria expansiunii fundurilor oceanice a fost combinat cu teoria derivei continentelor, ntr-o singur teorie care a revoluionat geologia i anume teoria plcilor tectonice. O plac este un fragment de litosfer. Litosfera este format din crust oceanic sau continental i din partea superioar a mantalei. Grosimile variaz ntre 70 km, sub oceane i 125 km, n zonele continentale. Sub litosfer se gsete astenosfera, cu grosimi de pn la 100 km, considerat ca avnd o anumit plasticitate, ca urmare a creterii temperaturii i presiunii. Astenosfera este stratul lubrifiant pe care se mic plcile. Plcile se mic dinspre zonele de expansiune (acreie), care sunt rifturile, sau alte centre de expansiune, spre zonele de subducie (consum) asociate foselor oceanice. Plcile pot fi de mari dimensiuni (placa eurasiatic) sau microplci. Pot fi formate din crust oceanic i/sau crust continental. Sunt structuri rigide i interiorul

lor este relativ inactiv din punct de vedere tectonic. n general se consider c interiorul plcilor este lipsit de o activitate geologic de tipul cutremure, vulcani, etc. Teoria plcilor pune aceste evenimente geologice pe seama interaciunii plcilor la marginea lor. Astfel, teoria poate explica: distribuia cutremurelor, originea lanurilor muntoase, distribuia vulcanilor i n general topografia fundurilor oceanice. Marginile plcilor pot fi: 1. margini divergente, cnd plcile se mic n sens opus, dinspre un centru de expansiune; 2. margini convergente, cnd plcile se mic una spre cealalt; 3. margini transformante, cnd plcile se mic una pe lng alta. Anomaliile magnetice marine De unde tim c plcile se mic? Rspunsul l dau anomaliile magnetice ale crustei oceanice. Acestea sunt dispuse de o parte i alta a riftului, n benzi paralele cu riftul, anomaliile pozitive alternnd cu cele negative. Doi geologi britanici Vine i Matthews (1963) emit o ipotez foarte important n sprijinul teoriei plcilor. Au observat c modelul anomaliilor magnetice se suprapune perfect peste zonele cu polaritate diferit. Modelul este identic pentru Oceanele Atlantic i Pacific. Cum explic cei doi cercettori acest observaie? Cmpul magnetic actual induce magnetism, la care se adaug magnetismul remanent din roci. n ultimele 700 mii ani, cmpul magnetic terestru are polaritate normal. Dac polaritatea celui remanent este normal, atunci intensitatea cmpului se cumuleaz i se obin anomaliile pozitive. Anomaliile negative sunt date de perioadele de polaritate invers, deoarece din valoarea cmpului actual se sustrage valoarea magnetizrii remanente. Ipoteza este important din dou motive. Se poate stabili viteza de deplasare (1-6 cm/an) i vrsta fundurilor oceanice. Falii transformante Wilson (1965) este descoperitorul faliilor transformante, concluzionnd c nu sunt simple falii de decroare, ele sunt legate de zonele de fractur i de dorsale, deci de fenomenele de expansiune. Faliile transformante conserv suprafaa, avnd loc doar o deplasare lateral. Ele se termin la cele dou capete n tipuri diferite de margini de plac. (divergente, convergente). Acest tip de falii au rolul de a transmite micarea, mai precis de a transforma un tip de micare n altul. Tensiunile care iau natere n segmentul faliei se rezolv prin cutremure de pmnt. 3.1. Margini de plac divergente Plcile se mic divergent, fie n mediul oceanic, fie pe continent. Cnd supercontinentul Pangaea s-a fragmentat, marginile de plac divergente erau n mijlocul continentului. n primul stadiu, centrul continentului s-a ridicat, probabil datorit ridicrii materialului fierbinte din manta. Aceast ridicare a intins crusta, s-au format falii normale, o structur de tip graben. n lungul faliilor au aprut tensiuni, care s-au descrcat prin cutremure. n centrul grabenului s-a format riftul, marcat de un flux termic ridicat i un vulcanism bazaltic (grabenul din estul Africii). Vulcanismul se poate manifesta punctual, sau mai trziu se pot forma platouri extinse bazaltice. Divergena plcilor continu, iar oceanul ocup bazinul care a luat natere,de form alungit. ntre cele dou noi continente formate continu vulcanismul bazaltic,

