La numai câteva mii de metri de suprafaţa Pământului, începe o parte a lumii care este aproape necunoscută ştiinţei. Chiar dacă prin sateliţi şi telescop s-au cercetat cele mai îndepărate părţi ale sistemului nostru solar, adâncimea maximă până la care s-a forat pe planeta-mamă abia dacă atinge 12 kilometri. ÃŽn 1864, scriitorul francez Jules Verne descria interiorul Pământului ca pe un fantastic regat al întunericului. La ora actuală ştim însă că lumea de sub picioarele noastre nu este deloc un loc destinat excursiilor plăcute. Graţie noilor metode de măsurare şi analiză, oamenii de ştiinţă obţin din ce în ce mai multe informaţii asupra forţelor titanice ce domnesc în adâncurile Planetei Albastre. Totuşi, în ciuda tuturor acestor aspecte, ideea unei călătorii spre centrul Pământului rămâne la fel de fascinantă.
O viziune – Jules Verne şi “O călătorie spre centrul Pamantului
Dotat cu o puternică imaginaţie şi o intuiţie extraordinară asupra potenţialului tehnologiei, francezul Jules Verne este autorul primelor romane SF din lume. Aventurile globetrotterului Phileas Fogg sau ale căpitanului Nemo în submarinul său Nautilus au anticipat multe dintre descoperirile făcute ulterior de ştiinţă. ÃŽn 1864, Verne şi-a condus cititorii într-o călătorie spre adâncimile planetei: “O călătorie spre centrul Pământuluiâ€Â?
Jules Verne
Jules Gabriel Verne se naşte la Nantes pe 8 februarie 1828. Fiu de avocat, se supune dorinţei tatălui său de a studia Dreptul, mai întâi în Nantes, iar din 1848 în Paris. ÃŽn capitala Franţei intră în contact cu cercurile literare, unde face cunoştinţă cu Alexandre Dumas. Curând ajunge să fie mai interesat de teatru decât de Drept şi începe să scrie.
Din anul 1857, căsătoria cu o doamnă bogată, Honorine Morel, îi asigură independenţa financiară. Verne îşi petrece anii următori mai mult în călătorii, pe care le documentează cu o meticulozitate ştiinţifică. Devine membru activ al Societăţii pentru Promovarea Călătoriilor Aeriene şi îşi sprijină cu entuziasm un prieten care plănuia o călătorie în balon. Din păcate, proiectul s-a soldat cu moartea prietenului. Această tragedie personală avea să stea la baza primului roman al lui Verne, “Cinci săptămâni în balon“, publicat în 1863 şi care s-a bucurat de un mare succes. ÃŽn anii care au urmat, scriitorul lucrează la o întreagă serie de romane de aventuri, strânse şi publicate în cele din urmă sub titlul â€Â?Călătorii extraordinare â€Â? (Voyages Extraordinaires).
ÃŽn timp ce îşi scria romanele, Verne a găsit timp pentru o lucrare geografică şi a strâns informaţii ştiinţifice din geografie, zoologie şi tehnologie. Numărul fişelor sale personale ajunsese să depăşească 20 000.
Privind spre viitor
Cu 150 de ani în urmă, multe dintre realizările tehonologiei moderne - de la explorarea spaţiului până la vehiculele acţionate de energia nucleară – erau de neconceput. Părea imposibil, de exemplu, ca omul să ajungă pe Lună. Aselenizarea (unul din subiectele favorite ale lui Verne) este exemplul perfect al abilităţii sale de a schiţa utopii ştiinţifice care, în cele din urmă, au devenit realitate.
Romanele francezului apar într-o perioadă când publicul era fascinat de ştiinţele naturii şi descoperirile ştiinţifice. Verne, care acorda o mare importanţă cercetărilor meticuloase, ştia cum exploateze la maximum credinţa cititorilor săi în progres şi tehnologie. Romanele sale, un amestec de bizar, fantastic şi speculaţii ştiinţifice credibile, au captivat imediat imaginaţia publicului. Lucrările lui au fost traduse în 148 de limbi şi practic devorate de cititori din toate colţurile lumii. La 24 martie 1905, când â€Â?părintele SF-uluiâ€Â? se stingea la Amiens, lângă Paris, era de multă vreme unul dintre autorii favoriţi ai lumii.
O călătorie spre centrul Pământului
Jules Verne nu a fost fascinat doar de spaţiul cosmic şi de adâncurile oceanului. Plăcându-i peşterile şi tunelurile, a încercat să îşi imagineze cum ar fi să pătrunzi în lumea de dedesubt. “O călătorie spre centrul Pământului“ descrie exact acest lucru.
