MODIFICARI GLOBALE ALE MEDIULUI (MGM)

CAP. I. SISTEMUL PAMANT (SP)

Sistemul este definit drept o parte a universului izolata in forma/fond in scopul studierii/observarii modificarilor care au loc in diferite conditii impuse. Astfel, ca exemple de sisteme mentionam planeta insasi, vulcanul, un bazin oceanic etc. Sistemele contin componenti in interactiune mutuala (sisteme inchise) sau cu exteriorul (sisteme deschise), influentandu-se sau adaptandu-se cu frecventa/intensitate variabila pentru atingerea echilibrului, de la instabil/metastabil la stabil. Pamantul este considerat un sistem inchis –SP-, pentru a carui analiza este necesara cunoasterea structurii sale, a constituentilor si proceselor geodinamice; evaluarea mecanismelor ratei de schimb si feedback in SP constituie factorul critic de intelegere a problemelor de mediu.

I.1. Structura şi dinamica internă a SP

Geneza Pământului Pentru a explica geneza Pământului, au fost elaborate mai multe teorii. Acestea se grupează în două categorii: geneza “fierbinte” şi geneza “rece”. Din prima categorie face parte teoria lui J. H. Jeans (1919), conform căreia planetele s-au format dintr-o protuberanţă solară, datorită atracţiei altei stele care a trecut prin apropierea Soarelui. În a doua categorie se remarcă teoria Kant-Laplace. În “Istoria universală a naturii şi teoria cerului” (1755) Kant presupune că atât Soarele cât şi planetele s-au format prin procese de concentrare a materiei dintr-un nor cosmic. Concentrarea a dus la formarea unor corpuri mai dense, care au primit şi un câmp gravitaţional. Atât masa acestor corpuri cât şi câmpul lor gravitaţional au crescut prin captare de noi particule. Materia acestor corpuri a primit şi o mişcare de rotaţie, care a dus la aplatizarea ansamblului. Laplace (1796) a dezvoltat ipoteza lui Kant, dându-i şi un fundament matematic. Cercetătorii moderni au reactualizat şi îmbunătăţit teoria Kant-Laplace. Pe măsură ce materia se concentrează în protosteaua în formare, în centrul ei apar procese termonucleare. Ca urmare a acestor procese, noua stea, antrenată în mişcare de rotaţie, expulzează în spaţiul cosmic apropiat cantităţi mari de materie solară, care va evolua în câmpul gravitaţional al stelei respective, devenind un material de aglomerare protoplanetară. Prin acumularea şi diferenţierea materiei proprii, protoplaneta devine o planetă, care la rândul ei, prin acelaşi mecanism, va expulza materialul necesar formării sateliţilor.

Structura internă a Pământului Pentru a înţelege fenomenele specifice SP ce se manifestă în interiorul scoarţei şi la interfaţa cu geosferele externe, este necesară o incursiune în structura de adâncime a Terrei. Planeta noastră are o mărime medie comparativ cu alte corpuri ale Sistemului solar. Circumferinţa ecuatorială este de 40.075 km, semiaxa ecuatorială este 6378 km, iar cea polară 6356 km. Diferenţa între cele 2 raze, de 22 km, reprezintă aproximativ 0,35% din valoarea acestora, ceea ce înseamnă că forma Pământului nu este prea depărtată de sferă. Datorită prezenţei oceanelor şi a lanţurilor muntoase, a altor forme de relief, privit mai în detaliu, Pământul nu poate fi asimilat unui corp geometric regulat. Din această cauză, forma caracteristică a Pământului a fost numită geoid, definit ca un corp geometric neregulat, dar cu suprafeţe netede, care aproximează cel mai bine forma reală a Pământului. Construcţia acestei forme idealizate s-a făcut pe baza a numeroase măsurători şi prelucrări matematice ale datelor. Forma geometrică regulată cea mai apropiată de geoid este elipsoidul de rotaţie. Din timpuri străvechi, omenirea şi-a pus întrebarea, deloc simplă, ce se găseşte în interiorul Pământului? Un răspuns susţinut de argumente valide s-a conturat treptat, odată cu progresul ştiinţelor Pământului. În demersul lor, oamenii de ştiinţă au folosit diferite surse de informaţie. Indiciile cele mai accesibile, dar nu neapărat cele mai uşor de interpretat, sunt date de observaţiile geologice de teren. Studiind rocile de la suprafaţa scoarţei, s-au făcut presupuneri asupra proceselor care le-au generat şi a condiţiilor existente în interiorul scoarţei. Investigaţiile de suprafaţă au fost prelungite prin observaţii în lucrări miniere sau foraje. Datorită condiţiilor deosebit de dificile, în primul rând temperatură ridicată, minele nu pot avansa la adâncimi mai mari de 3 km. La fel, adâncimea forajelor este limitată de condiţii naturale şi dificultăţi tehnice, la 10-12 km. Aceste adâncimi reprezintă foarte puţin comparativ cu raza terestră. Informaţii preţioase privind materia din interiorul Terrei sunt aduse de către magme în timpul activităţii vulcanice. Acest material topit provine de la adâncimi de ordinul sutelor de km. O primă idee asupra compoziţiei materiei din adâncimile Terrei a fost dată, în mod paradoxal, de mesageri veniţi din Cosmos. Meteoriţii sunt consideraţi resturi ale unei planete asemănătoare cu Pământul, dezagregate în urma unui fenomen catastrofal. În funcţie de compoziţie, aceştia sunt:

- litici (pietroşi) – cu densitate de 2,5–3,5 g·cm-3, formaţi din minerale silicatate de Al, Ca, Na, asemănătoare cu cele din care sunt formate rocile terestre;

- litosideritici – au densităţi de 3–4 g·cm-3şi sunt alcătuiţi din minerale silicatate de Al, Fe, Mg, Ca, asemănătoare cu cele din bazalte (amfiboli, piroxeni, feldspaţi calcici);

- siderolitici – densitatea creşte la 4–6 g·cm-3, iar compoziţia cuprinde Fe, Ni şi silicaţi de Mg şi Fe, de tipul celor prezenţi în olivine;

- sideritici – densitatea atinge 6–8 g·cm-3, iar compoziţia este dominată de fier şi nichel, la care se adaugă carburi de Fe şi Ni.

Prin similitudine, s-a considerat că şi Pământul ar trebui să fie alcătuit din trei învelişuri cu compoziţie similară tipurilor de meteoriţi descrise: un nucleu format din fier şi nichel, o manta de compoziţie siderolitică-litosideritică şi o scoarţă/crusta litică. Informaţiile cele mai precise, care au permis definirea structurii de adâncime a Pământului, la nivelul la care o cunoaştem astăzi, au fost oferite de investigaţiile geofizice. Diferitele metode geofizice: gravimetria, magnetismul, termometria, au avut fiecare contribuţii la înţelegerea structurii terestre. Cea mai importantă tehnică de investigaţie rămâne, însă, seismica. Şocurile produse de cutremure, care uneori pot fi sesizate la partea opusă a planetei, furnizează un mijloc de radiografiere a alcătuirii Pământului. Studiind vitezele de propagare a undelor elastice în interiorul planetei, relevate de înregistrările seismelor, s-a dedus că există mai multe învelişuri, ce pot fi deosebite prin densităţi şi stări de agregare diferite. Aceste învelişuri sunt separate între ele prin suprafeţe de discontinuitate. Informaţiile şi interpretările acumulate în peste 100 de ani de studiere a structurii interne a Pământului au permis definirea unui model care presupune existenţa unor învelişuri, ierarhizate în funcţie de importanţa lor. Învelişurile majore, de ordin I, sunt în număr de trei: crusta, manta şi nucleu. Învelişurile de ordin I sunt separate de discontinuităţi de ordin I. Astfel, între crusta şi manta se găseşte discontinuitatea Mohorovičić (Moho), iar mantaua este separată de nucleu prin discontinuitatea Wiechert-Gutenberg. Suprafaţa Moho are o formă destul de neregulată şi o poziţie relativ superficială, găsindu-se la adâncimi de 5–15 km sub oceane şi mai mult de 15 km sub ariile continentale, coborând până la 80 km sub catenele montane. Discontinuitatea Wiechert-Gutenberg se găseşte aproape de jumătatea razei terestre, la 2900 ± 15 km. În interiorul învelişurilor de ordin I au fost identificate discontinuităţi de amploare mai mică (de ordin II) ce separă învelişuri de ordin II. În acest fel, se definesc crusta, notată cu A, mantaua superioară = B, mantaua de tranziţie = C, mantaua inferioară = D, nucleul extern = E, nucleul de tranziţie = F, nucleul intern = G (Fig. I. 1)

Crusta, la rândul său, se divide în învelişurile sedimentar, granitic şi bazaltic, în ariile continentale, respectiv sedimentar şi bazaltic, în ariile oceanice. Învelişurile de ordinul II D şi E (mantaua inferioară şi nucleul extern), care au cea mai mare pondere ca volum în alcătuirea globului, au fost separate în câte două învelişuri de ordinul III, D’ şi D”, respectiv E’ şi E”. Figura I.2a redă variaţiile vitezei undelor P şi S în lungul unei raze a globului terestru. Se constată că până la adâncimea de 2900 km, ambele tipuri de unde se comportă asemănător. După unele oscilaţii în orizonturile puţin profunde ale crustei şi mantalei superioare, asistăm la o creştere relativ constantă a vitezei, undele P ajungând la 13,6 km/s, iar undele S la 7,0-7,4 km/s la nivelul

discontinuităţii Wiechert-Gutenberg, de la 2900 km adâncime. La acest nivel, ce corespunde limitei manta-nucleu, are loc cea mai drastică modificare a vitezelor, undele P ajungând la 7,8-8,0 km/s, asemănătoare cu cele de la limita crusta-manta , în timp ce undele S dispar complet. În nucleul extern (zona E) viteza undelor P creşte treptat, până la 10,3 km/s şi suferă o oscilaţie importantă după ce au atins discontinuitatea Lehman, în zona de tranziţie a nucleului (zona F). În nucleul intern (zona G) viteza rămâne relativ constantă, de aproximativ 11,3 km/s.