ncepnd procesul de formare a crustei oceanice, cu un rift n partea central, marcat de flux termic ridicat i cutremure slabe (Marea Roie). 3.2. Margini de plac convergente 3.2.1. convergena a dou plci suboceanice (sistem fos arc insular) n acest mod se subduce placa Pacificului sub placa Japoniei. O plac se subduce sub cealalt, n lungul zonei Benioff. O plac este subdus sub o alt plac sub unghiuri diferite. n procesul de subducie, apar tensiuni foarte mari, iar descrcarea se face prin cutremure. Funcie de plasticitatea litosferei (plcii) subduse, aceasta poate s se ndoaie, sau s se rup, dac este rigid. Prin frecare placa subdus se nclzete i ajuns n astenosfer se topete. n subducie sunt antrenate sedimentele de pe crusta oceanic i ap. Placa subdus este caracterizat printr-un flux termic sczut, iar fosele se remarc prin anomalii gravitaionale negative. 3. 2.2. convergena plac oceanic-plac continental (sistem fos-cordilier) Subducia unei plci oceanice sub una continental presupune un proces complex, cu formarea unor lanuri de muni tineri prin cutarea marginii de plac. n acest tip de subducie se formeaz magme acide, cu formare de corpuri plutonice i un vulcanism andezitic. 3. 2.3.convergena a dou plci continentale n acest caz dou continente intr n coliziune. Ele au fost separate de un ocean, care s-a consumat ntr-un proces de subducie. Munii Himalaya s-au format de exemplu prin coliziunea Indiei cu Asia, ntr-un proces complex de cutare a sedimentelor de pe crusta oceanic, care exista ntre cele dou uscaturi. Regiunea este faliat i afectat de numeroase cutremure. Teoria tectonicii plcilor este acceptat astzi de marea majoritate a geologilor, ea oferind posibilitatea explicrii multor fenomene care afecteaz Pmntul. Distribuia i compoziia vulcanismului terestru sunt nterpretate azi n direct legtur cu micarea plcilor. Vulcanismul bazaltic este legat de zonele de expansiune (rifturi), iar cel andezitic de zonele de subducie. Distribuia cutremurelor este explicat cu ajutorul plcilor tectonice. Le regsim la margini de plac, n zonele de fractur, dar i n cele de subducie (suprafaa Benioff). Lanturile de muni tineri, cu vulcanismul i procesele de metamorfism asociate, sunt explicate prin compresia orizontal ntre dou margini de plac (continente). 3.3. Cauza micrii plcilor Micarea plcilor este azi explicat prin convecia mantalei i prin panaele mantelice. 3.3.1. Convecia mantalei Mantaua care este unul din nveliurile Pmntului cu grosime foarte mare, este plasat ntre nucleul foarte cald i crusta terestr rece. n manta se formeaz n aceste condiii cureni de convecie, care antreneaz materialul cald din partea inferioar a mantalei spre suprafa, unde se rcete i apoi coboar, ntr-un proces care are loc la

scara timpului geologic (milioane de ani). Exist mai multe opinii privind amplitudinea curenilor din manta. a. Curenii se extind n ntreaga manta, antrennd material fierbinte de la limita cu nucleul spre suprafa. b. curenii sunt de mic adncime doar n partea superioar a mantalei, la nivelul astenosferei. c. exist dou tipuri de celule de convecie, suprapuse, unele de mic adncime (pn la 670 km), suprapuse unor celule de convecie care se manifest n mantaua inferioar. Mecanismul de micare al plcilor a suscitat discuii i exist cel puin trei modele: a. magma fierbinte urc i foreaz riftul, mpingnd cele dou plci divergente de crusta oceanic; b. plcile sunt deplasate (purtate) lateral de ramura orizontal, superioar, a curenilor de convecie; c. o plac antrenat n subducie trage dup ea restul plcii. 3.3.2. panaele mantelice i punctele calde Curenii de convecie nu sunt singurul mecanism luat n considerare pentru a explica micarea plcilor. Wilson i apoi Morgan au emis ipoteza c mantaua este animat de o micare special. La limita cu nucleul, materialul foarte cald urc rapid, ca ntr-un horn cilindric, pn la baza litosferei, unde se mprtie radiar, n form de umbrel, dup care, rcit, materialul cade lent din nou n manta, pn la baza ei. Aceste hornuri ascensionale se numesc panae mantelice (mantle plumes) i genereaz la suprafaa Pmntului puncte calde (hot spots). Acestea se pot repera prin fluxul termic ridicat i prin posibile erupii vulcanice. Cnd un pana mantelic ajunge sub crust, el poate crea o protuberan, urmat de strpungerea plcii. Dac placa se mic, punctul cald va lsa pe suprafaa plcii o tren vulcanic, care se prezint fie ca insule izolate (Hawai), sau un lan vulcanic continuu. Teoria tectonicii plcilor a revoluionat tiinele Pmntului n ultimele decenii. Multe din fenomenele naturale pot fi explicate cu ajutorul acestei teorii, altele nc ridic probleme.

