Gheorghe SPRCHEZ

GEOLOGIE I GEOMORFOLOGIE

2008 2009

REPROGRAFIA UNIVERSITII TRANSILVANIA DIN BRAOV

userRectangle

3

Cap. 1. NOIUNI INTRODUCTIVE

1.1. Definiia i obiectul Geologiei Geologia este tiina care se ocup cu studiul Pmntului. Etimologia cuvntului de geologie este de

origine greac: geos = Pmnt, logos = vorbire. Dar, globul pmntesc nu constituie obiect de studiu numai pentru Geologie, ci i pentru alte tiine independente ca: Geodezia, Geografia i altele. Fiecare dintre acestea are un anumit domeniu de studiu, un punct de vedere propriu i metode specifice de cercetare.

Geologia studiaz alctuirea scoarei terestre, respectiv compoziia chimic, mineralogic i petrografic a acesteia, precum i formele de zcmnt ale diferitelor mase de roci. n acest scop, Geologia studiaz diferitele fore care au acionat i acioneaz asupra scoarei terestre, modificndu-i structura i aspectul.

Dezvoltarea i diversificarea tiinelor geologice a fcut ca Geologia s cuprind un ansamblu de discipline geologice, care s-au individualizat pe parcurs n procesul de cunoatere a obiectului de studiu i a perfecionrii metodelor de cercetare.

1.2. Metode de cercetare Geologia ca tiin utilizeaz ca metode de cercetare observaia, experimentaia i metoda deductiv. Observaia direct const n observarea pe teren a fenomenelor geologice, respectiv alctuirea

litologic, raporturile geometrice dintre stratele care alctuiesc o anumit formaiune, extinderea lor spaial. Aceste date prelucrate i interpretate conduc la anumite concluzii.

Metoda experimental const n reproducerea n laborator a unor fenomene care au loc n natur. Aceast metod este greu de utilizat, ntruct n acest domeniu intervine un factor greu de nlocuit sau de realizat - timpul. Fenomenele geologice importante, ca orogeneza, gliptogeneza etc. se desfoar att de lent nct efectul lor poate fi constatat doar n decursul a mii sau milioane de ani i afecteaz regiuni vaste, imposibil de reprezentat n laborator. Totui, unele fenomene fizice sau mecanice pot fi explicate pe baza unor experimente de laborator.

Metoda deductiv sau metoda cauzelor actuale const n utilizarea datelor privind desfurarea proceselor geologice actuale pentru nelegerea proceselor care au avut loc n trecutul geologic. Aceast metod admite c n trecutul geologic au avut loc, n general, aceleai fenomene i procese care au loc i n prezent i, respectiv, c n trecutul geologic au acionat aceleai cauze care acioneaz i astzi.

Geologia cerceteaz scoara terestr, respectiv natura rocilor componente i raporturile spaiale dintre diferite strate i formaiuni, resturile fosile ale organismelor din roci, rspndirea diferitelor zcminte utile, folosind n acest scop metoda observaiei directe sau diferite metode fizice, chimice, mecanice etc.

Pe baza acestei metode, geologii au putut s reconstituie condiiile care au existat, n diferite regiuni ale globului, n trecutul geologic. Spre exemplu, prezena calcarelor recifale n Cheile Bicazului, cu urme de corali, permite deducerea condiiilor n care a avut loc formarea acestui calcar n mri puin adnci (sub 80 m i temperaturi n jur de 200C), asemntoare celor n care se dezvolt n prezent recifurile de corali.

Metoda actualismului permite i o prognozare a modului n care se vor desfura n viitor unele procese geologice, pornind de la cunoaterea modului n care se desfoar astzi procese geologice similare.

Cunoaterea structurii i a formrii scoarei terestre se realizeaz pe baza analizei geometrice, cinematice i dinamice a formelor structurale. Analiza geometric presupune stabilirea formelor i dimensiunilor corpurilor de roci i a relaiilor geometrice dintre acestea. Analiza cinematic presupune studierea micrilor i deformrilor pe care le-au suferit corpurile de roci n timp geologic. Practic, metoda urmrete reconstituirea mecanismului de formare a diferitelor tipuri de structuri i reconstituirea

MireLHighlight

4

n timp a succesiunii diferitelor procese ce au determinat aceste structuri. Analiza dinamic urmrete stabilirea deformrii corpurilor de roci i apariia structurilor secundare, ca rezultat al aciunii forelor endogene i exogene.

n afara celor trei metode generale de cercetare, geologia face apel n cercetarea scoarei terestre i la metode specifice (particulare) cum ar fi: metode mineralogice petrografice (magnetometrie, electrometrie, seismometrie, radiometrie etc.), metode geochimice i biogeochimice de prospectare a substanelor minerale utile, metode stratigrafice paleontologice, metode tectonice, metode aerogeologice etc.

n explicarea fenomenelor geologice, un alt rol important l are elaborarea ipotezelor tiinifice, prin care se ncearc stabilirea legturilor dintre diferitele date ale observaiei. Verificarea ipotezelor geologice, spre deosebire de cele chimice sau fizice, nu se face prin experimente n laborator, ci prin repetarea i adncirea observaiilor i prin corelarea datelor. Ipotezele confirmate de observaiile ulterioare sunt ridicate la rangul de legi generale, iar cele infirmate sunt nlocuite. Multe probleme ale geologiei, cum ar fi formarea planetei Pmnt i cauzele micrii scoarei terestre, sunt explicate i astzi numai pe baza unor ipoteze neverificate.

1.3. Subdiviziunile Geologiei. Raporturile ei cu alte tiine Geologia general, ca tiin, se mparte n dou mari pri: Geologia fizico-geografic, care se ocup cu studiul de ansamblu al strii fizice i chimice ale

globului terestru, Geologia dinamic, care se ocup cu studiul proceselor geologice care au dus la actuala structur

i componen a scoarei terestre i a reliefului su. Geologia dinamic se mparte i ea n dou pri: - dinamica intern - studiaz procesele din interiorul pmntului; - dinamica extern - studiaz procesele externe care au loc la suprafaa Pmntului, ca urmare

a interaciunii dintre scoara terestr i geosferele externe (atmosfer, hidrosfer i biosfer). Din cadrul Geologiei generale, cu timpul, s-au individualizat o serie de discipline sau tiine, cum

sunt: Mineralogia i Cristalografia, Petrografia, Geochimia, Pedologia, Geotectonica, Geologia istoric, Stratigrafia, Paleogeografia, Cartografia geologic, Prospeciunile i Exloatrile geologice, Geologia zcmintelor de minerale utile etc.:

Mineralogia studiaz compoziia chimic, proprietile fizice i geneza mineralelor din care sunt alctuite rocile.

Cristalografia se ocup cu studiul formelor exterioare i a structurii interne a cristalelor. Petrografia cerceteaz geneza, compoziia mineralogic i structura rocilor care alctuiesc scoara

terestr. Geochimia studiaz legile de repartiie, asociaie i migraie a diferitelor elemente chimice n

interiorul Pmntului i la suprafaa sa. Ea face legtura ntre Geologie i Chimie. Geotectonica studiaz formele de prezentare spaial a maselor de roci din scoar i a micrilor

scoarei. Geomorfologia studiaz relieful scoarei terestre, sub raportul formrii sale i evoluia lui n timp.

Aceast disciplin face legtura ntre Geologie i Geografia fizic. Pedologia se ocup cu studiul solurilor care s-au format la suprafaa scoarei terestre. Geologia istoric se ocup cu studiul dezvoltrii i evoluiei istorice (la scar geologic) ale

Pmntului, respectiv a succesiunii principalelor procese geologice care au avut loc n decursul timpului. Geologia istoric cuprinde trei pri distincte, care s-au individualizat ca discipline de sine stttoare:

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

5

Stratigrafia studiaz succesiunea cronologic a formrii diferitelor complexe de roci din scoar, folosind n acest scop date paleontologice. Paleogeografia se ocup cu studiul schimbrii condiiilor fizico-geografice n trecutul geologic al Pmntului.

Paleotectonica se ocup cu studiul evoluiei structurii tectonice a scoarei terestre. Paleontologia studiaz resturile fosile ale organismelor din scoara terestr care au trit n trecutul

geologic i, dei este o tiin biologic, ea are o strns legtur cu Geologia i, mai ales, cu Stratigrafia. n ultimul timp, s-au desprins i alte discipline, cum ar fi Geologia structural, care se ocup cu

studierea formelor de zcmnt i a structurii interne a corpurilor de roci din scoara terestr, precum i a micrilor i deformrilor suferite de aceste corpuri. Acest lucru se realizeaz pe baza analizei geometrice, cinematice i dinamice ale formelor structurale, sub care se prezint corpurile de roci, i raporturile lor spaiale.

Geologia general i tiinele geologice, n general, au largi domenii de aplicare a cunotinelor n Agricultur, Hidrogeografie i Hidrologie, Hidrotehnic i Hidroenergetic, Pedologie, Geobotanic, Construcii urbanistice i industriale, Geotehnic, Topografie, Geodezie, Aerofotogrametrie, Cartografie etc.

1.4. Scurt istoric Rdcinile Geologiei ca tiin se afl n istoricul dezvoltrii societii i a civilizaiei. Omenirea, n

diferitele ei stadii de evoluie, a avut preri i concepii despre planeta pe care o locuia. n msura n care au evoluat concepiile despre lume, a evoluat i s-a dezvoltat i Geologia.

Primele cunotine de geologie i au originea n colile filozofice clasice ale lui Pitagora, Xenophon i Aristotel, respectiv n nsemnrile istoricilor Herodot, Strabo, Plinius cel Btrn i Plinius cel Tnr. nceputurile Geologiei ca tiin coincide, de fapt, cu nceputurile mineritului, care se pierde n negura istoriei.

Bazele teoretice ale Geologiei ca tiin au nceput s fie puse n a doua jumtate a secolului al XVII-lea de ctre scoianul J. Hutton (1726-1797), germanul A. G. Werner (1750-1817), rusul M.V. Lomonosov.

Printre ntemeietorii Geologiei pot fi considerai i G. Cuvier (1769-1832) i A. Brongniart (1770-1847), care au pus bazele Paleontologiei.

Principiul actualismului a fost introdus n Geologie de ctre K. Hoff (1771-1837) i C. Lyell (1797-1875). E. Suess (1831-1914), profesor de geologie la Universitatea din Viena, prin lucrarea sa Autliz der Erde (Faa Pmntului), a fcut un pas mai departe n studiul Pmntului, ajungnd la stabilirea cauzelor care au determinat actuala sa nfiare. V. I. Vernadski (1863-1945), profesor la Universitatea din Moscova este considerat unul dintre ntemeietorii Geochimiei.

Contribuii importante n fundamentarea Geologiei au adus i britanicii A. Holmes (1890-1965) i G.W. Tyrell, W. Smith (1769-1839), W. Salomon, germanii E. Kayser, F.S. Sieberg, H. Stille, A. Wegener, H. Closs, K. Zittel, francezii P. Ternier, E. Hang, M. Bertrand (1847-1907), M. Gignoux, L. Moret, L. Cayeux (1864-1944), ruii V.V. Belousov, N. M. Strahov, elveienii M. Lugeon (1870-1953), E. Argand, A. Heim (1849-1937), U. Gouberman, americanii A. Born, E.W. Daly, J. D. Dana (1813-1895) etc.

n ara noastr, primii cercettori n domeniul Geologiei au fost Grigore Coblcescu (1831-1892) i Grigore tefnescu (1838-1911). n anul 1882 s-a nfiinat Biroul Geologic, sub conducerea lui Grigore tefnescu, care a ntocmit prima hart geologic a Romniei, la scara 1: 175.000.

