Geografia Mediului

CURS 1

Termenul de mediu (environment, umwheinat, milieu) a fost folosit ncepnd cu secolul al XIX-lea, n sens biologic, de ambian natural a vieuitoarelor.Comunitatea tiinific internaional consider mediul ansamblul tuturor fiinelor i lucrurilor care compun spaiul apropiat i ndeprtat al omului, care i poatedetermina sau schimba existena i poate influena total sau parial modul su de via.Geografia mediului studiaz domeniul de interferen om-natur, limitele n acre se simt influenele dintre atmosfer, hidrosfer, litosfer, biosfer deci mediul nconjurtor al omului.Acestui domeniu de cercetare i s-a mai dat numele de nveli terestru, geosfer, geosistem, peisaj, landaft.Geosistemele se ntemeiaz pe interaciunile elementelor geomorfologice, climatice i hidrologice cu lumea vie, cu omul.

TIPURI DE MEDIIM1: MEDIUL ANTARCTICAntarctica este n mare parte acoperit cu ghea i se gsete n jurul PoluluiSud, dincolo de 66 1/2 grade S, avnd o suprafa total de 13,900,000 kmp, echivalent cu o suprafa de dou ori mrimea Europei.Aproape 98% din Artarctica este acoperit de ghea cu o grosime medie de 1,6 km. Insulele componente acoperite cu gheata se gsesc n partea de vest i au celemai mari nlimi (Munii Ellsworth, Vinson Massif, 4892 m).Peninsula Antarctica a fost vzut prima dat n 1820, ns prima aterizare s-a fcut n abia1895. Polul Sud a fost cucerit prima dat de .............. n noiembrie 1911 ila scurt timp de englezul Scott, n ianuarie 1912

M1: MEDIUL ANTARCTICO staie de cercetare nfiinat pe insulele Orkney de Sud nregistreaz permanet date meteorologice de la nfiinarea sa n 1904. Este cel mai rece mediu de pePmnt, cu o temperatur medie de -45 C la Polul Sud i cu mai puin de 50 mm cantitatea anual de precipitaii, astfel nct este clasificat ca deert polar caracterizat iprin vnturi puternice de tip uragane i viscole. 24 de ore pe zi rmne n ntuneric n iunie (n timpul iernii Antarctice) i n lumin n decembrie (pe timpul verii Antarctice).

M1: MEDIUL ANTARCTICStratul de ghea din Antarctica este ntins pe o suprafata de 12 milioane kmp areun volum de circa 30 de milioane kmc de ghea care conine 65% apa dulce a lumii, caredac s-ar dezghea ar produce o creterea a nivelului mrilor i oceanelor de peste 70 m.Stratul de gheata din Antarctica este de aproximativ 10 ori mai mare dect cea care acoper Groenlanda i are o existen de peste 34 de milioane de ani.Calota de Est formeaz o cupol larg de peste 4000 m n altitudine, drenat spre margini de o serie de fluxuri de ghea radiale.Calota de Vest cuprinde trei cupole nvecinate ridicandu-se la 2000 m altitudine, n parte foarmat submers (sub nivelul mrii). Aceasta este, de asemenea, drenat de fluxuride ghea care se termin n banchize ce ocup golfurile de coast. Aceastea se deplaseaz cucteva sute de metri pe an. Ghearul Ross, un domeniu la fel de mare ca i Frana, este alimentat de gheari de evacuare att din calota Est ct i din Vest.

Stratul de gheata din Antarctica joac un rol important n influenarea climatului global princantitatea de energie absorbit de la soare, precum i a circulaiei atmosferice i oceanice dar i n formareagheii. Temperaturile sczute i masele mari de ghea de la mari altitudini din Antarctica produce un gradienttermic abrupt dinspre pol spre ecuator influennd la rndul su vnturile i curenii oceanici (for motrice).

ANTARTICA SI CIRCULATIA OCEANICAUn numar mare de cercetari oceanografice recente au aratat ca, Curentul Circumpolar Antarctic (CCA), un curent oceanic, de la vest la est in jurul Antarcticii, joaca un rol crucial in circulatia globala a oceanelor. Regiunea in care apele reci ale CCA se intalneasc si se amesteca cu apele mai calde din nord, defineste o frontiera distincta Convergenta Antarcticii care fluctueaza odata cu anotimpurile, dar care cuprinde un corp discret de apa si o regiune ecologica unica. Convergenta concentreaza nutrienti, care sustin viata plantelor marine, si care la randul lor, sustin viata animala. In primavara anului 2000, Organizatia Hidrografica Internationala a decis delimitarea apele din cadrul Convergentei, ca fiind al cincilea ocean Oceanul Antarctic prin combinarea portiunilor sudice ale Oceanului Atlantic, Oceanului Indian, si Oceanului Pacific. Oceanul Antarctic se intinde de la coasta de nord a Antarcticii, la 60 de grade latitudine sudica, ceea ce coincide cu limita Tratatului asupra Antarcticii, adica aproape toata suprafata Convergentei Antarcticii. Ca atare, Oceanul Antarctic este in prezent al patrulea ocean ca marime din cele cinci oceane (dupa Oceanul Pacific, Oceanul Atlantic si Oceanul Indian, dar mai mare decat Oceanul Arctic).GEOGRAFIELocalizare: masa de apa intre 60 de grade latitudine sudica si AntarcticaCoordonate geografice: 60 00 S, 90 00 E (nominal), dar Oceanul Antarctic are distinctia unica de a fi o masa mare de apa, circumpolara, care inconjoara in totalitate continentul Antarctica; acest inel de apa se afla intre 60 de grade latitudine sudica si coasta Antarcticii si cuprinde 360 de grade longitudine.Suprafata totala: 20,327 milioane kilometri patratiTarmuri: 17.968 kilometriClimat: temperaturile marii variaza de la aproximativ 10 grade Celsius la -2 grade Celsius; furtuni ciclonice calatoresc spre est in jurul continentului si sunt de obicei foarte intense, din cauza contrastului de temperatura dintre gheata si ocean; zona oceanica, de la aproximativ 40 de grade latitudine sud de Cercul Antarctic are cele mai puternice vanturi de pe Pamant, in timpul iernii oceanul ingheata spre exterior pana la 65 de grade latitudine sudica in sectorul Pacific, si 55 de grade latitudine sudica in sectorul Atlantic, reducand temperatura de suprafata mult sub 0 grade Celsius; intr-unele puncte de pe coasta, vanturi intense si persistente de drenaj din interiorul continentului mentin tarmurile fara gheata pe tot parcursul iernii.Relief: Oceanul Antarctic este adanc, intre 4.000 si 5.000 de m, cu zone limitate de apa de mica adancime; platoul continental Antarctic este, in general, ingust i neobisnuit de adanc, marginile sale aflandu-se la adancimi de 400 pana la 800 m (media la nivel mondial este de 133 m); calota Antarcticii creste de la o medie minima de 2,6 milioane km patrati in martie la aproximativ 18,8 milioane kilometri patrati in luna septembrie; Curentul Circumpolar Antarctic (21.000 km in lungime), se misca mereu spre rasarit; este cel mai mare curent oceanic, transportand 130 de milioane de metri cubi de apa pe secunda de 100 de ori mai multa apa decat debitul tuturor raurilor din lume.Altitudini extreme: cea mai joasa -7.235 m, la captul sudic al Gropii South Sandwich; cea mai inalta nivelul marii 0 mResurse naturale: probabil mari si posibil uriase campuri petroliere si cu gaz natural pe marginea platoului continental, conglomerate de mangan, posibile depozite aluviale, nisip si pietris, apa dulce sub forma de iceberg-uri, calmar, balene si foci ne-exploatate si peste krillNota: cel mai stramt loc este Pasajul Drake intre America de Sud si Antarctica; Frontul Polar (Convergenta Antarcticii) este cea mai concreta delimitare naturala a intinderii nordice a Oceanul Antarctic, este o regiune distincta in mijlocul Curentului Circumpolar Antarctic, care separa apele polare, reci, de suprafata din sud, fata de apele mai calde din nord; Frontul si Curentul se intind in intregime in jurul Antarcticii, ajungand la sud de 60 grade latitudine sudica in apropiere de Noua Zeelanda si aproape 48 de grade spre sud, in Oceanul Atlantic de Sud ceea ce coincide cu limita Vanturilor de Vest.ANTARCTICA i schimbrile climaticeCercetrile de geologice, glaciologie, fizica atmosferei ioceanografice au adunat suficiente date pentru a oferi o perspectiv asupra modului n care stratul de gheata a reacionat la schimbrile climatice dintrecut. Pe baza carotelor de ghea s-au putut reconstitui schimbrile de mediu din ultimul milion de ani. Carota de ghea de la staia Vostok lungde 3623 m acoper mai mult de 500.000 de ani, furniznd informaii despre variaiile de temperatur bazate pe analiza indicatorilor oferii de izotopi de O i H.Aceste rezultate au fost completate de forajele de mare adncime din zonele litorale ale Antarctici.

Variabilitatea temperaturilor din Antarctica i gradul de acoperire cu ghea auscatului i mrilor afecteaz sistemele de climate n ntreaga lume. Prin urmare, multi cercetatori cred c este important de neles cum calota de ghea va reaciona la nclzireaclimatic actual i viitoare.Unele dintre scenariile aparinnd Grupului Internaional privind schimbrile climatice prezic c n decurs de cteva secole, concentraiile atmosferice ale gazelor deser, n special dioxidul de carbon, ar putea fi mai mare dect n momentul cnd a nceput formarea calotei Antarctice respectiv, acum mai mult de 30 de milioane de ani.Polii reprezint sisteme super-sensibile ale Pmntului, de alert rapid n cazul unorschimbri climatice, n special, nclzire global.Ca i n regiunea arctic sunt raportate efecte ale nclzirii globale asupra Antarcticii. n 2005, o mas de mrimea peninsulei California s-a topit rapid dup care arengheat. Acest lucru poate fi rezultatul creterii temperaturii cu 5C. Agenia Spaial NASA a raportat cel mai semnificativ proces de topire a ghearilor n ultimii 30 de ani nAntarctica.

nc din 1908 cnd au fost fcute cereri privind suveranitatea naional asupra unor pri din Antarctica a fost necesar s se reglementeze relaiile internaionale. n urma Anului Geofizic International din 1957 1958,12 naiuniactive n Antarctica, la acel moment a iniiat Tratatul asupra Antarcticii (puse n aplicare 1961), care este un acord juridic internaional necesar proiectat pentru a asigura c statele membre lucreaz mpreun n Antarctica n scopuri panice itiinifice. Se interzice activitatea militar, cu excepia cazului n sprijinul tiinei; se interzice experimente nucleare i eliminarea deeurilor nucleare; promoveazcercetarea tiinific i schimbul de date, i deine toate preteniile teritoriale n suspensie.Tratatul se aplic la zona situat la sud de 60 latitudine Sud, inclusiv toate banchizele de ghea i insule, ceea ce reprezint aproximativ 10% din suprafaaterestr a globului. Tratatul a fost ulterior majorat, de exemplu prin Protocolul privind protecia mediului prinTratatul asupra Antarcticii (Madrid, 1991) din14 ianuarie 1998

Emil Racovi (n. 15 noiembrie 1868, Iai d. 17noiembrie 1947, Cluj) a fostun savant, explorator, speolog i biolog romn, consideratfondatorul biospeologiei (studiul faunei din subteran - peteri i pnzefreatice de ap). A fost ales academician n 1920 i a fost preedinteal Academiei Romne n perioada 1926 - 1929.n timpul expediiei din Antarctida Emil Racovi a avut posibilitatea s studieze viaa imenselor mamifere acvatice, dar i a pinguinilor. El a rmas n istoria tiinei ca descoperitor al balenei cu cioc