Cunoaşterea vitezei de propagare a undelor seismice contribuie la evaluarea unor parametri caracteristici ai globului terestru, cum sunt distribuţia densităţii, a acceleraţiei gravitaţionale, starea de agregare şi proprietăţile elastice ale materiei în interiorul planetei. Densitatea medie a Pământului, calculată prin mijloace astronomice, este 5,52 g cm-3, pe când densitatea medie a rocilor ce alcătuiesc crusta este de 2,7 g cm -3. Se deduce de aici că învelişurile interne sunt mult mai dense decât crusta. Variaţia densităţii pe verticală este reprezentată în fig. I.2a. Se observă o creştere de la aproximativ 3,3 g cm-3 la limita crustă-manta, până la circa 6,0 g cm-3 în preajma discontinuităţii Wiechert-Gutenberg. Limita dintre manta şi nucleu este marcată de o creştere bruscă a densităţii, ce depăşeşte 9,0 g cm -3. În interiorul nucleului, creşterea este lentă, ajungând până la 13-14 g cm-3 în centrul Pământului. Acceleraţia gravitaţională este aproximativ constantă în manta, prezintă un maxim ce coincide cu discontinuitatea Wiechert-Gutenberg, după care scade rapid şi devine zero în centrul Pământului. Presiunea într-un anumit punct din interiorul Terrei depinde de apăsarea coloanei de roci care se găseşte deasupra punctului în cauză. După cum se observă în fig. I 2b, creşterea presiunii este relativ constantă în relaţie cu adâncimea, având o uşoară inflexiune la limita manta-nucleu. Calculele teoretice conduc la o valoare a presiunii de aproximativ 3,5 milioane atmosfere în centrul Pământului. Temperatura din interiorul Terrei este dedusă pe bază de considerente teoretice, corelate cu rezultatele conceptuale şi experimentale ce privesc viteza undelor seismice, densitatea, presiunea, acceleraţia gravitaţională etc. Măsurătorile efectuate în sonde şi lucrări miniere arată că temperatura creşte odată cu adâncimea, la fiecare 30-33 m cu o valoare medie de un grad Celsius (30-33 m/1°C). Acest parametru se numeşte treaptă geotermică, iar inversul său, valoarea cu care creşte temperatura pentru o anumită diferenţă de adâncime (1°C/30-33 m sau 3°C/100 m), poartă denumirea de gradient geotermic. Dacă gradientul geotermic ar fi constant în lungul razei terestre, s-ar ajunge în centrul Pământului la temperaturi în jur de 200.000°C, ceea ce din punct de vedere fizic este imposibil. De fapt, datorită schimbului de căldură cu exteriorul, gradientul geotermic este ridicat în învelişurile externe (scoarţă, manta superioară), reducându-se foarte mult în cele interne. Au fost realizate mai multe modele de distribuţie a temperaturii în interiorul globului, conform cărora în centrul Pământului se ating temperaturi de ordinul a 6000°C sau chiar mai mult (fig. I.2b).

Învelişurile interne ale pamantului Crusta Primul înveliş solid, denumit crusta terestră, se situează între suprafaţa terenului, respectiv fundul mărilor şi oceanelor şi discontinuitatea Moho. Prin studii seismice, inţiate de B. Gutenberg, s-a dedus existenţa a două tipuri principale de crustă, continentală şi oceanică. Crusta de tip continental se caracterizează prin abundenţa Si şi Al, care participă la formarea unor suite variate de roci. Grosimea variază între 20 şi 80 km, în funcţie de structura geologică, valorile maxime atingându-se sub masivele muntoase importante. Într-o manieră generală, de la suprafaţă spre adâncime, cuprinde roci sedimentare, granitice şi bazaltice, care formează învelişuri de ordinul II, separate între ele prin discontinuităţi seismice. Învelişul sedimentar acoperă cea mai mare parte a continentelor şi prezintă litologii, grosimi şi vârste foarte variate. În anumite zone poate să lipsească, pe când în altele atinge grosimi de ordinul km, depăşind ocazional 15 km.

Densitatea medie se situează la 2,7 g cm-3, iar viteza undelor P este în jur de 6,0 km s-1. În nivelele foarte adânci, datorită temperaturii şi presiunii ridicate, se manifestă transformări caracteristice metamorfismului. Învelişul granitic are şi el grosimi variabile, între 5 şi 30 km şi este format din granite, granodiorite, gnaise, în general roci acide, bogate în Si. Densitatea creşte faţă de învelişul anterior la 2,8 g cm-3. Învelişul granitic este separat de următorul înveliş, cel bazaltic, prin suprafaţa de discontinuitate Conrad, aflată la adâncimi mai mari sub lanţurile muntoase tinere şi mai aproape de suprafaţă în zonele de platformă. Stratul bazaltic are 5 până la 40 km grosime, densitate medie de 3,0–3,2 g cm -3 şi viteza undelor longitudinale de 6,4–6,7 km s-1. La baza stratului bazaltic, separând crusta de manta, se găseşte discontinuitatea Moho.

Crusta de tip oceanic are o compoziţie relativ uniformă, reprezentată prin roci bogate în Si şi Mg. Grosimea este de 5–15 km, iar densitatea medie 2,9–3,0 g cm-3. În constituţia sa se deosebesc trei învelişuri: sedimentar, al vulcanitelor bazaltice şi al oceanitelor bazice. Învelişul sedimentar are grosimea medie de 500–600 m, lipsind în zona mediană activă a oceanelor (rift) şi ajungând la 2000–3000 m în zonele marginale, la baza povârnişului continental. Datorită slabei consolidări a sedimentelor, care determină porozitate şi conţinut ridicat de apă, densitatea este foarte scăzută, de doar 1,2–1,9 g cm -3, în consecinţă şi undele longitudinale vor avea o viteză redusă, de 1,5–2,5 km s -1. Vulcanitele bazaltice au grosimea de circa 2 km şi cuprind curgeri de lave, pe alocuri interstratificate cu material sedimentar depus în perioadele interparoxismale. Densitatea este de 2,0–2,8 g cm-3, iar viteza undelor P ajunge la 4–6 km s-1. Oceanitele bazice, cu grosimi de 4–6 km, se caracterizează prin densităţi de 2,8–3,0 g cm-3 şi viteze ale undelor P de 6,7–7,3 km s-1.

Mantaua Mantaua este constituită din trei învelişuri de ordinul II: mantaua superioară, de tranziţie şi inferioară, simbolizate cu literele B, C şi D. Mantaua are ponderea cea mai însemnată cantitativ în constituţia globului terestru, însumând aproximativ 82% din volumul şi 69% din masa acestuia. Mantaua superioară se situează între suprafaţa Moho şi o discontinuitate aflată la circa 400 km adâncime. Învelişul B găzduieşte seismele de adâncime intermediară şi parţial, pe cele adânci. Studiile seismice au arătat că viteza undelor P şi S continuă să crească cu adâncimea sub suprafaţa Moho, până la adâncimi variabile în interorul mantalei, de 70–150 km, în funcţie de regiunea în care au fost realizate măsurătorile. Intervalul de la suprafaţa terenului şi până la limita amintită, poartă numele de litosferă, alcătuită din material litic solid. Aşadar, discontinuitatea Moho se situează în interiorul litosferei, care include crusta şi partea superficială a mantalei superioare. Porţiunea de litosferă aflată sub discontinuitatea Moho pare a fi formată din roci ultrabazice de tipul peridotitului şi a eclogitului. Coborând sub litosferă, atât undele P, cât şi undele S suferă o reducere de viteză, delimitând o zonă a vitezelor reduse (ZVR) sau astenosferă. Alături de alte argumente, reducerea vitezelor arată că materia la acest nivel este într-o stare vâscoasă, la limita dintre solid şi lichid, fără a fi însă complet lichidă, ceea ar bloca propagarea undelor transversale. Din această stare rezultă abilitatea astenosferei de a crea curenţi de convecţie, în care materia vâscoasă se deplasează cu viteze de ordinul cm pe an. Curenţii de convecţie realizează transferul de căldură dinspre învelişurile interne către litosferă, favorizând generarea magmelor şi produc forţe mecanice importante, capabile să pună în mişcare blocurile litosferice. Această situaţie are o importanţă excepţională pentru comportamentul învelişurilor superficiale. La baza litosferei se formează magmele, care pot să migreze spre suprafaţă, dând naştere manifestărilor vulcanice. Blocurile litosferice sunt mobile pe verticală, putând să se scufunde în masa vâscoasă sau să se ridice, în funcţie de densitatea lor, până când se stabileşte un echilibru. Fenomenul în cauză poartă numele de izostazie. De asemenea, astenosfera are un rol crucial în tectonica globală, după cum se va vedea în continuare. Litosfera şi astenosfera sunt componentele cele mai active din structura globului terestru, cu implicaţiile cele mai ample asupra fenomenelor ce se observă la suprafaţa Pământului. De la 400 km, viteza undelor seismice începe să crească din nou, pe paliere de adâncime, atingând maximul la 2.900 km, corespunzătoare discontinuităţii Wiechert-Gutenberg. În acest interval se deosebesc mantaua de tranziţie şi mantaua inferioară.

Nucleul Partea cea mai profundă a globului terestru, nucleul, se situează între suprafaţa Wiechert-Gutenberg şi centrul Pământului. Raza sa este de 3.400 km, totalizând 16% din volumul planetei şi 31% din masa ei. Este format din trei învelişuri, separate între ele prin suprafeţe de discontinuitate. Nucleul extern, simbolizat cu litera E, este amplasat între adâncimile de 2.900 şi 4.980 km. La intrarea în nucleul extern, undele P îşi reduc brusc şi considerabil

viteza, de la aproximativ 14,0 până la 8,0 km s -1, iar undele S dispar. Din punct de vedere fizic, învelişul E se comportă ca un material fluid, deşi este dificil să ne imaginăm care este starea reală a materiei la temperaturile şi presiunile enorme din nucleul extern. În acest înveliş se formează curenţi de convecţie, care par a fi responsabili de formarea câmpului electromagnetic al Pământului şi realizează transferul de căldură între nucleu şi mantaua inferioară. Nucleul de tranziţie (învelişul F) are doar 140 km grosime şi este delimitat de discontinuităţi ce marchează creşterea vitezei undelor P. Materia din învelişul F se află într-o stare de tranziţie de la cea fluidă din învelişul E la cea solidă din învelişul G. Nucleul intern, simbolizat cu litera G, are raza de 1.200 km şi este format din materie solidă. Viteza undelor P creşte relativ puţin de la limita cu nucleul de tranziţie până în centrul Pământului. Acesta este un argument pentru omogenitatea materiei care intră în alcătuirea nucleului intern. Compoziţia chimică a materiei din care este alcătuit nucleul în ansamblul său, este dificil de elucidat. Făcând comparaţie cu materialul meteoritic, se presupune că nucleul este format dintr-un amestec dominat de Fe şi Ni, care, datorită condiţiilor termobarice, se găseşte deasupra punctului de fuziune în nucleul extern şi sub punctul de fuziune în nucleul intern.