Neobişnuita expediţie este iniţiată de profesorul Otto Lidenbrock, lector în mineralogie la Johanneum, în Hamburg. Inspirat de descoperirea unui misterios pergament antic, el se hotărăşte să exploreze centrul planetei. Savantul este însoţit de nepotul său Axel şi de o călăuză, un islandez pe nume Hans. Cei trei pătrund în lumea subterană prin craterul unui vulcan stins din vestul Islandei şi înaintează tot mai profund spre centrul Pământului. Verne descrie interiorul planetei ca pe o fantastică alternativă a lumii noastre, plină de grote, pasaje de trecere, tuneluri şi puţuri abisale; în mod ciudat, personajele fac această îndrăzneaţă coborâre cu destul de multă uşurinţă. Unealta cea mai importantă a echipei în adâncimile întunecate este o lampă mobilă – aşa numita “bobină Ruhmkorff “.
Pătrunzând în adâncuri printr-un labirint complicat, cei trei se apropie de centrul Pământului. Pe parcursul călătoriei, ei descoperă o imensă mare subterană unde forţe magnetice şi electrice produc un fel de auroră boreală care iluminează interiorul Planetei Albastre. De aici încolo, expediţia devine o excursie fascinantă prin erele preistorice ale Pământului. De pildă, explorând marea subterană pe o plută, cei trei călători întâlnesc creaturi care au dispărut de pe suprafaţa planetei cu milioane de ani în urmă.
Echipa aproape ajunge la destinaţie, când accesul le este barat de un bloc imens de granit. Cei trei hotărăsc să îl dinamiteze, deşi ştiu că explozia ar putea avea consecinţe îngrozitoare: o fisură a rocii ar elibera o cantitate imensă de lavă. ÃŽn final, profesorul Lidenbrock şi însoţitorii săi sunt aruncaţi înapoi la suprafaţă chiar de o astfel de erupţie vulcanică.
La vremea când Jules Verne scria“ O călătorie spre centru Pământului“, geo-ştiinţele erau abia în faşă şi se ştia foarte puţin despre alcătuirea Pământului şi elementele sale constituente. Existau mai multe ipoteze decât date confirmate. Deşi fantastica lume subterană a lui Verne nu corespunde cu modelele geofizice contemporane, este o imagine impresionantă a nivelului atins de ştiinţă în timpul vieţii marelui scriitor.
Pe măsură ce apar noi tehnici de măsurare şi analiză, oamenii de ştiinţă obţin din ce în ce mai mult informaţii despre uriaşele forţe care acţionează în interiorul planetei. Jules Verne descria nucleul Pământului ca pe un fantastic regat la întunericului. Astăzi azi ştim că lumea de sub picioarele noastre nu este deloc un loc potrivit pentru excursii plăcute. Cum arată însă cu adevărat centrul Pământului ?
Pământul – o scurtă prezentare
Planeta Albastră, a cincea ca dimensiune în sistemul nostru solar, are aproximativ 40 076 km în circumferinţă, 12 756 km în diametru şi o vechime estimată la 4,6 miliarde de ani. Scoarţa Pământului însă este comparativ mai recentă – are numai 500 milioane de ani. Din suprafaţa sa de peste 510 100 000 km2 , aproximativ 71% este acoperită cu apă.
Pământul cântăreşte 5 972 de sextilione de tone (adică 5 792 urmat de 18 zerouri) din care cea mai mare masă este concentrată în mantaua planetei. Scoarţa are o pondere nu mai mare de 2% din greutatea totală a Pământului.
Elementele cu ponderea cea mai mare din compoziţia Pământului sunt fierul (35%), oxigenul (30%), siliciul (15%) şi magneziul (13%). Nichelul, sulful, calciul, aluminiul şi alte elemente deţin sub 3% fiecare. Scoarţa Pământului însă este formată predominant din oxigen (46%) şi siliciu (28%). Grosimea ei variază între 0 şi 70 km sub continente şi între 5 şi 11 km sub oceane.
ÃŽn continuă mişcare
Cu aproximativ 300 milioane de ani în urmă, toate continentele formau un singur super-continent numit Pangeea. După aproape 100 de milioane de ani, Pangeea s-a fracturat în mai multe locuri, ca o coajă de ou subţire, sub presiunea forţelor din interior. Treptat, din acest unic continent s-au desprins diferite bucăţi care s-au îndepărtat, plutind pe roca topită şi vâscoasă din mantaua superioară a Pământului.