Notiuni de geologie structurala Geologia structurala ramura a geologiei care studiaza arhitectura crustei terestre, respectiv forma, aranjamentul si relatiile dintre pachetele de roci, fortele care le genereaza, precum si originea, caracteristicile si relatiile dintre deformarile care le afecteaza. 1. Deformarile Responsabile de deformarea rocilor sunt fortele tectonice, forte generate in interiorul Pamantului si care au ca rezultat deformarea rocilor din crusta terestra, precum si miscarea in plan vertical si orizontal a unor pachete de roci din scoarta.

Miscarea unor pachete mai mari, sau mai mici din crusta genereaza stressul, forta care actioneaza asupra rocilor, tinzand sa le schimbe volumul si forma. Rocile se comporta asemeni corpurilor solide. Adaptarea rocilor la stress se numeste deformare (strain). Deformarea este schimbarea dimensiunii (volumului) si formei unei roci, sub influenta stressului. Stressul poate genera trei tipuri de deformari: elastice, plastice si rupturale. 1.1. deformari elastice au loc atunci cand corpul de roci revine la forma initiala, dupa incetarea stressului. Rocile au elasticitate, pana la un anumit grad de solicitare. Zonele din nordul Europei au suferit o revenire la forma initiala dupa retragerea gheturilor pleistocene. 1.2. deformari plastice sunt cele in urma carora, rocile nu revin la forma initiala dupa incetarea stresului. Un comportament asemanator il au rocile in procesul de metamorfism regional. Diapirismul este un alt exemplu de roci care se deformeaza, fara a reveni la forma initiala. Cutele diapire sunt structuri anticlinale, caracterizate prin prezenta unui sambure de sare. In general, o roca plastica cum este sarea, strapunge rocile acoperitoare. Acest tip de structura (diapir) a fost descris pentru prima data in tara noastra, de catre Ludovic Mrazec, in legatura cu depozitele de sare din Subcarpati. Studierea structurilor geologice reprezinta mai mult decat interesul pur academic. Industria extractiva (minerit, petrol) cerceteaza structurile geologice, legate de zacamintele de titei, sau de diverse substante minerale utile. Cunoasterea structurii geologice a unei regiuni este importanta pentru evaluarea problemelor legate de amplasarea unor localitati, constructii industriale si civile. Structurile geologice sunt corpuri de roci magmatice, metamorfice, sau sedimentare. In cazul rocilor sedimentare, se considera ca ele initial au fost orizontale (principiul orizontalitatii initiale), inclusiv curgerile de lave. Ulterior depunerii lor, ele pot fi ridicate, in pozitie inclinata, in pozitie verticala, sau pot fi cutate datorita fortelor tectonice. Structurile geologice sunt studiate in aflorimente, unde cu ajutorul busolei geologice se masoara directia stratelor, inclinarea lor si unghiul inclinarii. Toate informatiile obtinute se trec pe hartile geologice. Cutele reprezinta pachete de strate curbate (incovoiate). Ele sunt cute sinclinale (concave), sau anticlinale (convexe). Geometria cutelor Forma cutelor depinde de forta de deformare. O cuta are doua flancuri, unde stratele sunt monoclinale, axul cutei (tatana cutei), prin care trece planul axial. Daca o structura cutata, cu axul cutelor orizontal, este erodata, atunci in sinclinale vor fi expuse depozitele cele mai noi, iar in anticlinale depozitele cele mai vechi. Domurile sunt structuri anticlinale circulare, in care stratele cad dinspre un punct central. In cazul erodarii unui dom, in zona centrala vor aparea la zi stratele cele mai vechi. Bazinele sunt structuri sinclinale circulare, in care stratele cad spre un punct central. In zona centrala a bazinului apar cele mai noi roci. Domurile si bazinele sunt structuri geologice la scara mare. Cutele sunt foarte variate ca forma si dimensiune. Pot avea dimensiuni microscopice, sau exista cute al caror ax are sute de km. Inaltimea lor variaza foarte mult, pana la 1km, sau chiar mai mult. Functie de intensitatea stressului si punctele in care actioneaza, exista mai multe tipuri de cute. Cute deschise au flancurile inclinate putin; Cute izoclinale (ac de par) au flancurile paralele si puternic comprimate;

