Structura Pământului și plăcile tectonice

Pământul nu este o sferă omogenă de rocă, ci este alcătuit din învelișuri concentrice, asemenea unei cepe. Nimeni nu a ajuns vreodată mai adânc de aproximativ 12 km (forajul Kola, în Rusia), dar geologii au „radiografiat” interiorul planetei studiind modul în care undele seismice își schimbă viteza și direcția când traversează straturi diferite.

De la suprafață spre centru întâlnim trei învelișuri principale: scoarța (crusta), mantaua și nucleul. Scoarța este învelișul solid și subțire de la exterior: sub oceane are doar 5–10 km grosime (scoarță oceanică, bazaltică), iar sub continente ajunge la 30–70 km (scoarță continentală, granitică). Limita dintre scoarță și manta se numește discontinuitatea Mohorovičić (Moho).

Mantaua se întinde de la baza scoarței până la circa 2.900 km adâncime și reprezintă cel mai mare volum al planetei. În partea ei superioară se află astenosfera, un strat vâscos, parțial topit, pe care „plutesc” plăcile tectonice. Nucleul, alcătuit mai ales din fier și nichel, are o parte externă lichidă (care generează câmpul magnetic terestru) și una internă solidă, unde temperatura atinge circa 5.000–6.000 °C.

Litosfera — învelișul rigid format din scoarță și partea superioară a mantalei — nu este continuă, ci spartă în fragmente uriașe numite plăci tectonice. Cele mai mari sunt placa Pacifică, Nord-Americană, Sud-Americană, Africană, Euro-Asiatică, Indo-Australiană și Antarctică, la care se adaugă plăci mai mici, precum placa Nazca sau microplaca Mării Negre.

Plăcile se deplasează pe astenosferă cu viteze de câțiva centimetri pe an — cam cât cresc unghiile unui om. Motorul acestei mișcări îl reprezintă curenții de convecție din manta: materia fierbinte urcă, se răcește, coboară și antrenează plăcile de deasupra, precum o bandă rulantă.

La contactul dintre plăci au loc trei tipuri de mișcări. Divergența: plăcile se îndepărtează, iar prin spațiul creat urcă magmă care formează scoarță nouă — așa apar dorsalele oceanice, precum Dorsala Medio-Atlantică. Convergența: plăcile se ciocnesc; o placă oceanică, mai densă, coboară sub cealaltă (subducție) sau două plăci continentale se tamponează și ridică lanțuri muntoase. Transformanța (alunecarea laterală): plăcile alunecă una pe lângă alta, ca la falia San Andreas din California, generând cutremure puternice.

În 1912, meteorologul german Alfred Wegener a observat că țărmurile Americii de Sud și ale Africii se potrivesc ca piesele unui puzzle. El a propus o idee revoluționară: continentele au format cândva un singur supercontinent, numit Pangeea, înconjurat de un ocean unic, Panthalassa, iar de circa 200 de milioane de ani se despart și „derivează” lent.

Wegener a adus dovezi convingătoare: fosile ale acelorași specii (de exemplu reptila Mesosaurus) găsite și în America de Sud, și în Africa; structuri geologice și lanțuri muntoase care se continuă de pe un continent pe altul; urme de ghețari străvechi în zone astăzi tropicale. Totuși, contemporanii l-au ridiculizat, pentru că nu putea explica CE forță mișcă continentele.

Abia în anii 1960, după descoperirea dorsalelor oceanice și a expansiunii fundului oceanic, teoria a fost confirmată și dezvoltată sub numele de tectonica plăcilor. Astăzi, măsurătorile GPS arată direct că, de exemplu, Atlanticul se lărgește cu câțiva centimetri pe an. Wegener nu a mai apucat triumful ideii sale: a murit în 1930, într-o expediție în Groenlanda.

Procesul de formare a munților se numește orogeneză și este, în cele mai multe cazuri, rezultatul direct al ciocnirii plăcilor tectonice. Când două plăci continentale se tamponează, niciuna nu poate coborî sub cealaltă (ambele sunt prea ușoare), așa că scoarța se cutează, se îngroașă și se înalță. Așa s-a format Himalaya, prin coliziunea plăcii Indiene cu placa Euro-Asiatică — o coliziune care continuă și azi, Everestul crescând cu câțiva milimetri pe an.

Când o placă oceanică intră în subducție sub una continentală, marginea continentului se cutează și se ridică, iar magma generată în adânc alimentează vulcani: așa au apărut Anzii, deasupra plăcii Nazca. Munții se pot forma și prin vulcanism (conuri vulcanice precum Kilimanjaro) sau prin ridicarea unor blocuri de-a lungul faliilor (munți de tip horst).

Carpații românești s-au format în orogeneza alpină, începută acum circa 100 de milioane de ani, prin cutarea sedimentelor dintre microplăci — același val de orogeneză care a ridicat Alpii, Pirineii și Himalaya. Munții „îmbătrânesc”: cei tineri (Alpii, Himalaya, Carpații) au creste ascuțite și altitudini mari, iar cei bătrâni (Munții Măcinului, formați în orogeneza hercinică) au fost tociți de eroziune până la forme domoale.