Acest birou s-a desfiinat n 1888, n locul su fiind nfiinat n 1906 Institutul Geologic al Romniei, sub conducerea savantului L. Mrazec (1857-1944). n cadrul noului institut au activat o serie de geologi de prestigiu ca: Gheorghe Munteanu Murgoci (1872-1925), Sabba tefnescu (1857-1931), Sava Athanasiu (1872-1925), Ion Simionescu (1873-1944), Ion Popescu Voiteti (1876-1944), Gheorghe

6

Macovei, I. Atanasiu (1892-1949), Al. Codarcea (1873-1944), Ghika Budeti, N. Petrulian, M. Pauc, M. Ilie.

Contribuii importante n domeniu le-au avut de-a lungul timpului Al. Dumitrescu-Aldem, G. Vlsan, C. Brtescu, M. David, N. Orghidan, N. Popp, V. Tufescu, D.D. Burileanu, P. Cote, Gh. Pop, C. Martiniuc etc.

Francezul E. De Martone a impulsionat cercetrile de geomorfologie din Romnia, colabornd la nceputul secolului XX cu corifeii geologiei romneti.

Cap. 2. PMNTUL CA PLANET

2.1. Poziia spaial, form, dimensiuni, micri 2.1.1. Poziia Pmntului n sistemul solar Pmntul, alturi de celelalte planete Mercur, Venus, Marte, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto

face parte din sistemul nostru solar. El se situeaz ntre Venus i Marte, la o distan de circa 150.000.000 km de Soare, sursa principal de energie a tuturor planetelor din sistem.

Aproape toate cele nou planete i au sateliii lor. Pmntul are drept satelit natural Luna, a crei influen se resimte, de exemplu, asupra apelor marine prin flux i reflux (maree).

2.1.2. Forma i dimensiunile Pmntului Pmntul, ca planet, are o form relativ sferic, cu o raz medie de 6370 km. Newton a ajuns la

concluzia c Pmntul are form elipsoidal. Msurtorile moderne au dus la concluzia c Pmntul are form de geoid, adic un elipsoid cu trei axe inegale, turtit la poli i umflat la ecuator.

Pmntul are o suprafa de 510 x 106 km2 i un volum de 1.083.220 x 106 km3. Lungimea sa la ecuator este n jur de 40.076 km, iar densitatea medie este de 5,5 g/cm3.

2.1.3. Micrile Pmntului i importana lor sub raport geomorfologic Pmntul efectueaz trei micri: - de rotire n jurul axei polilor, ca pivot, numit micarea de rotaie; - de deplasare n jurul Soarelui, numit micarea de revoluie; - micarea de translaie.

Micarea de rotaie se efectueaz de la vest la est, timp de 23 ore, 56 minute i 4 secunde, cu viteza de 464 m/s (la ecuator), avnd drept consecine geografice alternana zilelor i a nopilor, ca i devierea tuturor micrilor de la suprafaa globului. Aceast alternan a zilelor i a nopilor este un fenomen de maxim importan pentru Pmnt. Ziua reprezint perioada de luminozitate i nclzire, iar noaptea perioada de rcire, care are loc n acelai timp cu ntunecarea. Diferenele termice de la zi la noapte sunt diferite pe suprafaa Pmntului i imprim morfodinamicii externe, prin procesele respective, un ritm diurn.

Devierea micrilor de la suprafaa Pmntului se face spre dreapta n emisfera nordic i spre stnga n cea sudic, fapt foarte bine exprimat mai ales n cazul alizeelor. Aceast for deviant poart numele de fora lui Coriolus, calculndu-se cu relaia:

C = 2Vsin, n care: - viteza unghiular a rotaiei Pmntului; V - viteza vntului;

7

- latitudinea locului. Fora lui Coriolus are importan n exprimarea asimetriei albiilor i a vilor fluviatile, prin depuneri

diferite. Turtirea Pmntului la cei doi poli influeneaz asupra gravitaiei, n sensul c e mai puternic la poli

dect la ecuator. Micarea de revoluie reprezint micarea Pmntului n jurul Soarelui, pe o traiectorie eliptic ce

se nscrie ntr-un plan, numit ecliptic. Axa mare a acestei elipse sau orbite are o lungime de 298 x 106 km2, iar distana medie de la Pmnt la Soare este de 149 x 106 km2. Pmntul descrie aceast micare de la vest la est, timp de 365 zile, 5 ore, 48 minute i 46 secunde, cu o vitez de 30 km/s (106.000 km/or).

Drept consecin a cestei micri, apar att inegalitatea zilelor i a nopilor pe suprafaa globului terestru, ct i anotimpurile. Ea conduce, totodat, la demarcarea punctelor i a liniilor matematice pe glob, a tropicelor i a cercurilor polare, precum i la mprirea climatic pe criterii termice a suprafeei Pmntului.

Tropicele limiteaz zona intertropical, unde razele solare cad aproape perpendicular pe suprafaa Pmntului n tot timpul anului, zilele sunt aproape egale cu nopile, temperatura este mereu aceeai, deci nu apar anotimpuri, iar nclzirea este preponderent rcirii.

ntre tropice i cercurile polare se afl dou zone temperate, unde razele solare nu cad niciodat perpendicular pe sol, zilele nu sunt egale cu nopile, apar cele 4 anotimpuri, dintre care vara i iarna sunt mai bine marcate.

Cele dou zone polare se caracterizeaz prin temperaturi coborte, datorit oblicitii mari a razelor solare fa de suprafaa Pmntului (ce fac ca distana fa de soare s fie mai mare, iar pierderile de cldur la trecerea prin straturile atmosferice mai groase s fie mai mari), iar nclzirea din timpul zilei nu poate compensa rcirea din timpul nopii.

Micarea de translaie reprezint micarea de ansamblu a Pmntului cu ntregul sistem solar n jurul galaxiei din care face parte (Calea Lactee), ce se efectueaz de la vest la est, cu o vitez de 250 km/s i ntr-un timp de 180-200 x 106 ani.

2.2. Structura globului terestru Globul terestru are o structur n pturi concentrice cu densitate diferit, separate prin suprafee de

discontinuitate seismic. Pe baza studiilor de seismologie (propagarea undelor

longitudinale i transversale) i a oscilaiilor libere ale Pmntului, care reflect schimbri de presiune, temperatur, compoziie mineralogic i chiar chimic, s-a stabilit c n structura intern a globului pmntesc se pot recunoate mai multe geosfere concentrice, i anume (fig. 1):

1. Crusta (scoara), prima geosfer de la suprafa, cu grosimi variind ntre 3 km (n regiunile rifturilor oceanice) i 80 km (sub continente). Aceast geosfer se extinde pn la discontinuitatea Mohorovici i are o densitate medie de 2,7-2,9 g/cm3, iar viteza de propagare a undelor longitudinale este de 7 km/s.

2. Mantaua superioar este geosfera ce se extinde de la discontinuitatea Mohorovici pn aproape de 400 km. ntre suprafaa Mohorovici i 50-70 km sub oceane, respectiv pn la 150 km sub continente apare un strat B (Bullen, 1963), n care viteza undelor seismice longitudinale este de 8,1-8,2 km/s,

Fig. 1. Structura intern a Pmntului

MireLHighlight

MireLHighlight

8

iar a celor transversale de 4,5-4,7 km/s. Acest strat mpreun cu crusta formeaz litosfera (50-150 km grosime), definit drept stratul superior al Pmntului care reacioneaz la stres ca un solid rigid i n care viteza undelor seismice crete continuu, cu un salt important pe suprafaa Mohorovici.

Sub litosfer, pn la adncimea de 700 km, se dezvolt astenosfera, format din material vscos, susceptibil a suferi deformri mari i n care se produc micri importante ale materiei (Pauliuc i Dinu, 1985). Astenosfera este de trei ori mai vscoas dect litosfera. Proprietile astenosferei nu sunt omogene pe toat grosimea. Astenosfera reacioneaz diferit la eforturi: nu se produc rupturi i nici seisme, dar apare o deformaie proporional cu timpul de aciune al forei la care este supus. Aici apar micri realizate prin diferene de densitate, dintre care deplasarea plcilor nu este dect o consecin. Cauzele acestor deplasri sunt puin cunoscute.

Limita dintre astenosfer i litosfer a fost determinat pe baza propagrii undelor seismice. Scderea vitezei acestor unde corespunde unei regiuni de topire parial a rocilor, de la care se consider c ncepe astenosfera.

Pe primii 50-100 km din astenosfer se dezvolt stratul B, cunoscut sub numele de strat de vitez redus, n care viteza undelor seismice scade brusc la 7,6 km/s pentru undele longitudinale i 4 km/s pentru cele transversale. Acest strat este bine marcat sub oceane i sub zonele orogenice tinere, respectiv mai puin sub scuturile vechi continentale.

Sub stratul de vitez redus pn la adncimea de 400 km se nregistreaz o variaie semnificativ a densitii i a vitezei undelor seismice. Acest strat, cunoscut ca stratul B, are o grosime de 125-175 km i proprieti mecanice omogene.

3. Zona de tranziie se extinde de la 400 km la cca 1500 km. Aici viteza undelor seismice crete de la 8,2 km/s pn la aproape 11 km/s, iar la limita cu mantaua inferioar la 12 km/s.

4. Mantaua inferioar este delimitat ntre 1050 km (discontinuitatea Repetti) i 2898 km (discontinuitatea Getenberg - Weichert). n cuprinsul acestei geosfere, viteza undelor seismice crete gradat pn la 13,6 km/s. i aici, ca i n zona de tranziie, se pot recunoate 3 discontinuiti, la adncimi n jur de 1200 km, 1800 km i 2500 km. La limita sa inferioar cu nucleul extern are loc o scdere brusc a vitezei undelor seismice pn la 8 km/s.

5. Nucleul extern cuprinde zona dintre discontinuitatea Getenberg Weichert i discontinuitatea Lehman (5100 km). Modul de propagare a undelor seismice sugereaz o stare lichid a materiei n aceast geosfer.

6. Zona de tranziie ctre nucleul intern a fost separat pe un interval gros de 1500 km, ntre 4970 i 5120 km, n care gradientul de vitez este negativ, reflectnd existena unor discontinuiti.

7. Nucleul intern reprezint geosfera central, cu o raz 1250 km (ntre 5120 km i 6370 km). Aceast geosfer este foarte omogen, viteza undelor seismice avnd un gradient sczut, fiind de 11,2 km/s.

2.3. Litosfera Litosfera, aa cum s-a artat anterior, reprezint nveliul superior al globului terestru, relativ rigid, ce

nglobeaz crusta (sau scoara) i o parte din mantaua superioar (stratul B), avnd o grosime de 70-150 km.

Litosfera se prezint sub forma unui numr de plci sau calote sferice, de mari dimensiuni (mai multe mii de km), practic lipsite de deformaii.

Aceste plci au suferit deplasri mari fr a se deforma, fapt ce sugereaz c litosfera are o mare rigiditate i ea este capabil s suporte stresuri importante, pe perioade lungi de timp.

Limita dintre litosfer i astenosfer apare adeseori foarte net, astfel c plcile litosferei alunec pe substratul vscos al astenosferei, micarea lor putnd s nu aib nici o legtur cu micrile astenosferei.

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

9

Aceste plci, formate din scoara terestr i din partea superioar a mantalei, susin att continentele ct i oceanele. n decursul timpului geologic plcile tectonice au suferit o serie de transformri: unele au disprut, iar altele noi s-au format. Cauza formrii i deplasrii plcilor tectonice o constituie curenii de convecie, care se nasc n astenosfer datorit circulaiei materiei fierbini.

Ramura ascendent a curenilor de convecie aduce la suprafa materie mai cald i mai uoar, genernd un rift. Ulterior, riftul se dezvolt odat cu ndeprtarea plcilor tectonice (fig. 2).