TIPURI DE MEDIIM2: MEDIUL GLACIARMediul polar glaciarEste specific pentru Antarctida, Groenlanda. Insula Novaia Zemlea, Insula Franz Joseph, Arhipelagul Nord-Canadian, reprezentnd cel mai rece mediu de pe Pmnt cu un regimul termic negativ pe tot parcursul anului. Valoarea termic cea mai sczut a fost nregistrat la staia Vostok (-89,3 C), n Antarctida. Circulaia atmosferic este permanent descendent. Anticiclonii polari determin o cantitate redus de precipitaii (100 mm/an) sub form solid, precum i vnturi puternice, persistente (vnturi polare). Precipitaiile sub form de zpad se transform prin tasare n mase de ghea, ce ating n Antarctica i Groenlanda grosimi de la cteva sute de metri la peste 2000 m, formnd calote glaciare. Noaptea i ziua polar au o durat de circa ase luni.Substratul se afl sub calota glaciar, iar formele de relief ntlnite sunt reprezentate prin field-uri (platouri uor ondulate) kame, drumline. Solul este ngheat pn la adncimi (n Antarctica 400 m). Uneori, n anotimpul de var, pe versanii munilor se dezvolt specii de muchi i licheni (oazele antarctice). Fauna este srac, fiind reprezentat de morse, uri polari n regiunile arctice i depinguini n Antarctida. Animalele s-au adaptat mediului prin culoare, stratul adipos, modul de hrnire. Activitatea uman este limitat, aezrile omeneti sunt rare. Mai multe ri, printre care SUA, Rusia, Norvegia, Australia, au nfiinat staii de cercetri tiinifice n Antarctida.n cadrul acestui mediu se difereniaz cteva submedii cu trsturi specifice:a) mediul calotelor glaciare, reprezentat prin platoa de ghea, lipsit de comuniti vii;b) mediul deerturilor reci pietroase;c) mediul de mlatin, situat n zona de contact cu mediul subpolar.Mediul subpolar (de tundr)Mediul subpolar ocup 10% din emisfera nordic, ntinzndu-se n nordul Canadei, n Alaska, n tundra eurasiatic, n munii nali (Altai, Pamir, Himalaya, Anzi, Alpi). n emisfera sudic mediul de tundr cuprinde insulele Falkland, Shetland de Sud i peninsula Graham. Temperatura medie anual este de 0C. Iarna este lung i geroas (temperaturi sub -30C, cu zpad i vnturi puternice), vara scurt i rcoroas (temperaturile pot atinge 8-10C, cauznd topirea parial a zpezii). Cantitatea de precipitaii este mai mare dect n mediul polar (200-500 mm), dar tot sub form de ninsoare. Noaptea polar a determinat o serie de adaptri ale plantelor i animalelor (durata scurt de vegetaie, schimbarea blnii, hibernarea etc.). ngheul permanent al substratului influeneaz componentele hidric i biotic. Orizontul ngheat este impermeabil i nu permite dezvoltarea sistemului radicular al vegetaiei forestiere, constituind i un obstacol pentru construcia drumurilor, a cilor ferate, a cldirilor. Acestui mediu i sunt caracteristice turbriile, mlatinile, care reprezint rezultatul revrsrii rurilor n anotimpul de var.Procesele geomorfologice sunt legate ndeosebi de aciunea factorilor eolian, glaciar i nival, determinnd apariia formelor periglaciare de relief: ruri de pietre, avalane. mri de pietre, morene etc. Lumea vegetal s-a adaptat la condiiile ngheului venic i este reprezentat de ierburi, muchi, licheni, alge, plante pitice (mesteacnul pitic, salcia pitic meriorul, afinul etc.). Fauna este mai bogat, mai ales cea acvatic (molute, foca, morsa), iar pe uscat ursul polar, renul caributdiferite specii de psri migratoare care sosesc aici n anotimpul de var.Solurile sunt turboase de tundr, lipsite de fertilitate, n cea mai mare parte ngheate. Influena antropic n acest mediu este limitat din cauza condiiilor naturale aspre. Aezrile umane sunt concentrate mai ales n regiunile cu resurse ale subsolului (petrol n Alaska, crbune i minereuri n Eurasia) sau n locurile cu pajiti ntinse, favorabile pentru creterea animalelor (a renilor). Astfel, n tundr prevaleaz mediul natural.

CURS 2PERMAFROST&PERIGLACIAR

I. INTRODUCERE:Mediile periglaciare sunt definite ca medii reci dar non-glaciare,chiar dac se afl n proximitatea ghearilor (regatul nghedezgheului,freeze-thaw), rezultnd forme de relief caracteristice.Mediile de permafrost sunt zone n care solul i uneori chiar isubasmentul (bedrock) sunt permanent ngheate o perioadamai lung de timp (minimum: 2 ani).Prezena permafrostului nseamn c exist un mediu periglaciar n care au loc procese periglaciare. Dei exist situaii n careapar medii periglaciare lipsite de permafrost

INTRODUCERE:Permafrostul deine ghea n porii solurilor i rocilor (fig)Prezena gheii din sol i roc determin micri lente ale suprafeei topografice datorit proceselor de expansiune icontracie repetate.Deoarece temperaturile de var trec peste 0 grade C, un strat subire din permafrostse dezghea (stratul activ, active layer)Astzi, 26% din suprafaei Terrei este afectat de permafrost, n timp ce 35% este afectat de procesele de nghedezghe.n timpul Pleistocenului permafrostul acoperea pn la 45-50% din Terra, iar condiiile climatice au lsat evidene detipul reliefului periglaciar

nghe-dezgheulngheul i dezgheul repatat (ciclul diurn) sunt cele mai importante procese ale celor dou medii reci.Prin nghe apa i mrete volumul cu 9% producnd sfrmarea rocilor (shattering of rocks) i elevaia periglaciar (frost heave).

Permafrostul exist acolo unde temperaturile sunt puin sub zerograde (IPCC) iar acest lucru face ca aceste zone s fie foarte sensibile la schimbrile climatice. Orice nclzire poate duce latransformri dramatice ale permafrostului.Construciile de cldiri i drumuri din ariile de permafrost au un impact important asupra acestora i invers. Metodele deconstrucie trebuie s aib n vedere procesele specific permafrostului (solul de permafrost deine cu pn la 20% mai mult ap dect solurile drenate)De aceea este foarte important s nelegem procesele specific permafrostului i ariilor periglaciare precum i interaciuneadintre oameni i aceste medii sensibile.

II. PROCESELE SPECIFICE PERMAFROSTULUIDistribuia permafrostuluiAstzi, permafrostul afecteaz 82% din Alaska, 50% din Canada i suprafee importante din Siberia. Acesta este cunoscut capermafrostul polar de la latitudinile mari.Permafrostul alpin este specific ariilor montane nalte: Tibet (2 mil. kmp), Alpi, Stncoi etc.Solurile ingheate de sub mrile i oceanele reci este cunoscut sub numele de permafrostul submarin (practic necunoscut!).

Dac realizm un transect dinspre nordul Canadei spre USA se evideniaz diferenieri n ceea ce privete grosimea i extindereapermafrostului:- zona permafrostului continuu (peste 1000 m grosime !), dispare doar sub lacuri, ruri, gheari sau alte anomalii termale.- zona permafrostului discontinuu (n general are ntre 1 i 10 m grosime). Se extinde pn la izoterma anual de -1 grad C. ns poatecontinua, permafrostul sporadic*, i dincolo de aceast izoterm.Tranziia dintre cele dou entiti are loc n zona izotermelor anuale de -6 i -8 grade C, poziie oarecum aproximativ cu limita pdurilor(treeline)*uneori poate fi semnalat i n Carpaii Romneti

Ciclurile nghe-dezgheAmbele tipuri de permafrost (continuu i discontinuu) sunt afectate de ciclul anual i, unoeri, diurn, al nghe-dezgheului,conducnd la formarea stratului activ dezgheat (active layer).Stratul activ, imposibil de strbtut n sezonul de var, poate avea de la civa cm (n p. discontinuu) pn la civa metri (upto 15-20 m) n p. continuu.Ariile rmase nengheate n zonele de permafrost se numesc talik-uri. Pot fi libere dac se afl n contact cu solul dezgheatsau nchise dac sunt nconjurate de ghea.

Grosimea permafrostului:Canada (74 grade N, -16.4 grade C)= 400 m, stratul activ este f. subireCanada (65 grade N)= 45 m, s. a.=1-2mCanada (61 grade N, -4.4 C)= 12 m, s. a.=2-3m, permafrost discontinuu

Tehnici de investigaie a grosimii permafrostului:ngheul modific principalele proprieti mecanice (densitatea, capacitatea de nclzire, conductivitatea termic, conductivitateahidraulic saturat, etc.) i electrice ale solurilor i rocilor precum esteconductivitatea electric.Aceste modificri permit investigaiilor geofizice la o serie ntreag de tehnici de analiz:- reflecia seismic- ground-penetrating radar (radar)*- inducia electromagnetic.Aceste tehnici sunt foarte utile pentru constructori (ex. conducta de petrol din Alaska)

Temperatura solului i grosimea permafrostuluiTemperatura minim se nregistreaz la suprafaa solului dupcare crete spre baza permafrostului (unde atinge punctul dedezghe)

Factorii de control ai grosimii permafrostului sunt:- temperatura medie anual- conductivitatea solului- fluxul de cldur geotermal**cantitatea de cldur eliberat de crusta Pamntului (dezintegrare nuclear, procesele chimice i fracturrile de la marginele plcilor tectonice)

3. Reconstituirea schimbrilor climatice utiliznd temperaturapermafrostuluiPermafrostul este un fenomen climatic. Prin urmare acesta va suferi schimbri majore n urma nclzirii climatice preconizate.Permafrostul deine cantiti enorme de carbon, mai ales n regiunile cu mlatini i de tundr*.Prin schimbrile de grosime i distribuie, permafrostul poate elibera cantiti enorme de gaze de ser (ex. metanul).Permafrostul rspunde treptat la schimbrile climatice prin agradare (creterea grosimii) sau degradare (subierea sa).*n Siberia, permafrostul deine cantiti enorme de materiale mbogite n carbon inclusiv oase de animale, rdcini i turb din ultima faz glaciar. O dat ce se va dezghea se vor elibera carbonul care se va transformaimediat n metan i poate provoca o nclzire climatic (feedback pozitiv)

Efectul schimbrilor climatice asupratemparaturii soluluin condiii normale temperatura din subsol se distribuie liniar o dat cu adncimea. Astfel profilul termic al solului poate fifolosit pentru a extrapola condiiileclimatice din trecut.Permafrostul se ngroa acolo unde temperaturile anuale sunt sczute, unde au existat micri tectonice recente, unde s-auretras ghearii i se subiaz sub temperaturi crescute sau sub strat de zpad n cretere (Svalbard, la 60, cretericu 0.04-0.07 grade C/an; Alaska, cu pn la3-4 grade C).

4. Gazele hidrateSunt formaiuni cristaline solide asemntoare cu gheaa formate dintr-o mixtur de ap i gaz (moleculele sunt combinate), cel maiadesea metan.Gazele hidrate sunt stabile la presiuni mari i temperaturi sczute(condiii specifice sedimentelor oceanice i regiunile de permafrost)Cantitatea total de metan din aceste gaz este estimat la 10*16 kg, ceea ce reprezint cea mai mare surs de hidrocarburi de pe Terra:- dublu Carbon prin comparaie cu toi combustibilii fosili de pe TerraEmisiile de metan ar fi jucat un rol esnial la finalul ultimei faze glaciare pentru topirea rapid a calotelor de ghea (Buffet, 2000)- nceputul HolocenuluiInundaiile din trecut care ar fi afectat suprafee mari din planeta Marte ar fi putut avea ca i cauz topirea acestor agregate de ghea iemisia gazelor de ser (Kastner et. al., 1998

5. Hidrologia regiunilor de permafrostScurgerea subteran-O dat cu scderea temperaturilor n subsol se reduce conductuvitatea hidraulic (limitarea scurgerii n subteran, imposibilitatea alimentrii acviferelor, protejarea lor de poluare!)- n timpul verilor, se reia circulaia subteran i alimentarea pnzelor freatice.5. Hidrologia regiunilor de permafrost

Scurgerea rurilor- rurile sunt sezoniere (rurile mari pot curge i iarna pe sub ghea n timp ce cele mici curg doar pe timpul verii, diferenieri majore ntreruri)- dezgheul se face rapid, n 2-3 sptmni, urmat de scurte inundaii(acolo unde exist gheari rurile se pot alimenta o perioad mai lung)- ntre 25 i 75% din scurgere este repartizat la cteva zile (rul Mecham din Artica Candian se alimenteaz din topirea zpezilor,astfel c scurgerea anual se concentreaz n proprie de 80-90% n 10 zile!)- rurile mari (Mackenzie, Lena, Obi, Enisei, Kolyna, Indighirka) sunt ci importante de transport dar sunt navigabile doar cteva luni pe an,ntre mai i octombrie. Alteori produc inundaii catastrofale, datorit faptului c se dezghea de la sud spre nord!