Cute rasturnate au flancurile care cad in aceeasi directie. Fortele compresive din partea superioara le depasesc pe cele din partea inferioara. La acest tip de cute principiul superpozitiei stratelor in determinarea varstei, nu poate fi aplicat. Cute culcate sunt rasturnate, astfel incat flancurile sunt paralele, dar in pozitie orizontala. La acest tip de cute nu se aplica termenii de sinclinal si anticlinal. 1.3. deformari rupturale apar atunci cand fortele care actioneaza asupra rocilor, depasesc capacitatea lor de acomodare, prin deformare. Rocile, in general se rup, cu miscarea si chiar deplasarea lor din pozitia initiala. In categoria deformarilor rupturale intra crapaturile si faliile. Crapaturile (joints)- sunt fisuri fine in roci, fara deplasarea unor compartimente. Crapaturile cu aceeasi orientare si aproximativ paralele dau seturi de crapaturi. Faliile (faults) sunt fracturi in strate, urmate de deplasarea compartimentelor. Functie de directia de deplasare a celor doua compartimente, unul fata de celalalt, de o parte si alta a faliei, exista mai multe tipuri de falii: a. falii cu alunecare pe verticala (dip-slip), dintre care cele mai comune sunt: falii normale la care un bloc coboara, iar celalalt bloc urca, sau poate sa stea pe loc. Stressul actioneaza in plan vertical asupra blocurilor. (grabentrei blocuri, cu blocul central coborat si horst-blocurile laterale coborate si blocul central ridicat); falii inverse la care stressul compresiv actioneaza orizontal si provoaca incalecarea celor doua blocuri. Un caz particular de falie inversa este falia de incalecare, la care unghiul facut de planul faliei cu orizontala este foarte mic. b. falii de alunecare pe orizontala (strike-slip), la care deplasarea compartimentelor are loc unul pe langa celalalt, orizontal. Aceste falii pot fi falii lateral-dreapta, sau falii lateral-stanga, functie de pozitia observatorului. c. Falii cu alunecare oblica la care miscarea blocurilor unul fata de celalalt, are loc oblic. 2. Discordante Discordantele reprezinta suprafete de eroziune ingropate, iar in timp, pot reprezenta hiatusuri de milioane de ani.Discordantele sunt de trei tipuri: disconformitatea, inconformitatea unghiulara si nonconformitatea. Disconformitatea este o discordanta in strate paralele, foarte greu de remarcat. Pentru corelari intre doua succesiuni litologice se foloseste continutul fosilifer. Inconformitatea unghiulara reprezinta un contact intre strate mai noi depuse sub un anumit unghi, fata de cele vechi, care au fost erodate. Nonconformitatea este o discordanta intre un corp de roci plutonice, sau metamorfice, vechi, erodate si o cuvertura de roci sedimentare noi.

Fenomene magmatice plutonice Activitatea intruziva are loc in interiorul scoartei terestre si din magma se formeaza corpuri de roci intrusive. Magma este o topitura naturala din roci (in cea mai mare parte silicati) in care sunt dizolvate substante volatile si vapori de apa si care ramane sub forma de topitura in scoarta in anumite conditii de presiune si tempetatura. Magma se formeaza si prin topirea rocilor preexistente in anumite conditii de presiune si temperatura. 1. Surse de caldura pentru topirea rocilor 1. Gradientul geotermic (25/1km) - este variabil de la o regiune la alta. Este ridicat in zone active (margini de placa) si scazut in interiorul placilor. 2. Panasele mantelice si punctele calde duc la un gradient geotermic local foarte ridicat. Punctele calde apar datorita panaselor mantelice, care aduc ascensional, la suprafata, materie topita din manta. Pe seama acestor puncte calde sunt puse eruptiile in mijlocul unor placi (continentale sau oceanice- insulele Hawai, activitatea vulcanica din Parcul Yellowstone). 3. Frecarea apare in zonele in care se formeaza lanturile de munti. Frecarea este cauzata de miscarea unor mase mari de roci. 4. Transferul termic se realizeaza in vecinatatea corpurilor magmatice. Procesul de cristalizare se realizeaza cu eliberare de caldura, care este transmisa rocilor inconjuratoare. 5. Radioactivitatea procesele radioactive elibereaza caldura. Mineralele radioactive sunt prezente mai mult in rocile felsice decat in cele mafice. Caldura generata de radioactivitate este semnificativa in rocile continentale, unde domina granitele. 2. Factorii care controleaza temperatura de topire 1. presiunea punctual de topire al mineralelor creste, in general, cu cresterea presiunii. Presiunea creste cu adancimea in crusta. Daca o roca se topeste la suprafata la o anumita temperatura, spre interiorul Pamantului temperatura necesara topirii va fi mai mare. 2. apa sub presiune vaporii de apa prezenti in topitura sub presiune modifica, respectiv, coboara punctul de topire al mineralelor. 3. efectul mineralelor asociate doua minerale topite impreuna scad punctul de topire al amestecului sub valorile punctelor de topire al celor doua componente. Punctul eutectic momentul cand cele doua minerale cristalizeaza simultan. Cristalizarea primului mineral incepe de la un punct de topire mai scazut decat in mod normal (cand este topit singur). Intr-o topitura (amestec de silicati) in procesul de racire, nu cristalizeaza simultan toti componentii, cristalizarea fiind fractionata. Este importanta compozitia chimica a topiturii si primul mineral care cristalizeaza. Rocile magmatice, foarte variate d.p.d.v. al compozitiei mineralogice se formeaza in procesul de diferentiere (dezamestec) si asimilare (amestec) dintr-o magma initial bazica. Diferentierea magmatica procesul prin care dintr-o magma initiala, omogena, se formeaza roci cu compozitie mineralogica variata. Mineralele cristalizeaza intr-o anumita ordine (seria lui Bowen,1928). Gradul de idiomorfism al mineralelor reflecta ordinea de cristalizare. Seria lui Bowen are doua ramuri. O ramura discontinua unde cristalizeaza mineralele feromagneziene (ce au in