De atunci, scoarţa planetei este formată din şapte plăci mari şi peste 20 de plăci mai mici. Fiecare placă este relativ rigidă, are o grosime de până la 150 km şi se află în permanentă mişcare. ÃŽn incandescenta manta internă a Pământului există curenţi care împing aceste plăci tectonice de-a lungul unor rifturi şi văi aflate pe fundul oceanelor. Plăcile se apropie sau se îndepărtează încet, iar uneori se freacă una de alta, producând cutremure şi erupţii vulcanice.
Acest proces se observă mai ales în Islanda, unde se separă Placa Nord-Americană de Placa Europeană. Vulcanii şi fisurile prezente pe această insulă demonstrează că Europa şi America se îndepărtează una de alta cu o viteză de aproximativ 2 centimetri pe an.
Pe coasta de vest a Americii există o altă fisură interesantă în scoarţa Pământului: falia San Andreas. Aici, cu o încetineală incredibilă, dar antrenată de forţe inimaginabile, Placa Nord-Americană se freacă de Placa Pacifică.
ÃŽn necunoscut
Până acum, am ajuns la o adâncime de numai câţiva kilometri în străfundurile Pământului. Cea mai adâncă gaură de foraj din Germania, lângă Windischeschenbach, în nordul regiunii Palatine Superioare, măsoară exact 9 101 m adâncime. Forajul a fost făcut în zona de contact dintre două mari plăci continentale, folosind cea mai mare unitate de foraj de uscat din lume. Recordul mondial însă este deţinut de o gaură de foraj din peninsula rusă Kola. Această gaură depăşeşte cu puţin 12 km. Cum Pământul are peste 6 300 km de la suprafaţă la nucleu, adâncimea acestor foraje este mai puţin impresionantă decât ar părea la prima vedere.
Să presupunem însă că vom putea atinge cândva nucleul Pământului. Ce ne putem aştepta să găsim acolo ?
Principiul cepei: suprafaţă, manta, nucleu
Nucleul Pământului, foarte fierbinte, este format aproape integral din fier. Miezul central al nucleului este solid şi înconjurat de o suprafaţa exterioară lichidă. Nucleul este la rândul său înconjurat de mantaua inferioară şi cea superioară – două straturi de rocă fierbinţi, cu densităţi, temperaturi şi compoziţii chimice variabile. Fiecare din aceste straturi este separat de stratul următor printr-o zonă de tranziţie. Peste toate acestea se află scoarţa Pământului, cu oceane şi continente. ÃŽn comparaţie cu celelalte straturi, scoarţa are o temperatură moderată şi pare subţire ca hârtia: planeta măsoară 12 756 km diametru la Ecuator, în timp ce scoarţa are în medie sub 100 kilometri grosime. Pentru a ne face o idee mai clară, să ne închipuim că Pământul ar fi un ou. ÃŽn acest caz, scoarţa Pământului ar fi mai subţire decât coaja oului. Dacă Pământul ar fi o portocală, scoarţa sa ar fi mai subţire decât un timbru poştal poştal lipit pe ea.
O radiografie a Pământului
Cunoaştem structura Pământului datorită unei forţe naturale distrugătoare: cutremurele. ÃŽn staţiile seismice localizate pe toată suprafaţa planetei, seismologii analizează informaţiile culese de aparate extrem de sensibile, în scopul de aduna din ce în ce mai multe informaţii despre interiorul planetei. Pentru că undele de şoc pornite din epicentrul unui cutremur se transmit cu atât mai repede cu cât rocile prin care se propagă sunt mai dense, oamenii de ştiinţă pot obţine informaţii detaliate asupra lumii de sub picioarele noastre. Datele strânse de miile de seismologi ne-au permis să obţinem un fel de radiografii ale planetei pe care trăim. ÃŽn timpul acestui proces de culegere a datelor, a devenit clar un lucru: nu este deloc adevărat că, pe măsură ce avansăm în adâncime, spre centrul Pământului, straturile de roci devin mai dense şi mai grele. Undele de şoc care pot traversa întreg globul indică de fapt neregularităţi în compoziţia rocilor.
ÃŽn mantaua superioară, de exemplu - până la o adâncime de aproximativ 300 de kilometri – roca este predominant “plastică“, adică flexibilă, dar dură, ca plastilina. La temperaturi de 1 300 –1 500° C, anumite componente minerale se topesc, îşi croiesc drum cu forţa spre suprafaţă şi sparg scoarţa planetei în punctele mai slabe, ajungând în final la suprafaţă sub forma erupţiilor vulcanice.