5. Hidrologia regiunilor de permafrostForme sezoniere

Movilele de ghea (icings) se formeaz n concaviti topografice mai ales unde pnza freatic intersecteaz suprafaa topo (fig a). Se mai pot forma pe patulrurilor, deasupra sau dedesubtul suprafeei topo, la baza ghearilor calzi.Acestea dein ghea stratificat sau candele de ghea (fig b) care pot ajunge pn la 1 m lungime.Unoeri aceste movile pot suravieuiverilor, aa cum se ntmpl n Siberia.

ntrebri reflexive:1. care sunt factorii de control al distribuiei permafrostului?2. cum se reflect schimbrile n temperaturile de suprafa n cele de adncime din regiunile de permafrost?3. care sunt condiiile care trebuie luate n consideraie atunci cndconstruim n zona de permafrost? cum alegem poziia unei localiti noi?4. care sunt caracteristicile scurgerii rurilor din zonele de permafrost?5. de ce sunt zonele de permafrost, n mod particular, senzitive la schimbrile climatice i de ce pot contribui la nclzirea global din viitor?

III. Geomorfologia mediilor periglaciare i de permafrostn aceast seciune vom pune n discuie principalele forme de relief specifice celor dou medii i vom insista asupra diferenelor dintre ele.Climatul rece dezvolt o geomorfologie distinctiv datorit a trei procese de baz:1. expansiunea cu 9% a gheii (sfrmarea rocilor i formarea grohotiurilor-scree)2. contractarea i fisurarea solurilor n condiii de nghe (ger) care permite formarea penelor de ghea (ice wedges) i formelor poligonale de suprafa3. migraia apei spre fronturile de nghe datorit suciunii ceea ce conduce la formaiuni de ghea segregat

Termocarst-ulTerocarstul este considerat un tip de relief relict specific celor dou medii.Acesta este important pentru reconstituirile de paleoclimat i extinderea vechilor gheari. Se formeaz ntr-un climat rece dar non-glaciar, n special, la marginea ghearilor (util pentrudelimitarea ariilor glaciate)Prezena termocarstului in UK si Europe este o eviden a existenei permafrostului din trecut n aceste regiuni.

1. Formele subterane de gheaDatorit migraiei apei spre fronturile de nghe prin suciune se formeaz o serie ntreag de formaiuni de gheasubtern/mgropat (n primii 5-6 m sub suprafa:- ghea segregat (sub form de benzi subiri, unoeri se pot forma buci masive de ghea). n ambele cazuri gheaa poatereprezenta 50% din volum.Pot afecta drumurile i fundaia cldirilor.Solurile prfoase sunt susceptibile la formarea acestor tipuri de ghea subteran prin comparaie cu pietriurile i bolovniurile.

Cnd aceste formaiuni se dezghea apar involuiile (involuii periglaciare, structuri periglaciare).Acestea sunt dislocaii ale structurii sedimentelor insitu (nederanjate) i sunt utilizate pentru diagnoza condiiilorpermafrosturilor din trecut.Dezgheul masiv al acestor formaiuni ngropate produc concaviti i cuvete (termocarst) care pot forma lacuri dedezghe sau depresiuni cunoscute sub numele de alas (drenate).- astfel de depresiuni sunt comune pentru America deNord i Siberia, ns au fost raportate exemple i pe planeta Marte.

Penele de ghea (ice wedges) sunt corpuri de ghea sub form de pan (litera V) cu grosimi de pn la 1.5 m i care se mplnt n permafrost pe 3-4 m.Se formeaz n condiii de ger aspru, sub -15 grade C, cnd solul se contract i apar fisuri, la nceputul ierni, dup care sunt umplute cuap n timpul primverii i verii, dup care nghea formnd aceste pene.De cele mai multe ori aceastea se dezvolt sub forma unor poligoane de pene de ghea (care acoper milioane de kmp din Terra). Suntraportate i pe planeta Marte.Cnd aceste formaiuni se dezghea las n urm structure periglaciare (ice wedge cast), unde ghea este nlocuit cu sediment

Pingos sunt movile (miezuri) de ghea de pn la 55 m nlime i pn la 500 lime din zonele de permafrost. Sunt de form conic sau alungite constituite din ghea de segregaie i un miez de ghea masiv.Se cunosc dou tipuri de pingos:- hidrostatice (a), sub lacuri sau terenuri cu exces de umiditate- hidraulice (b)

Palsa-urile sunt movile joase de 1-10 m nlime care se formeaz n zonele cu turbale permafrostului. Cnd miezul de ghea se topete se formeaz mici lacuri.Frost blisters sunt miezuri de ghea de mici dimensiuni care se dezvolt ntr-osingur iarn ca urmare a ngheului apei subterane care mpinge pe vertical solul locului.ntrebri reflexive1. cum pot fi utilizai pingos i penele de ghea pentru reconstituirile climatice?2. care sunt principalele forme asociate cu gheaa din sol/subsol i cum s-au format?3. cum evolueaz pantele n mediul periglaciar?4. care sunt formele geomorfologice ntlnite pe pantele periglaciare?

RELIEFUL PERIGLACIAR IN RO..

CURS 3-MEDIUL DELTAICDeltele sunt forme de relief de coast formate prin depunerea de sedimente, n general, n apele puin adnciale platoului continental interior. Dup ce suprafaa deltaic devine subaerian, creterea vegetaiei devine importantn formarea solurilor deltaice.Intrrile de materiale pentru delte nu sunt constante n timp. Apar impulsuri, care variaz spaial i temporar.Aceste evenimente de tip pulsing sunt aranjate ntr-un mod ierarhic i sunt menite s produc beneficii n timp i lascri diferite. Acestea variaz de la mareele zilnice, fronturi atmosferice sptmnale, inundaii anuale, furtuni puternice, cum ar fi uragane, inundatii exceptionale iformarea de lobi deltaici noi la fiecare 500-1000 de ani

Importana de delte Delte au ridicat naturale i agricole productivitate, biodiversitate bogat i eficient cile navigabile cmpii deltaic sunt foarte populate Delte sunt ecosisteme fragile, sub rezerva Riscuri naturale (Katrina - New Orleans) nelegere limitat a istoriei evolutiv de delte din cauza complexitii lor intrinsec

Un rezumat de 34 de delte Tipul I - dominat fluvial Mississippi delta De tip II - Tidal dominat Ganges delta Tip III - Wave / maree delta Dunarii Tip IV - unde medii nu comun Tip V - Wave Dodavari delta Tipul VI - Wave dominat Senegal

INUNDATIILE si DELTELEInundaiile nu sunt importante doar pentru agricultur. Au un rol deosebit pentru ntregirea resurselor Terrei:+ au rol n formare zonelor deltaice (n deltele Nilului i Yangtze exist fermele cu cele maifertile terenuri din lume)+ au rol n formarea insulelor din apropierea rmurilor (n Bangladesh, rurile formeaz insule de aluviuni care sunt imediat populate deranii fr terenuri)+ rol n formarea cordoanelor litorale care pot apra zonele costiere, n mod natural, fa defurtunile tropicale.

+ sedimentele rezultate n urma inundaiilor sunt foarte importante pentru formarea solului+ n statele dezvoltate inundaiile sunt utilizate pentru activiti turistice, dezvoltndu-se conceput de wild river (rafting)+ susin i alimenteaz zonele umede (cu importan pentru atenuarea viiturilor catastrofale precum i pentru filtrarea metalelor grele)

M4Mediul costier: COASTELE LITORALE (Coasts)Unele dintre cele mai dinamice medii de pe Pmnt sunt n cazul n care oceanul se ntlnete cu uscatul.Peisajul de coast, pentru c este att de dinamic, este capabil de schimbari foarte rapide care pot fi surpinse pe parcursul unei vieti(pentru a vedea mai multe schimbri de coast ntr-o anumit zon).Marea este capabila sa retraga abrupturile costiere, sa erodeze dunele de nisip, sa formeze insule, golfuri, cordoane litorale, plaje. Astfelmarea poate extinde sau restrnge n mod semnificativ zonele de coasta.

Coastele din lume pot fi mprite n cele care sunt n curs de dezvoltare (emergente) i cele care se confrunt cu retrageri (submergente)(Fig. 1).Coastele emergente pot fi legate de procesele active precum cele tectonice sau erupiile vulcanice, care se bazeaz pe adaugarea de noi terenuri darsi depunerea rapida a sedimentelor care permite avansul terenurilor spre mare, ca de exemplu depunerea sedimentelor intr-o delt.Coastele submergente pot fi, de asemenea, legat de procesele tectonice, dar negative (de coborare a scoartei terestre), precum i de procesele detasare, dintre care unele pot fi induse de om.De exemplu, n cazul n care zonele umede costiere sunt drenate, solurile se pot usca i compacta provocand procesul de subsiden. Cu pierderea zonelor umede de coast, zonele costiere i pierd un tampon important impotriva eroziunii costiere. Mlastinile cu apa dulce sau sarata(saltwater marshes) atenueaza impactul eroziunii costiere respectiv, actiunea valurilor si diminuarea undelor de inundatii litorale.

Din punct de vedere ecologic, cea mai mare preocupare nzonele de coast de astzi este cea a eroziunii costiere.Eroziunea costiera este o problem mondial de astzi din mai multe motive, printre care faptul c nivelul mrii crete, ca rspuns lanclzirea global.In cea mai mare parte creterea este datorata dilatarii termice a oaceanelor supraincalzite. Dar si topirea ghetarilor contribuie, deasemenea, la intensificarea eroziunii costiere. In urmtoarele decenii unele insule joase, ar putea disprea complet datorita creterii niveluluimrii.

O ntrebare major privind mediul inconjurator este modul n carevom rspunde la eroziunea costier, care are tendinta s creasc attn mrime cat i in intensitate n viitorul apropiat.Mai multe opiuni sunt disponibile pentru a ncerca s reducem la minimumeroziunea costiera: Soluia dur, care implic structuri de construcii, cum ar fi seawalls. Abordarea moderat, care implic un plan managerial in vederea scoaterii de sub impactul eroziunii a zonelor costiere cum ar fi hrnirea plajelor cu nisip. Combinarea solutiilor dure cu cele moderate depinde foarte mult de condiiile specifice

n scopul de a lua decizii cu privire la eroziunea costier, este necesar s se recunoasc anumite principii generale:- Eroziunea costier este un proces natural- Atunci cnd alegem o structur de control grea (seawalls) pentru a minimize eroziunea, vom determina modificri ale mediului de coast- Cnd alegem s protejm linia de coast de eroziune prin structuri grele inginereti s admitem c ceea ce facem este pentru protejarea dezvoltrii economice i nu a plajei.- Lucrrile inginereti de coast prin construcia de perei, ziduri sau altor structure grele cu scopul de a ntrzia eroziunea stabilete un nou tip de peisaj antropizat care cugreu se va putea renatura.

SLR reprezint ridicarea nivelului marin pus n seama cresterii volumului oceanului planetar.Rata creterii este de 1-2 mm/an n ultimul secol i se presupune ca aceast rat sa creasc dea lungul secoluluiurmtor cu 3-4 mm. Schimbrile nivelului marin pot avea loc din cauza a doi factori principali: o cretere a nivelului oceanelor dincauza unei expansiuni termale i topirea ghearilor si factorul antropic. Accelerarea nivelului marin amenin cele dou tipuri de ecosisteme de rm, naturale sau antropice. Zonelecostiere umede sunt n special sensibile la creterea nivelului marin pentru c ele exist si "supravieuiesc"ntr-o anumita diferen de nivel, uneori mai puin de 10 cm.

Cnd vegetaia zonelor umede este inundat pentru perioade mai mari din cauza SLR, aceasta, din cauza stresului accentuat la care este supus, moare. S-a dovedit c zonele de coast umede, ntr-un anumite numar de locaii din lume, dispar din cauza creterii nivelului marin. Aezarile costiere mai joase sunt i ele vulnerabile la SLR i cteva insule cu relief mai jos ar putea disprea complet nsecolul 21.Ridicarea nivelului marin, combinat cu scaderea volumului de apa dulce, vor conduce la creterea intruziunii apei marine si implicit cresterea salinitii. Aceasta amenin n special coastele umede cu maree de apa dulce mai extinse.

CURS 4

Vulcanismul include totalitatea fenomenelor i manifestaiilor rezultate n urma strpungerii scoarei de ctre topiturile magmatice sau gazele provenite din zone profunde. Cnd aceste topituri nu-i pot deschide drum ctre suprafa ele sunt injectate n stratele superficiale ale scoarei, unde prin consolidare, formeaz mase vulcanice intruz(s)ive. Dac magmele ptrund pe fisuri deschise, sunt expulzate la suprafa unde formeaz conuri vulcanice sau structuri efuz(s)ive.