Tectonica placilor Scoarţa terestră nu este unitară, ci este formată din mai multe fragmente de mari dimensiuni, numite plăci tectonice, aflate în mişcare relativă una faţă de cealaltă, cu viteze de ordinul cm pe an. Au fost formulate mai multe teorii care încearcă să explice mecanismul de deplasare a acestor plăci. Cea mai răspândită face apel la prezenţa curenţilor de convecţie în manta, care, deplasându-se lateral din zonele de ascensiune a materiei topite spre zonele de coborâre, imprimă o mişcare divergentă a plăcilor. Modul în care se mişcă plăcile şi fenomenele ce se produc la contactul dintre ele au fost descifrate doar în ultimele decenii. Idei precursoare ale acestei teorii au apărut cu mai mult timp înainte. Oricine priveşte planiglobul, remarcă cu uşurinţă corespondenţa geometrică între coastele de vest ale Africii şi cele estice ale Americii de Sud. Meteorologul şi geologul german Alfred Wegener a căutat să demonstreze că cele două continente au fost cândva unite, similar şi alte teritorii care în momentul de faţă se află la sute sau mii de km depărtare unul de altul. În sprijinul ideii sale, în afara potrivirii de formă între cele două continente, el a adus argumente de natură paleontologică (prezenţa unor fosile identice de o parte şi alta a Oceanului Atlantic), sau geologică (structuri geologice comune, resurse minerale asemănătoare). În 1912 a formulat teoria derivei continentelor, iar în 1915 a publicat cartea Originea continentelor şi a oceanelor, în care sintetizează ipotezele şi dovezile sale. Comunitatea ştiinţifică a vremii i-a respins teoria, în primul rând pentru că Wegener nu a reuşit să explice mecanismul de deplasare a plăcilor. El presupunea că masele continentale alunecă pe fundul oceanelor. Oamenii de ştiinţă ai vremii au replicat că fundul oceanic nu are suficientă consistenţă pentru a susţine continentele, iar frecarea este prea mare pentru ca o mişcare de alunecare să fie posibilă. Neobositul savant a murit în 1930, într-o

expediţie ştiinţifică în Groenlanda. Ideile sale au fost preluate mai târziu de alţi cercetători, care au confirmat că, într-devăr, continentele se mişcă, dar pe o bază mult mai complexă decât cea propusă de Wegener. În urmă cu 200 milioane ani, exista un singur continent gigant, denumit Pangea, înconjurat de oceanul Panthalassa: Gea (Gaia) = divinitate antică greacă ce simbolizează Terra; Thalassa = divinitate antică greacă simbolizând marea; pan = întreg (lb. greacă). (Fig. I.3). Supercontinentul s-a dezagregat, generând mai întâi două continente în urmă cu 150 milioane ani, Laurasia şi Gondwana. Cele două continente s-au divizat la rândul lor, acum 100 milioane ani, Laurasia formând continentele nordice, America de Nord şi Eurasia, iar Gondwana a generat continentele sudice, Africa, America de Sud, Australia şi Antarctica, la care se adaugă India.

In prezent exista mai multe placi litosferice majore (Fig I.4), insotite de microplaci, care suporta continente sau oceane.

Aceste continente şi-au continuat deplasarea până în momentul de faţă, India intrând în coliziune cu Asia în urmă cu 50 milioane ani. Datorită împingerii între cele două mase continentale, s-a ridicat lanţul himalaian. Studiind fundul oceanic, s-a constatat că în zona mediană a Atlanticului şi a altor oceane există un lanţ montan submarin a cărui lungime totală este de 65.000 km. Acest lanţ are o formă particulară, fiind format din două creste paralele, între care se adânceşte un canion în care se ridică materialul topit venit din manta, ce formează crustă oceanică nouă. Acest complex poartă denumirea de dorsală medio-oceanică sau zonă de rift. Pe măsură ce plăcile se depărtează, materialul nou consolidat se alipeşte la cele două margini, formând fâşii paralele. Dorsalele sunt intersectate de fracturi transversale numite falii transformante, care permit ca tronsoane de plăci să se deplaseze diferenţiat, echilibrând mişcarea plăcilor pe suprafaţa geoidului. Mineralele magnetice din rocile magmatice păstrează orientarea cîmpului terestru din momentul când s-au format. Se cunoaşte că în istoria Pământului, polii magnetici au migrat, sau chiar s-a schimbat polaritatea câmpului magnetic terestru, cu o anumită periodicitate. În felul acesta au rezultat benzi paralele, simetrice faţă de rift, din ce în ce mai vechi pe măsură ce distanţa creşte comparativ cu axa de simetrie (Fig I.5).

Studiind succesiunea de benzi magnetice paralele, se poate deduce evoluţia în timp a procesului de formare a crustei oceanice. Un singur element mai lipseşte pentru a formula o teorie coerentă: ce se întâmplă cu materialul crustal care se formează continuu? Răspunsul a fost dat de seismologi, care au constatat că în anumite regiuni, cutremurele se produc la adâncimi mai mai decât grosimea litosferei, singurul înveliş superficial rigid care poate să se fractureze şi să producă şocuri. Explicaţia este că plăcile oceanice, în astfel de zone, numite de subducţie, pătrund sub plăcile cu care iau contact, afundându-se în astenosferă (Fig I.6)

Astfel, producţia de litosferă în zonele de rift este echilibrată de consumul acesteia în zonele de subducţie. Anual, cantitatea de litosferă nouă care se produce este de doar 2 km2, o suprafaţă echivalentă fiind consumată prin subducţie. Deşi cantitatea în cauză poate părea infimă, la scară geologică devine impresionantă. Curenţii de convecţie, ce se deplasează ascendent în zonele dorsalelor medio-oceanice, aducând materia topită spre suprafaţă, se dirijează divergent dinspre zonele de rift înspre zonele marginale ale oceanelor, imprimând mişcarea laterală a plăcilor. Zonele periferice ale oceanelor pot fi stabile, cum este cazul Oceanului Atlantic sau mobile, ca în cazul Pacificului. În zonele de compresiune, plăcile oceanice cu densitate relativ mare se subduc sub plăcile continentale mai puţin dense, sau chiar sub alte plăci oceanice (Fig. I.7 si I.8).

Zona de subducţie corespunde ramurii descendente a curenţilor de convecţie, care formează celule de convecţie ce formează un circuit închis (Fig. I.6). Placa inferioară se scufundă urmând un plan înclinat la circa 50–65°, numit plan Benioff. Eforturile de compresiune ce apar între cele două plăci produc alunecări şi fracturări responsabile pentru şocurile seismice, dau naştere catenelor montane şi fracturilor adînci (fracturi crustale), facilitează urcarea spre suprafaţă prin intermediul fisurilor a materialului provenit din topirea frunţii plăcii, favorizând activitatea vulcanică, cu formarea de lanţuri muntoase vulcanice. In urma coliziunii dintre doua placi oceanice se formeaza arcuri insulare ca cel din arhipelagul japonez. Dacă în urma mişcării convergente se întâlnesc două plăci continentale, care au aceeaşi densitate, subducţia nu este posibilă. În acest caz, împingerea va crea lanţuri montane, ca în cazul contactului dintre Asia şi subcontinentul indian, care a creat masivul himalaian (Fig. I.9)

Zonele de mare adâncime din apropierea continentelor poartă denumirea de fose. Cea mai mare adâncime din Oceanul Planetar, de 10.920 m, a fost măsurată în vestul Pacificului, în apropierea Insulelor Mariane. Aceste insule reprezintă partea sudică a unui lanţ muntos submarin care se întinde pe 2.500 km între Guam şi Japonia. Cele 15 insule care alcătuiesc grupul sunt de fapt vârfuri ale unor vulcani, cinci dintre ei acoperiţi de construcţii coraligene. Zona depresionară submarină a fost denumită Fosa (Groapa) Marianelor. În 1960, Jacques Piccard împreună cu locotenentul de marină Donald Walsh au scris o pagină a cutezanţei şi dorinţei nestăvilite de cunoaştere când au coborât la bordul batiscafului american Trieste până la fundul acestui abis, la formidabila presiune de 50 tone cm-2. Măsurătorile de adâncime realizate de diferite expediţii pe acelaşi areal pot să difere datorită preciziei instrumentelor folosite şi complexităţii morfologice a zonei de studiu. De asemenea, fosele fiind arii cu mobilitate semnificativă, în care echilibrul între acumularea sedimentelor şi deplasarea crustei este instabil, se pot produce importante modificări în timp ale reliefului şi implicit ale adâncimilor.

Însumând conceptele prezentate anterior, la sfârşitul anilor 1960, prin efortul de sinteză al cercetătorilor de la Universitatea Cambridge, a fost formulată, teoria tectonicii plăcilor care a revoluţionat radical gândirea geologică şi bazele conceptuale ale acestei ştiinţe. Teoria tectonicii plăcilor se incadreaza plenar in elita “celor mai mari idei in stiinta (circa 20 la numar) si reprezinta pentru stiintele geonomice ceeace AND/orice tip de viata este bazat pe acelasi cod genetic reprezinta pentru biostiinte.

I.2. SP – Componenti si procese / zona critica

SP este constituit din patru parti – atmosfera, hidrosfera, biosfera si litosfera - care interactioneaza modicand suprafata globului. In plus, orice modificare a marimii sau frecventei proceselor in cadrul unui component afecteaza pe ceilalti componenti, acesta fiind principiul unitatii mediului. Astfel, variatia procesului de orogeneza influenteaza regimul pluviometric care, la randul sau, afecteaza bazinul hidrografic local drenat spre ocean. Este afectata si biosfera prin asemenea modificari de mediu dupa cum si litosfera daca panta isi schimba inclinarea urmare a eroziunii diferentiate. Asemenea interactiuni dintre variabilele sistemului nu sunt intamplatoare si trebuie urmarite in contextul examinarii fiecarei variabile in parte pentru a determina maniera de actiune cu alte variante pe un spatiu determinat, un loc, o suprafata, o regiune. In hidrosfera, de exemplu, distributia spatiala a oceanelor in raport cu insolatia afecteaza evaporarea din apele lor care, la randul sau, influenteaza conditiile atmosferice prin cresterea sau descresterea cantitatii de apa din aer.

Pamantul nu este o entitate statica, dinamica sa conturand un sistem evolutiv cu variatii de materie si energie. Daca ne raportam la sistemul solar, SP devine un sistem deschis, soarele transmitand energie pe pamant care este reflectata inapoi in spatiul interplanetar; de asemenea are loc si schimb de materie prin caderi de meteoriti pe pamant versus pierdere de substanta terestra in spatiu. Si totusi, asa cum mentionam, daca consideram procesele care implica interactiunea componentilor pamantului, cum ar fi ciclul rocilor sau ciclul apei, remarcam o continua reciclare a materialului terestru intr-un sistem inchis sau, mai bine spus, o suma de sisteme inchise de ordin inferior. Este concludent in acest sens cand remarcam cum apa de ploaie de acum se reintoarce oricum candva in atmosfera sau un sediment depozitat recent va deveni peste un timp roca solida.

Asadar pamantul/SP este si va fi un sistem deschis raportat la schimb de materie si energie, dar si sistem inchis in contextul abordarii stiintei mediului, analizand geociclurile naturale.