Fig. 2. Deplasarea relativ a plcilor tectonice asociate cu influenele posibile ale litosferei, astenosferei

i mezosferei (R.J. Chorlez .a., 1985) Ramura descendent a curenilor de convecie antreneaz materie mai rece i mai dens, care se

afund n astenosfer, astfel nct apar zone de subducie cu tendin de apropiere a plcilor tectonice. Placa acoperitoare coincide cu marginea continentului ce delimiteaz flancul abrupt al fosei oceanice. Prin subducie, n lungul foselor, dispar pri importante ale plcilor oceanice, rata anual de subducie fiind de aproximativ 10 cm.

Grosimea i proprietile litosferei sunt raportate gradientului geotermic, care permite s se deosebeasc o litosfer oceanic i una continental (cu dou tipuri: unul cu gradient cobort - scuturi i platforme - i altul cu gradient ridicat - bazine i lanuri muntoase).

Litosfera oceanic. Grosimea medie a litosferei este apreciat la 78 km, iar n cadrul ei se separ mai multe zone cu proprieti diferite.

Litosfera continental. n domeniul continental baza litosferei este definit prin temperatura strii solide a mineralelor. n ariile scuturilor continentale, ea se gsete la adncimea de aproximativ 155 km, deci poate avea o grosime de 80 km i poate merge pn la 185 km atunci cnd compoziia mineralogic este format din peridotit cu eclogit.

2.4. Scoara (crusta) terestr Scoara sau crusta terestr reprezint nveliul extern al Pmntului care acoper mantaua, situat

deasupra discontinuitii Mohorovici, a crei densitate este mai mic de 3,3 g/cm3, iar viteza undelor seismice longitudinale este sub 8 km/s.

Grosimea scoarei variaz ntre 5-15 km n ariile oceanice i 30-80 km n ariile continentale (fig. 1). n raport cu grosimea ei, se poate deosebi o scoar continental, alta oceanic i una intermediar.

Scoara continental are o compoziie diferit n zonele stabile cum sunt platformele continentale i n zonele centurilor orogenice. n ambele cazuri se disting trei pturi cu compoziie i grosimi diferite. Astfel, n zonele continentale stabile (platforme) de la suprafa la adncime se disting urmtoarele pturi sau niveluri: Ptura sedimentar (stratisfera sau cuvertura sedimentar) este alctuit din roci sedimentare

necutate i nemetamorfozate, cu o grosime ce poate depi n unele zone 3000 m, iar n altele lipsind total. Are o densitate medie de 2,5 g/cm3, iar viteza undelor seismice ntre 2 i 5 km/s, n raport de tipul petrografic.

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

10

Ptura granitic (stratul granitic sau soclul cristalin) are o grosime de 10-15 km, este format din granite, granodiorite, gnaise i micaisturi. Aici, viteza undelor este de 5,9-6,3 km/s, iar densitatea de 2,7-2,8 g/cm3. La baza acestei pturi apare o zon de discontinuitate numit Conrad. Fiind bogat n siliciu (Si) i aluminiu (Al) poart denumirea de SIAL. Ptura bazaltic (stratul bazaltic) cu o grosime de 10-20 km, care nu afloreaz nicieri la

suprafa, se presupune a fi alctuit din amfibolite n facies eclogitic sau din diorite bogate n siliciu (Si) i magneziu (Mg), purtnd denumirea de SIMA. Aici, viteza undelor este de 6,5-7,6 km/s, iar densitatea de 2,8-2,9 g/cm3. La baza pturii bazaltice apare suprafaa de discontinuitate Mohorovici, de unde ncepe mantaua superioar.

n zona lanurilor muntoase apar aceleai pturi ca i n platformele continentale stabile, cu deosebirea c aici apar o serie de modificri, ca de exemplu faptul c suprafaa Mohorovici se afund pn la 60 km sau chiar 80 km sub Himalaia, scoara ngrondu-se formnd zone de rdcin. Datorit structurii tectonice complicate pot aprea o serie de discontinuiti suplimentare.

Scoara oceanic se caracterizeaz prin absena pturii granitice. Ea este diferit n zonele oceanice tipice fa de cea din dorsalele medio-oceanice sau mrile interioare. n zonele oceanice tipice, cu relief slab, apare o ptur sedimentar subire, de 0,4 km grosime medie, de vrst recent (post triasic), format n general din mluri neconsolidate, sedimente slab consolidate i roci normal consolidate, unde viteza undelor seismice este redus (1,6-2,5 km/s), iar densitatea medie este de 2,3 g/cm3.

Sub aceasta apare ptura bazaltic, n care se recunosc dou strate. Primul strat, gros de 1,5-1,7 km, cu viteza undelor seismice ntre 4 i 6 km/s, este alctuit din bazalte, n care se separ la partea superioar un nivel de lav vscoas, sub care apar gabrouri strbtute de filoane doleritice. Acest strat are proprieti magnetice deosebite.

Stratul urmtor, cunoscut i sub denumirea de strat oceanic, are o grosime de 5 km, cu o vitez a undelor seismice de 6,4-7,0 km/s i alctuit la partea superioar din bazalte metamorfozate, iar n adncime din gabrouri sau serpentine provenite din hidratarea mantalei superioare. Crusta oceanic are, astfel, o grosime medie de 7 km, iar sub aceasta apare mantaua superioar de natur peridotitic, unde viteza undelor seismice crete la 8,8 km/s.

n zona dorsalelor medio-oceanice, crusta se caracterizeaz prin lipsa sedimentelor (sau au grosimi foarte mici) i a stratului bazaltic inferior, astfel nct grosimea crustei este redus la 3-6 km sau chiar 2-4 km. Viteza undelor seismice este foarte variabil (4,4 la 6,5 km/s). Grosimea mic a crustei, absena sedimentului i fluxul termic ridicat atest tinereea acestei cruste i apariia magmelor topite la adncimi mici sub creasta dorsalei.

n regiunile mrilor interioare, grosimea crustei variaz ntre 15 km (Golful Mexic) i 45 km (Marea Caspic). Ptura granitic lipsete, astfel nct ptura sedimentar st direct pe ptura bazaltic. Sedimentele sunt foarte groase, depind uneori 10 km (15 km n Marea Neagr i 20 km n Marea Caspic).

Scoara intermediar apare n zonele de margini continentale i se caracterizeaz prin aceea c ptura granitic este subiat, adncimea discontinuitii Mohorovici situndu-se ntre 15 i 20 km.

n cadrul scoarei terestre pot fi deosebite mai multe tipuri crustale, fiecare tip reprezentnd un segment de crust cu caracteristici geologice similare. Au fost, astfel, separate 12 tipuri de crust (5 continentale, 2 de tranziie i 5 oceanice):

a) Scuturile sunt prile cele mai stabile ale continentelor, constituite din roci precambriene fr cuvertur sedimentar, cu relief ters sau foarte slab exprimat. Vrsta rocilor este foarte diferit, fiind cuprins ntre 0,5 i 3,5 x 109 ani. Acest tip crustal ocup cca 6% din suprafaa globului terestru. n aceast categorie intr scuturile: baltic, canadian, african i antarctic.

b) Platformele sunt elemente stabile din punct de vedere tectonic, alctuite dintr-un fundament precambrian i o cuvertur sedimentar groas de pn la 5 km, ce ocup 18% din suprafaa globului. Grosimea medie a acestui tip de crust este de cca 41 km.

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

11

c) Catenele orogenice paleozoice au forme alungite pe mai multe mii de kilometri. Sunt alctuite din roci sedimentare i metamorfice de tip geosinclinal, intens cutate i faliate, cu relief puin accentuat (lanuri muntoase erodate). Acest tip crustal este tectonic stabil i ocup cca 8% din suprafaa globului.

d) Catenele orogenice tinere, mezozoice i neozoice, au forme alungite, de ordinul miilor de kilometri, cu dezvoltare mare a rocilor de tip geosinclinal. Se caracterizeaz prin relief accentuat i sunt tectonic active. Principalele catene orogenice sunt: catena Anzilor Cordilieri, situat n partea de vest a Americii de Nord i de Sud, i catena Alpino-Carpato-Himalaian. Acest tip de crust ocup 6% din suprafaa globului.

e) Rifturile continentale sunt vi largi de 30-75 km, limitate de falii gravitaionale, lungi de sute de mii de kilometri, aflate sub stres tensional. Sub raport structural ele pot fi grabene, semigrabene sau grabene complexe (grabene asociate cu horsturi). Acestea sunt zone tectonic instabile, relativ tinere (sub 30 milioane ani) i ocup sub 1% din suprafaa globului terestru. Cel mai important rift continental actual este riftul est african, lung de peste 6500 km.

f) Insulele vulcanice sunt formate prin acumularea produselor magmatice (n special de natur bazaltic). Se formeaz n zonele de expansiune, fie legate de dorsalele medio-oceanice (Insula Irlanda, Insula Ascension), fie n mijlocul bazinelor oceanice (Insulele Hawaii, Insula Patelui etc.). Sunt tectonic instabile i ocup sub 1% din suprafaa globului terestru.

g) Arcurile insulare se dezvolt deasupra zonelor de subducie i se caracterizeaz prin mare instabilitate tectonic, vulcanism activ i seismicitate ridicat. Sunt alctuite din produse magmatice andezitice. Aici sunt incluse Arhipelagul Japoniei, Arhipelagul Filipinelor etc., iar uneori prezint prelungiri ale unor peninsule (de exemplu Insulele Kurile prelungirea peninsulei Kamciatca). Ocup sub 1% din suprafaa globului.

h) Fosele oceanice sunt structuri asociate zonelor de subducie, marcnd nceputul acestora, caracterizate printr-o intens activitate seismic. Au adncimi de 5-8 km. Aceste fose sunt umplute cu sedimente provenite din arcurile insulare sau lanurile vulcanice de deasupra. Ocup cca 3% din suprafaa globului terestru.

i) Bazinele oceanice ocup cca 41% din suprafaa globului. Sunt tectonic stabile i prezint o ptur sedimentar subire, cu o grosime a crustei de cca 7 km, cu relief plat pe care se dezvolt coline abisale (cu altitudini de 50-100 m) i muni vulcanici submarini, care pot avea partea superioar retezat pe care se pot instala recifi.

j) Dorsalele medio-oceanice sunt forme topografice pozitive, care apar sub forma unor centuri liniare ce nsumeaz peste 80.000 km i care au n zona central o vale de rift. Sunt tectonic foarte instabile, cu o bogat activitate magmatic i cu cea mai redus grosime a scoarei - 5 km. Sunt tiate de numeroase falii transformate i ocup cca 10% din suprafaa globului terestru.

k) Bazinele marine marginale sunt tipuri crustale groase de civa kilometri, situate ntre un arc insular i un continent (Marea Japoniei, Marea Ohok) sau ntre dou arcuri insulare (Marea Japoniei). Prezena lor este legat de zonele de subducie, de aceea sunt tipic dezvoltate n partea de vest a Pacificului. Au structuri de tipul grabenelor i horsturilor i pot fi active din punct de vedere tectonic. Ocup cca 4% din suprafaa globului.

l) Bazinele marine interne sunt tipuri structurale nconjurate complet sau aproape complet de continente (Marea Caspic, Marea Neagr) sau asociate cu sistemele de arcuri insulare (Golful Mexic). Au stabilitate tectonic variat i cuverturi sedimentare foarte groase, cu frecvente fenomene de diapirism al depozitelor de sare sau mluri. Ocup sub 1% din suprafaa globului terestru.

Suprafaa terestr este un nveli dinamic, care-i schimb compoziia i grosimea n timp, ca rezultat al proceselor subcrustale i al interaciunii dintre plcile crustale.