Cu cât un strat de rocă se află la o adâncime mai mare, cu atât masele de rocă de deasupra exercită o presiune mai mare. Astfel se explică de ce rocile din mantaua superioară (cu o adâncime totală de circa 2 900 km) rămân solide, în ciuda temperaturilor foarte ridicate. Măsurarea vitezei de propagare a undelor de şoc ne permite să tragem concluzia că mantaua superioară a planetei este formată în cea mai mare parte dintr-o rocă foarte densă, care nu există la suprafaţă, un compus de siliciu care este, probabil, cea mai des întâlnită materie din compoziţia planetei. Cântăreşte aproximativ 3 trilioane de tone, aproximativ jumătate din greutatea Pământului.
ÃŽn nucleul Pământului, roca este din nou lichidă. Aici se găseşte cel mai mare “ocean“ al planetei: o mare de fier topit, probabil amestecat cu oxigen şi sulf, elemente care devin lichide la temperaturi între 3 700° şi 4 600° C. ÃŽn sfârşit, această “Mare de Fier“ acoperă la rândul ei nucleul interior al Pământului, o gigantică minge de metal solid. Aici, temperatura atinge 5 000° C. ÃŽn mod normal, la o asemenea temperatură fierul se transformă în vapori, însă la acea adâncime presiunea este atât de uriaşă, încât fierul nici măcar nu se topeşte.
O călătorie spre centrul planetei ar fi fără îndoială fascinantă, dar pentru a ajunge acolo ar trebui să forăm peste 6 000 km adâncime. Căldura şi presiunea ar distruge orice aparat de forare cu mult înainte de ajunge la nucleul Pământului. După numai 35 de kilometri, aparatul ar începe să se topească treptat. Apare astfel întrebarea: va fi posibil să vizităm vreodată inima planetei noastre ?
Spre nucleu
Pentru a putea ajunge în centrul Pământului ar trebui să trecem prin materiale diverse. Mai întâi printr-un sol afânat, apoi prin straturi de rocă din ce în ce mai dură. La nivelele mai adânci, roca va fi lichidă, iar în nucleul interior va deveni din nou solidă.
Forarea unui puţ care să ajungă în centrul Pământului ar produce o cantitate inimaginabilă de sol rezidual, aproximativ patru camioane mari pe oră, adică în total 36 de milioane. Dacă ar fi depozitat într-un singur loc, acest material ar forma un lanţ muntos de dimensiuni enorme.
Mai mult decât atât, cu fiecare kilometru săpat în adâncime, temperatura ar creşte cu 30°C. Curând ar fi prea cald pentru a mai continua forarea şi ar fi necesare cantităţi absurde de energie pentru a înmuia roca suficient cât să poată fi perforată. Chiar dacă am dispune de această energie, metoda ar necesita peste 1 000 de ani pentru realizarea unui puţ adânc până în nucleul Pământului.
Trebuie să ţinem cont şi de faptul că temperatura nucleului este de aproape 5 000° C. Ar fi posibil să ajungem într-o astfel de zonă incandescentă numai deviind acea energie termică distructivă şi îndepărtând-o de echipamentul de forare. Este de neconceput însă că s-ar putea pompa suficient agent de răcire la mii de kilometri adâncime, în străfundurile planetei.
O altă problemă ar fi presiunea. Nu s-a creat încă un vehicul care să reziste la presiunile din interiorul Pământului. După numai câţiva kilometri, presiunea ar depăşi cu mult toleranţa admisă de tehnologiile cunoscute până acum. O problemă deosebită ar fi şi momentul când echipamentul de forare ar pătrunde într-un strat de magmă topită, care ar izbucni la suprafaţă prin punctul de foraj, cu o forţă cumplită.
ÃŽn sfârşit, este practic imposibil să forezi un puţ “drept“ sau perfect vertical până la o asemenea adâncime. Imaginaţi-vă cum ar fi să înfigem un stâlp în pământ. Gaura rezultată ar fi la fel de dreaptă ca şi stâlpul care a produs-o. Pentru a face o gaură mai adâncă, ar trebui să introducem şi alţi stâlpi, unul după altul. Adâncimea totală a găurii ar creşte, dar “principul telescopului“ spune că procesul ar deveni din ce în ce mai instabil. Pe scurt, cu cât puţul este mai adânc, cu atât avem un control mai mic asupra întregului proces de forare. Când solul are o consistenţă redusă şi omogenă nu sunt probleme, dar cu cât roca devine mai dură şi mai eterogenă, cu atât devine mai dificil să menţinem echipamentul de forare în poziţia corectă. Cercetătorii şi inginerii sovietici au realizat o muncă de pionierat străpungând patul de rocă din peninsula Kola până la adâncimea de 12 260 de metri, dar aparatul de foraj a deviat de la verticală cu până la 840 de metri , făcând imposibilă o cercetare completă sau obţinerea unor date coerente.
Spre nucleu... pe o picătură de fier topit ?