Stiinta Sistemelor Pamantului reprezinta un domeniu nou de studiu care se defineste prin intelegerea planetei ca un tot omogen in care componentele hidrosfera, litosfera, atmosfera si biosfera s-au format, functioneaza si vor evolua in sensul in care societatea este implicata si trebuie sa retina si prevada modificarile de mediu. In esenta este vorba de masurile ce se impun pentru

dezvoltarea durabila (DD) a SP, in contextul monitorizarii si conceperii de strategii pentru abordarea MGM.

Componentii si procesele SP

Constituentii si procesele specifice SP interactioneaza pentru realizarea echilibrului termodinamic, care variaza de la instabil la metastabil si stabil. Atmosfera inferioara, litosfera superioara/crusta cu invelisul de sol, hidrosfera (continentala si marina), si biosfera (cu elementul particular omul) reprezinta zona critica a sistemului inchis pamant (Fig.1.10).

Procesele caracteristice SP sunt naturale sau antropice, cu efecte benefice sau negative asupra mediului, cazul ideal fiind atingerea echilibrului stabil in sistem, marcat de input=output. Cum o alta mare idee in stiinta din elita topului de 20 se refera la Ciclurile pamantului si spune: totul pe pamant opereaza in cicluri, procesele naturale de natura endogena si exogena, sunt reprezentate de ciclurile geologice care inglobeaza fenomene constructive si destructive asupra mediului, omul neputand sa influenteze dinamica terrei, intim controlata de tectonica globala (Ciclul orgenic Wilson, cu fazele in continuitate, conform principiului uniformismului, de expansiune si de compresiune – riftogeneza, acretie medio-oceanica, subductie, coliziune, riftogeneza postcoliziune). Ciclurile geologice majore cuprind formarea morfostructurilor (ciclul tectonic), a formatiunilor magmatice, metamorfice si sedimentare (ciclul rocilor), migrarea apei pe glob (ciclul apei) sau mobilitatea elementelor chimice din care este alcatuit pamantul (ciclul geochimic) (Fig.I.11, I.12, I.13).

Efectele pozitive ale proceselor naturale/cicluri geologice sunt:Formarea continentelor si a oceanelorEvolutia atmosferei care a permis dezvoltarea vietiiGeneza resurselor mineraleBiodiversitatea &Geodiversitate Efectele negative ale proceselor naturale/cicluri geologice sunt:Dezastre naturale Fenomene extreme

Omul, de cand a aparut pe pamant, desi nu poate modifica geociclurile, a intervenit intensiv si extensiv asupra SP, procesele antropice afectand efectele proceselor naturale astfel: Efecte pozitive:Activitati vizand dezvoltarea societatii Conservarea habitatelor naturale si protectia/reabilitarea mediului Efecte negative:Poluarea mediului atac la biodiversitate si geodiversitateAcidente industriale

Modificarile de sistem trebuie cunoscute pentru a oferi solutii de mediu in situatia in care MGM reprezinta provocarea principala a secolului 21, iar DD necesitatea realizarii stabilitatii SP in conditii de globalizare a contemporaneitatii. Elemente dimensionale ale SP

Pământul este o planetă de mărime medie din Sistemul Solar, situată la 149 500 000 km distanţă faţă de Soare (Fig.I.14). Această poziţie în Univers şi mişcările de rotaţie şi de revoluţie asigură Terrei recepţionarea unei cantităţi optime de energie solară necesară pentru existenţa unor relaţii echilibrate dintre geosfere şi pentru perpetuarea vieţii.

Pământul este un elipsoid de rotaţie cu o turtire la poli de 1: 298 255. Corpul geometric a cărui suprafaţă de referinţă coincide, în linii mari, cu nivelul oceanului planetar, prelungit şi sub continente, poartă numele de geoid. Suprafaţa geoidului este esenţială pentru desfăşurarea tuturor proceselor de transformare a mediului fiind şi principalul reper de referinţă pentru mişcările de ridicare sau de coborâre ale uscatului.

Prin măsurători geodezice de precizie au fost stabilite dimensiunile

standard ale Pământului, care se utilizează în diferite calcule (Tabelul I.1). Altitudinea medie a reliefului planetar este de 2 430 m sub nivelul actual al mării. Continentele au o altitudine medie de 840 m, iar adâncimea medie a oceanelor este apreciată la – 3 800 m. Diferenţa de nivel dintre punctul cel mai înalt de pe Terra (Vârful Everest 8 848 m) şi cea mai mare adâncime a Oceanului Planetar (Groapa Marianelor, -11 034 m) este de 19 874 m.

Variabilitatea temporală şi spaţială a surselor de energie

În ansamblu SP se autoreglează în timp şi spaţiu, oferind condiţii favorabile de existenţă şi dezvoltare celui mai sensibil înveliş – biosfera. În acelaşi timp componentele fizice, chimice, biologice şi umane ale SP sunt vulnerabile şi reacţionează, adeseori, imprevizibil la cele mai sensibile schimbări ale fluxurilor de energie şi materie care se produc la suprafaţa geoidului.

Radiaţia solară este sursa cea mai importantă de energie pentru evoluţia şi interacţiunea învelişurilor terestre. Interiorul globului terestru influenţează permanent exteriorul său prin mişcările tectonice, prin vulcanism şi prin fluxul de căldură internă orientat spre suprafaţă. Procesele de la suprafaţa Terrei influenţează, la rândul lor, interiorul globului terestru prin redistribuirea materiei la suprafaţa continentelor şi în bazinele oceanice.

Energia care afectează SP este datorată radiaţiei solare, căldurii interne a Pământului, forţelor de atracţie exercitate de Soare şi de planetele sistemului solar, la care se adaugă, într-o măsură infimă sursele din afara sistemului solar. Cantitatea de energie ieşită din sistem este egală cu întreaga cantitate de energie pătrunsă în sistem din diverse surse. Cantităţi mici de materie pătrund în SP prin căderile de meteoriţi şi ies sub forma hidrogenului molecular.

Activităţile antropice influenţează semnificativ echilibrul energetic al Terrei modificând mediul într-un ritm care schimbă variabilitatea sa naturală. Aceste

modificări datorate omului cuprind atât suprafaţa continentelor, cât şi oceanele şi afectează totalitatea învelişurilor terestre fiind egale cu unele dintre cele mai mari forţe ale naturii (The Amsterdam Declaration on Global Change, 2001).

Radiaţia solarăSoarele, care este o stea de mărime mijlocie, cu o masă de 330 000 de ori

mai mare decât a Pământului, emite în spaţiu cantităţi mari de energie (evaluate la 5,2 ×1024 cal/minut) din care Terra preia numai 0,5 ×10-9. Această cantitate recepţionată de Terra, evaluată la 17,6 × 1016W, reprezintă principala sursă de energie a învelişurilor terestre având un rol esenţial în geneza tuturor fenomenelor meteorologice, geomorfologice şi biologice. La partea superioară a atmosferei fiecare metru pătrat primeşte în medie 349 W/m². Această energie, provenită de la Soare, furnizează suprafeţei Pământului de 7 000 de ori mai multă căldură decât energia provenită din interiorul planetei noastre.

Din cantitatea totală de energie recepţionată circa 30% este reflectată de partea superioară a atmosferei înapoi în spaţiu. Energia absorbită este utilizată pentru încălzirea atmosferei şi a solului, pentru desfăşurarea proceselor de fotosinteză şi a tuturor ciclurilor biogeochimice.

Suprafaţa terestră radiază o parte a energiei primite sub formă de unde lungi încălzind partea inferioară a atmosferei, bogată în vapori de apă şi dioxid de carbon, care absoarbe o cantitate mare de energie şi o retransmite pe suprafaţa Pământului.

Cantitatea de energie ajunsă pe suprafaţa terestră diferă în raport cu distanţa străbătută de radiaţia solară în funcţie de poziţia Soarelui în raport cu Pământul şi de mărimea unghiului de incidenţă al razelor solare pe suprafaţa solului. Cantitatea cea mai mare de energie solară este recepţionată de regiunile intertropicale, cea mai redusă cantitate ajungând în regiunile polare. Diferenţierile corespund zonalităţii bioclimatice şi determină circulaţia generală atmosferică, circuitul apei în natură şi dispunerea zonală a vegetaţiei, faunei şi solurilor. Pentru totalitatea proceselor care se desfăşoară la suprafaţa terestră sunt importante şi diferenţierile anotimpuale, cele dintre suprafaţa oceanului şi a uscatului şi cele diurne. Diferenţierile de temperatură înregistrate pe verticală au un ecart mediu anual de 6,4ºC la 1 000 m fiind importante pentru etajarea bioclimatică din spaţiul montan.

Pământul radiază în spaţiu o cantitate de energie egală cu cea primită din diferite surse. Dacă nu s-ar desfăşura permanent acest fenomen, acumularea energiei solare ar determina o creştere accentuată a temperaturii atmosferei şi suprafeţei solului, care ar genera distrugerea vieţii, evaporarea apei oceanelor, topirea calotelor glaciare etc. (Strahler, 1963). Activităţile umane perturbă din ce în ce mai accentuat acest echilibru şi generează modificări de amploare ale mediului pe Terra.

Energia gravitaţionalăAcţionează asupra tuturor corpurilor de la suprafaţa Pământului. A fost

explicată pentru prima dată de J. Newton, în secolul al XVII-lea, care a arătat că atracţia dintre două corpuri variază în funcţie de masa lor şi de pătratul distanţei dintre ele. În natură, orice corp este atras pe verticală cu o forţă potenţială proporţională cu masa şi cu poziţia sa faţă de centrul Pământului. Pentru procesele de modelare a reliefului este importantă poziţia corpului faţă de nivelul mării. Relieful mai înalt dispune de o energie potenţială mai mare şi există

posibilitatea de a fi afectat de procese naturale mai intense. Sub acţiunea gravitaţiei, apa căzută pe continente, sub formă de precipitaţii, dispune de o energie potenţială uriaşă, care este utilizată pentru desfăşurarea ciclului hidrologic şi pentru modelarea reliefului.

Mişcarea de rotaţie a Pământului generează o forţă centrifugă, care reprezintă 0,4% din forţa gravitaţională. Datorită acestei forţe, orice corp care se mişcă orizontal tinde să fie abătut spre dreapta în emisfera nordică şi spre stânga în emisfera sudică. Această deviere este numită „efectul Coriolis“, după numele descoperitorului ei, la începutul secolului al XIX-lea.

Gravitaţia extraterestrăEste datorată forţei gravitaţionale a Lunii, Soarelui şi a altor planete. Aceste

forţe la un loc nu reprezintă decât 0,00001 din forţa gravitaţională a Pământului. Mai importante sunt forţele gravitaţionale ale Lunii şi Soarelui, care generează deformări ale atmosferei, hidrosferei şi litosferei, cunoscute sub numele de maree.