Fiecare tip de crust are o evoluie aparte. Astfel, crusta oceanic sufer procese de ngroare i de subiere ntr-un ciclu care se poate repeta, avnd drept consecin formarea diferitelor bazine de sedimentare, a cror evoluie reflect procesul activitii tectonice a crustei din fundament.

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

12

Crusta oceanic, cu o grosime tipic de 4-9 km (media de 7 km), poate fi ngroat fie prin scurgeri vulcanice, fie prin subducia unei plci oceanice sub o alt plac oceanic, fie prin acumularea de construcii recifale masive sau prin acumularea unui material detritic foarte gros.

Crusta continental, cu o grosime de 25-80 km (media de 36 km), se ngroa printr-o activitate orogenic, ca rezultat al coliziunii ntre o margine continental cu un alt continent, fie prin subducia unei plci continentale sub o alt plac continental.

Subierea crustei continentale are loc prin erodare i peneplenizare. 2.5. Proprietile geofizice interne Proprietile geofizice ale Pmntului care prezint importan sub raport geologic i geomorfologic

sunt: densitatea, presiunea intern, cldura intern, gravitaia, magnetismul i radioactivitatea. Densitatea reprezint raportul dintre mas i volum. Densitatea medie a Pmntului este cuprins

ntre 5 i 6 g/cm3, ce crete de la exterior (litosfera are densitatea de 2,7 g/cm3) ctre interior (nucleul are densitatea de 11 g/cm3). Deci, de la exterior spre interior, Pmntul este constituit din materie din ce n ce mai grea. Presiunea intern este dat de greutatea coloanei litologice i crete o dat cu adncimea. P1 = gh,

n care: - densitatea coloanei de roci; g - acceleraia gravitaional; h - nlimea coloanei de roci. Presiunea litostatic variaz de la 2700 bari la 10 km adncime la 8400 bari la adncimea de 30 km (I.

Gridan, 1983). Cldura intern reprezint a doua surs termic a Pmntului ca planet, prima fiind energia

solar, care este de 5000 ori mai mare dect cldura intern. Cldura intern a Pmntului este generat de prezena rezervoarelor magmatice, a dezintegrrii

radioactive, precum i a micrilor tectonice. Gradientul termic (distana n metri n care temperatura crete cu 10C) variaz ntre 27 i 45 m,

acceptndu-se o valoare medie de 33 m. Cele mai mici valori apar n regiunile vulcanice (7-12 m), iar cele mai mari n zonele de platform cu fundament din isturi cristaline (40-120 m).

Factorii care influeneaz valoarea gradientului geotermic sunt: lava vulcanic, izvoarele termale, natura rocilor, tectonismul regiunii, procesele geochimice etc.

Liniile care unesc punctele cu aceeai temperatur din interiorul Pmntului se numesc geoizoterme. Mersul lor este mai uniform n adncime dect la suprafa. Geoizotermele sunt mai distanate la poli dect la tropice, respectiv mai rare n zonele montane dect n luncile rurilor. Gravitaia Pmntului. Prin gravitaie se nelege fora de atracie pe care o exercit Pmntul

asupra tuturor corpurilor de la suprafa sau din interiorul su. Fora cu care Pmntul atrage un corp este numit intensitatea gravitaiei sau greutatea (G), aceasta depinznd de masa corpului (m) i acceleraia gravitaional (g):

G = mg La suprafaa Pmntului, acceleraia gravitaional scade de la poli la ecuator (de la 9,85 m/s2 la 500

latitudine la 9,78 m/s2 la ecuator). Pe vertical, n interiorul Pmntului, acceleraia gravitaional crete pn la adncimea de 2900 km

i apoi scade treptat pn la zero n centrul Pmntului.

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

13

La aceeai latitudine, intensitatea gravitaiei este mai mare n depresiunile oceanice (unde scoara este alctuit din roci bazice cu densitate mai mare) i mai mic n domeniul continental (unde scoara este alctuit din silicai de aluminiu cu densitate mai mic). Aceste modificri ale acceleraiei gravitaionale se numesc anomalii gravimetrice, iar cunoaterea lor prezint o mare importan n prospeciunile geologice de descoperire a noi zcminte de substane minerale utile.

Gravitaia, prin fora sa caracteristic, constituie motorul principal ce declaneaz procesele de pant, punnd n funciune torenii, rurile, ghearii etc. Fr gravitaie nu se pot explica nici micrile tectonice ale scoarei terestre. Magnetismul terestru se datoreaz cmpului de fore de la suprafaa Pmntului, care orienteaz

acul magnetic pe direcia N-S. Pmntul se comport ca un magnet uria cu doi poli magnetici, care difer de cei geografici. Astfel, polul nord magnetic (negativ) este situat la 710 latitudine nordic i 960 longitudine vestic, iar polul sud magnetic (pozitiv) se afl la 750 latitudine sudic i 1560 longitudine estic. Neconcordana polilor magnetici cu cei geografici se explic, dup O. Lange, prin repartiia neuniform a uscatului n cele dou emisfere ale globului terestru. n toate punctele unde se manifest fora magnetic se pot msura urmtoarele elemente: intensitatea magnetic, declinaia magnetic i nclinaia magnetic.

Intensitatea magnetic este fora magnetic ce acioneaz asupra unitii de mas ntr-un loc, fiind maxim la polii magnetici i minim la ecuator.

Declinaia magnetic reprezint unghiul pe care l face meridianul geografic cu meridianul magnetic i prezint importan n corectarea direciei indicate de busol. Liniile care unesc pe hart punctele de egal declinaie se numesc izogone.

nclinaia magnetic reprezint unghiul pe care l face acul magnetic cu planul orizontal al locului. nclinaia magnetic variaz de la 00 la ecuator la 900 la polii magnetici. Liniile care unesc punctele cu aceeai nclinaie magnetic se numesc izocline.

Pe suprafaa scoarei terestre apar anomalii magnetice, care reprezint abateri ale elementelor magnetice amintite mai sus fa de valorile normale ale regiunilor nvecinate. Aceste anomalii magnetice se datoreaz prezenei la adncime mic n scoara terestr a minereului de fier (magnetit). Cea mai mare anomalie magnetic se ntlnete n regiunea Kursk din Rusia, unde zcmintele de magnetit se gsesc la o adncime de 150-300 m. Anomaliile magnetice trdeaz, deci, prezena la mic adncime a unor substane minerale magnetice utile. Radioactivitatea este proprietatea unor elemente chimice, coninute n diferitele minerale, cu mas

atomic mare (radiu, toriu, uraniu etc.), de a emite prin dezintegrare spontan radiaii energetice i de a da natere la elemente chimice noi. Elementele radioactive prin dezintegrare se transform n plumb (Pb) i atomi de heliu (He) i hidrogen (H2). Un atom de uraniu sau toriu produce, n timp geologic, 7 atomi de heliu. Aa se explic cantitatea mare de heliu din atmosfer.

Radioactivitatea este o proprietate fizic important a Pmntului care explic originea cldurii interne a Pmntului i procesele geotectonice.

2.6. Vrsta i evoluia Pmntului Vrsta planetei Pmnt este apreciat la 5 miliarde de ani, iar vrsta primei scoare terestre la 3,5 miliarde. n evoluia Pmntului, se pot distinge dou mari etape una cosmic i alta geologic. Etapa cosmic sau paleogeologic, care a durat cca 1,5-2 miliarde de ani, se caracterizeaz prin

aceea c Pmntul era constituit dintr-o materie fluid, incandescent, cu temperatura foarte mare (4000-50000C), care prin rcire treptat a trecut de la faza gazoas la cea lichid, apoi la faza lichid-vscoas i vscoas. Din materia vscoas s-a format scoara terestr. Etapa geologic sau terestr propriu-zis a nceput o dat cu formarea primei scoare solide (cu

cristalizarea mineralelor i a rocilor) i ea dateaz de cca 3-3,5 miliarde de ani.

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

14

Evoluia geologic a Pmntului se refer, n special, la evoluia litosferei, n care s-au format bazinele oceanice i continentale, i unde au avut loc micrile tectonice.

Se poate vorbi de o vrst geologic relativ, stabilit pe baza datelor stratigrafice, paleontologice, i de o vrst geologic absolut, raportat la scara timpului astronomic pe baza datelor radioactivitii. Vrsta relativ s-a stabilit pe baza superpoziiei stratelor, utilizndu-se datele paleontologice

(fosile caracteristice) i tectonice (discordantele unghiulare ale stratelor) etc. Timpul geologic (scara geocronologic) cuprinde mai multe diviziuni de mai multe ordine, dintre care

cele mai mari sunt erele, dup care n ordine descrescnd urmeaz perioadele, epocile i vrstele (tabelul 1). Acestor diviziuni le corespund n spaiu grupele, sistemele, seriile i etajele.

Istoria geologic a Pmntului cuprinde cinci ere: arhaic, proterozoic (care mpreun alctuiesc precambrianul), paleozoic, mezozoic i neozoic. Precambrianul reprezint partea cea mai lung din istoria Pmntului, care a durat cca 2,5-3

miliarde de ani. El se subdivide n dou ere: arhaic i proterozoic. Era arhaic (cunoscut i sub numele de arhenian sau laurenian) se caracterizeaz prin dou

faze specifice: una anhidr, cu roci magmatice i o atmosfer ncrcat cu vaporii diferitelor sruri, i o alta oceanic veche, cnd se formeaz primul nceput al hidrosferei i apar primele roci sedimentare, care sub influena metamorfismului devin roci metamorfice (isturi cristaline). n aceast er au avut loc primele micri tectonice tangeniale, cunoscute sub numele de cutrile laureniene, i au aprut primele forme de via. Era proterozoic (sau eozoicul) se caracterizeaz prin extinderea rocilor sedimentare, dar i a celor

magmatice i metamorfice, i prin apariia unor forme de vieuitoare, difereniate n plante i animale. Formaiunile proterozoice au fost puternic cutate de orogeneza huronian. n precambrian s-au pus, deci, bazele scheletului orografic al reliefului terestru, prin formarea

anumitor scuturi continentale, i s-a dezvoltat prima glaciaie a Pmntului. Grosimea relativ a formaiunilor precambriene a fost apreciat la cca 24 km, predominante fiind cele

sedimentare parial metamorfozate. Era paleozoic a durat cca 345 milioane de ani i se mparte n cinci perioade: cambrian,

silurian, devonian, carbonifer i permian. n aceast er, formaiunile geologice au atins grosimi de cca 30 km, fiind reprezentate prin conglomerate, gresii, calcare dolomitice, crbuni, isturi argiloase, care au fost apoi metamorfozate, precum i prin roci magmatice: granite, granodiorite, gabrouri, porfire etc.

Sub raport tectonic, paleozoicul a fost o er foarte zbuciumat, cu un vulcanism accentuat i cu dou faze orogenice foarte importante: orogeneza caledonic, care a avut loc la nceputul paleozoicului n silurian-devonian, i orogeneza hercinic din carbonifer-permian.

Prin aceste micri orogenice, s-au format numeroase catene muntoase: M-ii Scandinaviei, M-ii Insulelor Britanice, Masivul Central Francez, M-ii Vosgi, M-ii Pdurea Neagr, Masivul Boemiei, M-ii Dobrogei, M-ii Urali, M-ii Apalai, Cordiliera Australian etc.

n aceast er, s-au dezvoltat puternic nevertebratele marine, petii i amfibienii, iar dintre plante pteridofitele, care au format primele pduri i din care au rezultat cele mai importante depozite de crbune de pe glob.

Clima a fost n general cald, o rcire mai puternic simindu-se n permian, cnd pe continentul sudic Gondwana a aprut a doua mare glaciaie a Pmntului.