Diferitele tipuri de roci magmatice asociate cu forma extrusiv i intrusiv a activitii vulcanice i cu tipurile magmei din care ele provin, joac un rol important n influenarea formelor de relief create. Pentru nelegerea genezei i evoluiei formelor de relief asociate cu vulcanismul i activitatea vulcanic intrusiv, este necesar s prezentm cteva proprieti cheie ale rocilor vulcanice.

A. CORPURI PLUTONICE (DE ADNCIME)BATOLITE corpuri intruzive, de mari dimensiuni, formate prin rcirea i consolidarea magmei n interiorul scoarei. Prin eroziune pot fi scoase, total sau parial, la zi.

STOCK-uri sunt legate i alimentate de batolite, asigurnd tranziia spre corpurile subvulcanice din etajul superior.

B. CORPURI SUBVULCANICELACOLITE + LAPOLITE mas de roci intrusive de form lenticular, intercalat ntre stratele scoarei terestre. Sunt legate de rezervor. Stratele de deasupra au fost boltite sub presiunea magmei (invers la lapolite). NECK-uri reprezint umplutura coului vulcanic care, datorit duritii mai mari, se impune n relief genernd forme pozitive. Reprezint un caz de inversiune de relief. DYKE- uri forme de relief cu aspect de zid, create prin scoaterea la zi a unor intruziuni lamelare. n aceast categorie pot fi ncadrate i SILL-urile care reprezint corpuri vulcanice orizontale ptrunse printre straturi.

EXEMPLE CORPURI PLUTONICEA. BATOLITE

n aceast categorie sunt ncadrate corpurile cu o extindere de peste 100 kmp sau cu un volum de peste 100 000 km3: Munii Parng, Retezat; Munii Coastelor din Alaska i Columbia Britanic (1 650 km lungime x 160 km lime); Sierra Nevada (640 km x 88 km); Batolitul de Idaho; ntre ara de Foc i Peru (6000 km x 100 km).

B. STOCK-uri n aceast categorie sunt cuprinse corpurile cu o extindere sub 100 kmp: Munii Henry; Munii Brgului; Munii Banatului; Munii Poiana Rusci Muntii Bargaului n geomorfologie, melcosopocinic este un termen de origine rus, semnificnd un relief vlurit, cu coline rotunjite, nalt de 300-500 m, din care salt i martori mai nali (inselberguri). Este un relief ce se apropie de o suprafa de nivelare

EXEMPLE CORPURI SUBVULCANICE A. LACOLITE

Munii Henry din Utah (descrii de Gilbert n 1877) corespund celor mai mari lacolite. Sunt alctuii din cinci masive izolate, fiecare format din mai multe lacolite legate de un stock central; Masivul Boemiei; Munii Brgului (Masivul Heniu); Masivul sienitic Ditru etc.

B. LOPOLITE (lopos bazin) Intruziune magmatic stratificat cu aspect plat la suprafa i cu form de cup sau plnie n interior, ptruns ntr-un sinclinal sau un brahisinclinal (gabbrou). lopolitul Duluth din Minnesota are 200 km lungime, o suprafa de 40 000 km2, o grosime de 16 km i un volum de 200 000 km3; lopolitul din Complexul Bushfeld Transvaal cu o suprafa de 55 000 km2

C. NECK-uri (sau PLUG) Shiprock, New Mexico; Agathla Neck, New Mexico, 300 m nlime, 1 000 m diametrul la baz; Hoppi Buttes, Arizona; Castle Rock, Utah; Le Puy en Velay, Frana; Devils Tower, Wyoming; Detunatele;

D. DYKE-uri Marele Dyke din Zimbabwe 3 13 km lime, 540 km lungime; Zona Spanish Peaks, Colorado, cu peste 500 dyke-uri radiind dinspre mici stock-uri sau neck-uri; Scoia i Groenlanda; Munii Brgului, Oa, Guti etc. Munii Bistriei (creasta principal).

E. SILL-uri Nordul Angliei, platou cu o suprafa de 40 000 km2, grosime de 5-60 m (medie de 30 m), alctuit din diabaze; Regiunea Karoo, Africa de Sud, cu o suprafa de 500 000 km2, i grosimi care pot ajunge pn la 500 m;

7. FENOMENE EFUZIVE. VULCANII Vulcanii reprezint forme geologico-geomorfologice create n urma apariiei la suprafa a magmei, caz n care poart denumirea de lav (magm srcit n gaze), precum i a altor produse eruptive (gaze i ape fierbini, piroclastite). Produsele vulcanice, care atest stadiul i caracterul activitii unui vulcan, sunt urmtoarele: curgerile de lav, proieciile solide i proieciile gazoase, gheizerii, izvoarele fierbini.

7.1. Produsele activitii vulcanice

1. CURGERI DE LAVE (MAGMA SRCIT N GAZE) Sunt topituri de silicai cu temperaturi de peste 1200C a cror fluiditate este determinat de compoziia chimic. Din acest punct de vedere se deosebesc lave bazice i lave acide.

LAVELE BAZICE Au un coninut mic de SiO2 (40-50%), sunt fluide, deoarece se degazeific uor, i curg sub form de toreni sau n pnze cu viteze pn la civa km/or. Erupiile sunt linitite, lavele ajungnd la distane mari fa de locul de emisie. Se formeaz conuri scut, platouri etc

LAVELE ACIDE Sunt bogate n SiO2 (peste 70%) i gaze, sunt vscoase, se deplaseaz ncet solidificndu-se n apropierea punctului de emisie sau chiar n interiorul coului. Acestea sunt caracteristice vulcanilor cu erupie exploziv (conuri proeminente)

Erupiile de lav duc la formarea unor diverse tipuri de forme de suprafa, n funcie de compoziia, vscozitatea i coninutul n gaze a acestora. Crusta subire, elastic i lucioas, sub care curgerea lavei continu mult timp, pn la solidificarea total, poart denumirea de suprafa dermolitic sau pahoehoe n Hawai. Uneori capt aspecte de dale de lav, lave cordate, acumulri de blocuri n jurul unor mici couri (pustule), umflturi ale crustei datorit degazeificrii lavei dedesubt, aa (denumire hawaian pentru suprafeele clastolitice formate din lav cu blocuri provenite din fragmentarea crustei). Fisurile de contracie pot determina separaii columnare (ex. Detunatele)

2. PRODUSE SOLIDE (PIROCLASTITE) cenua vulcanic materiale foarte fine; lapilii 2 mm 2 cm rupte din lava consolidat; piatra ponce lava incandescent rcit n atmosfer; scoriile sau zgura; bombele vulcanice

7. PRODUSE GAZOASE Sunt formate din vapori de ap, bioxid de carbon, oxid de carbon, azotat, hidrogen, hidrogen sulfurat, acid clorhidric etc. n funcie de procentajul acestora pot fi mprite n: fumarole, sulfatare, mofete etc.

4. PRODUSE POSTVULCANICE Gheizerii - care se formeaz pe seama apelor vadoase, infiltrate pe fisuri pn la anumite adncimi unde sunt nclzite pn la fierbere. Cnd presiunea depete presiunea exercitat de ctre coloana de ap, aceasta este expulzat cu putere spre exterior (precipitat - gheizerit) Ex.: Parcul Yellowstone - SUA, Noua Zeeland, Kamceatka, Islanda etc; Izvoarele termale apa nclzit de ctre gazele i vaporii fierbini (precipitare - travertin).

Tipuri de erupii vulcanice

1. N FUNCIE DE MODUL DE APARIIE LA SUPRAFA A PRODUSELOR VULCANICE: ERUPII CENTRALE ERUPII LINIARE ERUPII AREALE SAU N SUPRAFA

ERUPIILE CENTRALE. Eliberarea produselor vulcanice se realizeaz la intersecia unor linii de falii, pe un singur co sau pe un co principal, n jurul cruia pot fi grupate cteva couri secundare (adventive)

ERUPIILE LINIARE. Revrsarea lavei se face de-a lungul unor falii sau fracturi. Ex.- Linia Laky din Islanda -25 km; Tarawera Noua Zeeland 14,5 km etc.

ERUPIILE AREALE. Se produc pe o reea complicat de fracturi, rspndite pe o suprafa vast. Ex.: Podiul Columbiei - Parcul Yellowstone (10 000 km2), Podiul Deccan (600 000 km2 3000 m grosime), Siberia Central, Etiopia, Patagonia, Groenlanda Scoia. Trapp-uri pnze de lave bazaltice suprapuse, pe seama crora se formeaz platouri n trepte.

2. N FUNCIE DE MODUL DE DESFURARE : ERUPII LINITITE (lave bazice) ERUPII EXPLOZIVE (lave acide)

ERUPII LINITITE TIPUL ISLANDIC TIPUL HAWAIAN ERUPII EXPLOZIVE TIPUL STROMBOLIAN TIPUL VULCANIAN (VEZUVIAN) TIPUL PELEEAN TIPUL BANDAI-SAN TIPUL MAAR

Erupii linitite tipul ISLANDIC Caracterizeaz vulcanii cu erupii linitite de lave bazice, foarte fluide, ce se revars n lungul unor fracturi ale scoarei. Dei lavele curg sub form de toreni sau pnze ce nainteaz, uneori, zeci de km, din loc n loc se formeaz conuri mici ale cror altitudini rar depesc 100 - 150 m (de exemplu, n urma erupiei fisurale din 1783, pe lng ntinsele curgeri bazaltice 10 km3 lav, n lungul liniei Laki, de cca 25 km, s-au format peste 100 conuri mici de cenu i zgur). Activitatea este aproape permanent. Lava, dup ce umple craterul, dnd adevrate lacuri incadescente, se revars i curge pe mari distane sub form de toreni sau pnze (peste 25 km).

Erupii linitite tipul HAWAIAN Se caracterizeaz tot prin revrsri bogate i linitite de lave foarte bazice care provin ns dintr-un crater central i acoper suprafee imense. n acest caz craterul are forma unei cldri, cu pereii verticali sau n trepte i cu lrgimi ce depesc 20-30 km (lac de lav). n jurul su prin acumularea ndelungat de lave, ia natere o cupol masiv, uria, cu pante de 5-10 care justific numele de vulcan-scut. Principalul vulcan n activitate din insula Hawai este Mauna Loa, cu o nlime de 4162 m i cu un diametru de peste 100 km la nivelul mrii. Altitudinea sa total este de cca 9 000 m. Tot n aceast categorie mai pot fi ncadrai: vulcanii din Arh. Azore, Ins. Ascencion, Arh. Tristan da Cunha.

ERUPII EXPLOZIVE (i) TIPUL STROMBOLIAN sau STRATOVULCANI Se caracterizeaz prin erupii explozive, ritmice, de lave bazice obinuite i acide, cu multe gaze, cu proiecii de bombe, lapili i scorii, ns cu puin cenu. Astfel, n jurul craterului se formaz conuri proeminente constituite din alternane de lave i pturi de sfrmturi grosiere cu nclinri de 30-40. Reprezentativ este vulcanul Stromboli (926 m) din insulele Lipari care, datorit erupiilor sale vizibile de la mari distane (100-150 km), cunoscute nc din antichitate a fost supranumit Farul Mediteranei. Ali vulcani de acest tip se gsesc n Kamceatka, Mexic (Paricutin), El Salvador (Izalco). I. Atanasiu (1945) era de prere c astfel de erupii au existat n miocen i la noi, n zona Munilor Climani. Au cea mai mare rspndire.

(ii) TIPUL VULCANIAN (VEZUVIAN) Prezint erupii violente, nsoite sau precedate de cutremure. Din crater se nal coloane de gaze i cenu (plnii vulcanice). Lavele acide, vscoase se pot consolida pe co, formnd dopuri care explic exploziile puternice i cantitile mari de materiale piroclastice din structura conurilor. Curgerile de lave sunt foarte restrnse sau chiar lipsesc. Conul este format din strate de cenu fragmentate de barrancos-uri. Tipic este Vulcano din insulele Lipari, dar i Vezuviu (1279 m) care n anul 79 e.n. a ngropat oraele Pompei, Stabiae, Herculanum. Erupiile i acumulrile de lav, prbuirile i lrgirile craterelor simple ale multor vulcani fac ca n locul acestora s apar nite veritabile depresiuni numite caldeire. Ex. Kliucev, Etna etc. n aceast categorie este inclus deseori i tipul plinian, caracterizat prin erupii paroximale de lav acid, mari cantiti de cenu, nsoite de colapsul caldeirelor (calderelor).