Mareele Oceanului Planetar acţionează eficient asupra ţărmurilor, cu o putere de 2,4×10¹² W. Efectele atracţiei Lunii şi Soarelui asupra litosferei sunt încă în curs de elucidare. Unii autori au corelat producerea mai fracventă a cutremurelor cu perioadele de lună plină şi lună nouă, când forţele de atracţie ale Lunii şi Soarelui se însumează.

Energia geotermalăEste datorată căldurii interne a Pământului şi a fost evaluată la 30×10¹² W.

Încă incomplet cunoscută, această energie se află la originea forţelor endogene de ridicare şi de coborâre a reliefului, de producere a cutremurelor şi a fenomenelor vulcanice. O mare parte a energiei geotermale este eliberată sub formă de căldură difuză la suprafaţa Pământului. Câmpul magnetic al Pământului este datorat tot conversiei energiei geotermale.

Litosfera superioara - Relieful terestruContinentele şi bazinele oceanice sunt formele de relief cele mai mari şi mai

complexe de pe Terra, cadru relativ stabil pentru desfăşurarea tuturor fenomenelor naturale. La nivelul globului, continentele ocupă 29% din suprafaţă, iar oceanele 71%. Extinderea uscatului şi a apei este inegală pe cele două emisfere: în emisfera nordică uscatul reprezintă 39% din suprafaţă, iar în emisfera sudică numai 19%.

Continentele sudice (America de Sud, Africa, India, Australia şi Antarctica) au făcut parte din continentul unic Gondwana, care s-a dezmembrat în mezozoic şi terţiar. Această situaţie a fost dovedită prin asemănările existente în privinţa structurii geologice, a depozitelor şi a resturilor fosile de plante şi animale. Continentele nordice (America de Nord, Europa şi Asia) formau împreună continentul numit Laurasia. Între cele două continente vechi exista o mare adâncă şi îngustă, numită Marea Tethys. Pe locul acesteia s-a format prin încreţire, la sfârşitul mezozoicului şi începutul neozoicului, cel mai impunător lanţ de munţi de pe planeta noastră.

Asa cum am mentionat anterior, mişcarea continentelor şi evoluţia de ansamblu a reliefului si structurilor subjacente pot să fie explicate cu ajutorul teoriei tectonicii globale sau a tectonicii plăcilor. Conform acestei teorii, in zona critica a SP apar 10-12 plăci litosferice care poartă bazinele oceanice şi continentele.

La baza teoriei tectonicii plăcilor stă fenomenul de expansiune continuă a fundului Oceanului Planetar. Această expansiune îşi are originea în partea axială a dorsalelor oceanice, unde magma bazaltică, provenită din manta, străpunge scoarţa generând o crustă oceanică nouă care, pe măsură ce se formează, se depărteză de sectorul de apariţie. Canalul adânc prin care magma iese la suprafaţă poartă numele de rift. Scoarţa oceanică are o vechime din ce în ce mai mare pe măsură ce se depărtează de rift. Aceste plăci sunt într-o continuă mişcare în raport cu axa de rotaţie a Pământului şi se influenţează între ele. Cea mai mare parte a activităţii tectonice, vulcanice şi seismice a Pământului este asociată cu mişcările care se produc la contactul a două plăci apropiate.

Crusta oceanică, pe măsură ce se depărtează de rift, devine din ce în ce mai grea şi se reîntoarce în manta prin fenomenul de subducţie. Fenomenul de subducţie are loc în fosele oceanice corespunzătoare contactului a două plăci litosferice. Crusta oceanică este astfel resorbită de manta şi retopită la adâncimi de 100-300 km. Materialul crustal topit, având o densitate mai redusă decât a mantalei, erupe la suprafaţă formând unele insule vulcanice în formă de arc, cum sunt, spre exemplu, Arhipelagul Kurilelor, Arhipelagul Japonez sau Arhipelagul Insulelor Mariane. Sectoarele de subducţie sunt puse în evidenţă şi prin cutremure puternice datorate frecării plăcilor. Toate aceste procese sunt generate de curenţii de convecţie din partea superioară a mantalei care poartă plăcile litosferice.

Fenomenul de subducţie este însoţit de formarea unor lanţuri montane, cum sunt cele încadrate în sistemul muntos din jurul Oceanului Pacific.

Continentele au o suprafaţă totală de 149 285 565 km2 şi cuprind forme de relief variate – munţi, dealuri, podişuri şi câmpii - , diferenţiate prin formă, mărime şi geneză. Suprafaţa continentelor reprezintă teritoriile situate în prezent deasupra nivelului mediul al oceanului.

Majoritatea continentelor au o formă triunghiulară şi au cea mai mare extindere în Emisfera Nordică. Continentele cuprind scuturi continentale vechi, platforme stabile acoperite cu roci sedimentare şi munţi de cutare cu înălţimi diferite.

Din punct de vedere geologic şi geofizic crusta continentală se întinde şi sub nivelul oceanului prin platformele continentale şi o parte a abruptului continental. Astfel, în sens geologic şi geofizic, toate continentele sunt legate între ele.

Altitudinile medii ale continentelor prezintă diferenţieri destul de mici: între 960 şi 340 m (Tabelul I.2.). Face excepţie Antarctica cu 2 600 m, datorită grosimii calotei galciare care acoperă relieful.

Cel mai mare şi mai înalt continent este Asia. Australia este continentul cu suprafaţa şi înălţimea cea mai redusă. Majoritatea autorilor au diferenţiat, la nivelul continentelor, trei categorii de forme de relief: munţi, podişuri şi câmpii. Suprafeţele cele mai mari sunt deţinute de câmpii şi podişuri (54%), comparativ cu dealurile şi munţii (46%) (Tabelul I.3.).

Alţi autori clasifică formele de relief în funcţie de mărimea acestora:

forme de relief de ordinul I, reprezentate prin continente şi bazine oceanice;

forme de relief de ordinul II – lanţurile montane, platformele, câmpiile;

forme de relief de ordinul III – munţii sculptaţi de procesele de eroziune, dealurile şi văile, munţii vulcanici.

În lucrările unor comisii de specialitate din Uniunea Geografică Internaţională, formele de relief au fost diferenţiate în funcţie de amplitudinea reliefului în: câmpii (0-30 m); dealuri domoale (30-75 m); dealuri fragmentate (75-150 m); ţinuturi înalte (highlands) domoale (150-200 m); ţinuturi înalte fragmentate (200-300 m); munţi slab fragmentaţi (300-450 m) şi munţi fragmentaţi (400-600 m).

Relieful continentelor Munţii şi dealurile ocupă 36% din suprafaţa continentelor şi determină

existenţa unor diferenţieri mari ale peisajelor. În cuprinsul lor, procesele de modelare a reliefului sunt mult mai intense decât în câmpii şi generează modificări de amploare. Clima, vegetaţia, fauna şi solurile se dispun etajat, iar versanţii cu orientări variate amplifică această diversitate a condiţiilor fizico-geografice. Munţii au ponderea cea mai mare în Asia, unde ocupă 50% din suprafaţa continentului şi în America de Nord (33%). În Australia munţii deţin numai 20% din suprafaţă.

În proporţie de peste 90% munţii de pe Terra se grupează în două sisteme montane proeminente: sistemul Alpino-Himalayano-Indonezian şi sistemul Circumpacific. Sunt munţi tineri, formaţi prin cutări în ultimii 120 milioane de ani, urmate de înălţări puternice în ultimele 20 milioane de ani. Aceste sisteme sunt alcătuite din lanţuri montane formate la rândul lor din grupe de munţi cu diferite conformaţii.

Munţii pot să fie clasificaţi în funcţie de numeroase criterii: vârstă, mod de formare, altitudine etc. După modul de formare, munţii pot să fie:

- munţi de cutare, alcătuiţi din strate încreţite ca urmare a presiunilor tangenţiale care se exercită asupra lor. În partea centrală a acestor munţi, rocile sunt puternic metamorfozate;

- munţi-bloc, numiţi şi horsturi, formaţi prin înălţarea unitară a întregului edificiu muntos. Sunt înconjuraţi din linii tectonice (falii) care-i separă de regiunile mai coborâte din jur. Printre cele mai cunoscute exemple de munţi-bloc pe glob sunt Munţii Harz (Germania) şi Masivul Central Francez;

- munţii vulcanici, formaţi prin acumularea şi solidificarea lavelor vulcanice, pot să apară ca lanţuri montane cu dimensiuni apreciabile sau ca simple conuri izolate. Un exemplu de munţi vulcanici este lanţul vulcanic neogen al Munţilor Căliman-Harghita din vestul Carpaţilor Orientali.

Podişurile sunt forme de relief relativ netede, cu întinderi mari, situate la diferite altitudini. Unele podişuri se formează prin nivelarea munţilor, altele sunt dezvoltate pe strate orizontale sau monoclinale, iar o altă categorie de podişuri poate să fie alcătuită din lave vulcanice. Unele podişuri sunt situate în interiorul sistemelor muntoase (Podişul Transilvaniei, Podişul Colorado, Podişul Tibet), iar altele se dezvoltă la exteriorul lor sau corespund unor platforme continentale vechi (Podişul Moldovei).

Printre cele mai cunoscute podişuri din lume sunt: Podişul Tibet (cel mai înalt: 4 800 m altitudine medie, 2 milioane km2); Podişul Pamir (4 000 m altitudine, 100 000 km2); Podişul Iranian (1 300 m altitudine, 2,5 milioane km2); Podişul Bolivian – sau Alti Plano (3 800 m altitudine, 350 000 km2) etc.

Câmpiile sunt forme de relief majore, de ordinul II, ca şi sistemele montane, caracterizate prin relief neted, altitudini scăzute şi prin întinderi foarte mari. Spre deosebire de munţi, câmpiile ocupă regiunile continentale stabile, cu deformări tectonice reduse.

Câmpiile ocupă 54% din întinderea continentelor şi au o distribuţie relativ simetrică faţă de Ecuator. Astfel, preerile întinse de pe continentul nord-american îşi au perechea în pampasul argentinian. Marea Câmpie Rusă corespunde în sud Câmpiilor Africane cu pustiuri şi savane. Câmpia Siberiei de Est este simetrică cu Câmpia Australiei.

Toate aceste întinderi de pământ de talie continentală cuprind numeroase subunităţi care pot să aibă diferite origini.

Deşi atât de diferite în privinţa întinderii şi a conformaţiei, continentele cuprind forme mari de relief asemănătoare:

- resturi ale unor munţi vechi de 2-3 miliarde de ani, tociţi prin acţiunea agenţilor externi;

- bazine sedimentare care reprezintă arii de puternică lăsare a scoarţei, umplute pe grosimi de mii de metri cu depozite. În aceste bazine se găsesc şi se exploatează zăcăminte bogate de petrol, gaze naturale şi cărbune;

- arcuri montane, care sunt fâşii alungite şi înguste alcătuite din structuri sedimentare cutate sau din roci cristaline;

- lanţuri şi platouri vulcanice, formate din lave andezitice şi bazaltice, apărute la suprafaţă în lungul unor linii de ruptură ale crustei.