comun?). Primul mineral care cristalizeaza este olivinul. Pe ramura continua cristalizeaza plagioclazii. Dupa cristalizarea celor doua tipuri de minerale magma este imbogatita in K si Al, care impreuna cu silicea formeaza feldspatul potasic. Daca presiunea apei este mare se formeaza in aceasta etapa si muscovitul. La final topitura este silice pura, care cristalizeaza si se formeaza cuartul, cuartul fiind intotdeauna xenomorf si ocupa spatiile ramase intre mineralele deja formate. Deosebim mai multe tipuri de diferentiere magmatica: diferentierea prin licuatie (dezamestec in stare lichida) proces care se produce in magmele lichide, care contin componenti nemiscibili in anumite conditii de presiune si temperatura. Acesti componenti cristalizeaza primii, si pot forma local, in camera magmatica, roci diferite. diferentierea prin separare gravitationala intr-o magma bazaltica cristalizeaza olivinul, cu greutate specifica mai mare si cade la baza rezervorului magmatic, dand nastere unei roci olivinice. Prin iesirea olivinului magma isi schimba compozitia. In continuare vor cristaliza alte minerale formandu-se roci diferite. diferentierea pneumatolitica (prin transport de gaze) in timpul racirii magmei componentii volatili dizolvati ies din solutie, se combina cu diferite molecule de silicati, patrund in rocile inconjuratoare generand diferiti silicati. Asimilarea (amestecul) este un process prin care magma ajunsa in roci mai vechi, consolidate, antreneaza bucati de roci si le asimileaza prin dizolvare. Procesul duce la formarea unor roci cu compozitie chimica diferita de a celor formate din magma initiala. Consolidarea magmelor -avand ca produs final rocile magmatice- este un process cu mai multe faze: 1. faza magmei supraincalzite (>1200 C) - cand intreg bazinul magmatic contine doar magma lichida. 2. faza lichid-magmatica (ortomagmatica) presupune scaderea temperaturii (1200-650C) cu debutul procesului de cristalizare. Prin cristalizarea magmei si scaderea temperaturii creste presiunea in bazin. La sfarsitul faze, 90% din magma este cristalizata si magma ramasa este puternic acida. 3. faza pegmatitica se desfasoara in intervalul de temperatura 650-573C, cand presiunea are valori ridicate, din cauza gazelor iesite din solutie in spatiie libere (fisuri). Presiunea impinge topitura reziduala prin fisuri si crapaturile scoartei. Acum cristalizeaza feldspatii, micelle, turmalina, cuartul, dand nastere filoanelor pegmatitice. Datorita fluiditatii solutiei cristalele din pegmatite ating dimensiuni mari. 4. faza pneumatolitica (573-400C)- presiunea este in scadere, solutiile contin putini silicati si sunt in mare parte in stare de vapori. Produsele reziduale fluide si vaporii patrund in rocile inconjuratoare generand fenomene de contact (metamorfism de contact) cu formare de roci noi. 5. faza hidrotermala (400-90 C) caracteristic sunt solutiile apoase fierbinti insotite de gaze si vapori, din care, prin racire, se depun pe fisuri oxizi, sulfuri, sulfati, carbonati, silice, etc. 3. Magmatismul intruziv si tectonica placilor Originea rocilor bazaltice si ultramafice este legata de zonele de expansiune (de rift), iar granitele si andezitele (magme felsice si intermediare) sunt associate zonelor de convergenta a placilor. Originea magmelor granitice si intermediare poate fi explicata prin cateva ipoteze: topirea partiala a bazaltelor- cresterea temperaturii in procesul de subductie si topirea initial a componentilor felsici, ducand la formarea unor magme cu compozitie felsica sau intermediara.

topirea rocilor sedimentare- rocile sedimentare antrenate in procesul de subductie sunt mai bogate in silicati decat crusta bazaltica si se topesc la temperaturi mai scazute, formand magme felsice. Asimilarea rocilor crustale prinse in procesul de subductie ele pot sa se topeasca si sa dea nastere unor magme acide, avand in vedere caracterul lor initial (roci felsice). Topirea partiala a crustei inferioare sub influenta unor topituri ascensionale din zona de subductie.