Profesorul David Stevenson de la Institutul de Tehnologie din California consideră însă că a găsit o modalitate de a ajunge în centrul planetei noastre.
Savantul de origine neo-zeelandeză intenţionează să planteze o sondă rezistentă la temperaturi înalte, de dimensiunile unui grapefruit, în interiorul unui gigantic dispozitiv în formă de pană, confecţionat dintr-un aliaj de fier topit. Metalul lichefiat ar urma să fie turnat într-o crăpătură a scoarţei terestre, creată cu ajutorul unei cantităţi de energie echivalente cu cea a unei bombe nucleare sau a mai multor megatone de TNT.
Stevenson susţine că s-ar putea evita folosirea unei încărcături nucleare profitând de regiunile cu activitate seismică ridicată.
Indiferent de modul de producere a fisurii respective, pasul următor ar fi ca în interiorul acesteia să se toarne o cantitate imensă de fier lichid, între 10 000 şi un milion de tone, echivalentul producţiei mondiale pe o oră sau – respectiv - pe o săptămână. Dacă fisura va avea cel puţin 10 centimetri lăţime şi aproximativ 300 de metri adâncime, acest dispozitiv-pană ar atinge densitatea specifică suficientă pentru a se deplasa în continuare independent. Călătorind cu viteza unui om care face jogging, afirmă savantul, această masă de fier ar ajunge la nucleul exterior într-o săptămână. Pe durata procesului, această imensă picătură ar topi straturile de rocă de dedesubt, în timp ce deasupra sa Pământul s-ar închide. Astfel, picătura ar înainta, păstrându-şi forma şi închizând în acelaşi timp drumul în urma sa. Pe parcursul călătoriei spre nucleu, proba implantată în acest dispozitiv-pană ar folosi undele seismice pentru a transmite informaţii asupra temperaturii, conductivităţii electrice şi compoziţiei chimice a mantalei şi a nucleului Pământului. Măsurătorile ar fi primite de un receptor aflat la suprafaţa Pământului. Stevenson admite însă că nu s-a inventat încă aparatul de micro-măsurători necesar pentru o astfel de misiune. Deşi dificultăţile şi costul extrem de ridicat par piedici de netrecut, Stevenson consideră că acest proiect este modest în comparaţie cu programele spaţiale – proiectate să investigheze probleme mai puţin apropiate de noi decât aceasta. Fără îndoială, indiferent de ce spun unii sau alţii, planul lui Stevenson va rămâne utopic – cel puţin în viitorul apropiat.
Munca de cercetare. Seismologi, vulcanologi şi alţ
Până acum, noi, oamenii am reuşit să pătrundem în scoarţa Pământului doar până la o adâncime de 12 kilometri. Cu toate acestea, în anumite domenii avem deja informaţii foarte exacte asupra compoziţiei planetei noastre şi a proceselor care au loc în interiorul ei. Aceste cunoştinţe au fost obţinute de savanţi din toată lumea şi dintr-o multitudine de domenii, care lucrează în permanenţă, examinând noi probe şi analizând noi date.
Ce anume ţine lumea într-un tot ?
Ori de câte ori se produc cutremure, ori de câte ori valuri uriaşe sau erupţii vulcanice devastează zone întinse, Pământul ne demonstrează că nu este o construcţie rigidă. Sub influenţa curenţilor de convecţie din interiorul planetei, scoarţa Pământului se modifică. Este un proces lent, dar neîntrerupt.
Oamenii de ştiinţă îşi continuă cercetările asupra interiorului planetei noastre, astfel încât să aflăm cum s-a format, cât de rapid se modifică şi cât timp va rezista în forma actuală. La fel de interesant este să aflăm şi unde se găsesc depozite minerale, pânze de apă freatică sau combustibili fosili, ce vucani reprezintă un pericol real sau unde sunt localizate centrele seismice.
Geologii se numără printre oamenii de ştiinţă care cercetează ce anume ţine, de fapt, Pământul într-un tot. Obiectul lor de studiu îl reprezintă rocile de la suprafaţa Pământului, dar şi cele din străfundurile lui. Geologii sunt interesaţi de structura planetei albastre şi de procesele care au generat aceste structuri. Mineralogia, o subdiviziune a geologiei, este ştiinţa mineralelor şi rocilor. Mineralogia, la rândul ei, este subdivizată în domenii de cercetare specifice precum cristalografia, sedimentologia, vulcanologia şi petrologia.