Aceste forme de relief se îmbină în diferite proporţii, alcătuind ansambluri armonioase şi variate, care determină, de fapt, specificul fiecărui continent în parte.

Relieful oceanelorDeşi omul a ajuns să aibă date amănunţite în legătură cu morfologia altor

planete, 2/3 din suprafaţa Pământului, acoperite de apele oceanului, au rămas, în cea mai mare parte, ascunse observaţiilor directe. Peste 90% din cunoştinţele actuale s-au acumulat numai în ultimele decenii, odată cu dezvoltarea tehnicilor de înregistrare continuă a adâncimilor, de pe navele de cercetare şi cu ajutorul sateliţilor. Cercetările au cuprins şi efectuarea unor foraje de mare adâncime pentru determinarea precisă a alcăturii fundamentului oceanului.

Un relief uimitor s-a conturat pe benzile înregistratoare ale aparatelor oferind cercetătorilor un material inedit prin a cărui interpretare s-a emis teoria tectonicii plăcilor, care a revoluţionat ştiinţele Pământului.

Pe fundul oceanelor au fost puse în evidenţă cele mai mari lanţuri de munţi de pe Terra, care la un loc au o lungime de peste 70 000 km şi ocupă o suprafaţă echivalentă cu a tuturor continentelor la un loc. Aceşti munţi alcătuiesc dorsalele oceanice şi sunt caracterizaţi prin prezenţa, în partea lor axială, a unui şanţ îngust numit rift, cu o lăţime de 20-50 km şi cu o adâncime de cîteva mii de metri. Aceste lanţuri de munţi au lăţimi cuprinse între 1 000 şi 7 000 km şi înălţimi de 1 500-2 000 m. Spre deosebire de munţii de la suprafaţa continentelor, munţii

care alcătuiesc partea cea mai tânără a reliefului submarin sunt alcătuiţi în întregime din lave vulcanice. Uneori vârfurile acestor munţi apar la suprafaţă ca nişte insule cum sunt Islanda şi Tristan da Cunha. Lanţurile de munţi submarini sunt fragmentate şi decalate de numeroase falii, numite falii de transformare. Izolat de lanţurile submarine uriaşe, pe fundul oceanelor se găsesc vulcani cu vârful nivelat, care ajung la câteva sute de metri de suprafaţa apei.

Lanţurile submarine de munţi sunt mărginite de câmpii şi dealuri abisale, situate la adâncimi de 4 000-6 000 m, care ocupă circa 40% din întinderea bazinelor oceanice. Şi ele sunt alcătuite din lave vulcanice, fiind acoperite cu o cuvertură subţire de sedimente provenită de pe uscat sau din depunerea cochiliilor unor vieţuitoare din ocean.

Cele mai mari adâncimi ale oceanelor nu se întâlnesc, aşa cum ne-am aştepta, în partea mediană a lor, ci spre margini, în unele depresiuni alungite, numite fose oceanice, a căror adâncime este dublă faţă de adâncimea medie a oceanelor. Unele fose oceanice se întâlnesc chiar la marginea continentelor, cum este cazul celor din vestul Americii Centrale şi de Sud; altele au o formă arcuită şi se asociază la suprafaţă cu grupuri de insule. Câmpiile şi dealurile abisale sunt mărginite de o fâşie de tranziţie cu o lăţime de 300-600 km, numită taluzul continental, care face trecearea spre abruptul continental.

Abruptul continental este cea mai importantă denivelare morfologică de pe planeta noastră prin care se face trecerea dintre câmpiile abisale şi platforma continentală. Acesta are o pantă de 4-200 şi înconjoară Oceanul Planetar, mărginind platforma continentală, care deşi este acoperită de apele Oceanului, este alcătuită din scoarţă de tip continental. Platforma continentală deţine circa 15% din suprafaţa bazinelor oceanice şi are lăţimi variabile.

Atat infrastructura reliefului continental cat si oceanic este reprezentat prin roci magmatice, metamorfice si sedimentare, alcatuite din minerale in care predomina, dupa caz, cuartul, feldspatii, mineralele feromagneziene, calcitul si anumite acumulari de sulfuri, oxizi sau elemente native cu importanta economica. Circa 75% di crusta SP este alcatuita din minerale ce contin siliciu si oxigen. Atmosfera

Atmosfera este învelişul gazos al planetei care se află într-o strânsă interacţiune cu celelalte învelişuri, existând un schimb permanent de materie şi energie cu acestea. Atmosfera asigură dezvoltarea vieţii pe Terra, are un rol protector pentru biosferă, asigură dezvoltarea ciclului hidrologic şi favorizează desfăşurarea unor procese esenţiale în scoarţa terestră, cum sunt meteorizarea, procesele eoliene etc.

Structură, evoluţie, dinamicăAtmosfera se extinde până la înălţimea de 3 000 km, unde este atât de

rarefiată încât are o densitate egală cu cea din spaţiul interplanetar. Spaţiul cuprins între 3 000 şi 10 000 km este considerat ca interval de tranziţie spre spaţiul interplanetar, în cadrul acestuia fiind înregistrate aurorele polare. În scoarţa terestră aerul poate să pătrundă până la adâncimi maxime de câteva sute de metri, având însă un rol esenţial în primii doi metri pentru formarea învelişului de sol.

Învelişul gazos are o masă totală de 5,13×1015 tone, ceea ce reprezintă mai puţin decât a milioana parte din masa Terrei. Cea mai mare densitate este

înregistrată pe primii 10 km, care corespund şi stratului în care se realizează o strânsă interacţiune cu celelalte învelişuri planetare.

Atmosfera este supravegheată permanent de o reţea de peste 9 000 de staţii meteorologice, de sateliţi meteorologici, de sonde şi baloane speciale şi de sisteme de radare perfecţionate.

În alcătuirea atmosferei, alături de diferite gaze, intră apa în stare de vapori, diferiţi aerosoli (cenuşi vulcanice, săruri, praf etc) şi diferite organisme microscopice (spori, polen, microbi). În decursul evoluţiei Pământului compoziţia şi structura atmosferei s-au modificat neîncetat în strânsă legătură cu o serie de factori interni ai Sistemului Terestru şi cu factori din afara acestuia. Dacă iniţial în compoziţia atmosferei dominau unele gaze cum sunt H, He, CO2, NH3, apariţia vieţii pe Pământ şi procesele complexe legate de aceasta au produs modificări radicale. Se presupune că o parte importantă a gazelor mai uşoare, cum sunt hidrogenul şi heliul s-au împrăştiat treptat în spaţiul extraterestru.

Intervenţia vieţuitoarelor în ciclul carbonului a dus la consumul de CO2 şi la fixarea acestuia în diferite roci carbonatice. În acelaşi timp plantele produc cantităţi mari de oxigen (O2) prin procesul de fotosinteză. Erupţiile vulcanice elimină în atmosferă cantităţi mari de pulberi şi de aerosoli. Vânturile desprind cantităţi uriaşe de praf de pe suprafaţa deşerturilor prin care schimbă compoziţia şi transparenţa atmosferei. Atmosfera este şi o verigă importantă în cadrul ciclului hidrologic, vaporii de apă exercitând acţiuni complexe în cadrul învelişului global, gazos. Omul a devenit treptat unul dintre factorii care modifică atmosfera prin poluare, prin schimbarea albedoului, prin deterioararea stratului de ozon şi prin emisia gazelor cu efect de seră. Dintre factorii exteriori sunt importante mecanismele planetare legate de mişcările de rotaţie ale Pământului, căderile de meteoriţi şi traversarea unor nori de pulberi galactice.

Structura şi compoziţia atmosfereiPână la 100 km, în stratul numit homosferă, două gaze şi anume azotul N 2

cu 78,09% şi oxigenul O2 cu 20,95% deţin împreună peste 99% din volumul atmosferei. În timp ce azotul este un gaz relativ stabil, oxigenul este un gaz extrem de activ şi stă la baza proceselor de respiraţie, ardere şi oxidare. Se adaugă, în ordine, argonul, dioxidul de carbon, neonul, heliul, hidrogenul, ozonul şi radonul.

Ponderea actuală a oxigenului, de aproape 21%, reflectă echilibrul existent între producţia acestuia prin fotosinteză şi consum. În primele faze de existenţă ale planetei noastre oxigenul se găsea în proporţie foarte redusă. Ulterior, începând cu Proterozoicul, ponderea oxigenului a ajuns să fie cuprinsă între 15 şi 35%, atingând maximul în urmă cu 350-250 milioane de ani datorită stocării unor cantităţi mari de carbon în cărbuni (The Encyclopaedic Dictionary of Environmental Change, 2003).

Stratul următor, numit heterosferă, se extinde între 100 şi 750 km, este mult mai rarefiat şi este alcătuit preponderent din azot, oxigen şi heliu care tind să se stratifice în funcţie de greutate. Partea externă, extrem de rarefiată poartă numele de exosferă şi face trecerea spre vidul interplanetar.

Într-o altă divizare a atmosferei, frecvent utilizată în studiile de climatologie se disting patru strate care se întrepătrund: troposfera (până la înălţimea de 8 km la poli şi 17 km la Ecuator), stratosfera (până la înălţimea de 50 km), mezosfera (până la 85 km), termosfera (până la 500-800 km) (Fig.I.15.).

În troposferă, în care se concentrează peste 80% din masa atmosferei, se desfăşoară principalele procese de interacţiune cu celelalte geosfere, există o dinamică activă a maselor de aer în circuite planetare şi se produc diferenţierile esenţiale ale parametrilor climatici. Scăderea temperaturii se desfăşoară cu un gradient de 6,4 ºC/km, iar a presiunii cu 1 milibar la 8 km. La partea superioară există un strat, numit tropopauză, cu o turbulenţă redusă.

În stratosferă este localizat un strat protector de ozon (O3) care reţine o parte importantă a radiaţiilor ultraviolete dăunătoare vieţii. În partea inferioară temperaturile sunt de -50ºC, -60ºC, iar în partea superioară, în stratopauză temperaturile tind să crească, ajungând chiar la valori pozitive. În stratosferă se înregistrează existenţa unor curenţi puternici de aer numiţi „curenţi - jet“ care au o influenţă semnificativă asupra schimbării timpului.

Mezosfera se extinde între 50 şi 85 km, are un aer foarte rarefiat şi prezintă temperaturi foarte scăzute de până la -90ºC. În Termosferă moleculele gazelor extrem de rarefiate sunt disociate în atomi de către razele ultraviolete, proces care determină o creştere a temperaturilor până spre 1 000ºC. În ionosferă se desfăşoară procesul de ionizare puternică a gazelor, pe mai multe nivele, datorită radiaţiilor ultraviolete.