4. Forme de zacamant ale rocilor magmatice intruzive Forma corpurilor magmatice, precum si structura si textura rocilor dau indicatii privind geneza acestor roci. Dimensiunea, forma lor, precum si relatiile cu rocile inconjuratoare sunt aspecte importante ale arhitecturii crustei terestre. Neck-structura intruziva formata din magma solidificata pe cosul volcanic. Dyke- structura intruziva tabulara discordanta fata de stratificatia rocilor gazda, format prin injectia de magma pe fracturi. Daca dimensiunea acestor fisuri este mica si forma uneori neregulata, utilizam notiunea de filon. De aceste tipuri de corpuri sunt legate mineralizatiile. Sill- corp intruziv tabular concordant cu stratificatia rocii gazda. Sill-urile si dyk-urile pot lua nastere la adancimi diferite, chiar daca frecvent se intalnesc in domeniul subvulcanic. Lacolit-corp cu aspect de lentila plan-convexa, concordant cu structura rocilor gazda. Partea superioara este boltita datorita magmei care impinge rocile din acoperis. Stoc- corp cu peretii verticali si sectiune circulara, intruziv (plutoni de mici dimesiuni). Batolit corp plutonic, de mari dimensiuni, cu marginile abrupte. Eroziunea poate sa descopere parte alui superioara. Varsta rocilor magmatice se poate determina prin masuratori de varsta absoluta. 5. Magmatismul intruziv in Romania Dobrogea de Nord -sfarsitul Paleozoicului (Granitele de Greci) Carpatii Orientali sienitele de Ditrau Carpatii MeridionaliMuntii Apuseni- granitul de Muntele Mare

Vulcanismul si produsele activitatii vulcanice Eruptiile vulcanice ansamblu de manifestari legate de aparatele vulcanice, aparate care fac legatura intre suprafata scoartei terestre si zonele subcrustale, unde datorita unor conditii specifice de temperatura si presiune, exista materie topita. Topitura iese la suprafata Terrei (continente, oceane), dand nastere unor forme specifice de relief. Fenomenul este intermitent, fazele de eruptie alternand cu cele de repaos. Topitura, ajunge la suprafata crustei (lava) si este formata dintr-un amestec de silicati, vapori si gaze. Dupa consolidare da nastere rocilor efuzive (vulcanice) si materialului pentru rocile sedimentare piroclastice. Lavele ies prin zonele cu rezistenta minima ale crustei, zone fracturate, sau subtiate.

1. Tipuri de eruptii Eruptii centrale (punctiforme) aparatul vulcanic se termina frecvent cu un con vulcanic la suprafata. Poate lua nastere la intersectia unor falii. Aceste eruptii pot fi: permanente (fara faze de paroxism) - Kilauea-Hawai, lave fluide; eruptii cu faze de paroxism, insotite de explozi, cu aruncarea in atmosfera a unor cantitati mari de material (cenusa, lapilli) Pinatubo (1991)-Filipine 7 km 3 material proiectat in aer. Eruptii fisurale presupun emisia de lave fluide pe un system de fisuri. Acest tip de eruptii pot fi: fara explozie suprafete mari dintr-o regiune sunt acoperite de lave pe un system de fisuri podisul Dekkan (India) (platou de bazalte) la limita Cretacic/Cenozoic, podisul Siberian la limita Permian /Triasic. cu explozie limitata (tipul islandic) eruptii in lungul unei fisuri (falii) - Laki Islanda 30 km lungime 1783 emite > 12km3 lave. 2. Elementele unui aparat vulcanic Conul vulcanic format din curgeri de lava successive, sau strate de piroclastite. Pot aparea si conuri adventive (secundare) pe conul principal (Etna). Craterul are forma unei palnii si se continua cu Cosul vulcanic calea de acces a lavelor spre suprafata. Ffrecvent poate fi umplut cu lava topita, sau consolidata. Eroziunea poate indeparta conul si lava consolidata ramane sub forma unui neck. Dike-uri vulcanice fracturi umplite cu lava consolidata. Dupa eroziune lava consolidata ramane sub forma unor creste. Cuptorul vulcanic (vatra, bazinul magmatic) zona de alimentare a vulcanului, situata la adancimi variabile (5 km la Vezuviu). Calderele resturi ale aparatelor vulcanice centrale, la care au mai ramas marginile ridicate. Pot lua nastere in urma exploziei conului, in urma eroziunii, sau prabusirii. 3. Activitatea vulcanica Reuneste o succesiune de eruptii cu intensitati diferite, intrerupte de intervale de repaos. Eruptia propriu-zisa consta in revarsari incandescente de lava in momentul de paroxism al eruptiei. Deosebim trei faze ale activitatii vulcanice: Faza preeruptiva caracterizata prin fenomene care indica apropierea magmei de suprafata. Se manifesta cu zgomote, cutremure locale, emanatii de gaze, perturbatii in regimul apelor subterane; Faza eruptiva debuteaza cu aparitia fumului vulcanic (vapori, gaze), urmat de revarsarea lavei/piroclastite; Faza posteruptiva emanatii de gaze (mofete), izvoare minerale 4. Tipuri de manifestari vulcanice Manifestarile vulcanice depind de compozitia magmelor. Magmele acide, au un continut mare de silice, vscozitate ridicata, temperatura ridicata de topire si eruptiile sunt explosive si insotite de produse solide. Lavele bazice, au un continut scazut de silice, se degazeifica usor, sunt fluide, iar eruptiile sunt linistite si dau curgeri intinse. 4.1. tipul hawaiian tip oceanic, cu lave fluide, bazice, cu revarsari mari de lave. Conul vulcanic ocupa o suprafata mare, are o inaltime mare (Mauna Loa 10.000m) si pante