La sfritul paleozoicului, existau dou continente n emisfera nordic (continentul Nord Atlantic i continentul Sino-Siberian) i unul n emisfera sudic (Gondwana). Era mezozoic, care a durat cca 155 milioane de ani, se mparte n trei perioade: triasic, jurasic

i cretacic, ultima reprezentnd ca durat mai mult de jumtate din ntreaga er.

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

15

Tab. 1. Evoluia geologic a Pmntului

Era

Perioada

Epoca

Vrsta sau etajul

nceput i sfrit (mil.ani)

Durata aprox.

(mil. ani)

Cicluri, faze

orogenice

Caracterele pale-ontologice

Grosime relativ

vrsta fierului Animale i holocen vrsta bronzului plante actuale: Cuaternar neolitic 1-2 1 valah mamutul, ursul 200 m superior cavernelor, omul pleistocen mediu paleo- i neolitic inferior levatin

N Neogen dacian E pliocen ponian 1-10 9 rodanic O meoian Z sarmaian 2 attic O miocen tortonian I helveian 10-25 15 C burdigalian stiric acvitanian clasa chattian savic mamiferelor 4000

m oligocen rupelian 25-40 15 lattorfian luteian Paleogen eocen ledian 40-60 20 45 pireneic indian ypressian paleocen londonian 60-70 10 monian laramic cretacic danian superior senonian cretacic turonian mediu cenomanian Cretacic albian 70-140 70 austric aptian cretacic barremian inferior hauterivian valanginian berriassian Kim.nou clasa

M portlandian reptilelor 6000m E malm kimmeridgian i Z callovian amoniilor O Jurasic dogger bathonian 140-185 45 155 Z bajocian O liasic aalenian I rhetian Kim.veche C norian

Tab. 1. Evoluia geologic a Pmntului (cont.)

Era

Perioada

Epoca Vrsta sau

etajul nceput i sfrit (mil.ani)

Durata aprox.

(mil. ani)

Cicluri, faze

orogenice

Caracterele pale-ontologice

Grosime relativ

triasic sup. camian Triasic triasic med. ladinian 185-225 40 triasic inf. anisian werfenian permian facies marin superior kazanian Permian permian kungurian 225-270 45 inferior artinskian hercinic c. superior uralian Carbonifer c. mediu moscovian 270-320 50 c. inferior dinanian clasa

P famelian petilor

16

A devonian frasnian i L superior givetian trilobiilor 30000m E Devonian devonian eifelian 320-400 80 O mediu coblenian 345 Z devonian gedinian O inferior downtonian I ludlovian C gothlandian wenlockian Silurian valenian 400-480 80 caledonic ordovician caradocian elamoelian tremadocian postdamian - Cambrian acadian - 480-570 90 georgian -

EO- Algonkian - 570- 1330 huronian urme de ZOIC - 2900 vieuitoare AR- - 2900- 1600 laurenian urme slabe de 24000m

HAIC - 3500 vieuitoare ETAPA PREGEOLOGIC 3500-5000 1500 vrsta planetar

Formaiunile geologice mezozoice sunt alctuite din calcare, dolomite, gresii, isturi argiloase,

conglomerate, marne, gresii calcaroase, calcare coraligene etc. i au o grosime destul de mare cca 6 km. Sub raport tectonic, mezozoicul se caracterizeaz prin trei faze orogenice mai importante: kimeric n

triasic, austric n cretacicul mediu i laramic n cretacicul superior, prin care s-au format noi lanuri muntoase alturi de cele paleozoice i a nceput schiarea lanului alpin i a cordilierelor americane. n triasic, se disting numai dou continente: unul nordic (Laurasia) i altul sudic (Gondwana). n jurasic se ajunge la o frmiare a marilor continente precedente n peste cinci blocuri n

emisfera nordic i trei n cea sudic. La sfritul mezozoicului, n cretacicul superior, n emisfera sudic predomina oceanul, uscatul

fiind reprezentat prin mici blocuri (n Brazilia, Africa, Madagascar, India i Australia). Clima a fost n general cald, dup cum rezult din marea dezvoltare a calcarelor coraligene.

n era mezozoic, n regnul animal s-au dezvoltat, devenind dominante, reptilele, amoniii i belemniii, iar n cadrul vegetaiei gimnospermele. Era neozoic (sau kainozoic) dureaz de cca. 70 milioane de ani. Se mparte n trei perioade:

paleogen, neogen i cuaternar (antropogen). Formaiunile geologice ocup mari suprafee. Ele sunt constituite din argile, marne, gresii, calcare,

nisipuri, pietriuri, conglomerate, tufuri vulcanice etc., avnd o grosime de cca. 4 km. Sub raport tectonic, n mezozoic a avut loc orogeneza alpin, prin care s-au format cele mai mari

lanuri muntoase de pe glob (lanul Pirinei - Alpi - Carpai - Himalaia, lanul Cordilierelor americane). Aceste lanuri s-au format n mai multe faze orogenice pirineic, savic, attic, rodanic i valah

(sau pasadenic). Vulcanismul s-a desfurat pe suprafee mari i cu intensiti deosebite, mai ales n cuprinsul zonelor

de orogenez alpin i a lanurilor din jurul Oceanului Pacific. Cel mai tnr lan neovulcanic se afl n Carpaii Orientali (Climani - Gurghiu - Harghita).

n neozoic, cele trei continente nordice s-au conturat mai bine, prin braele marine ce le separau, iar n emisfera sudic nucleele vechi se extind i ntregesc mai bine nfiarea Americii de Sud, Africii i Australiei.

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

17

n neogen, uscatul se extinde mult n cele dou emisfere, ajungnd la o imagine apropiat de cea actual. Atunci s-au conturat bine cele dou mari blocuri de uscat, euro-afro-asiatic i american, ca i cele trei oceane Pacific, Indian i Atlantic.

n era neozoic, s-au dezvoltat puternic mamiferele i foraminiferele (numuliii), lamelibranhiatele i gasteropodele, iar n regnul vegetal s-au extins puternic angiospermele. n perioada cuaternar, care dureaz de cca 1-2 milioane de ani, a aprut omul i s-a dezvoltat cea

mai mare glaciaie din istoria geologic a Pmntului, ale crei urme se mai pstreaz i astzi n Antarctica, Groenlanda i Artica. Cuaternarul, aa cum remarc P. Cote, este considerat teatrul unor importante fenomene tectonice, vulcanice, climatice i biologice.

Glaciaiunile au determinat schimbri importante ale agenilor externi i, deci, ale reliefului i compoziiei covorului vegetal.

Cuaternarul se mparte n trei epoci: - diluviu - ce corespunde potopului lui Noe, cu mari rciri i ploi bogate; - glaciar - cnd au avut loc cele patru glaciaii; - antropogen - cnd a aprut omul. Cuaternarul a fost mprit n dou subdiviziuni: - pleistocenul, care a durat cea mai mare parte; - holocenul (postglaciarul), care dateaz de cca 10-20 mii de ani.

Glaciaia pleistocen a fost foarte extins fa de cea actual holocen. Mari suprafee din Europa, Asia i America de Nord au fost acoperite cu calote de ghea. Glaciaia a avut loc i n zonele montane, unde s-au format gheari de vale sau circuri glaciare. n fazele reci, glaciare, aceste calote coborau n altitudine, iar n cele interglaciare mai calde se retrgeau, micorndu-i volumul.

Aceste faze au fost distinse pentru prima dat n Alpi, de ctre A. Penk i E. Brckner, unde au fost stabilite patru faze glaciare principale: Gunz, Mindel, Riss i Wurm, desprite de trei faze interglaciare. Cea mai puternic glaciaie a fost Riss.

n fazele glaciare, nivelul mrilor a sczut, iar n cele interglaciare era mai ridicat. Pe continente, la altitudini joase, au fost distinse tot patru faze glaciare i trei interglaciare. Glaciaia cuaternar a avut importante consecine de ordin climatic, morfohidrografic i biologic. Ea

a fost pregtit lent, datorit unor fenomene astronomice (schimbarea axei polilor, a vitezei de rotaie a Pmntului, a cantitii de cldur solar), ct i a unor cauze geologico-geografice (schimbarea compoziiei aerului atmosferic, a reliefului terestru), ca urmare a micrilor tectonice, a configuraiei continentelor i oceanelor, a curenilor oceanici sau cosmici (modificarea cldurii solare primite de Pmnt, ca urmare a trecerii acestuia printr-un nor cosmic sau ca urmare a unor ntinse pete solare).

Ipoteza astronomic a lui N. Milancovi (1924) explic apariia glaciaiunilor prin schimbarea oblicitii eclipticei, migrarea periheliului i schimbarea periodic a excentricitii drumului planetei. Fazele glaciare corespund cu o excentricitate mai mare n acelai timp cu o coinciden a afeliului cu anotimpul de iarn i cu o oblicitate maxim a eclipticei, ce condiioneaz un minim de cldur solar pe Pmnt. Fazele interglaciare corespund unei excentriciti mai mici n acelai timp cu o coinciden a afeliului cu vara i o oblicitate minim a eclipticei, care are ca urmare un maxim de cldur solar pe Pmnt.

n curba lui N. Milancovi i-a gsit confirmarea i schema geomorfologic a glaciaiei alpine a lui A. Penck i E. Brckner (1909), cu cele patru subdiviziuni de baz Gunz, Mindel, Riss i Wurm (fig. 3).

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

18

Fig. 3. Curba climatic a fazelor glaciare din Alpi (dup A. Penk i E. Brckner)

Pn n prezent, se poate spune c problema genezei glaciaiunilor cuaternare n-a fost rezolvat definitiv. Vrsta absolut, determinat prin metode radioactive, folosind metoda heliului sau a

radiocarbonului, se apreciaz la cca 3 miliarde de ani (dup alii 4,5 miliarde de ani), iar cele mai vechi roci dateaz de 2,1 milioane de ani. Paleozoicul a nceput acum 570 milioane de ani, iar mezozoicul acum 255 milioane de ani. Vrsta oceanului planetar este de cca 70 milioane de ani, iar cuaternarul a nceput acum 1-2 milioane de ani.

Cap. 3.

ELEMENTE DE GEOLOGIE DINAMIC

3.1. Consideraii generale Relieful continental este rezultatul unei permanente interaciuni dintre agenii geologici interni i

externi. Agenii interni (endogeni) sunt reprezentai de: procesele magmatice, procesele metamorfice,

micrile seismice i micrile tectonice. Aceti ageni au ca surse de energie: cldura geotermic, gravitaia, energia radioactiv, magmatismul, reaciile chimice endogene i creeaz la suprafaa pmntului denivelri pozitive, sub form de muni, podiuri i dealuri, respectiv cu aspect negativ, cum sunt depresiuni, cmpii de subsiden, avnd deci un rol constructiv. Agenii externi (exogeni), a cror surs principal de energie este radiaia solar, sunt reprezentai

de: fora gravitaional, ape curgtoare, gheari, vnt, organisme. Aceti ageni au un rol distructiv, acionnd n direcia erodrii denivelrilor create de agenii interni, dar i un rol constructiv, deoarece materialele erodate sunt transportate i depuse n zonele depresionare ale scoarei terestre.

3.2. Dinamica intern n interiorul scoarei terestre au loc o serie de transformri fizice i chimice care genereaz: procese

magmatice, procese metamorfice, micri seismice i micrile tectonice. 3.2.1. Procesele magmatice n interiorul Pmntului, n anumite condiii de temperatur i presiune, se produce o topire local a

materialelor constituente ale scoarei terestre, formnd o mas vscoas numit magm (n limba greac nseamn aluat).

