Curs_5_6_GF_Sem_I_2013.ppt

Planeta PmntCompozitie si structura interna

CuprinsParticule si energieSursele de energie ale PamintuluiElemente chimice, minerale, rociCompozitia si structura interna a Pamintului

Elementele constitutive ale UniversuluiUniversul observabil are o raza de 46 miliarde de ani lumina;Virsta estimata este de 13.798 0.037 miliarde de ani (Big Bang);Multi atomi sunt grupati in stele, galaxi, clustere, super structuri; Densitatea totala este de aproximativ 9.9 1030 grame/cmc (1 atom la fiecare 4 mc);

Compozitie: 73% energie neagra, 23% materie neagra si 4% materie normala. Proprietatile energiei negre si a materiei negre nu se cunosc. Sursa: http://upload.wikimedia.org

Sistemului SolarParte din Galaxia Calea LacteeFormare: Ipoteza unei nebuloase (1755 - Immanuel Kant / Pierre Simon Laplace) originea Sistemului Solar ar putea fi datorata unui nor de gaz si praf cosmic;Au fost observate in spatiu astfel de structuri, formate din hidrogen si heliu iar particulele fine corespund chimic unor materiale ce se gasesc si pe Pamint;Nebuloasa s-a contractat sub propria atractie gravitationala;Materia devine densa si cu temperaturi de milioane de grade formarea unui proto-Soare si procese de fusiune nucleara ce continua si azi;O mica parte din materialul initial al nebuloasei a format planetele interne (terestre) si externe (joviene);Virsta Sistemului Solar 4,56 miliarde de ani.

Supernova

Galaxie

SoareleStea, G2 (pitic galben), 332,900 x masa Pamntului, energie rezultata din fuziunea tansformarea hidrogenului in heliu, radiaza energie (lumina, caldur). In Soare mai exista si alte elemente: Fe, Ni, O2, Si, S, Mg, C, Ne, Cr;Distanta fata de Pamint - 149.6million kilometers (1 Unitate Astronomica - AU)Temperatura externa 5,510CPlanetele interne: Mercur, Venus, Pamint, Marte / asteroizi - Ceres;Planete externe: Jupiter, Saturn Uranus, Neptun / obiecte din centura Kuiper

PmntulParte a unor sisteme mai mari: Sistem Solar, Galaxie, UniversSoarele, patru planete interne (terestre), patru planete externe (gazoase)Galaxia Calea Lactee spirala cu patru brae formata din peste 150 miliarde de stele;Universul aglomerare de galaxii aflate in expansiune;Pmntul este un corp cosmic de tip planetar

Planete, sateliti, meteoriti / asteroizi, comete

Comete si asteroizi- Obiecte fara orbite stabile - Singurele obiecte cosmice accesibile studiului direct

Centura de asteroizi dintre Marte si Jupiter

Impactul meteoritic determina unele dintre modificarile ciclice de ordinul 3 (transgresiuni)Sursa apeiSursa de energie externaSchimbarea climatuluiSedimente fine bogate in material organicExtinctii majoreTectiteNivele reper bogate in iridium (limita K/T)Posibile evenimente tectonice

Probabilitatea de a fi loviti de un meteorit in timpul vietii Cistig la loterie1 in 5,200,000* Atac terorist1 in 650,000* Trasnit de fulger1 in 600,000* Impact meteoritic1 in 30,000 Accident de avion1 in 30,000 Accident de tren1 in 4,000* Accident de masina1 in 75*(dupa Christopher George St. Clement K)

Particule si energie- Materia se refera la atomi (blocurile de baza in constructia elementelor pe care le cunoastem), la particulele din care sunt facuti atomii: electroni, protoni, neutroni. Se poate referi la materia elementara / particulele de materie: electroni, muoni, tahioni, neutrini, quarci etc;

- Energia are multe forme, dintre care:Energia asociata cu masa - Energia de masa (energia de repaus);Energia asociata cu miscarea - energia de miscare (energia cinetica);Energia inmagazinata in interactiunea dintre obiecte energia potentiala.Sursa: http://profmattstrassler.com/

Energia

Sursa: http://upload.wikimedia.org

Sursa: http://upload.wikimedia.org

Sursele majore de energie ale PamintuluiPrincipalele surse de energie primara ale Pamintului:Energia internaEnergia solaraGravitatiaImpactul obiectelor cosmice