Vulcanii cu caldeire (caldera volcanoes) Caldeirele sunt cratere uriae, formate prin explozie vulcanic i lrgite prin prbuiri ulterioare. Uneori, rezervorul magmatic din con este golit n timpul exploziei, iar partea central a vulcanului se prbuete, rmnnd n exterior un perete circular abrupt: n interiorul acestei caldeire pot s apar un con vulcanic mic. Dup form i genez exist mai multe tipuri: Monogen rezultat dintr-o singur explozie; Poligen mai multe explozii urmate de prbuiri ca distrug conul aproape complet

(iii) TIPUL PELEEAN Se caracterizeaz prin marea vscozitate a lavelor acide emise. Se rcesc chiar n crater, dnd domuri de lav ce astup ca un dop coul. Acestea sunt mpinse spre suprafa de presiunea gazelor, pn ce apare sub forma unui dom sau ac vulcanic. Presiunea gazelor acumulate determin explozii violente, cu proiecii laterale de nori arztori. Curgerile de lav sunt foarte reduse. Astfel de erupii a fost nregistrate n Insula Martinica (vulcanul Mont Pele - 1597 m) n 1902, Filipine (vulcanul Mayon), n 1968 etc.

(iv) TIPUL BANDAI SAN sau KRAKATAUAN Lava foarte vscoas, acid i bogat n gaze, se ntrete nainte de a ajunge la gura coului, determinnd explozii puternice care, uneori, arunc n aer o mare parte a conului vulcanic sau chiar ntregul edificiu - dup unele preri hidroexplozii. Are ca reprezentant principal vulcanul Krakatau, localizat ntre Java i Sumatra, a crei erupie n 1883 s-a resimit pe tot globul. Particulele fine de cenu i praf au fost ridicate pn la 70 km i au nconjurat Pmntul, iar n locul insulei, cu o nlime de 800 m s-a format o groap enorm cu adncimi de 360 m sub nivelul mrii. Cea mai mare parte din insul a fost aruncat n aer. Zgomotul produs de explozie s-a auzit la 3 400 km distan.

(v) TIPUL MAARE Se manifest prin explozii scurte, provocate de decomprimarea gazelor provenite din topituri magmatice i acumulate n prile superioare ale scoarei. Proieciile constituite exclusiv din sfrmturi, fr lav i cenu, contribuie la formarea unor diatreme (canale de strpungere umplute cu sfrmturi) i a unor cratere sub form de plnii, ocupate ulterior de lacuri, fr conuri vulcanice. Cele mai vechi maare sunt cele din zona Eiffel (Germania).

7.2. Tipuri de erupii vulcanice Erupii submarine erupiile submarine sunt prezente n lungul marilor rifturi i a altor fracturi importante ale scoarei. Se caracterizeaz prin lave bazice i ultrabazice ce genereaz importante curgeri submarine (pillow lava) cu proeminene rotunjite, cu separaii columnare hexagonale. Acumularea ndelungat i consolidarea lavelor bazaltice conduc la apariia unor proeminene cu nlimi de mii de metri i a lanurilor vulcanice impresionate, corespunztoare dorsalelor mediane. Unele aparate submerse au partea superioar retezat (nivelat) de dinamica apelor, prezentndu-se sub forma unor platouri i conuri tip guyot, altele depesc suprafaa oceanului, constituind insule i arhipelaguri vulcanice. Formarea acestora este n plin evoluie, fapt demonstrat, ntre altele, i de unele insule vulcanice aprute recent n Arhipelagul Azore (1956 1957), n lungul coastelor Japoniei (1973), Aleutine etc.

APARATUL VULCANICMaterialele expulzate prin erupii se depun n jurul punctului de emisie, constituind un aparat vulcanic, alctuit din urmtoarele elemente: Bazinul magmatic; Coul vulcanic reprezint orificiul de evacuare a materialelor expulzate; Craterul reprezint prelungirea extern, lrgit a coului; Conul vulcanic este edificiul propriu-zis, privit mai ales sub aspectul su exterior. Reprezint o form de acumulare a crei morfologie depinde iniial de tipul activitii vulcanice, iar apoi de evoluia subaerian a eroziunii.

Modelarea extern a aparatelor vulcanice O dat cu stingerea vulcanului, procesele de eroziune devin predominante, ele fiind dirijate de sistemul pantelor caracteristice vulcanilor (convergente i divergente) i de structura lor iniial. Primele cursuri de ap se instaleaz pe anurile iniiale generate de ctre lahare (torenii de noroi vulcanic) i avalanele uscate. Apare o reea hidrografic radiar divergent pe con i alta radiar convergent pe crater. La baza conului, rurile sunt colecate de o reea inelar, iar n crater se formeaz lacul de crater. Vile adnci care fragmenteaz radiar conul se numesc barrancos (denumire folosit n insulele Azore). Interfluviile de form triunghiular care urc n pant crescnd ctre vrful conului sunt numite planeze. In partea superioar, dup o evoluie ndelungat ele se transform n creste. Prin eroziune regresiv, barrancosurile ptrund n interiorul craterului i dreneaz lacul. Accentuarea general a eroziunii duce la ndeprtarea rapid a rocilor mai moi. Rezist pn la urm numai courile i filoanele vulcanice, formate din lav dur, care sunt puse n eviden prin eroziunea diferenial. Astfel, vechile forme negative (couri, crpturi) se transform n forme pozitive; se produc inversiuni de relief, materializate prin: neck-uri, dyke-uri i sill-uri.

Evoluia general a reliefului vulcanic Modelarea subaerian a reliefului creat de activitatea vulcanic, ca i toate celelalte procese i forme de relief, poart i ele pecetea factorului timp. n aceast ordine de idei se poate considera c i relieful vulcanic are un ciclu de modelare descendent. Faza de tineree a acestuia se caracterizeaz printr-o bun conservare a morfologiei constructive: conuri proeminente i cratere netirbite, adesea cu lacuri, cum este Ciumatu Mare (1294 m) cu Lacul Sf. Ana, la care se adaug numeroase barrancos-uri. Faza de maturitate este definit de cratere parial distruse i transformate n bazine de recepie ale unor artere hidrografice i prin planeze, mai dezvoltate ctre baza conurilor vulcanice, continuate de culmi relativ nguste spre partea superioar. Aa este cazul Masivului Climani al crui crater, mult lrgit prin procese denudative, este ocupat de bazinul superior al rului Neagra arului, apoi, al Munilor Gurghiului cu mai multe cratere tirbite, ca cel de lng vrful Saca (1776 m) drenat de prul Secuiului, precum i al Munilor Harghita. Faza de btrnee este reprezentat prin distrugerea accentuat a conurilor vulcanice i apariia unor inversiuni de relief de tipul neck-urilor i dyke-urilor, ori al unor mici platouri de tip sills cum sunt cele din cuprinsul munilor Oa, Guti, ible, Brgu sau Detunatele din Munii Apuseni etc. n felul acesta se poate ajunge la distrugerea total a aparatelor vulcanice, n urma crora poate rmne doar o reea hidrografic radiar-divergent, colectat adesea de rurile care au marcat periferia fostelor conuri.

Rspndirea vulcanilor pe glob (i) Vulcanismul din lungul dorsalelor medio-oceanice Exist trei mari zone de rspndire a vulcanilor: (i) Vulcanismul din lungul dorsalelor medio-oceanice; (ii) Vulcanismul zonelor de subducie; (iii) Vulcanismul punctelor fierbini (hot-spot)

(i) Vulcanismul din lungul dorsalelor medio-oceanice este generat de magmele bazaltice din mantaua superioar, antrenate spre suprafa de curenii subcrustali de convecie. n aceast categorie se nscriu vulcanii din insula Jan Mayen (cel mai nordic din lume) situat in Marea Groenlandei la 71 lat. nordic, apoi Islanda, cu cca 100 vulcani, arhipelagul Azore (cel mai important Pico Alto, 2600 m); insula Ascension; Sf. Elena (vulcanul Diana Peak al crui con se ridic de la 4000 m - deasupra apei doar 853 m); Tristan da Cuhna, s.a.. n lungul zonelor de acreie din Oceanul Indian sunt mai puin vulcani, deoarece mare parte a acestor dorsale nu au rifturi. Aici stratovulcanii sunt tipici i ei se dezvolt, probabil, pe seama unor conuri scut mai vechi (n ins. Reunion, ins. Mauritius). Dorsala arabo-indian (Carlsberg) este lipsit de manifestri vulcanice. Acestea apar ns n continuarea sa, respectiv n regiunea Golfului Aden - Marea Roie i sunt asociate tot zonei de expansiune. n partea vestic a Oceanului Indian, pe continent, se dezvolt marele rift african (ntre rmul estic din dreptul ins. Madagascar i M. Roie, pe o lungime de 6500 km). Aici se pot distinge mai muli vulcani ntre care: Mt Rungwe (3175 m); gruparea din vecintatea lacurilor Kiwu, Edward i Albert, ntre care numai masivul Virunga are 8 conuri mari; n Depresiunea Afar apar aparate vulcanice active de tip central-scut. O alt grupare cu vulcani stini este situat pe o ramificaie a riftului are drept reprezentant principal Kilimanjaro (cu trei conuri concentrice).

Vulcanismul zonelor de subducie are cea mai larg rspndire pe glob, concentrnd cca 350 vulcani activi (62%) dintre care 2/3 formeaz cercul de foc al Pacificului. Vulcanii se aliniaz att pe marginea continentelor, ct i n arcurile insulare, au erupii de lave andezitice i dacitice, cenue, gaze, piroclastite, uneori foarte violente asociate cu mare seismicitate. Astfel, n lungul rmurilor estice ale Asiei vulcanismul foarte activ este prezent ncepnd din pen. Kamceatka cu peste 40 vulcani importani, crora li se asociaz peste 100 de cheizere i iazvoare fierbini. Reprezentativ este vulcanul Kliucev (4750 m). Mai spre sud n insulele Kurile sunt vreo 50 de vulcani activi; apoi n Japonia unde sunt peste 30 vulcani cu activitate actual i peste 40 cu activitate recent. Ex. vulcanul andezitic Bandai - san (1819) care a erupt violent n 1888 dup o linite de 1000 ani; muntele sfnt Fujiyama (3776 m) i Aso-san (1592 m) cu o caldeir a crei cirmuferin are 114 km; Vulcanismul se continu n insula Taiwan; insulele Filipine, nordul Australiei. Din nordul Australiei se schieaz dou aliniamente de convergen a unor microplci: Unul care strbate fosa de la nord de Noua Guinee, arh. Noile Hebride i ajunge pn n Noua Zeeland. Un al doilea ram se continu n insulele indoneziene (cu binecunoscuii vulcani Tambora, 2851 m - ins. Sumbawa, Agung, 3142 m - ins. Bali, insula Djava cu 100 de vulcani, din care 30 activi, Krakatau cu cea mai puternic erupie din timpurile istorice), i care ptrunde, de fapt, n Oceanul Indian..

n nordul Oceanului Pacific, arcul de foc se continu spre est n ins. Aleutine. Vulcanismul, apoi, este o caracteristic esenial a Munilor Cordilieri i Anzi din lungul rmurilor vestice ale Americii. ntre cei mai cunoscui sunt vulcanii din Alaska (Wranghel, 4268 m); n partea central-vestic a Americii de Nord; n lungul Munilor Cascadelor se aliniaz cca 15 vulcani activi (Baker, Rainer, Mt. St. Helens - cu erupia din 1980); n Mexic i America central, n vecintatea rmului oceanic se concentreaz cca 100 de vulcani de mari dimensiuni, din care 40 n plin activitate, cu aparate de tip stratovulcanic. Astfel, n Mexic se gsete Popocateptl, 5452 m, Pico de Orizaba, 5747 m, Ixtacci Kuat, 5326 m. Un caz aparte este Paricutin (2771 m) cu o dezvoltare spectaculoas - a aprut n 1945 ntr-un lan de porumb, ngropnd treptat sub cenue, lave i piroclastice mii de hectare, conul nlndu-se n primul an cu 450 m. Apoi se pot enumera vulcanii din Guatemala (10 activi), Salvador, Nicaragua (40 de vulcani), Costa Rica, Panama. n America de Sud se gsesc cei mai muli vulcani cu nimi de 5000 - 6000 m. Astfel, n Columbia sunt 7 vulcani activi (Tolima - 5215 m, Huila - 5750 m); n Ecuador 9 vulcani activi (Cotopaxi - 5897 m, Chimborazo - 6272 m); n Peru sunt patru vulcani activi (El Misti - 5821 m); Bolivia; n Chile se gsesc 26 de vulcani activi importani: Lluiiaillaco (6723 m), Acongagua - 6959 m - cel mai nalt vrf vulcanic din lume, Tupungato - 6800 m, Maipo - 5323 m etc.