Din punct de vedere fizico-chimic magma este o topitur fierbinte, constituit dintr-un amestec de silicai, oxizi, sulfuri i substane gazoase. O dat cu formarea magmei n rezervorul magmatic i zonele

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

19

nconjurtoare au loc o serie de fenomene. Unele fenomene se produc direct n rezervorul magmatic, altele n rocile nconjurtoare din imediata apropiere a magmei, iar altele la distane foarte mari prin ptrunderea unor componente lichide sau gazoase ale magmei.

Fenomenele legate de consolidarea magmei n rezervorul magmatic sau pe cale de ascensiune ctre suprafa poart numele de fenomene plutonice (de la Pluton zeul adncurilor n mitologia roman).

Fenomenele legate de apariia magmei la suprafaa scoarei terestre sub form de lav, poart numele de fenomene vulcanice (de la Vulcan zeul focului n mitologia roman).

3.2.1.1. Fenomene vulcanice Magma poate ajunge din interiorul Pmntului la suprafa, pe linii de ruptur sau crpturi profunde

ale scoarei, fenomen nsoit de zgomote subterane, explozii, degajri de gaze sau ape fierbini. Topitura de silicai ajuns la suprafa, mpreun cu sfrmturile de roci rezultate n urma

exploziilor, se revars sub forma unui relief conic. Materialul dispus n jurul punctului de erupie, mpreun cu calea de ascensiune a topiturii i a locului unde se adun lava, constituie un aparat vulcanic. Cele mai simple aparate vulcanice sunt alctuite din co, con i craterul vulcanic (fig. 4).

Coul vulcanic reprezint calea de acces a topiturii spre suprafa. Coul se formeaz n regiunile de minim rezisten, res-pectiv fracturi sau cr-pturi de scoar teres-tr. Coul vulcanic este umplut, n majoritatea cazurilor, cu roci piro-clastice amestecate cu lav sau numai cu lav consolidat. Dac rocile nconjurtoare sunt mai puin rezistente dect umplutura coului la aciunea procesului de denudare, suprafaa coului apare ca o form pozitiv de relief, iar fostul co vulcanic poart numele de neck (gt, stlp).

Conul vulcanic este forma de relief care rezult n urma erupiei i a depunerii de lav. Dimensiunile lui depind de caracterul lavei i al erupiei. Conul vulcanic poate avea nlimi de la civa metri la mii de metri (Vezuviu 1400 m, Kilimanjaro 5895 m).

n raport cu alctuirea petrografic, vulcanii se mpart n dou categorii omogeni i heterogeni (sau stratovulcani).

Conurile vulcanice omogene sunt formate din acelai material i pot fi: - conuri de lav masive i lipsite de stratificaie; - conuri de sfrmturi formate exclusiv din produse piroclastice, blocuri, bombe, lapili i nisip

vulcanic, adic din material psefitic provenit n urma exploziilor vulcanice stratificate; - conuri de cenu formate numai din produse piroclastice pelitice, cu pante abrupte i dubl nclinare,

una abrupt spre crater i alta mai domoal periclinal. Conurile vulcanice neomogene sunt alctuite dintr-o alternan de curgeri de lav i de

sfrmturi vulcanice. La baza conului apare un strat de piroclastite. Sfrmturile vulcanice provocate de explozie se sorteaz n atmosfer datorit greutii lor, n virtutea gravitaiei. Primele i mai aproape de punctul de explozie se depun sfrmturile mari i grele, iar ulterior i la mare distan cenua vulcanic.

Craterul este adncitura din vrful conului vulcanic care are forma unei plnii sau a unei cldri. Diametrul craterului depinde de mrimea conului. Pe fundul craterului se gsesc unul sau mai multe orificii, pe unde apare la suprafa lava i produsele gazoase. n craterele unor vulcani se gsesc acumulri de lave incandescente (ex. Nyragongo din Viruga, R.D. Congo). Cnd topitura este linitit,

Fig. 4. Aparat vulcanic

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

20

lacul se acoper n parte cu sloiuri de lav scoriacee. Pereii craterului sunt n form de amfiteatru, datorit teraselor formate din vechile curgeri de lav.

La vulcanii stini, craterul se umple uneori cu sfrmturile de roci provenite din distrugerea conului vulcanic, alteori ns sunt umplute cu apa provenit din acumularea apelor de iroire, formnd lacuri vulcanice (ex. Lacul Sfnta Ana din M-ii Harghita).

Vulcanii nu erup ntotdeauna cu aceeai intensitate i, chiar la acelai vulcan, de la o erupie la alta se constat deosebiri importante. Erupia unui vulcan se anun, de regul, prin zgomote subterane, cutremure de pmnt repetate, apariia unor izvoare i dispariia altora, iar animalele cu ascunziuri subterane prsesc regiunea.

Activitatea propriu-zis a vulcanului ncepe odat cu apariia fenomenului vulcanic. Coloana de fum este alctuit din vapori de ap fierbini, din diferite gaze i din particule de lav, care sub presiunea gazelor se pulverizeaz, se ridic brusc, formnd cenua vulcanic.

n etapa de proxism vulcanic, coloana de fum este nsoit de proiecii vulcanice solide, psefitice i psamitice. Coloana de fum se poate ridica, pe timp linitit, la nlimi considerabile (de cca 10 km) i are forma unei umbrele.

Norii arztori sunt mase imense de gaze, amestecate cu cenu vulcanic incandescent, care erup cu violen. Erupia este nsoit de zgomote puternice, provocate de explozii i de descrcrile electrice din atmosfer. Apariia i curgerea lavei marcheaz maximul activitii vulcanice. Curgerea lavei este, adeseori, violent i nsoit de explozii. Treptat, curgerea lavei nceteaz, iar degajarea de gaze este din ce n ce mai mic.

n raport cu timpul cnd au erupt, vulcanii se mpart n: activi, stini i vechi. Vulcanii activi erup i n zilele noastre sau au erupt n cursul epocilor istorice. Cei stini sunt vulcani care nu au mai erupt de foarte mult timp, prezena lor fiind marcat de relieful vulcanic. Vulcanii vechi sunt cei al cror aparat vulcanic este n mare parte distrus.

Produsele activitii vulcanice sunt de trei feluri: gazoase, lichide i solide. a) Produsele gazoase sunt cele care anun nceputul activitii vulcanului i nsoesc ntreaga

activitate vulcanic i postvulcanic. Gazele sunt alctuite din vapori de ap (H2O), bioxid de carbon (CO2), hidrogen (H2), amoniac (NH3), clor (Cl2), metan (CH4), azot (N2), oxigen (O2) etc.

Compoziia produselor gazoase variaz n timpul unei erupii i n raport cu compoziia chimic a lavei.

Dup felul i temperatura lor, emanaiile de gaze au fost clasificate n: fumarole, solfatare i mofete. Fumarolele sunt erupii de gaze fierbini. Ele pot fi:

- Uscate: sunt emanate la temperaturi de peste 10000C i conin valori de ap (H2O), hidrogen (H2), clor (Cl2), sulf (S), azot (N2), oxigen (O2), carbon (C), metan (CH4) .a.

- Acide: au temperaturi cuprinse ntre 10000C i 2700C. ntre 10000C i 6500C produsele gazoase sunt formate din clorur de sodiu (NaCl), clorur de potasiu (KCl) i clorur feric (FeCl3), bioxid de carbon (CO2), bioxid de sulf (SO2) i cantiti mici de sulfur de sodiu (Na2SO4), sulfur de calciu (CaSO4). Sub 6500C s-a semnalat clorur de aluminiu (AlCl3).

- Alcaline: gazele emanate au temperaturi cuprinse ntre 2700C i 2000C i sunt alctuite din clorur de amoniu (NH4Cl). Solfatarele sunt produse gazoase emanate dup faza de paroxism vulcanic i sunt bogate n acid

sulfuric (H2SO4). Ele conin vapori de ap (98% din totalul gazelor), la care se adaug hidrogen sulfurat (H2S) i bioxid de carbon (CO2). Hidrogenul sulfurat, prin oxidare, poate forma sulf liber, aa cum se ntlnete n M-ii Climani i Harghita. Alteori intr n reacie cu arsenul, fierul, plumbul sau zincul, dnd sulfurile respective: realgarul (As2S3), pirita (FeS2), galena (PbS) sau blenda (ZnS).

MireLHighlight

21

Mofetele sunt emanaii de gaze postvulcanice, la temperaturi obinuite. Ele sunt bogate n bioxid de carbon (CO2) i mai conin azot (N2), hidrogen (H2), metan (CH4). La vulcanii stini (aa cum este cazul celor din M-ii Climani i Harghita), a cror activitate a ncetat la sfritul teriarului, emanarea gazelor este difuz, ele dizolvndu-se n apa freatic.

b) Produsele lichide sunt alctuite din lav care este o topitur de silicai, care vine din interiorul Pmntului, din rezervorul magmatic. Este fluid i are temperaturi ridicate, care pot depi 12000C. n raport cu compoziia chimic exist lav bazic i lav acid.

Lava bazic este fluid, deoarece conin mai puin bioxid de siliciu (SiO2), are temperaturi de cca 10000C, are o vitez mare de naintare i poate ajunge la zeci de kilometri distan. n timpul curgerii, lava ncepe s se rceasc i se ntrete.

Lava acid este o topitur de silicai, mai bogat n silice (bioxid de siliciu) i n gaze. Lava are o vitez mic de naintare (1 km n mai multe ore) i o vscozitate mare. n deplasare, lava formeaz la suprafa o crust, care iniial prezint bici de gaze ce se sparg prin consolidare, devenind scoriacee.

Natura bazic sau acid a lavei se datoreaz cantitii diferite de gaze pe care o conine lava la un moment dat.

Activitatea vulcanic determin apariia izvoarelor termale, ca urmare a faptului c temperatura apelor de infiltraie crete. n ascensiune spre suprafa acestea se mineralizeaz, astfel nct apar la suprafa sub forma unor izvoare fierbini mineralizate.

n raport cu modul n care apa iese la suprafa, izvoarele termale se mpart n dou categorii: izvoare cu curgeri continui i izvoare intermitente (numite geizere).

Uneori, apar izvoare carbonatate, unde bioxidul de carbon (CO2) ntlnete, n ascensiunea sa, pnze de ap freatic n care se dizolv. n Transilvania aceste izvoarele carbonatate sunt numite borvizuri sau borcuturi. Bioxidul de carbon dizolvat aciduleaz apa i i mrete puterea de solubilizare, dizolvndu-se astfel mineralele alcaline (Ca, Mg, Na, Li, K) sub form de bicarbonai. Izvoarele carbonatate depun: - carbonat de calciu (CaCO3), sub form de tufuri calcaroase, care prin recimentare devin travertine; - carbonat de fier (FeCO3) care precipit sub form de limonit (aa cum se gsete la Vlhia - Harghita).

Izvoarele calde, sub form de geizere depun silice coloidal sub form de opal sau calcedonie. c) Produsele solide. Ca rezultat al erupiilor vulcanice apar roci numite piroclastite (pirosfoc, clastic-

sfrmat). Produsele piroclastice, mobile n raport cu mrimea elementelor constitutive, se mpart n: blocuri, bombe, lapili (pietricele), nisip vulcanic i cenu vulcanic.