Sursa: http://upload.wikimedia.org

Energia interna a PamintuluiEnergia datorata reactiilor nucleare = descopmunerea radioactiva a unor elemente precum U, Th, K, localizate mai ales in manta;Energia reziduala ramasa din faza de formare = compresie + impactul meteoritilor, mai ales in fazele incipiente ale formarii Pamintului);Energia gravitationala eliberata pe masura deplasarii elementelor mai grele spre nucleu si deplasarea spre suprafata a elementelor mai usoare;Variatia temperaturii cu adincimea

Caldura / energia termica - deplasarea energiei de la temperaturi mari la temperaturi miciConductivitatea termica - transferul de energie K (W/m) CVariabila functie de tipul de roca (Otel 46)Sare 5.5Dolomit 5.5Granit 3.5Calcar 2.8 - 3.5Gresie 2.6 - 4.0Argila 1.5 3.0Carbune 0.3Apa 0.6

Convectie deplasarea caldurii cu un fluid in miscare. Modalitatea de transfer a caldurii in nucleu si manta Celule de convectie

Gradientul termic = cresterea temperaturii cu adincimea (variabil)Mai mare in zone activeMai scazut in zone stabile In medie 25 C / 1000 m

Radiatia termica65mW/m2 - crusta continentala 101mW/m2 crusta oceanica

Variatia radiatiei termice la suprafata Pamintului

Pamintul este o planeta in continua miscare si trasformare

Rezultatul transferului de energie interna

Formarea vulcanilorFormarea cutremurelorDeplasarea placilor tectoniceFormarea muntilor

Surse de energie externaEnergia solara o parte din energia radianta, formata in urma reactiilor de fisiune si fuziune;

Energia mareelor asociata miscarii / atractiei corpurilor ceresti (Soarele / Luna);Energia datorata impactului meteoritic transformarea energiei cinetice

Pamintul este o planeta in continua miscare si trasformareRezultatul transferului de energie interna

Miscarile si schimburile continue de la suprafata pamintuluiExistenta Biosferei si HidrosfereiClimatul (variatiile de temperatura / deplasarea aerului / curentii marini / fluctuatiile de nivel ale marii)Existenta diferitelor medii de formare a rocilorModificarea continua a reliefului

Ipoteza GAIA (James Lovelock, 70`)

*Particule / Materia Materia se refera la atomi (la toate particulele elementare din care sunt facuti atomii, cu exceptia particulelor de energie) / 4% din masa Universului Formeaza in intregime masa Pamintului;

Elementele chimice substante chimice pure / cu un singur tip de atom Nucleu + electroni / Numar atomic (numarul de protoni + neutroni)Masa atomica (masa elementelor constitutive) / izotopiFormate: Big-Bang/ Nucleosinteza (Fe) / Supernove (cele mai grele)

Elementele chimiceNaturala (92 elemente)Combinatii Solide, lichide, gazoase

Compozitia chimica medie a pamintuluiCrusta: Oxigen (46.6%), siliciu (27 .7%), aluminiu (8 .1%), fier (5 .0%), calciu (3 .6%), sodiu (2 .8%), potasiu (2 .6%), magneziu (2 .1%). Aceste 8 elemente insumeaza 98.5%, restul de elemente reprezinta numai 1.5% Elementele chimice formeaza minerale, roci, alte compozitii chimice

Minerale / CristaleCristalizarea incepe prin formarea unui singur cristal microscopic, avind suprafete plane, a caror forma externa reflecta structura atomica interna (cubica, hexagonala etc);

Procesul de cristalizare presupune pastrarea formelor fetelor cristalului atita timp cit exista spatiu de crestere;

In cazul unei cristalizari foarte rapide, ordinea atomica interioara nu se pastreaza si se formeaza o masa cu suprafete curbe, neregulate (vitroasa)

Cind se formeaza mineralele?Cristalizarea - scaderea temperaturii unui fluid sub punctul de inghetare (solidificare) in cazul apei 00 Cin cazul topiturilor magmatice, cind temperatura scade sub 10000 C, incep sa se formeze cristalele diferitelor minerale;Precipitarea evaporarea lichidului dintr-o solutie concentrata in anumite elemente (NaCL Halit);Rearanjarea atomilor si ionilor din minerale, odata cu cresterea temperaturii (>2500 C), fara topire;*