line (5-10). Se numesc vulcani scut (shield vulcano) avand in zona centrala o caldera larga de 30-40km (Kilauea). 4.2. tipul strombolian numele dat dupa vulcanul din insula Stromboli (arhipelagul Insulelor Lipari, nordul Siciliei). Lavele sunt bazice, cu eruptii regulate in antichitate (2 ore). Curgerile de lave sunt alternate pe pantele conului, cu bombe si lapili. Craterul este de mici dimensiuni si din el iese permanent o coloana de gaze incolore. Pot uneori sa fie aruncate in aer bucati de lava, care prin racire au aspect fusiform (bombe). 4.3. tipul vulcanian se manifesta exploziv, avand lava acida/intermediara, provenita din zone adanci ale crustei continentale. Numele este dat dupa Vulcano (zeul focului la romani), vulcan situat in insulele Lipari. Eruptiile sunt violente, se manifesta cu cutremure si emanatii de cenusa, care ajung in atmosfera la 3000-4000m. Eruptiile se incheie cu formarea unui dop de lava in cosul volcanic (din cauza vascozitatii), dop care la urmatoarea eruptie, va fi proiectat in aer, sub forma de cenusa vulcanica. Cenusa se depune pe pantele conului, si se transforma in tufuri. In timp, au loc alunecari pe pantele conului (avalanse uscate), formandu-se santuri (barrancos). 4.4. tipul Bandai San este puternic exploziv, datorita lavei foarte acide, putand arunca in aer, nu numai dopul de lava, ci si partea superioara a conului. Numele este dat de vulcanul din Japonia care a erupt in 1888, dupa 1000 ani. In 1883 a erupt Krakatoa, cea mai puternica eruptie cunoscuta. A aruncat in aer jumatate din insula Rakata, iar cenusa a ajuns in stratosfera. Temperatura medie anuala a scazut simtitor. A fost produs un val de natura seismica (tsunami), care s-a propagat la mare distanta in Oceanul Indian si Pacific. 4.5. tipul plinian este o combinatie de tip vulcanian si strombolian. Asemanator tipului Bandai San, eruptia exploziva cu multa cenusa este urmata de curgeri massive de lava. Vezuviul este tipic pentru acest tip de eruptie. Numele este dat dupa descrierea facuta eruptiei Vezuviului, din anul 79, de Pliniu cel Tanar. Pantele conului sunt abrupte si sunt alcatuite dintr-o alternanta de curgeri si piroclastite (bombe si lapili). Eruptia din anul 79 a aruncat in aer multa cenusa, iar ploile puternice au provocat curgeri de noroi care au acoperit orasele Pompei si Herculanum. La sfarsitul eruptiei s-a revarsat lava. Astazi vulcanul emite vapori si gaze toxice. 4.6. tipul peleean dupa Montagne Pele din Insula Martinica-Antilele Mici. In craterul vulcanului exista un lac, care s-a revarsat sub forma unor torenti de noroi si apa. Din crater s-a ridicat un ac vulcanic, o extruziune solida, (476m, deasupra muntelui). In corpul acesteia au aparut fisuri, crapaturi din care au iesit gaze fierbinti, vapori si cenusa, formand nori densi si fierbinti, care au distrus portul St. Pierre. Dupa aceasta eruptie s-a putut explica formarea domurilor vulcanice din diferite regiuni ale Terrei (Franta, Alaska, Kamceatka). 4.7. tipul maar structuri sub forma unor cosuri umplute cu brecii vulcanice (neck), iar la suprafata sunt depresiuni circulare ocupate de lacuri numite maar. Acest tip de vulcani se gasesc in Germania, Anglia, Africa de Sud (regiunea Kimberley- exploatari diamantifere la 3000m). Neck-ul are sectiune circulara la suprafata si eliptica in adancime. 5. Vulcanismul submarin Este intalnit in lungul dorsalelor medio-oceanice, sau la nivelul punctelor calde, unde lavele sunt mafice si dau nastere bazaltelor. Eruptiile legate de zonele de rift dau structuri specifice numite pillow lava (pillow bazalte), care astazi pot aparea in domeniul continental si indica o veche origine oceanica. Aceste structuri sunt curgeri submarine, cu suprafete rotunjite, sferice uneori, care se degazeifica usor si se consolideaza rapid, avand dispunere haotica.