Informaţii utile din străfundurile Pământului
Petrologii – “specialiştii pietrelor“ – sunt interesaţi (printre multe altele) de mineralele din cele mai adânci zone ale Pământului. Petrologii seamănă în multe privinţe cu detectivii. Folosind tehnici analitice sofisticate, ei încearcă să determine vechimea acestor minerale, analizându-le în acelaşi timp compoziţia chimică şi caracteristicile fizice. Petrologii lucrează cu echipamente de ultimă oră, care rezistă la presiuni şi temperaturi foarte ridicate, cu ajutorul cărora se pot reproduce în laborator condiţiile şi procesele ce au loc la adâncimi de până la 300 de kilometri în adâncurile Pământului.
Detectivi în laborator
Bernhard Wood este unul dintre petrologii care studiază probele de piatră din adâncurile Pământului. Pentru a determina cu acurateţe maximă adâncimea de la care provine fiecare mostră de lavă, el foloseşte o tehnică specială: supune mineralele ce formează lava unor condiţii similare celor din mantaua Pământului.
Dacă proba conţine calciu şi aluminiu, cercetătorul poate deduce că provine de la mari adâncimi. Proporţia în care aceste elemente apar în diferite minerale depinde în mod esenţial de presiunea la care au fost supuse mineralele respective. Atunci când Wood, folosind roci artificiale, simulează diferitele presiuni exercitate în interiorul Pământului, el poate observa schimbări corespunzătoare în compoziţia minerală a fiecărei roci. Iar când compoziţia unei roci este asemănătoare cu cea a probei de lavă pe care o studiază, Wood o corelează cu presiunea, pentru a determina - cu un grad de precizie destul de mare – adâncimea de la care provine roca respectivă.
Petrologul începe prin a fixa o rocă artificială între cuburi de carbură de tungsten, un material extrem de dur, folosit şi la manufactura capetelor de freză pentru aparatura cu care se sapă tuneluri. Aceste cuburi sunt parţial acoperite cu un strat ceramic şi dispuse în aşa fel încât forţele exercitate asupra probei să se concentreze în centrul acesteia. ÃŽn sfârşit, tot acest aparat experimental este plasat în interiorul unui echipament special pentru producerea de presiuni ridicate. Pe durata următoarelor 4-5ore, cercetătorul creşte treptat presiunea, până când 500 de tone apasă asupra probei. ÃŽn acest moment, proba devine ţinta unei raze de căldură şi temperatura se ridică la 1 700° C.
Numai când toţi factorii unui astfel de experiment sunt corect luaţi în consideraţie, compoziţia minerala a probei de lavă va corespunde cu cea a rocii artificiale.
De această dată, experimentul a reuşit. Petrologul ştie acum că proba sa de lavă provine de la o adâncime de 700 de kilometri, unde presiunea este de 25 000 de ori mai mare decât la suprafaţa Pământului.
O privire asupra atomilor
Seismologii folosesc undele create de cutremure pentru a studia structura miezului Planetei Albastre. Munca unui vulcanolog însă ar putea fi considerată mai periculoasă, pentru că implică prelevarea unor probe de lavă topită, care vor fi analizate de geochimişti. Pentru un vulcanolog, compoziţia chimică a unei bucăţi de lavă este ca o amprentă care scoate la iveală vârsta şi originea stratului de rocă din care provine.
Dar înainte ca geochimistul să poată analiza o probă de lavă, aceasta trebuie preparată. Mai întâi, proba este spartă în bucăţi mai mici, apoi fiecare dintre aceste fragmente este pulverizat, iar pudra este dizolvată cu atenţie în acid. ÃŽn acest fel, componentele chimice sunt separate în elementele lor componente. ÃŽn final, proba este încălzită, pentru ca acidul să se evapore. După separarea elementelor, se poate folosi un spectrometru de masă pentru a determina cât de frecvent apare fiecare izotop (izotopii sunt atomi de mase diferite ale aceluiaşi element chimic). O proporţie mare a izotopilor de calciu, de exemplu, ar indica provenienţa lavei de la adâncimi foarte mari.
Prima menţionare scrisă a unei vizite făcute într-o peşteră în scopuri exclusiv ştiinţifice datează de acum aproximativ 3 000 de ani. ÃŽn 825 î.e.n., regele assirian Salmanassar al III-lea a explorat originile râului Tigru. El şi suita sa au lăsat în urmă inscripţii şi o pictură a regelui pe pereţii a două peşteri cu stalagmite, localizate deasupra izvoarelor râului. Aceşti primi speologi au mai lăsat un semn al expediţiei lor spre adâncurile Pământului: o placă de bronz pe care se află probabil prima imagine a unei stalagmite.