Diferenţierea pe Glob a temperaturii şi a precipitaţiilorPrincipalii parametri care definesc trăsăturile atmosferei sunt temperatura,

precipitaţiile şi vântul. Starea lor medie multianuală, diferenţiată zonal şi regional, pune în evidenţă diferite tipuri de climă.

Un rol esenţial în diferenţierea climei pe glob îl are repartiţia radiaţiei solare pe pamant. Diferenţierile regionale sunt determinate de poziţia geografică a fiecărei regiuni, de altitudine, structura şi compoziţia învelişului vegetal şi de albedoul fiecărei suprafeţe. Repartiţia oceanelor şi caracteristicile acestora au un rol important în diferenţierea parametrilor climatici şi a zonelor de climă.

Cantitatea totală de energie electromagnetică provenită de la soare are o valoare de circa 200 calorii/cm²/minut, la partea superioară a atmosferei, şi este denumită „constantă solară“. Energia primită într-un an pe un plan perpendicular pe direcţia razelor solare este de 1370 w/m². La suprafaţa terestră ajunge numai o parte a acestei energii, atmosfera având rolul unui filtru, prin care razele soarelui sunt parţial absorbite, difuzate şi reflectate:

30% din energia incidentă este emisă direct în spaţiul extraterestru prin reflectare şi difuziune;

23% este absorbită de atmosferă şi transformată în căldură şi în radiaţii directe, fie prin radiaţii difuze;

47% este absorbită de suprafaţa continentelor şi a oceanelor prin radiaţii directe şi difuze.

Ozonul din stratosferă absoarbe cea mai mare parte a radiaţiei ultraviolete. În partea inferioară a troposferei dioxidul de carbon, alte gaze cu efecte similare şi vaporii de apă absorb şi reţin cea mai mare parte a radiaţiilor infraroşii, generând efectul de seră. Radiaţia difuză se adaugă radiaţiei directe pentru a ajunge la suprafaţa solului sub forma radiaţiei globale.

Albedoul reprezintă procentul de energie reflectată din totalul energiei solare incidente. O parte a acestei energii este reflectată de nori, în proporţii cuprinse între 10 şi 70%. O altă parte a energiei solare este reflectată de

suprafaţa continentelor şi a oceanelor şi este evident că modificarea utilizării terenului pe cea mai mare parte a continentelor determină modificări ale bilanţului energetic al Terrei. Suprafaţa terestră redă atmosferei energia primită de la soare sub formă de radiaţii de undă lungă (radiaţie terestră), sub formă de căldură latentă înglobată în vapori de apă şi prin conducţie.

Temperatura aerului depinde în primul rând de intensitatea radiaţiei solare, care variază atât în timpul anului, ca urmare a mişcării de revoluţie a Pământului, cât şi diurn, datorită mişcării de rotaţie. Diferenţierea latitudinală este în funcţie de înclinarea axei terestre şi de forma Pământului.

Temperatura medie anuală a aerului pe Terra a fost evaluată la 13°C. Cele mai ridicate temperaturi se înregistrează în zonele intertropicale deşertice, temperatura maximă absolută fiind de 58,5°C (în nordul deşertului Sahara). Temperaturile cele mai scăzute, de circa -90°C, se înregistrează în Antarctica. La staţiunea Vostok a fost înregistrată temperatura de -88,3°C în 1960. În altitudine temperaturile medii anuale scad cu un gradient de 6,4°C la 1 000 m. Cele mai mari amplitudini termice diurne se înregistrează la tropice, unde în timpul zilei temperaturile ating 30-50°C, iar noaptea se pot înregistra valori negative. La Ecuator, datorită nebulozităţii ridicate, temperaturile sunt mai scăzute decât în regiunile deşertice. În zona intertropicală se înregistrează temperaturi medii anuale de 20-30°C, iar în zona polară şi subpolară de 0-10°C.

Precipitaţiile atmosferice în stare lichidă şi solidă au un rol important pentru toate componentele mediului prin cantitate, durată şi intensitate. Formarea norilor, prin condensarea vaporilor de apă din atmosferă şi căderea particolelor de apă sub formă de precipitaţii, alcătuiesc o parte importantă a circuitului hidrologic şi prezintă diferenţieri semnificative pe pamant. Cele mai mari cantităţi de precipitaţii se înregistrează în regiunile cu ploi musonice din India şi Indochina, în partea de sud a Munţilor Himalaya unde cad între 10 000 şi 12 000 mm/an. În zona ecuatorială sunt înregistrate cantităţi de 2 000 – 3 000 mm/an, iar în zona temperată cad cantităţi medii anuale de 500 – 1 000 mm/an. În general, cantităţile de precipitaţii scad spre interiorul continentelor odată cu accentuarea gradului de continentalism. Cele mai scăzute cantităţi medii anuale de precipitaţii (300 – 500 mm) se înregistrează în zonele tropicale afectate de vânturile alizee. În aceste zone de deşert şi semideşert orice scădere a cantităţilor de precipitaţii combinată cu accentuarea presiunii antropice asupra mediului determină o tendinţă de extindere a deşerturilor.

Teritoriile cu cantităţi reduse de precipitaţii, care au însă un accentuat caracter torenţial, sunt puternic afectate de procese de eroziune. În regiunile cu climat semiarid procesele de eroziune sunt mult mai intense decât în regiunile cu climat umed.

Cele mai mari cantităţi de precipitaţii căzute în 24 de ore s-au înregistrat la Cherapunji, în India, în luna iunie 1974 (974 mm). Ciclonii tropicali pot să producă ploi intense timp de mai multe zile, generând inundaţii, viituri şi curgeri de noroi.

Masele de aer şi circulaţia atmosferică globalăAtmosfera exercită o presiune permanentă asupra suprafeţei continentelor

şi oceanelor, evoluată la 1 kg/cm² la nivelul mării (1 015 milibari). Presiunea scade logaritmic cu altitudinea ajungând să aibă valori extrem de reduse în atmosfera înaltă, rarefiată. Diferenţierile dintre regiunile cu temperaturi scăzute,

caracterizate printr-o presiune atmosferică ridicată şi cele cu temperaturi ridicate şi presiune scăzută, determină deplasarea maselor de aer dinspre centrele de maximă presiune spre cele de minimă presiune. Această deplasare atinge valori extreme în cadrul ciclonilor tropicali caracterizaţi prin valori foarte scăzute ale presiunii atmosferice (900 mbari). În cadrul ariilor anticiclonale presiunea poate să crească, la nivelul mării până la 1 060 milibari.

Atmosfera este alcătuită din mase de aer caracterizate prin particularităţi distincte, având anumite valori ale presiunii, temperaturii şi umidităţii. Masele de aer cald de la tropice şi Ecuator se diferenţiază de cele de aer rece din regiunile polare şi subpolare. În regiunile temperate se înregistrază mase de aer cu valori de temperatură intermediare. Contactul dintre diferite mase de aer se realizează prin intermediul fronturilor atmosferice care pot să fie calde sau reci. În cazul fronturilor calde aerul cald se deplasează şi are o mişcare ascendentă în raport cu o masă de aer rece staţionară. Frontul rece include procesul de dislocare a unei mase de aer cald prin extinderea masei active de aer rece.

Pe suprafaţa Terrei masele de aer sunt într-o permanentă deplasare tinzând să echilibreze diferenţele de presiune existente între diferite regiuni.

Energia solară primită de Pământ este repartizată diferit, la latitudini mici existând un surplus energetic, iar în regiunile polare un deficit accentuat. Mişcările maselor de aer au rolul de a echilibra permanent aceste diferenţieri. Circulaţia maselor de aer depinde de existenţa şi poziţia centrilor de presiune atmosferică mare, numiţi arii anticiclonale, şi a centrilor de presiune minimă, numiţi arii ciclonale. Aceste arii generează forţe orizontale orientate dinspre centrii de presiune mare spre centrii de presiune mică. Forţele sunt cu atât mai mari cu cât diferenţierile de presiune pe unitatea de distanţă sunt mai mari. Mişcările aerului datorate acestor forţe sunt modificate de forţa Coriolis, care tinde să devieze orice mişcare spre dreapta în emisfera nordică şi spre stânga în cea sudică. În zona ecuatorială, forţa Coriolis este extrem de slabă. Astfel, în ariile anticiclonale aerul tinde să realizeze o mişcare descendentă şi centrifugă, iar în ariile ciclonale aerul, mai uşor, tinde să se înalţe printr-o mişcare centripetă.

Diferenţierile de temperatură existente pe glob pun în evidenţă o zonalitate a repartizării presiunii, care, în combinaţie cu mişcările Pământului, determină dinamica maselor de aer.

În zona ecuatorială, între 5° latitudine nordică şi sudică se remarcă existenţa unei fâşii de presiune atmosferică joasă, numită „talveg ecuatorial“, caracterizată prin tendinţa de ridicare a aerului (convecţie), prin vânturi variabile şi prin perioade îndelungate de calm atmosferic. Această fâşie este mărginită de o parte şi de alta de zone tropicale până la circa 30° latitudine nordică şi sudică, în cadrul cărora se înregistrează existenţa unor celule cu o presiune atmosferică ridicată, care generează vânturile alizee.

În emisfera sudică urmează o fâşie largă cu presiune joasă, a cărei axă se află în zona subantarctică, în lungul paralelei de 65° latitudine sudică. Deasupra continentului antarctic este localizat un centru permanent de presiune atmosferică ridicată.

În emisfera nordică situaţia este mult mai complicată, din cauza existenţei unor vaste arii continentale care perturbă distribuţia zonală a presiunii atmosferice. În timpul iernii, deasupra continentelor se formează centri de presiune atmosferică ridicată (Anticiclonii Siberian şi Canadian), iar deasupra oceanelor există arii ciclonale (de presiune minimă), cum sunt Ciclonul

Aleutinelor şi Ciclonul Islandei. În timpul verii situaţia se inversează, deasupra oceanelor existând două celule de presiune mare, centrate pe zona subtropicală, şi doi centri de presiune joasă, situaţi pe continent.

Evaluarea circulaţiei atmosferice cu ajutorul sateliţilor meteorologici şi corelarea datelor obţinute de la reţeaua meteorologică a pus în evidenţă caracterul global al mişcărilor aerului. Prin aceste mişcări se realizează o permanentă redistribuire a surplusului de căldură existent între 35° latitudine nord şi sud spre regiunile situate la latitudini mari.

Mişcările se desfăşoară pe întreaga înălţime a troposferei, în cadrul unor celule atmosferice uriaşe, dintre care unele sunt orientate în lungul meridianelor (nord-sud), iar altele în lungul paralelelor (est-vest). O celulă cuprinde un sector de ascendenţă a aerului puternic încălzit, prin convecţie, şi un sector de coborâre a acestuia în părţile mai reci. Celulele atmosferice sunt unite între ele, la altitudine, prin curenţi-jet subtropicali şi polari, numiţi astfel datorită vitezei mari a aerului din cadrul lor.