Un loc apartea l ocup provincia vulcanic din Europa Meridional i Asia de sud vest, deosebit de complicat din punct de vedere al structurii litosferei. Pe lng contactul unor plci tectonice majore (african, arabic, euroasiatic), aici se ntlnesc i numeroase microplci cu diverse micri de translaie i rotire. Aici se agsesc vulcanii Vezuviu (1279 m), Etna (3340 m), Stromboli i Vulcano. Spre est se gsesc vulcanii stini Ararat (5165 m) n Podiul Anatoliei, Elbrus (5633 m) n Caucaz, Demavent n Iran. Tot unor procese de paleosubducie se datorete i formarea lanului vulcanic ce se desfoar pe cca 300 km n partea vestic a Carpailor Orientali.

(iii) Vulcanismul zonelor fierbini (hot spot-uri). Multe grupri vulcanice sunt departe de zonele de expansiune i de aceea s-a ncercat explicarea lor prin prezena unor zone fierbini. Aa este cazul vulcanismului din unele insule atlantice (Canare, Capului Verde); din Oceanul Indian (Comore, Mascarene, Kerguelen); din Oceanul Pacific (Hawai, Touamotou, Samoa); precum i al unor vulcani de pe uscat (Camerun - din vestul Africii, Eifel din Europa) etc.

Vulcanii noroiosi Se formeaz n regiunile cu emanaii de gaze proprii activitlor postvulcanice, care, n drumul lor spre suprafa ntlnesc strate acvifere i roci argiloase. Sub influena gazelor i a apelor ascensionale, argilele i marnele de la suprafa, bogate n sruri solubile se transform ntr-o past noroioas. Acolo unde aceasta ajunge la nivelul solului se formeaz un mic ochi glodos din care se degaj ap mloas i bule de gaz. Cu timpul, noroiul se depune n jurul ochiului formnd un mic con. Astfel de situaii se ntlnesc n Italia, n Crimeea, Islanda, America Central.

CURS 5SCHIMBARI CLIMATICE PLEISTOCEN

1. Descrierea principalelor evenimente climatice din Pleistocen 2. Teoria Milankovitch (Orbital Forcing Theory) 3. Scoaterea in evidenta a principalelor schimbari de mediu din Pleistocen (+ evidene/urme lsate de acestea) 4. Lista tehnicilor de datare 5. Rolul modelrilor pentru reconstrucii paleoclimatice

PLEISTOCENUL este epoca geologica cuprinsa nintre 2.6 Ma si 11.7 ka. Reprezinta prima epoca a Cuaternarului Pleistocenul se caracterizeaza prin fluctuatii climatice frecvente de genul incalzire-racire. Noi traim inca in Cuaternar, adica in perioada epocilor glaciare. A doua epoca a Cuaternarului se numeste Holocen, care este considerata o perioada interglaciara

EVIDENTE ALE SCHIMBARILOR DE MEDIU DIN PLEISTOCEN: -Bulele de gaz din carotele de gheata - Sedimentele oceanice (anorganice si organice) -Formele de eroziune si acumulare glaciara - Formele de relief periglaciare si glacioeustatice (deltele!!!) -Depozitele eoliene (loess, dunele de nisip!) -Depozitele minerale -Polenul gasit in lacuri si mlastini (inclusiv resturi de plante si animale)

Intelegerea schimbarilor de mediu Pleistocene ne ajuta sa intelegem mai bine schimbarile de mediu actuale si viitoare. Sa ne plasam intr-un context mai larg pe un termen mai lung si sa intelegem care sunt fortele implicate. Spre exemplu, cunoastem ca dioxidul de carbon (concentratia) a fluctuat foarte mult in trecut. concentratia postindustriala de dioxid de carbon este cea mai mare din ultimii 2.6 Ma. studiint climatul din trecut putem invata cum reactioneaza sistemul pamant-ocean-atmosfera la concentratii mai mari de dioxid de carbon emis in mod natural. Sau cum sistemul se poate schimba daca oamenii emit din ce in ce mai mult dioxid de carbon Este crucial sa intelegem mediul Pleistocen pentru ca acesta are implicatii majore asupra mediului actual!

CICLURILE DE LUNGA DURATA, FORTELE ASTRONOMICE SI MECANISMELE DE TIP FEEDBACK Racirea continu din timpul Neozoicului (Cenozoic) poate fi corelata cu miscarea placilor tectonice care au modificat circulaia oceanic i atmosferic. Foreele tectonice pot impinge plcile continentale spre cei doi poli, ex.: Antarctica, America de Nord, Eurasia.

Ali factori care completeaz imaginea de ansamblu cum ar fi declanarea fazelor glaciare, spre exemplu, in de aceasta dat de foretele extratelurice (fortele orbitale)- teoria Milankovich

TEORIA FORTELOR ORBITALE- TEORIA MILANKOVICH La baza teoriei st faptul c Pmntul primete o cantitate diferita de energie claoric de la Soare n functie de: 1.Forma orbitei sale in jurul soarelui (variaii ale excentricitii orbitale a Pmntului forma orbitei din jurul Soarelui) 2.Modificri de nclinaie modificri ale unghiului format ntre axa Pmntului i planul orbitei acestuia; 3.Precesiune modificarea direciei axei de rotaie a Pmntului (spre exemplu, axa de rotaie se comport ca i axa de rotaie a unui titirez la momentul ncetinirii); astfel este conturat un cerc pe sfera celest de-a lungul unei perioade de timp.

Variaii orbitale Modificri ale excentricitii orbitale afecteaz distana Pmnt-Soare. n prezent exist o diferen de numai 3 procente (5 milioane de kilometri) ntre cel mai apropiat punct (periheliu), care se atinge pe aproximativ 3 ianuarie i cel mai deprtat punct (afeliu), care este atins n jurul datei de 4 iulie. Aceast diferen de distan se nsumeaz la o cretere de circa 6 procente a cantitii de radiaii solare primite de Pmnt (iradiere) din iulie pn n ianuarie. Forma orbitei Pmntului se modific de la eliptic (excentricitate ridicat) la aproape circular (excentricitate sczut), ntr-un ciclu care dureaz ntre 90.000 i 100.000 de ani. Cnd orbita este eliptic, cantitatea de radiaii primite de Pmnt la periheliu este de mai ridicat cu 20% sau 30% dect la afeliu, rezultnd ntr-o diferen substanial a climatului comparativ cu cel actual.

Modificri ale nclinaiei Pmntului: * variaz intre 21 si 24 grade cu un interval de recuren de 41 ka. * cu ct este mai mare unghiul cu att crete intensitatea sezoanelor, verile devin mai clade iar iernile mai reci (teoria pailor mruni

nclinaie (modificare n deviaia axial) Pe msur ce deviaia axial se mrete, contrastul dintre anotimpuri se mrete, astfel c iernile sunt mai geroase, iar verile mai toride, n ambele emisfere. n prezent, axa Pmntului este nclinat cu 23.5 grade (MAX=24.4/24.5 grade) fa de planul orbitei Pmntului in jurul Soarelui. Dar aceast nclinaie se modific. n timpul unui ciclu, care dureaz aproximativ 40.000 de ani, deviaia axial variaz ntre 22.1 i 24.5 grade. Datorit modificrilor nclinaiei, anotimpurile cum le tim astzi vor deveni mai acute. O nclinaie mai mare nseamn anotimpuri mai severe (veri mai clduroase i ierni mai reci); o nclinaie mai mic nseamn anotimpuri mai blnde (veri cu brize rcoroase i ierni cu temperaturi mai ridicate). Despre verile mai rcoroase se crede c permit zpezii i gheii s dureze de la un an la altul la altitudini ridicate, constituindu-se, eventual, n buci masive de ghea. De asemenea exist feedback-uri pozitive i din partea sistemului climatic, deoarece o Terr acoperit cu mai mult zpad, reflect mai multe energie solar napoi n spaiu, cauznd o rcire adiional.

Precesiune Fortele de atractiei ale Soarelui si Lunii determin Pmntul s penduleze in jurul axei sale de rotatie ca un TITIREZ *Are importanta pentru pozitionarea anotimpurilor pe orbit si determin distana anotimpului fa de Soare *Sper exemplu, Pamantul ajunge la cea mai mare distanta fata de Soare in timpul iernii australe. Prin urmare iernile australe sunt mai reci decat cele nordice, invers se intampla cu verile.

MECANISME DE TIP FEEDBACK -Albedoul si schimbarile nivelului marin -Variatia concentratiei de dioxid de carbon O data cu formarea calotelor polare si a zapezilor permanente creste exponential albedoul. Astfel calote vor creste si mai mult. Ceea ce va deterimina scaderea nivelului marin. Totusi aceasta insiruire de evenimente nu este suficienta pentru explicarea fazelor glaciare. Cu siguranta modelele circulatiei generale (MCG) implica si alte schimbari precum: -Schimbari ale circulatiei oceanice si ale concentratiei atmosferice de diozid de carbon - natura dinamici calotelor glaciare

-Albedoul si schimbarile nivelului marin -Variatia concentratiei de dioxid de carbon Prin analiza bulelor de gaz din carotele de gheata. Astfel s-au obtinut concentratii de 180 ppm (parti per milion) in timpul fazelor glaciare si de 280 pp in timpul fazelor interglaciare. Prin comparatie astazi nivelul dioxiduluid e carbon a ajuns la peste 380 ppm!!! (arderea combustibililor fosili, land-use change)

CURS 6-HOLOCENUL

OBIECTIVE: 1. cum a inceput Holocenul 2. principalele mecanisme care au condus la schimbarile climatice holocene 3. explicarea schimbarilor locale si globale ale nivelului marin (sea-level changes) 4. principalele schimbari ale ecosistemelor din timpul Holocenului 5. cum s-a dezvoltat si extins societatea umana in timpul Holocenului si impactul pe lunga durata asupra mediului

INTRODUCERE Holocenul este epoca geologica care a inceput acum 11.700 ani (BP) si care continua si astazi. Denumirea deriva din limba greaca si inseamna intregul recent In literatura veche a mai fost denumit si RECENT sau POSTGLACIAL (FLANDRIAN- in UK) Holocenul precedeaza Pleistocenul care s-a extins intre 2.6 Ma si 11.7 k ani. Impreuna formeaza CUATERNARUL

De ce este atat de important Holocenul avand in vedere ca reprezinta doar o fractiune din istoria Pamantului de aprox. 4.6 miliarde ani?

Holocenul este, prin excelenta, o perioada geologica exceptionala. Poate fi descrisa ca o perioada cu climat cald, moderat si stabil. Holocenul iese in evidenta datorita urmatoarelor 3 motive: 1. este cea mai recenta perioada geologica (astfel ne putem explica mai bine istoricul mediului). Prin analiza solului, mlastinilor, falezelor si plajelor, luncilor, bazinelor lacustre, atolii etc. Spre exemplu de ce ecosistemele irlandeze sunt mai putin diversificate decat cele britanice sau europene?

Holocenul nu este, prin excelenta, o perioada geologica exceptionala. Poate fi descrisa ca o perioada cu climat cald, moderat si stabil. TOTUSI Holocenul iese in evidenta datorita a 3 motive: 1. este cea mai recenta perioada geologica (astfel ne putem explica mai bine istoricul mediului). Prin analiza soluluiu, mlastinilor, falezelor si plajelor, luncilor, bazinelor lacustre, atolii etc. Spre exemplu de ce ecosistemele irlandeze sunt mai putin diversificate decat cele britanice sau europene?

La inceputul Holocenului, fauna si vegetatia temperata sttea la adapost de climatul rece Pleistocen undeva mai la sud. O data cu inceputul Holocenului a inceput si migratia acestora spre nord. Unele nemaiapucnd s ajunga in Irlanda sau insulele Britanice inainte de separarea acestora de continent. Aceasta este doar un exemplu care ne arata ca studiind trecutul putem intelege prezentul.

