Sub picioarele noastre se află patru straturi principale: scoarța, mantaua, nucleul extern lichid și nucleul intern solid. De la suprafață până în centru sunt aproximativ 6.400 de kilometri, iar temperatura și presiunea cresc continuu pe drum. Nimeni nu a coborât dincolo de o fracțiune mică din această distanță; tot ce știm despre adâncuri vine din unde seismice, din meteoriți, din calcule și din experimente de laborator.
Cât de adânc am ajuns, de fapt?
Cea mai adâncă gaură făcută vreodată în scoarță are doar cam 12 kilometri, adică mai puțin de două sutimi din drumul către centru. A fost forată în Peninsula Kola, în nordul Rusiei, în scop științific, și a întâlnit temperaturi mai mari decât se anticipa. Proiectul a fost oprit tocmai pentru că echipamentul nu mai rezista la căldură.
O comparație utilă: dacă Pământul ar fi un măr, adâncimea atinsă de oameni ar fi mai subțire decât coaja lui. Vulcanii aduc la suprafață roci din adâncimi mai mari, iar unele diamante provin din sute de kilometri sub noi, dar nicio sondă nu a ajuns în manta.
Din ce este făcută scoarța pământului?
Scoarța este stratul subțire și rece de la exterior, alcătuit din roci solide. Se împarte în scoarță continentală, mai groasă și mai ușoară, și scoarță oceanică, mai subțire și mai densă. Grosimea variază mult: sub oceane are doar câțiva kilometri, iar sub lanțurile muntoase mari poate depăși zeci de kilometri.
Scoarța, împreună cu partea cea mai de sus a mantalei, formează litosfera, o carcasă rigidă fragmentată în plăci. Aceste plăci se mișcă încet unele față de altele și produc cutremure, vulcani și munți. Despre ele, precum și despre roci și forțele interne ale planetei, ghidul despre structura Pământului oferă un cadru mai larg.
Ce este mantaua și este ea lichidă?
Mantaua este cel mai mare strat ca volum, cu o grosime de aproape 2.900 de kilometri. Contrar imaginii populare, ea nu este o mare de lavă. Este în cea mai mare parte solidă, dar, la scara timpului geologic, se deformează încet, ca un material foarte vâscos. Mișcările de convecție din manta, în care roca fierbinte urcă lent, iar cea răcită coboară, sunt unul dintre motoarele care pun plăcile în mișcare.
Lava care iese din vulcani provine din zone în care roca s-a topit parțial, de obicei în porțiuni mici din manta sau din baza scoarței. Topirea are loc când presiunea scade sau când se adaugă apă, nu pentru că tot stratul ar fi lichid.
Cum știm ce e acolo, dacă nu am coborât?
Principala sursă de informații sunt undele seismice, adică vibrațiile produse de cutremure. Ele se propagă prin interiorul planetei, iar viteza și direcția lor se schimbă când trec dintr-un material în altul. Unele tipuri de unde trec prin solide, dar nu prin lichide. Faptul că anumite unde dispar la o anumită adâncime a arătat cercetătorilor că exista un strat lichid, nucleul extern.
Alte indicii vin din meteoriți, care sunt resturi din formarea sistemului solar și au o compoziție apropiată de cea a materialului din care s-a format planeta. Din cercetări de laborator, în care minerale sunt supuse presiunilor și temperaturilor din interior, aflăm cum se comportă materialele în adâncuri. Combinând aceste surse, geofizicienii construiesc un model coerent, deși unele detalii rămân dezbătute.
Între scoarță și manta se află o limită bine definită, numită discontinuitatea Mohorovičić, după seismologul care a descoperit-o. Ea marchează locul în care undele seismice își schimbă brusc viteza, semn că roca are altă compoziție. Descoperirea a arătat că interiorul Pământului este stratificat, nu omogen, și a deschis drumul către imaginea modernă a planetei.
Ce se află în nucleu și de ce contează?
Nucleul este alcătuit în principal din fier, cu nichel și alte elemente mai ușoare. Cel extern este lichid, iar mișcările fierului topit generează câmpul magnetic al Pământului. Acesta ne protejează parțial de particulele încărcate venite de la Soare și permite busolei să funcționeze.
Nucleul intern este solid, în ciuda temperaturii enorme, pentru că presiunea imensă împiedică fierul să se topească. Temperaturile de acolo sunt comparabile cu cele de la suprafața Soarelui, dar valorile exacte sunt estimate, nu măsurate direct.
- Scoarța: subțire, rece, solidă; aici trăim.
- Mantaua: groasă, fierbinte, solidă dar vâscoasă.
- Nucleul extern: lichid, bogat în fier; generează câmpul magnetic.
- Nucleul intern: solid, foarte fierbinte, sub presiune uriașă.
Cum se schimbă temperatura și presiunea pe măsură ce cobori?
În scoarță, temperatura crește cu câteva zeci de grade pentru fiecare kilometru de adâncime, de aceea minele foarte adânci au nevoie de sisteme speciale de răcire. În manta, valorile ajung la mii de grade, iar în nucleu sunt și mai mari. Presiunea urmează aceeași tendință, pentru că fiecare strat este apăsat de greutatea celor de deasupra. În centrul planetei, presiunea este de milioane de ori mai mare decât cea de la suprafață.
Căldura din interior are două surse principale: cea rămasă din perioada formării planetei, când materia s-a ciocnit și s-a încălzit, și cea produsă continuu prin dezintegrarea unor elemente radioactive din roci. Împreună, ele mențin interiorul fierbinte după miliarde de ani și alimentează mișcările care modelează suprafața.
Ce schimbă în viața noastră ceea ce se află în adâncuri?
Mai mult decât pare. Căldura interioară pune în mișcare plăcile, deci influențează relieful, activitatea vulcanică și apariția cutremurelor. Câmpul magnetic ne ajută la orientare și limitează efectele vântului solar. Roci și minerale formate în adâncuri sunt materiile prime pe care le folosim. Chiar și izvoarele termale sunt un semn al căldurii care urcă prin crăpături din interior.
Fiecare tip de fenomen are explicații detaliate. Dacă vrei să mergi mai departe, secțiunea despre Pământ tratează pe larg vulcanii, cutremurele, rocile și atmosfera. Iar pentru încă mai multe subiecte științifice, se poate arunca o privire pe OrizontNews.