Cei mai muli vulcani (cca 77-78%) sunt grupai n jurul Oceanului Pacific i n insulele acestui ocean, constituind Centura de foc a Pacificului, iar restul n Oceanul Atlantic, Marea Mediteran, Marea Roie i Oceanul Indian. n Romnia se recunoate un vulcanism vechi (paleozoic i mezozoic) i un vulcanism nou

(neogen). Vulcanismul vechi s-a manifestat cu mare intensitate n paleozoic n Dobrogea, Banat i n M-ii

Apuseni. n Dobrogea, mrturiile unui vulcanism vechi sunt reprezentate prin lavele acide, fr a se recunoate

aparatele vulcanice i eventual material piroclastic ndeprtate prin procesele de denudaie. Urme ale acestui vulcanism apar la Camena - Crjelari i Dealul lui Manole, fiind reprezentate prin porfire ce provin din activitatea vulcanic legat de orogeneza hercinic.

n Banat, urme ale activitii vulcanice, din permian i carboniferul superior, apar n regiunea Svinia, Starica, Trescov i Drenetina. Produsele piroclastice, cu grosimi de peste 1000 m, sunt reprezentate prin alternane de brecii, aglomerate piroclastice i cinerite diagenizate. n Banat, mai apar porfire cuarifere de vrst permian la Iablania i la Cornereva. Tot de origine vulcanic, dar mai noi, din mezozoic, sunt i lamprofirele din jurul Aninei, diabazele i ofiolitele cretacice din zona Anina i pnza de Severin precum i erupiile banatitice din bazinul Rusca Montan.

MireLHighlight

MireLHighlight

22

n Munii Apuseni, activitatea vulcanic veche apare n M-ii Codru Moma, unde apar produse piroclastice i curgeri de porfire i porfire cuarifere. n M-ii Highi i Drocea au avut loc importante erupii vulcanice de pe urma crora au rezultat diabazele asociate cu material piroclastic, aglomerate, brecii i chiar cinerite. Erupii vulcanice au avut loc n cretacicul superior i n M-ii Vldeasa, unde s-au format dacite i riolite.

Vulcanismul nou s-a manifestat n ara noastr n neogen, cuprinznd cu deosebire zona Munilor Apuseni, nordul Carpailor Orientali i lanul muntos Climani - Gurghiu - Harghita. n regiunea Climani - Harghita, vulcanismul neogen a format un aliniament de conuri vulcanice, dnd natere la un masiv muntos paralel cu munii de origine tectonic.

Activitatea neovulcanic din ara noastr este indicat de curgeri de lav, produse piroclastice i manifestri postvulcanice. Lavele sunt reprezentate prin diferite varieti de andezite, iar n partea sudic (M-ii Perani) prin bazalte. Dintre produsele piroclastice, aglomeratele, breciile i cenua vulcanic sunt cele mai bine reprezentate. Ca produse ale activitii vulcanice, apar mofetele, manifestri ale bioxidului de carbon n legtur cu care sunt apele carbonatate de la Borsec, Tunad, Malna, Covasna etc.

n nordul Carpailor Orientali apare lanul vulcanic Oa - Guti ible, format din lave riolitice, dacitice i andezitice cu produsele lor piroclastice. Primele erupii din aceast zon au fost andezitice, apoi dacitice i riolitice i, n final, diferite varieti de andezite.

n Munii Apuseni, neovulcanismul s-a manifestat n partea sud-estic. Vulcanii s-au format la nceputul neogenului, fiind mai vechi dect cei din Carpaii Orientali. Aici apar numai rmie ale aparatelor vulcanice, iar lavele vulcanice sunt alctuite din riolite, dacite, diferite varieti de andezite i chiar bazalte, la care se asociaz sporadic piroclastite.

3.2.1.2. Fenomene plutonice Fenomenele plutonice sunt fenomene care au loc n interiorul litosferei, att n rezervorul magmatic

ct i n rocile nconjurtoare sau pe cile de ascensiune a magmei. Succesiunea fenomenelor care au loc ntr-un sistem magmatic este urmtoarea: formarea magmei,

deplasarea magmei n scoar, raporturile dintre magm i rocile nconjurtoare, diferenierea magmatic i consolidarea magmei.

n ce privete formarea magmei, n decursul timpului au fost emise mai multe ipoteze. Cei mai muli geologi admit c magma nu este un element constitutiv al scoarei, ci un fenomen local provocat de anumite condiii de temperatur i presiune. Prin nmagazinarea treptat de cldur la baza zonei SIAL, s-ar putea produce topitura care ar determina i o mrire de volum. Aceast mrire ar provoca o presiune (mpingere de jos n sus), generndu-se o crptur echivalent cu calea de ascensiune spre suprafa a magmei (J. Jolly). Dup V.V. Belousov (citat de Gr. Rileanu), creterea local a temperaturii este posibil prin acumularea de substane radioactive. Pe de alt parte, fenomenele tectonice produc descrcri de presiune, fapt ce creeaz condiii pentru formarea magmei. Ca rezultat al formrii magmei, are loc o mrire a volumului, iar datorit gazelor i o cretere a presiunii care pune magma n micare. Drept rezultat, magma se deplaseaz spre prile superioare ale scoarei terestre i ocup spaii foarte diferite, att ca form ct i ca mrime.

n raport cu adncimea la care s-au format, corpurile intruzive se pot mpri n corpuri abisale i corpuri hipoabisale.

Corpurile abisale (plutonice) sunt reprezentate prin: Batolitele sunt corpuri magmatice de dimensiuni foarte mari, dezvoltate pe sute de kilometri. Ele

strbat n mod obinuit discordant rocile acoperitoare i se lrgesc treptat n adncime, fapt ce presupune c batolitele s-au format prin solidificarea magmei pe locul ei de formare. Stokurile sunt corpuri magmatice de adncime, de dimensiuni mai mici, reprezentnd de obicei

prelungiri ale unor batolite mai mari din profunzime.

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

23

Ethmolitele sunt corpuri plutonice care prezint o ngustare n adncime. Chonolitele sunt corpuri plutonice de forma unor limbi, care strpung isturile cristaline, dispuse n

lungul unor fracturi nclinate. Corpurile plutonice apar n smburele unor structuri cutate. Dup raporturile n care se gsesc cu

micrile orogenice, se disting urmtoarele corpuri plutonice: Pretectonice: fiind aprute nainte de micrile orogenice principale, care au afectat o regiune,

sunt metamorfozate, aa cum e cazul cu granito-gnaisurile din partea central a zonei cristalino-mezozoice din Carpaii Orientali i cu unele masive granitice din autohtonul Carpailor Meridionali. Sintectonice: s-au format n timpul micrilor orogenice, fapt pentru care prezint o textur

orientat, paralel cu ituozitatea rocilor metamorfice n care sunt injectate. Asemenea corpuri apar n Carpaii Meridionali. Posttectonice: au o textur masiv i strpung discordant rocile nconjurtoare. n deplasarea ei spre suprafa, magma strbate roci cu o compoziie chimic i temperaturi diferite de

ale magmei. n asemenea situaii, pentru stabilirea unui echilibru, se produc o serie de transformri, att n rocile nconjurtoare ct i n masa topit.

Totalitatea fenomenelor, care au loc la contactul dintre magm i rocile n care ptrunde, poart denumirea de metamorfism de contact magmatic.

Suprafaa rocilor n care se resimte influena magmei se numete aureol de contact. Mrimea aureolei depinde, pe de o parte de volumul corpului intruziv, iar pe de alt parte de chimismul i temperatura lui. Magmele acide, bogate n gaze, dau aureole de contact mai mari dect cele bazice, srace n gaze. n general, se admite c ntinderea aureolei de contact variaz de la civa metri pn la 4-5 km.

Diferenierea magmatic. n deplasarea sa spre suprafa, magma ajunge ntr-un mediu cu temperaturi mai sczute, unde ncepe s se rceasc. Mineralele i ating punctul critic de solidificare i ncep s cristalizeze, n ordinea invers a punctului de fuzibilitate.

Ordinea de cristalizare este urmtoarea: olivin, piroxeni, amfiboli, mice, feldspatoizi, feldspai i cuar. Deci, mineralele melanocrate sunt primele care cristalizeaz, prin cristalizare acestea devin mai grele i tind s cad spre fundul rezervorului magmatic, unde temperatura fiind mai ridicat se topesc din nou. Astfel, se realizeaz o difereniere - cele bazice spre baz i cele acide spre marginea rezervorului magmatic.

Magma fiind un amestec de compui chimici, solidificarea nu se face brusc, la temperatura la care un mineral cristalizeaz n mod normal, ci are un interval de solidificare care, de obicei, este de ordinul a cteva sute de grade.

Diferenierea poate avea loc i prin licuaie sau dezamestec sau prin contact i asimilaie. n procesul de consolidare a magmei s-au pus n eviden trei faze principale: Faza lichid-magmatic ine din momentul n care ncepe cristalizarea pn la temperatura de

6500C, interval n care se formeaz rocile magmatice intruzive. Faza pegmatito-pneumatolitic se desfoar ntre 6500C i 3600C. Aceast faz se caracterizeaz

prin prezena unor soluii reziduale difereniate, foarte bogate n substane volatile. n aceast faz se formeaz pegmatitele ca roci magmatice filoniene. Faza hidrotermal are loc la temperaturi sub 3600C, cnd reziduurile devin bogate n vapori de

ap, ce dau natere la soluii apoase de compoziie chimic complex. n aceast faz cristalizeaz mineralele hidrotermale, n special minereurile de plumb, stibiu, zinc, cupru, aur, argint etc.

Structura rocilor intruzive este holocristalin, adic toat masa rocii este cristalizat, dac cristalizarea se petrece n condiii de temperatur i presiune ridicate. Cnd cristalele sunt mari, puternic

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

24

dezvoltate, structura se numete pegmatitic. Dac toate cristalele au aceeai dimensiune i sunt de form granulat, structura se numete holocristalin granular (grunoas).

Textura rocilor intruzive, care este dat de modul n care sunt aranjate cristalele, se numete textur masiv neorientat.

Pe teritoriul rii noastre au avut loc n decursul erelor geologice fenomene plutonice n Dobrogea, Carpaii Orientali, M-ii Apuseni, dar mai ales n Carpaii Meridionali.

n Dobrogea, la sfritul paleozoicului, au avut loc n zona de orogenez hercinic, respectiv n M-ii Mcinului, fenomene magmatice importante. n acest timp s-au format intruziunile granitice de la Greci, Iacobdeal Piatra Roie, Ciucurova, Popina Mare i Popina Mic.

n Carpaii Meridionali apar intruziuni vechi, legate de orogeneza hercinic sau chiar caledonic, i intruziuni mai recente, legate de orogeneza alpin.

Granitele vechi formeaz n Carpaii Meridionali masive importante cu caracter batolitic. Cele mai importante apar n domeniul Danubian, cum sunt cele de la Suia, Tismana, Retezat, Parng, Petreanu i arcu, apoi cele de la Cerna, Ogradeana, Sfirdinu i Cherbelezu. n autohtonul Carpailor Meridionali se gsesc intruziuni de roci dioritice care apar n partea central a M-ilor Parng - din Valea Latoriei pn n Valea Jiului. Aici se gsesc i amfibolite de origine eruptiv, provenite dintr-o magm dioritic ce a asimilat calcarele pe care le-a strbtut. n Banat apar intruziuni bazice reprezentate prin gabrourile de la Iui, de care sunt legate serpentinele de Eibenthal.

Intruziuni legate de orogeneza alpin sunt considerate banatitele, care formeaz la Ocna de Fier un important corp intruziv. De aici, se nscriu pe direcia nord-sud corpuri mai mici la Dognecea, Oravia, Sasca i Moldova Nou. Aceste banatite sunt rezultatul unor fenomene magmatice de la sfritul cretacicului. Ele formeaz, la contactul cu sedimentarul, o important aureol alctuit din skarne, marmure i mineralizaii importante de fier. n M-ii Poiana Rusc, exist un masiv intruziv granodioritic la sud de Ndlag, iar la Orova apare unul sienitic.

Legat de aceste intruziuni, s-au format i pegmatitele din M-ii Lotrului, din care se exploateaz mica alb de la Voineasa, respectiv feldspatul i berilul de la Teregova.

n M-ii Apuseni, se afl intruziuni de granite la Muntele Mare, legate de orogeneza hercinic, iar n M-ii Drocei, la Svrin, apare complexul de melafire i diabaze.