Explorarea sistematică a peşterilor a început cu adevărat abia în primii ani ai secolului 20. Pentru a pătrunde în zone unde nu mai călcase picior de om, exploratorii peşterilor sunt gata să se târască prin tuneluri strâmte şi cufundate în beznă, să se strecoare - ei şi echipamentul lor greu - prin crăpături înguste ale rocilor, să coboare în abisuri fără fund şi să înoate pe sub apă în mări subterane, reci ca gheaţa. Speologii – pentru a folosi denumirea ştiinţifică a acestor “oameni ai peşterilorâ€Â? - sunt cercetători interdisciplinari în probleme de geologie, mineralogie, hidrologie, arheologie, biologie şi multe alte ştiinţe. Ei caută polen în straturile de argilă dură, pentru a reconstitui flora epocilor trecute, numără "inelele" stalactitelor şi stalagmitelor, pentru a cerceta climatul epocilor de mult trecute şi examinează rămăşiţele strămoşilor noştri din peşteri. Speologii au pus la punct metode şi instrumente specifice pentru explorarea subteranului. Astfel, spre exemplu, ei folosesc vopsele fosforescente ca să identifice cursul pâraielor subterane. ÃŽn zonele în care apa potabilă se găseşte cu greu, acest procedeu se poate dovedi foarte practic.
Peşterile, ca şi adâncurile oceanului, se numără printre ultimele regiuni ale Pământului rămase neexplorate. Fiecare dintre aceste spaţii impresionante şi uneori bizare este unic. La fel ca o fereastră, o peşteră ne oferă şansa de a privi spre interiorul planetei. Aventurierii şi oamenii de ştiinţă – de la geologi la arheologi, de la botanişti la zoologi – sunt deseori pregătiţi să înfrunte greutăţi considerabile numai pentru a descoperi ce este nou în întunecata şi umeda lume subterană.
Naşterea unei peşteri
Peşteri există în aproape toate colţurile lumii. Există peşteri de recif, peşteri marine, peşteri orizontale şi peşteri glaciare.
O mare parte dintre aceste peşteri se formează prin acţiunea apei acide asupra formaţiunilor de calcar. Deşi astfel de peşteri carstice pot avea forme ciudate, ele îşi datorează existenţa unui proces foarte simplu: apa carbonică provenită din ploi se prelinge de-a lungul crăpăturilor, dizolvând calciul în drumul ei prin straturile de rocă. ÃŽn timp, acest proces chimic de coroziune constantă transformă mici spărturi şi canale de scurgere în spaţii goale. Având la dispoziţie tot timpul din lume, aceste spaţii vor continuasă să se lărgească fără oprire. De pildă, durează cam 600 000 de ani pentru ca o crăpătură îngustă în rocă să se transforme într-un puţ cu diametrul de un metru.
Apa bogată în dioxid de carbon, care se prelinge prin aceste spaţii goale, nu se supune direct forţei de gravitaţie. Ea urmăreşte straturile orizontale de rocă până când găseşte o altă crăpătură pe care să o poată urmări vertical. Cu trecerea timpului, apa dizolvă atât de mult calcar din roca înconjurătoare, încât formează adevărate săli, coridoare şi, în cele din urmă, sisteme mari de peşteri, în care apar stalactite şi stalagmite. ÃŽn unele sisteme carstice de peşteri există râuri care grăbesc procesul de eroziune provocat de apa carbonică.
Peşteri cu stalactite şi stalagmite
Astfel de peşteri se formează ori de câte ori apa calcaroasă se prelinge în interiorul unei săli subterane. O picătură care atârnă din tavan îşi va pierde o parte din dioxidul de carbon în aerul înconjurător. Ca urmare, poate reţine mai mult timp calcitul dizolvat şi eliberează astfel o parte din el, sub forma aşa-numitului calc-sinter. ÃŽn acest fel, se depune o peliculă subţire de calcar, care se îngroaşă pe măsura trecerii timpului. ÃŽn cele din urmă, apare o stalactită suspendată de tavanul peşetrii. Picăturile de apă care cad pe podeaua peşterii formează un con vertical – o stalagmită. Viteza cu care cresc aceste formaţiuni depinde de conţinutul de dioxid de carbon din aerul peşterii, de climatul exterior şi de media căderilor de ploaie din zona în care se află peştera. Regula spune că este nevoie de peste 100 de ani pentru a se depune 20 de centimetri de calcar.
Pe parcursul mileniilor, stalactitele şi stalagmitele se pot uni, formând coloane de calcar. Acestea pot fi albe ca zăpada, dar şi colorate: roşu-ruginiu, galben, verde sau maro, în funcţie de mineralele conţinute în apă.
Născute din foc
Peşterile carstice apar numai după ce roca înconjurătoare a căpătat o formă. Din acest motiv, se mai numesc şi "peşteri secundare". Unele peşteri însă se formează în acelaşi timp cu roca care le adăposteşte. Aceste "peşteri primare", mult mai rare, includ şi categoria peşterilor din lavă.