Lavele bazaltice pot umple riftul, se solidifica si formeaza crusta oceanica si noi fisuri pentru accesul unor noi lave. Geologii considera astazi ca originea magmelor bazaltice este in astenosfera, prin topirea partiala a acesteia. Sub bazalte se formeaza rocile ultrabazice imbogatite in piroxeni si olivine. Asociat zonelor de subductie (centura circum-pacifica) are loc un vulcanism cu caracter intermediar, andezitic. Litosfera oceanica si sedimentele depozitate sunt subduse sub litosfera continentala. Frecarea placilor determina crestera temperaturii si are loc topirea partiala a placii oceanice. Apa si rocile sedimentare antrenate in subductie, coboara punctul de topire al rocilor. Rocile sedimentare schimba insa si compozitia magmei ea devenind mai acida. In vecinatatea zonelor de subductie iau nastere aliniamentele de vulcani. 6. Produse vulcanice 6.1. Produse solide Fragmentele cu diametrul > 64mm sunt blocuri sau bombe vulcanice. 6.1.1. blocuri vulcanice bucati de lava rupte din peretii cosului, colturoase, proiectate in faza solida. 6.1.2. bombe sunt proiectate in aer in stare de pasta, forma lor fiind variabila: fusiforme globuloase, cu suprafata crapata in timpul racirii (bombe in coaja de paine, aplatizate. 6.1.3. lapilii fragmente (pietricele) sub 64 mm, neregulate, adesea vacuolare, formate in mare parte din sticla. 6.1.4. cenusa claste de lava mai mici de 0,2mm si praf cu diametrul < 0,2mm, care pot pluti in aer timp indelungat. Acumularea acestor produse in domeniul acvatic sau continental duce la formarea unor depozite numite tephra (depozite neconsolidate). Prin litificare se transforma in piroclastite. Dintre cele consolidate amintim aglomeratele vulcanice (amestec de claste diferite ca dimensiune) si tufurile vulcanice (cenusa consolidata). 6.2. Curgerile de lave 6.2.1. lavele vascoase, acide au aspecte diferite. Pot fi scoriacee, cu goluri datorita expulzarii gazelor. Piatra ponce (spuma de mare) are aspect vacuolar si poate pluti. Uneori racirea brusca a lavelor, care sunt sticloase si lucioase, duce la formarea unor sticle de culoare neagra (obsidian) sau verzui-roscate (pechstein). 6.2.2. lavele fluide, bazice dau curgeri intinse. Pot aparea sub forma de pillow lavae (eruptii submarine), sub forma de lave scoriacee, prin degazeificare, sau sub forma de lave cordate, netede, numite pahoehoe (denumire hawaiana). Lavele bazice se pot prezenta sub forma de coloane hexagonale, verticale asemeni unor tuburi de orga (Detunatele-Apuseni), sau sub forma unor platouri (Dekkan-India). 6.3. Produse gazoase 6.3. 1. fumarolele (lat. fummus =fum) sunt emanatii de gaze si pot fi: uscate, acide si alkaline. uscate sunt lipsite de apa, cu o temperatura de peste 374 C (temperatura critica a apei) si contin azot, oxid de carbon, hydrogen, metan, vapori de clorura de sodiu si clorura de potasiu (KCl), oxid de cupru (CuO). Ele formeaza pe marginile craterului eflorescente de sare gema si silvina (KCl). acide cuprind hydrogen sulfurat (H2S), bioxid de carbon, vapori de apa. Fumarolele acide dau eflorescente de clorura de fier (FeCl2), clorura de cupru (Cu Cl2), avand culori deschise, foarte vii (verde, albastru, roscat). alkaline contin vapori de apa, bioxid de carbon, clorura de amoniu (NH 4Cl), hidrat de amoniu (NH4OH) si ammoniac (NH4). Temperatura acestor emanatii

coboara pana la 100 C. Astazi le gasim in Insula Vulcano (golful Levante) si dau concentratii de marcasit