2. Holocenul este important pentru ca poate fi studiat intr-un mod diferit fata de celelalte perioade geologice - depozitele holocene sunt foarte raspandite -nu au fost splate sau erodate - Pamntul prezinta o adevarata manta de depozite si soluri de varsta holocena - se gasesc la suprafata - sunt friabile, accesibile, si usor de recoltat (doar cu ciocanul geologic) - depozitele holocene nu sunt comprimate/presate, deformate, alterate chimic sau amestecate (usor de interpretat fata de depozitele mai vechi)3. 4. 3. Holocenul este important pentru ca evolutia noastra a explodata in timpul acestuia. Hominizii, inclusiv specia noastra-Homo spaiens, au evoluat separat fata de cimpanzei sau alte primate inca de acum 5-8 Ma. Homo sapiens devine o specie separata acum 120 ka. Pentru inceput hominizii s-au comportat la fel animalele de talie mare (erau rari, in grupuri mici, mancau plante iar mai tarziu devenind cautatori de hrana si vanatori). Dar inceputul Holocenului a concis cu cea mai mare schimbare a relatiilor dintre om si mediu: inceputurile agriculturii* (alimente, crestere numerica, evolutie tehnologica, schimbarea fizica a mediului etc.). * importana civilizaiilor hidraulice

2. SCHIMBARILE CLIMATICE SPECIFICE HOLOCENULUI CUM A INCEPUT HOLOCENUL?

Holocenul este definit ca o tranzitie rapida de la stadialul Dryasul Tarziu (Younger Dryas) la conditiile unui interglaciar (Holocen) conform datelor obtinute din carotele de gheata din Groenland (NGRIP)* * North Greenland Ice Core Project

Tranzitia de la vrful ultimei perioade glaciare (cand calotele glaciare au atins dimensiunile maxime: LGM, aprox. 19-20ka n urm) spre actualul interstadial a fost COMPLEX. Tranzitia a durat cateva mii de ani si a constat printr-o serie intreaga de perioade reci si calde (care durau cateva secole).

In nordul Europei aceste perioade aparinnd Holocenului au fost denumite astfel: 1. OLDEST DRYAS (rece) 2. BOLLING (cald) 3. OLDER DRYAS (rece) 4. ALLEROD (cald) 5. YOUNGER DRYAS (rece)

MAREA SCHIMBARE a constat in topirea calotelor glaciare din nordul Americii si Euroasiei, care au produs un flux imens de apa lichida care au modificat salinitatea si, prin urmare, circulatia oceanica din nordul emisferei nordice: CIRCULATIA TERMOHALINA. Curentii calzi tropicali pendulau: cand puteau ajunge in nordul Atlanticului (perioada calda) cand erau opriti sa ajunga (rece). Younger Dryas (rece) este ultima perturbare importanta de acest gen. Cu toate acestea au mai existat astfel de anomalii precum este cea din perioada 8200 ka.

BIPOLAR SEE-SAW Cand curentii calzi din emisfera nordica erau opriti sa ajunga in nordul Atlanticului, se instala o perioada rece in emisfera nordica. In schimba, apa calda de la tropice trebuia sa se duca undeva, si in cele din urma ajungea in emisfera sudica, unde se instala o perioada calda. BIPOLARITATE si viceversa

Holocenul nu a fost doar o perioada calda, fata de cea precedenta, ci si mult mai umeda. Evaporatia creste-condensare-precipitatii mai mari

2. FORTELE CARE AU DUS LA SCHIMBARILE CLIMATICE HOLOCENE Deocamdata cunoastem o serie ntreaga de mecanisme responsabile de schimbarile climatice Holocene

1. SCHIMBARILE CIRCULATIEI OCEANICE DATORITA APELOR DE DEZGHET (din calotele glaciare) La incep Holocenului calotele glaciare erau imense Dezghetul-retragere si/sau reinghetul/avansare acestora au produs perturbatii ale circulatiei oceanice. Dintre cele mai cunoscute perturbatii a avut loc acum 8200 ka cand calota Laurentida se redusese mult (fragmentata) dar inca mai reprezenta o bariera impotriva drenajului continental spre nord. Prin urmare s-a format un lac de mari dimensiuni (Agassiz). Prin reavansarea calotei (perioada rece-8200 ka) acest lac a fost fortat sa se subtieze si chiar sa produce o imensa unda de viitura care a a avut drept efect perturbarea circulatiei nord-atlantice

2. FORTELE ORBITALE Ciclurile Milankovitch Insolatia a crescut mult la inceputul Holocenului ducand la topirea calotelor. Topirea a fost graduala, calotele ajungand la actuala dimensiunia abia acum 7 ka. Inceputul Holocenului s-a caracterizat prin veri calde si ierni reci (emisfera Nordic) si viceversa in emisfera Sudic. Zonele subtropicale (datorita intensificarii circulatiei musonice) erau mult mai umede. Desertul Sahara de astazi era de fapt o savana cu precipitatii abundente. De la inceputul Holocenului, insolatia scade gradual, astfel incat verile devin mai reci (N), circulatia musonica scade ca intensitate (Sahara devine desert)3. CICLURILE CLIMATICE DE SCURTA DURATA: RADIATIA SOLARA SI OSCILATIILE INTERNE Ciclurile Milankovich explica doar oscilatiile de lunga durata, de mii de ani, insa nu poate explica pe cele de scurta durata, specifice Holocenului. Astazi cunopastem faptul ca radiatia solara emisa de soare variaza in timp. In prezent masuratorile pot fi facute foarte usor cu ajutorul satelitilor.Datorita noilor tehnologii putem merge in trecut pentru a determina cantitatea de radiatii, prin raportul dintre RADIATIA SOLARA si FLUXUL RAZELOR COSMICE. Particulele de lumina emise de Soare (FOTONII) intercepteaza o parte din radiatia cosmica (PROTONII). Cu cat fluxul de fotoni este mai puternic cu atat este mai mic cel de protoni. Protonii (radiatiile cosmice) intra in coliziune cu atomii din atmosfera terestra (reactii nucleare) rezultand, uneori, IZOTOPI RADIOACTIVI INSTABILI. Cel mai cunoscut este C14. Variata din trecut a izotopului de C14 poate fi masurata si astfel putem determina fluxul radiatiei solare.

ASTFEL s-au determinat cel putin 3 cicluri Solare: 1. 11 y-SCHWABE2. 78 y- GLEISSBERG 3. 200 y- SUESS Unii mai vorbesc de 1500 sau 2000 y.

OSCILATIILE INTERNE, DE NATURA TERESTR O alternativa pentru explicarea schimbarilor climatice de termen scurt sunt asa numitele oscilatii interne. Adica apartin sistemului climatic terestru. Probabil cea mai cunoscuta este OSCILATIA SUDICA-EL NINO (ENSO) Are o periodicitate de 7 y si se datoreaza intarzierii cu care o parte a Pacificului raspunde la schimbarile de temparatura si a circulatiei oceanice din alta parte a sa. Alte doua oscilatii interne sunt: 1. OSCILATIA NORD ATLANTICA 2. OSCILATIA ARCTICA

4. MICA EPOCA GLACIARA (LIA) Inaintand spre evolutia recenta a Holocenului intalnim mica epoca glaciara care a inceput de la 1350 pana in 1900. Perioada ceva mai rece decat cea precedenta denumita, Perioada Medievala Calda (sau anomalia medievala). Pana la un grad mai rece decat prezentul. Cea mai rece a fost perioada 1570-1900. S-au reactivat gehtarii din Europa alipIna construind morene. Dar cel mai mare efect l-a avut asupra societatii umane: ferme abandonate, ursi polari in Islanda, Tamisa inghetata, inceputurile patinajului in Anglia si inventartea curlingului in Scotia. Memorie culturala: pe felicitarile de Craciun din UK predominau scene de iarna in perioada Victorian (mult mai mult decat in cele prezente!!!)

3. SCHIMBARILE GEOMORFOLOGICE 1. Retragerea calotelor glaciare 2. Cresterea nivelului oceanic general

SCHIMBARILE GEOMORFOLOGICE 1. Retragerea calotelor glaciare - proces care adurat cateva mii de ani - cele mai extinse calote erau Laurentida si Fenoscandinavia. - Alpi, Stancosi - singurele care au supravietuit sunt cele din Groenland si Antarctica - se descopera mari suprafete de teren iar procesele glaciare si periglaciare se restrang - disparitia ghetarilor locali condece la relaxarea versantilor si aparitia rupturilor de strate, alunecarilor si despicarea crestelor montane destructia muntilor glaciati: un nou domeniu: GEOMORFOLOGIA PARAGLACIARA (studiul formelor rezultate prin disparitia ghetarilor)

SCHIMBARILE GEOMORFOLOGICE 2. Cresterea nivelului oceanic general Prin retragere s-au disponibilizat 44 M kmc de apa in oceane EUSTATIC SEA LEVEL Nivelul a crescut cu 120 m!!! Incepad de acum 19 ky, ajungand nivelul recent acum 7k y (cand incepe si formarea deltelor) Ridicarea plajelor (sate parasite in Scandinavia) A avut un efect dublu-oposit: in unele parti datorita ajustarii izostatice, unele teritorii s-au ridicat, in alte parti datorita ridicarii nivelului marin, unele teritorii au devenit submerse. Coaste litorale tinere. Procese de coasta recente. Schmibari ale coastelor,mai ales in Europa, UK. Olanda (Doggerland)

Schimbarile nivelului marin au fost uneori chiar DRAMATICE. Stramtoarea Bosfor a fost inundata de apele Mediterane invandand bazinul Marii Negre acum 9,4 ky (Ryan, et. al, 1997). INUNDATIE CATASTROFICA POTOPUL BIBLIC!!!! Se presupune ca s-a inundat aprox. 100.000 kmp.

CONCLUZIILE CURSULUI: - desi este cea mai recenta epoca geologica si avem foarte multe informatii despre ea, inca mai exista lucruri de descoperit despre Holocen - ca sa fim sinceri trebuie sa acceptam ca Holocenul este mult mai stabil, din punct de vedere climatic, decat restul Cuaternarului (Pleistocenul) - complexitatea climatica a Holocenului a fost scoasa in evidenta o data cu dezvoltarea tehnicilor paleoclimatologice din ultimele decade - inca mai exista discutii privind existenta unor evenimente climatice: +spre exemplu, inceputurile Holocenului s-a caracterizat prin prezenta a unor perioade rece sau uscate, dar mai putin extreme si extinse spatial, prin comparatie cu evenimentul de la 8200 BP (faza rece=mini Young Dryas) + perioada uscata din jurul datei de 4200 BP cand, se crede, ca a decazut civilizatia Akkadiana (Imperiul Akkadian) si Vechiul Regat Egiptean, care a inceput cu faraonul Djoser (vedeti wikipedia). - cat privesc aceste evenimente mai sunt multe lucruri de stabilit. La fel, inca nu s-a stabilit clar impactul vulcanismului asupra climatului..

CURS 7

Schimbarile climatice- o provocare fara precedent

OBIECTIVE: La finalul acestui curs ar trebuie sa nelegei urmtoarele: 1. tipologia impactelor antropogene cu efect asupra nclzirii globale 2. s nelegem cum utilizarea combustibililor fosili are un impact asupra climatului mondial 3. cum a fost perturbat circuitul carbonului 4. s apreciem n ce msur civilizaia uman a creiat probleme de mediu i cum pot fi ele rezolvate

INTRODUCERE Schimbrile de mediu la scar global a devenit o problem public nc din anii 60. Pn atunci se semnalau doar cazuri de poluare urban. Poluarea urban a devenit o problem acut din timpul revoluiei industriale. Topirea metalelor toxice (metalele grele) a reprezentat un hazard medical nc din Roma antic (analiza prului corpurilor umane gsite n mlatini i carotelor de ghea din Groenlanda) Crbunele a fost utilizat nc din sec. XII n Londra. Crbunele conine pe lng carbon i sulf, metale grele , CO2. nceputul revoluiei industriale (1870) primul cuptor de topire a fost construit n Gleiwitz, Polonia n 1796- a nsemnat folosirea n mari cantiti a crbunelui i apariia primelor probleme de mediu importante: smogul din Londra. Folosirea carbunilor pentru consmul domestic a condus de denumirea de Black Country pentru Birmingham (din cauza culorii) i de Auld Reekie pentru Edinburgh (din cauza mirosului)

REVOLUTIA INDUSTRIALA Bolile precum bronitele i tuberculoza s-au intensificat. - Un sfert din cauzele deceselor din perioada Victorian (UK, 1837-1901) s-au datorat acestora. - ntr-o sptmn din decembrie 1952, 4000 de londonezi au murit din cauza smogului. - Prin urmare s-a semnat Clear Air Act n 1957, prin limitarea folosirii crbunelui i nlocuirea sa cu gazul, petrol, energie electric. - Aceiai istorie a avut i oraul american Pittsburgh.

CAR BOOM - folosirea nn exces a automobilelor, mai ales, n zonele cu radiaie solar puternic precum sunt Los Angeles, Atena sau New Mexico. Radiaiile ultraviolete reacioneaz uor cu hidrocarburile nearse i oxizii de azot emise de evile de eapament pentru formarea smogului fotochimic (cu efect pentru iritarea ochilor, nasului i gatului).