Când erupe un vulcan, lava fluidă se prelinge pe pereţii exteriori ai craterului. Când suprafaţa unui astfel de râu de lavă se răceşte în contact cu aerul, se formează aşa-numitele tuburi de lavă. Acestea au o crustă tare în exterior, care acţionează ca un strat izolator. Se evită astfel pierderea căldurii, iar restul de lavă continuă să curgă prin interiorul tubului. Dacă sursa de lavă din interiorul craterului dispare, lava încă fluidă care mai poate curge se va scurge din interiorul tubului. Rezultatul ? Apar o serie de spaţii goale similare unor tuneluri, cu pereţii remarcabil de netezi. Există asemenea „tuneluri de lavă“ celebre, printre care peştera Surtshellir din Islanda, de 1 500 metri lungime, sau peştera de 1 200 de metri din Fujisan, în Japonia. ÃŽntr-o altă zonă de activitate vulcanică intensă, Hawaii, există peşteri de lavă de până la 60 de kilometri lungime.
Topul peşterilor – cea mai adâncă, cea mai lungă, cea mai mare
Nimeni nu ştie câte asemenea spaţii goale există în scoarţa Pământului sau cât de mari pot fi ele. Au fost descoperite peşteri în peste 120 de ţări din întreaga lume. Câteva mii dintre acestea au fost explorate, cel puţin parţial, dar nu reprezintă, probabil, decât o mică parte din numărul total existent.
Aceste găuri din scoarţa Pământului pot avea dimensiuni cu adevărat uriaşe. Nu departe de Trieste, în Italia, se află Grotta Gigante, un sistem de peşteri care conţine una dintre cele mai mari săli descoperite până acum. A fost deschisă publicului încă din 1908, iar din 1995 a fost trecută în Guiness Book, ca fiind cea mai mare peşteră turistică din lume. Sala principală are 137 de metri înălţime, 280 de metri lungime şi 65 de metri lăţime. Este atât de uriaşă, încât bazilica Sf. Petru ar încăpea în întregime în ea. Alte mari săli subterane ar fi Sarawack din Good Luck Caves (Peşterile Norocului) din nord-vestul Borneo-ului (700 de metri lungime, 450 de metri lăţime şi 70-100 de metri înălţime), Salle de la Varna, la graniţa dintre Spania şi Franţa (250 de metri dintr-un capăt în altul) şi Big Room (Sala cea Mare) din Carlsbad Caverns, SUA (450 de metri lungime).
"Flint Ridge Mammoth Cave System" (Sistemul de Peşteri Mamut de la Muchia de Cremene) din statul american Kentucky se bucură de o triplă protecţie, având statut de sit inclus în patrimoniul cultural mondial, rezervaţie a biosferei şi parc naţional. Este format dintr-un labirint de coridoare cu o lungime totală de peste 570 de kilometri, fiind cel mai extins sistem de peşteri cunoscut de om. Până la ora actuală, încă nu au fost investigate toate cotloanele şi intrândurile. Sute de kilometri încă aşteaptă, probabil, să fie descoperiţi. Tunelurile naturale ale acestui carst ajung la diferite niveluri sub suprafaţa Pământului, adâncimea maximă fiind de 115 m.
Cel mai adânc sistem de peşteri din lume, un abis numit Lamprechtsofen-Vogelshacht, aflat în statul federal austriac Salzburg, ajunge până la adâncimea de 1 632 m.
ÃŽn pădurile din munţii Mexicului există o peşteră cunoscută de localnici sub numele de "Sotano de las Golondrinas" (Peştera Rândunelelor). Puţul vertical prin care pătrunde lumina soarelui este al doilea ca lungime din lume. Peştera de formă globulară ajunge până la o adâncime de 333 de metri, având 50 de metri lăţime la intrare şi 300 de metri în punctul de lăţime maximă.
"Regatul Giganţilor de Gheaţă" ("Eisriesenwelt", aflat în munţii Tennengebirge de lângă Salzburg, este cel mai întins sistem de peşteri glaciare din lume. Aici, gheaţa topită şi apele reîngheţate ale gheţarilor s-au combinat, dând naştere unei colecţii de sculpturi absolut bizare.
O CĂLĂTORIE SPRE CENTRUL PĂMÂNTULUI – poza de Admin, in Chat Room · 7.4KB
, aflat în munţii Tennengebirge de lângă Salzburg, este cel mai întins sistem de peşteri glaciare din lume. Aici, gheaţa topită şi apele reîngheţate ale gheţarilor s-au combinat, dând naştere unei colecţii de sculpturi absolut bizare.