Clasificarea mineralelor1. Clasa elementelor native - Metale aur, argint, cupru / semimetale si non-metale sulf, antimoniu, bismut, grafit2. Clasa oxizilor si hidroxizilor oxidare/alterare, in rocile magmaticeMinerit - minereuri / Hematit, magnetit, limonit3. Clasa halogenurilor sarurile naturale, formate prin evaporarea/[recipitarea din solutii saturate - Halit, florina, silvina4. Clasa carbonatilor - anionul (CO3)2- - calcit, aragonit, dolomit, siderit5. Clasa sulfatilor anionul SO42- anhidrit, gips, baritina6. Clasa sulfurilor si sulfosarurilor - Pirita, calcopirita, galena, blenda / minerit7. Clasa fosfatilor Apatit8. Clasa silicatilor cele mai raspindite (rocile au peste 95% silicati)(Si, O2, Al, Mg, Ca, Fe) - cuart, feldspati, olivina, piroxeni, amfiboli, mice

Proprietati fizice si chimiceAnaliza macroscopica si microscopica

RocileMineral - substanta solida, naturala, compozitie chimica, cristalinaRoca este un agregat de unul sau mai multe minerale ce poate include, uneori, resturi organice;Unele roci sunt mono-minerale calcarul este o roca sedimentara formata din minerale de calcit;Alte roci contin multe minerale - poliminerale;Cea mai mare parte a rocilor din crusta terestra sunt formate din cuart, feldspati, mica, clorit, caolin, calcit, epidot, olivina, hornblenda, magnetit, hematit, limonit si alte citeva; Alte minerale sunt mai putin frecvente sau sunt extrem de rare;Mineralele si rocile cu valoare industriala se numesc minereuri. Rocile si mineralele ce ramin dupa extragerea elementelor utile poarta numele de ganga.

Tipurile de rociPutem identifica modul si locul de formare a rocii originea geologica;

Rocile formate prin solidificarea unei mase de material topit (magma) constituie grupul rocilor magmatice;

Rocile formate prin procese de eroziune, precipitare, activitate organica si acumulare succesiva, sub forma stratificata, fie in mediul subaerian sau subacvatic, constituie grupul rocilor sedimentare;

Rocile formate prin transformarea, in stare solida, a unor roci preexistente, sub influenta presiunii si temperaturii, constutuie grupul rocilor metamorfice;

In natura exista un proces continuu de formare a rocilor si de transformare a lor dintr-un tip in altul CICLUL ROCILOR

Rocile magmatice

Rocile sedimentare

Rocile metamorfice

http://www.canadianrockhound.com/junior/rock_cycle.html

Structura PmntuluiDiferentiere transformarea agregatelor initiale intr-un corp cu o structura concentrica;Miscarea de rotatie si agregarea elementelor componente au dus la incalzirea si topirea materialului initial;Ipoteza impactului unui meteorit gigant a determinat accelerarea procesului de topire, modificarea axei de rotatie si desprinderea unei parti importante ce a format Luna;Diferentierea materialului topit mai usoare la exterior si mai grele spre interior, formind crusta, mantaua si nucleul;Gazele captate din spatiu si cele rezultate din procesele terestre au determinat crearea atmosferei si hidrosferei;Fierul, mai greu decit restul elementelor, a format nucleul topit la exterior (2900 5200 km) si solid la interior (6400 km);

Structura interna a Pamintului

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

https://www.google.ro/

Structura interna: compozitie

Structura interna: proprietati fizice

Crusta (scoara) terestrSe pot separa doua tipuri de crusta o crusta continentala ce corespunde in cea mai mare parte continentelor inclusiv zona de self. Crusta continentala este mai groasa si este compusa in principal din roci granitice, sub care se gsesc gabbrouri i roci sedimentare. Este puternic deformata de procesele orogenice ce s-au succedat in istoria Pamintului. o crusta oceanica ce corespunde in cea mai mare parte oceanelor. Crusta oceanica, mult mai subire, este formata din gabbrouri, bazalte i (+/-) roci sedimentare. Este aproape nedeformata si mult mai tinara decit crusta contientala.

Structura crustei terestrea) crusta oceanica; b) crusta continentala

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

Elementele structurale ale unui continent

Crusta (scoara) terestrVirsta rocilor si elemente structurale majore

Placile litosferice majore

Surse folositePress, F., Siever, R., 1998 Understanding Earth, WH Freeman and Company, 682 phttp://images.google.com/imgres?imgurl=http://ocw.ceu.edu/geology/geologyhttp://pcwww.liv.ac.uk/~hiatus/Resources/index.htmwww.scotese.comhttp://www.nasa.gov/offices/education/about/index.html

***