SILENT SPRING- Rachel Carson book, 1962 Momentul n care lumea tiinific i public a contientizat impactul antropic asupra mediului a fost introducerea pesticidelor dup SWW II.

PERICOLUL PESTICIDELOR i INSECTICIDELOR: - asupra psrilor cnttoare - persistena chimicalelor n alimente, lanul trofic i atmosfer - s-au gsit resturi de DDT (diclor difenil triclor etan; insecticid) n apele de precipitaii din Antarctica - responsabile pentru subierea cojilor de ou a psrilor slbatice - impact i asupra psrilor rpitoare (dinspre finalul lanului trofic)

SCHIMBARI PE TERMEN LUNG

Climatul a fluctuat mereu, mai ales pe termen lung (ex. ciclurile Milankovitch) - surse de informaii privind oscilaiile climatice: documente istorice, inele de arbori-dendrocronologie, polenul, izotopi, fosile etc. - ciclurile de lung durat cu impact asupra termperaturii globale, asociate cu perioade glaciare cunoscute sub numele de the Ice Ages sunt atribuite scoianului James Croll i srbului Milutin Milankovitch (care in de forma orbitei i nclinarea axei- cu efect asupra cantitii de radiaii primite de Pmnt).

Prin contrast cu ciclurile de lung durat se pot aduga pentru ntregirea i nelegerea schimbrilor climatice evenimentele catastrofice: - Permianul trziu (245 milioane ani), extinia a jumtate din fauna marin - Sfritul Cretacicului (KT, 65 mil. ani), 15% din fauna marin, 75% din speciile de plante i dinozaurii au disprut. - aceste evenimente sunt atribuite impactului cu o comet, asteriod (mic planet) sau meteorii de mari dimensiuni - KT a fost determinat de impactul cu un asteriod de 10 km diametru care a czut n zona Chicxulub din NE Yucatan (Mexic). - geologii au identificat 5 astfel de evenimente catastrofice

2.2 Schimbrile climatice recente i cauzele sale - n ultimul secol planeta s-a nclzit cu 0.7 C, cu precdere n ultimele decade - n afar de nregistrrile meteo exist i alte evidene: + retragere ghearilor + restrngerea suprafeelor acoperite cu zpad + dezgheul calotelor glaciare + creterea nivelului marin + primverile ncep mai devreme

TEMPERATURILE ACTUALE SUNT FR PRECEDENT - se cunoate faptul c temperaturile mpreun cu concentraiile de CO2 i CH4 au variat n ultimii 650 ka (prin analiza carotelor de ghea polar). Cunoscand aceste valori le putem compara cu cele actuale - ultimi 650 ka se caracterizeaz prin fluctuaii mari asociate cu perioade glaciare (reci, ice ages) i interglaciare (calde) - temperatura precum i concentraiile de CO2 i CH4 sunt mai mari astzi dect n trecut - mai mult, rata de cretere a temperaturilor este mai pronunat

TEMPERATURA ~ GAZELE DE SER - corelaie demonstrat nc din 1859 de irlandezul John Tyndall, care a demonstrat c CO2 absorb radiaiile infraroii. - CO2 precum i o serie de gaze (CH4, N2O, vaporii de ap) absorb o serie de radiaii infraroii (precum sticla), care n mod natural s-ar difuza n cosmos, ceea ce duce la o cretere a temperaturilor = EFECTUL DE SER

GAZELE DE SERA CO2 natural: - circuitul global al carbonului antropic: - arderea combustibililor fosili

GAZELE DE SERA CH4 natural (45%): - mlatini, termite, emisii oceanice i decompoziia gazelor hidratate (dezgheul permafrostului*) antropic: - producia de energie, cmpurile de orez, gropile de gunoi, animalele rumegtoare, tratarea apelor uzate i deseurilor, arderea biomasei. * sol premanent ngheat

N2O (oxidul azotos) natural: - activitatea microbian n cadrul circuitului azotului antropic (1/3): - fertilizani

AEROSOLII???!!! Este greu de neles cum acetia influeneaz temperatura global Sunt particule atmosferice (fum i emisii industriale rezultate prin ardere) la care se mai poate aduga, n mod natural, polen i spori. - pn la un moment dat, acestia ecraneaz planeta fa de radiaiile solare prin absorbie, difuzie (mprtiere) i reflectare - negura de aerosoli (haze), care se observa in zilele senine, reflecta radiatiile solare, compensand incalzirea datorata gazelor de sera. - aerosolii (prin activitatile vulcanice si industriale, fitoplanctunul, vegetatia in general- prin emiterea de componente organice volatile) pot modifica temperatura globala - totusi pot reactiona si viceversa. Mai ales aerosolii rezultati prin arderea de biomasa (black carbon) si norii negrii de sursa urbane pot avea un efect opozit. (efectul norilor maro de joasa altitudine asupra climtului-zbor deasupra oceanului Indian)

VARIATIILE DE ENERGIE SOLARA - constanta solara=1366 W mp - nu este tocmai o constanta, datorita petelor solare (o data la 11 ani) - totusi acestea contribuie doar cu 0.1 % din constanta solara - din 1750, radiatiile solare au crescut doar cu 0.12 W mp - in ultimii 20 ani, radiatia solara chiar a scazut!!!

ERUPTIILE VULCANICE - pot fi importante pentru schimarile de scurta durata a climatului Example: - in iunie 1991, eruptia vulcanului Mt Pinatubo, a injectat o cantitate seminficativa de aerosoli (sulphuric acid haze) care au condus la scaderea temperaturii , in urmatoarele luni, cu aprox. 0.5 C - in aprilie 1815 eruptia vucanului Mt Tambora, Indonezia, a produs o racire generala in urmatorul an, 1816- cunoscut ca si anul fara vara - eruptii recente importante: in 1963 eruptia vulcanului Mt Agung, Bali; in 1981, - eruptia lui El Chichon, Mexic

EXEMPLU DE FEEDBACK POZITIV: - incalzirea globala-dezghetul calotelor-descoperirea de teritorii noi- scaderea albedoului (pamantul absoarbe mai multa energie decat gheata si zapada)- mai multa energie calorica- incalzirea va deveni supraincalzire

CLIMATE FEEDBACK Activitatile antropogone sunt considerate ca amplifica schimbarile climatice si incurajeaza planeta sa se incalzeasca. Exista doua tipuri de feedback: -pozitive (vor accelera incalzirea climatica) - negative (vor atenua IC)

POZITIVE FEEDBACKS - descompunerea biomasei (zonele forestiere si de tundra) ---- degajare de CO2 ---- accelereaza IC - incalzirea oceanului planetar ---- mai multi vapori in atmosfera ---- apa absoarbe mai multe radiatii infrarosii ---- accelereaza IC - incalzire ---- topirea ghetii si zapezilor perene ---- scaderea albedoului ---- accelereaza IC (topind si mai multa gheata si zapada) - dezpaduririle intertropicale ---- incalzire si cresterea indicelui de ariditate (uscaciune) ---- declinul padurilor ecuatoriale de pe Terra (rainforests) - cresterea suprafeelor acoperite cu vegetatie (mai ales forestier) la latitudinile mari ---- scade gradul de reflectanta a radiatiilor---- accelereaza IC - incalzire--- cresterea ratei de descompunere a gazelor hidratate (din permafrost)--- creste volumul gazelor de sera---- accelereaza IC

GAZELE HIDRATATE Formatiuni cristaline solide asemanatoare cu gheata formate dintr-o mixtura compusa din apa si gaze, cel mai frecvent, metanul (see permafrost)

NEGATIVE FEEDBACKS - despadurire--- creste eroziunea solurilor ---- creste cantitatea de aerosoli din atmosfera ---- scderea radiatiei solare la sol---- rcire - inlocuirea padurilor de conifere cu cele de foioase si de terenuri agricole---- scaderea reflectanei planetare---- rcire -cresterea evaporatiei/evapotranspiratiei---- cresterea suprafetelor ocupate de nori---- ecranare ---- rcire - cresterea precipitatiilor (datorita incalzirii) coroborat cu topirea ghetii si zapezilor permanente---- cresterea scurgerilor in anumite parti senzitive ale oceanelor---- dezechilibru privind balanta apa dulce/apa sarata---- impotmolirea circulatiei oceanice----transfer scazut de apa calda spre latitudinile mari---RACIRE

2.3 Predicii rezultate din Modelele Climatice Globale (global climate models-GCMs)

Modelele climatice s-au dezvoltata din modelele circulatiei globale (GCM) care in mare parte se bazeaza pe aceleasi metodate precum cele folosite la prognoza vremii (weather forecasting) Functionalitatea GCM depinde, cel mai mult, de valoarea emisiilor gazelor de sera! IN REALITATE, aceste modele vor depinde si de conditiile sociale, economice si politice de la nivel global Exista si modele care nu pot fi prezise. Acestea au fost denumite deoamenii de stiinta: SCENARII (scenarios, storylines). Fiecare scenariu are un sablon particular privind emisiile de gaze de sera. Exista cel putin 4 scenarii:

SCENARIUL A1 crestere economica rapida--- cresterea populatiei---pana la mijlocul secolului---- apoi declin----introducerea rapida de tehnologii eficiente A1 FI (cresterea CO2 de la 380 ppm pana la 960 ppm in 2100) folosirea intensiva a combustibililor fosili A1 T (CO2 pana la 710 ppm in 2100) utilizarea de noi energii (non-fosile) A1 B (preferata traditionilistilor) combinarea celor doua

SCENARIUL A2 dezvoltarea va fi mult mai eterogena cu multe cai nationale proprii - comportament demografic cu caracteristici regionale dar in scadere usoara - cresterea economica si tehnologica va fi fragmentata CO2: de la 380 la 860 ppm in 2100

SCENARIUL B1 - asemanator cu A1, cresterea populatiei cu un maxim la mijlocul secolului XXI - dar cu o dezvoltare puternica a serviciilor si a tehnologiilor informationale - redecerea folosirii materiilor prime insa se intensifica folosirea tehnologiilor eco- (clean technologies) - solutii durabile pentru mediu, economie si societate CO2, de la 380 la 540 ppm in 2100

SCENARIUL B2 - solutii locale pentru dezvoltarea durabila - crestere demografica moderata, mai mica decat A2 - crestere economica si tehnologica (inclusiv clean tehn..) ponderata CO2 dpana la 615 ppm in 2100

GCM-PROGNOZA modelarea climatica prognozeaza: 1. o crestere a temperaturilor de la 1.8 C (scenariul B1) pana la 4C grade (scenariul A1 B) pana in 2100 2. schimbarea regimului de precipitatii la nivel mondial (ex. zona mediteraneeana si America Centrala devin mai aride cf. acestei predictii)

GCM* si EVENIMENTELE EXTREME (extreme events) - creste ocurenta fenomenelor extreme (inundatii, furtuni, secete, uragane, valuri de caldura etc) - DE LA MIJLOCUL ANILOR 1970 , DURATA SI INTENSITATEA URAGANELOR A CRESCUT CONTINUU (Emanuel, 2005) - VALURILE DE CALDURA (heatwaves) vor ceste ca numar si intensitate * global climate models

EFECTE IMEDIATE: -companiile de asigurari nu ai pot acorda bonusurile pe baza analizei datelor din trecut pentru ca schimbarile climatice actuale sunt forte clare si nepredictibile uneori - extremele ce tin de temperatura aerului, precipitatii si vant vor produce pagube apreciabile si vor avea efect asupra sanatatii lumii (prelegerea lui Sir Nicholas Stern in guvernul UK-Stern, 2006)

IMPACTUL INCALZIRII GLOBALE Modelele climatice actuale prognozeaza o creste a tempertaurilor cu 2-4 C grade in acest secol. De 10 x mai repede decat s-a intamplat in ultimii 10ka. Ne asteptam la un substantial impact asupra societatii umane

EFECTE: 1. RATA DE EXTINCTIE, deja ridicata, va creste forte mult. Speciile se vor ajusta la cresterea temperaturilor prin migratii rapide urmarind izotermele care se deplaseaza spre nord cu o viteza de 10km/an!!!! Un studiu recent arata ca 13-37% dintre specii vor fi supuse extinctiei pana in 2050 (Thomas et. al., 2004)

2. HRANA - desi cateva state se vor bucura de cresterea productiei agricole (Rusia) aceasta va fi doar de scurta durata. - cele mai multe dintre statele producatoare de hrana are putea deveni prea uscate