3.2.2. Micri seismice Ca rezultat al dinamicii plcilor tectonice, respectiv al efectelor fizice i mecanice ale subduciei, apar

micrile seismice, micrile rupturale sau disjunctive, procesele de cutare i procesele orogenice. Micrile seismice, cunoscute i sub denumirea de cutremure de pmnt, sunt micri de scurt durat

care determin zguduiri brute ale scoarei terestre. Cu studiul acestor micri se ocup o ramur a geofizicii, numit seismologie (seismos = zguduire).

Cutremurele de pmnt reprezint un fenomen natural care se repet destul de des pe planeta noastr. n prezent, pe suprafaa Pmntului, se nregistreaz cteva sute de mii de cutremure anual. Cea mai mare parte a acestora nu sunt simite de om, ci numai de aparate (seismografe). n medie, ntr-un an, au loc: un cutremur catastrofal, 10 cutremure nimicitoare, 100 cutremure distrugtoare i 1000 cutremure care provoac unele distrugeri ale construciilor (Gr. Rileanu, 1965).

Cauzele naturale ale cutremurelor de pmnt pot fi grupate n dou categorii: cauze endogene, legate de energia intern a Pmntului: fenomenele tectonice i cele vulcanice; cauze exogene, legate de unii factori externi: prbuirea unor goluri subterane (carstice), cderea

unor meteorii, scderile sau creterile brute ale presiunii atmosferice, fora mareelor etc.

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

25

n funcie de cauzele care le provoac, cutremurele de pmnt pot fi mprite n: cutremure tectonice, vulcanice, de prbuire i artificiale.

Dup locul unde se produc, cutremurele pot fi continentale sau marine. Cutremurele tectonice sunt determinate de deplasri brute care se produc n scoara terestr sau n

zonele subcrustale de-a lungul unor suprafee de fractur. Ele sunt cele mai frecvente, determinnd peste 95% din totalul cutremurelor de pmnt. Epicentrele acestor cutremure sunt localizate n lungul unor lanuri muntoase, la limita acestora cu cmpia sau marea. Hipocentrele acestor cutremure sunt localizate n lungul acestor fracturi.

Majoritatea cutremurelor cu epicentrul n regiunea M-ilor Vrancei i au hipocentrul la adncimi cu att mai mari cu ct epicentrul este situat mai la vest, fapt ce denot c aceste cutremure sunt legate de o fractur de adncime cu o nclinaie general spre vest.

Legtura dintre cutremurele tectonice i marile fracturi ale scoarei terestre este evideniat i de faptul c numeroase cutremure de pmnt de acest tip sunt nsoite de apariia la suprafaa Pmntului a unor crpturi, falii i decrori (de exemplu, cutremurul din 1891, din insula Honda, din Japonia, a fost nsoit de apariia unei falii de 100 km lungime, n lungul creia s-au constatat deplasri verticale de pn la 4 m nlime).

Cutremurele tectonice se manifest pe o suprafa foarte mare, a crei raz atinge 1500-2000 km, iar efectul undelor seismice se resimte pe suprafee mult mai mari, uneori chiar pe toat suprafaa Pmntului. Micrile seismice maxime au loc pe suprafee alungite, orientate paralel cu lanurile muntoase sau fracturile tinere.

Cutremurele vulcanice au caracter local, avnd epicentrul n imediata apropiere a unui vulcan n activitate. Ele se resimt pe suprafee relativ circulare i puin ntinse (cu raze ce rareori depesc 30-50 km).

Micrile seismice sunt determinate de deplasarea magmei n vatra vulcanului sau n coul vulcanic, respectiv de erupiile explozive. Unele micri i zguduiri secundare se produc i datorit apariiei unor fracturi n orizonturile superioare ale scoarei terestre sau n aparatul vulcanic.

Cutremurele de prbuire (de denudaie) au loc datorit prbuirii tavanului unor peteri. Ele sunt foarte puin frecvente (1% din totalul cutremurelor), au loc pe suprafee mici i au o durat foarte mic (de cteva secunde).

Cutremurele de pmnt reprezint eliberri brute de energie ntr-un anumit spaiu din interiorul Pmntului. Energia degajat de deformarea brusc a rocilor, supuse unor tensiuni ce depesc rezistena lor la deformare, se rspndete n mediul nconjurtor sub forma undelor elastice.

Focarul cutremurului este spaiul din interiorul Pmntului n care are loc deformarea remanent a rocilor i eliberarea de energie, iar centrul acestui focar este hipocentrul cutremurului. Corespondentul (proiecia) pe suprafaa pmntului a hipocentrului este epicentrul. Distana dintre hipocentrul i epicentrul unui cutremur reprezint adncimea focarului cutremurului (fig. 5).

n focarul cutremurului au loc deformri remanente, care se manifest prin schimbri brute ale formei de aezare n spaiu ale diferitelor corpuri geologice, iar n afara lui au loc numai deformri elastice i numai uneori deformri remanente (falii, fisuri etc.).

Energia unui cutremur puternic (catastrofal) este evaluat la 1025 ergi sau cca un trilion de cai putere. Degajarea brusc a acestor energii determin n focar o compresiune a materiei urmat de o dilatare, care favorizeaz apariia micrilor oscilatorii ale particulelor materiale din mediul nconjurtor, adic apariia undelor seismelor. Acestea se propag radial de la hipocentru i ajung cel mai repede la suprafa n epicentru.

MireLHighlight

MireLHighlight

MireLHighlight

26

Fig. 5. Izoseiste (a) i homoseiste (b); VI, V, IV gradul cutremurului

(dup A. Holmes, cu unele completri)

Datorit faptului c focarul are un anumit volum, la suprafaa Pmntului cutremurul se manifest cu o intensitate maxim, pe o anumit suprafa, denumit regiunea epicentral sau regiunea pleitoseismic. Suprafaa pe care intensitatea cutremurului este aceeai se numete izoseismic. Interseciile dintre suprafeele izoseismice cu cea a Pmntului se numesc linii izoseismice sau izoseiste (fig. 5). Ele au form sinuoas i sunt dispuse concentric n jurul epicentrului. Aspectul lor este determinat de forma i adncimea focarului, de structura geologic a scoarei etc.

Undele seismice pot fi: unde longitudinale, care determin schimbri de volum, ce constau n comprimri i dilatri,

particulele materiale suferind oscilaii paralele cu direcia de propagare a undelor; unde transversale, n care particulele oscileaz perpendicular pe direcia de propagare a undelor

(fig. 6). Viteza de propagare a undelor longitudinale este de 1,73 ori mai mare comparativ cu cea a undelor

transversale. Ca orice fenomen ondulatoriu, undele seismice sufer fenomene de reflexie i refracie atunci cnd trec prin medii diferite. Viteza de propagare a undelor seismice variaz n funcie de rigiditatea mediului. Viteza undelor longitudinale este de 0,5-1 km/s n nisip i pietri, de 2,1-2,5 km/s n argil i poate ajunge la 5,8 km/s n oel. Sub aciunea undelor seismice, au loc micri ale particulelor materiale de trei categorii: orizontale, verticale i de rotire.

Micrile provenite din cutremure se nregistreaz cu aparate speciale numite seimoscoape (stabilete orientarea general a oscilaiilor) sau seismografe (permite nregistrarea amplitudinii oscilaiilor).

Intensitatea cutremurelor, determinat n raport cu efectele pe care acestea le au, poate fi apreciat pe baza mai multor scri, ce poart denumirea celor care le-au propus (Mercali, Gutenberg, Richter).

Efectele devastatoare ale cutremurelor constau att n prbuiri de construcii (case, baraje, poduri, diguri, ci de comunicaie .a.) ct i n apariia unor crpturi, falii, decrori i alunecri de teren.

Zonele afectate de cutremure sunt cele de minim rezisten, create de orogenez i de fracturile importante, respectiv zone n care vulcanismul este intens. Aceste zone se grupeaz pe dou cercuri care se ntretaie sub un unghi de 670:

Fig. 6. Propagarea undelor seismice: b - unde transversale; c - unde superficiale

(dup C.R. Longwell i R.F. Flint)

MireLHighlight

MireLHighlight

27

Primul mare cerc este cel circumpacific sau Indo-Japono-Malaez, care are o dispoziie meridian i se suprapune cu marele cerc de foc al Pacificului. Dup Gutenberg i Richter, 68% din cutremure au loc n aceast zon. Aici sunt incluse cutremurele cu hipocentrul n domeniul continental i submarin din vestul Pacificului (regiunile Kamceatka, Japonia, Taiwan, Sonde, Noua Guinee) i regiunile de pe litoralul vestic al Americilor (Alaska, Mexic, Ecuador, Peru, Chile i ara de Foc). Al doilea mare cerc este cel mediteranean, paralel cu ecuatorul, cuprinde zona orogenic Alpino-

Carpato-Taurido-Irano-Himalaian. Acestei regiuni i revin cca 21% din totalul cutremurelor de pe glob. Majoritatea au hipocentrul sub continent, la adncimi mijlocii, numai n Marea Mediteran adncimea lor depind 300 km.

n Romnia, dup studiile lui N. Drghiceanu, zona cu maxim seismicitate este Rmnicu-Srat Focani. Din cronicile vremii, se consemneaz cteva cutremure devastatoare, cum ar fi cele din 1472 (care a provocat stricciuni Mnstirii Neamului), din 9 august 1683 n nordul Moldovei (care a drmat case i biserici Catedrala Suceava), din 1740 n Moldova, din 1790 n Banat, din 1802 (cnd s-a drmat turnul Colei), din 1838, 1894, 1912, 1913, 1940, 1977, 1988 etc.

I. Atanasiu mparte cutremurele din ara noastr n cutremure polikinetice (caracterizate printr-o zguduire iniial urmat de o serie de micri succesive mai slabe) i monokinetice (caracterizate printr-o zguduire principal).

Cutremurele polikinetice provin din trei focare: danubiene (care i au originea pe linia Vret-Moldova Nou), fgrene (cu epicentrul n M-ii Fgra) i pontice (cu epicentrul n apropierea coastei Mrii Negre).

Cutremurele monokinetice provin din patru focare: moldavice (cu epicentrul n regiunea Vrancei), transilvanice (cu epicentrul n bazinul Transilvaniei), prebalcanice (cu focarul n Bulgaria) i banatice (cu focarul n esul Banatului).

Liniile de sensibilitate seismic din Romnia sunt: Moldova Nou - Sasca - Oravia, Turnu Severin - Tismana, Samarineti - Tg. Jiu, Govora - Ocnele Mari - Horezu, Craiova - Bechet, Turnu Mgurele - Caracal, Greaca - Bolintin - Gieti, Galai - Tulcea - Mcin - Cernavod i Cernavod - Constana.

3.2.3. Micri tectonice 3.2.3.1. Aspecte generale Micrile tectonice sunt acele deplasri lente ale materiei solide din scoara terestr i din partea

superioar a mantalei, deplasri care modific la scar geologic structura litosferei. n raport cu efectele pe care le produc, micrile tectonice au fost mprite n micri epirogenice i

micri orogenice. Micrile epirogenice (sau oscilatorii) sunt micrile lente de ridicare sau coborre n bloc a unor

sectoare terestre, ce au ca efect transgresiuni i regresiuni marine. Micrile orogenice sunt acele micri care determin cutarea, falierea i nlarea lanurilor

muntoase cutate. Micrile epirogenice sunt micri pozitive, generatoare de continente, cele negative, generatoare de

mri i oceane s-au numit micri talassogenetice (n limba greac talass = mare). n raport cu direcia i sensul de manifestare, micrile tectonice se mpart n: micri verticale (care

pot fi negative sau pozitive) i micri orizontale sa