Circulaţia meridiană (nord-sud) cuprinde câte trei celule pentru fiecare emisferă:

Celula Hadley1 determină formarea presiunilor scăzute în talvegul ecuatorial prin mişcările convective ale aerului şi presiunile ridicate datorate descendenţei aerului, în zonele subtropicale, unde aerul uscat şi cald este comprimat. Această celulă asigură transferul de căldură spre latitudinile medii prin curenţii-jet subtropicali.

Celula Ferrel2, caracteristică latitudinilor medii este asociată cu fronturile polare, în lungul cărora aerul tropical ajunge în contact cu aerul rece polar, generând zone dense noroase. În cadrul ei se manifestă curenţii-jet polari.

Celula polară se desfăşoară numai la înălţime mare, în tropopauză, şi este caracterizată prin mişcări predominant orizontale.

Aceste celule sunt afectate de o mişcare de translaţie spre nord şi spre sud, în relaţie cu mişcarea aparentă a soarelui. Emisfera în care este iarnă se extinde în detrimentul celei în care este vară pentru a compensa deficitul de căldură existent în sezonul respectiv.

Circulaţia în celule atmosferice zonale (est-vest) tinde să realizeze o redistribuire a energiei în lungul paralelelor, mai ales în zona intertropicală. Au fost puse în evidenţă patru celule zonale: Celula Pacifică (numită şi celula Walker), Celula Atlantică, Celula Indiană şi Celula Africană. În aceste celule aerul are mişcări ascendente deasupra continentelor şi în partea vestică a oceanelor şi tinde să coboare deasupra părţii estice a oceanelor. Prin acest tip de circulaţie se explică asimetriile climatice de pe continente. Spre exemplu, în partea de est a Pacificului se întâlnesc ţinuturile aride din California şi deşertul Atacama, iar în est, la aceeaşi latitudine sunt localizate insulele din Indonezia şi Filipine cu un climat umed.

Vânturile sunt rezultanta interacţiunii dintre masele de aer din cadrul diferitelor celule atmosferice fiind deplasări ale aerului în plan orizontal care tind să echilibreze diferenţele de presiune existente la suprafaţa Terrei.

Vânturile pot să aibă un caracter regional sau local şi prezintă o mare diversitate de viteze, durate şi extinderi. În natură există o mare varietate de

1

2

situaţii, de la calmul atmosferic până la vitezele de peste 400 km/oră înregistrate în cadrul ciclonilor tropicali.

Principalele sisteme zonale de vânturi cuprind alizeele, vânturile de vest şi vânturile polare de est (Fig.I.16). Alizeele se manifestă între 5 şi 30° latitudine şi bat în mod regulat dinspre celulele subtropicale cu presiune mare spre Ecuator. Forţa Coriolis determină orientarea acestora dinspre nord-est în emisfera nordică şi dinspre sud-est în emisfera sudică. Arealele afectate de alizee corespund ţinuturilor aride fiind caracterizate prin vreme senină şi uscată.

Vânturile de vest se extind între 35 şi 60º latitudine nordică şi sudică şi pun în mişcare aerul din cadrul celulelor subtropicale cu presiune ridicată fiind orientate spre ariile cu presiune scăzută de la paralela de 60°.

Vânturile polare de est sunt orientate radiar dinspre arealele cu presiune mare localizate la poli spre câmpurile cu presiune joasă din jurul paralelei de 60º.

Dintre vânturile regionale au o extindere mare musonii, vânturi care-şi modifică periodic direcţia datorită diferenţelor de presiune a aerului dintre uscat şi ocean. Musonii se manifestă în sudul Asiei, în Golful Mexic şi în sud-estul Americii de Nord. Spre exemplu, formarea centrilor de presiune joasă pe continentul asiatic, în timpul verii, atrage masele de aer umed şi cald dinspre Oceanul Indian spre India, peninsula Indochina şi sudul R.P. Chineze determinând ploi abundente. În timp direcţia vântului se inversează determinând o vreme senină şi uscată.

Pe calotele glaciare din Antarctica şi Groelanda se formează vânturi catabatice numite şi „vânturi de gravitaţie“. În timpul nopţilor senine se înregistrează procese radiative puternice determinând o răcire accentuată a aerului care coboară divergent dinspre partea superioară a calotei spre periferia acesteia.

Vânturile locale se manifestă pe spaţii restrânse, în funcţie de diferenţele de presiune determinate de trăsăturile locale ale suprafeţei terestre, cum sunt existenţa lanţurilor de munţi, a culoarelor de vale, a zonelor de coastă etc. În categoria acestor vânturi se încadrează brizele, vânturile de munte-vale, foehnul şi diferitele variante ale acestora care poartă denumiri locale.

Diferenţierea zonală a climeiClima rezultă din combinarea de lungă durată a stărilor atmosferei

caracterizate prin temperatură, precipitaţii, umiditatea aerului şi vânturi într-un anumit loc şi pentru o anumită perioadă.

Diferenţierea zonală a climei este un proces complex, variabil în timp şi spaţiu, care rezultă din interacţiunea unor factori cosmici, geografici şi a factorilor antropici. În prima grupă de factori este inclus Soarele ca sursă principală de energie pentru Sistemul Terestru caracterizat prin formă de geoid şi prin mişcările sale de revoluţie şi de rotaţie.

Factorii geografici includ repartiţia continentelor şi a oceanelor, dispunerea pe verticală a reliefului, trăsăturile suprafeţei terestre şi curenţii din cadrul oceanelor. Factorii antropici au o pondere din ce în ce mai mare în modificarea climei prin diferite emisii care schimbă compoziţia chimică şi poluează atmosfera şi prin modificarea cuverturii terestre.

Pe glob au fost diferenţiate şapte tipuri principale de climă.

Clima ecuatorială corespunde zonei de convergenţă intertropicală şi se extinde pe o fâşie în jurul ecuatorului cuprinsă între 5° latitudine nordică şi sudică fiind permanent caldă şi umedă. Sunt caracteristice diferenţieri sezoniere reduse, temperaturi medii anuale de 26-27°C şi precipitaţii de peste 2 000 mm/an, în condiţiile unei nebulozităţi ridicate cu o atmosferă permanent saturată cu vapori de apă.

Clima tropicală cu sezoane alternante este caracteristică zonei tropicale (5-25° latitudine nordică şi sudică) fiind diferenţiată, în decursul anului, în două sezoane distincte legate de cele două solstiţii. Sezonul ploios corespunde solstiţiului de vară, iar cel uscat şi secetos este caracteristic solstiţiului de iarnă. Diferite particularităţi regionale sunt introduse de existenţa musonilor.

Clima tropicală aridă şi subaridă (15-35° latitudine nordică şi sudică) corespunde ariilor cu presiune mare, datorate mişcărilor descendente ale aerului din cadrul celulelor de circulaţie atmosferică şi vânturilor alizee. Este o climă caldă şi uscată caracteristică marilor deşerturi tropicale (Sahara, Kalahari, din Peninsula Arabă, Arizona, New Mexico, Australia Centrală) cu o durată de strălucire a soarelui de 3 500 - 4 000 de ore pe an şi precipitaţii extrem de reduse şi neregulate.

Clima subtropicală corespunde unei zone de tranziţie situată în jurul paralelei de 40°. Sunt caracteristice diferenţieri evidente în timpul anului între două sezoane datorate extinderii alternante a arealelor cu presiune mare de care sunt legate perioadele secetoase şi a celor cu presiune redusă caracteristice maselor de aer umed din vest cu ploi frecvente. Acest tip de climat prezintă o variantă mediteraneană cu ierni blânde şi ploioase şi veri călduroase şi uscate şi o variantă de climă subtropicală cu ploi de vară şi invazii de aer rece în timpul iernii. Aceasta din urmă este denumită şi „climă de tip chinez“ fiind specifică sud-estului R.P. Chineze şi sudului Japoniei.

Clima temperată corespunde teritoriilor dominate de circulaţia vestică şi se desfăşoară între 40 şi 60° latitudine, fiind caracterizată prin existenţa celor patru anotimpuri. În funcţie de repartiţia suprafeţelor acoperite de continente şi de oceane se diferenţiază două subtipuri şi anume: climă temperat oceanică cu ierni blânde şi veri răcoroase (temperaturi medii anuale de 10-15°C, precipitaţii medii anuale de 1 000 mm) şi climă temperat continentală cu veri călduroase şi uscate şi ierni extrem de reci. Sunt înregistrate contraste mari de temperatură, iar precipitaţiile au un caracter predominant torenţial. Clima temperată este caracterizată prin numeroase diferenţieri regionale şi prin diferite areale de tranziţie foarte sensibile în relaţie cu modificarea parametrilor cantitativi ai factorilor genetici.

Clima subpolară face tranziţia spre zona polară fiind extinsă în partea de nord a Asiei, Europei şi Americii de Nord, între 50 şi 70° latitudine. Este dominată de masele de aer polar rece, cu precipitaţii reduse sub formă de zăpadă şi temperaturi medii anuale în jur de 0°C. Solul veşnic îngheţat pe adâncimi de zeci sau sute de metri, de tip permafrost nu se dezgheaţă decât la suprafaţă în timpul verii.

Clima polară este caracteristică celor două calote polare din Antarctica şi Groelanda corespunzând celor două maxime de presiune polare.

Temperaturile sunt extrem de scăzute ajungând la -30°C – -60°C cu minime absolute de -90°C în Antarctica. Temperaturile scăzute sunt accentuate de albedoul puternic şi de existenţa „nopţilor polare“ în care radiaţia solară este practic inexistentă pentru o jumătate de an.

Cele şapte tipuri zonale de climă sunt diversificate de factorii geografici locali şi regionali.

Clima regională corespunde unor areale distincte cu o serie de trăsături comune impuse de factorii geografici. Lanţurile de munţi delimitează, în multe situaţii, diferite subtipuri de climat regional şi introduc modificări azonale majore în distribuţia şi valoarea elementelor climatice.

Etajarea climei nu reprezintă o reproducere pe verticală a zonalităţii climatice existând însă unele similiarităţi. Scăderea temperaturii, a densităţii aerului, a presiunii atmosferice şi creşterea ponderii precipitaţiilor sub formă de zăpadă impun o etajare a tuturor factorilor fizico-geografici.

Clima locală sau topoclima corespunde unui spaţiu restrâns reprezentat printr-un versant, o vale sau o depresiune; cele mai diverse şi mai nuanţate topoclimate se înregistrează în spaţiul montan.

Hidrosfera Apa are un rol esenţial în dinamica SP având o influenţă directă atât asupra

elementelor abiotice (dinamica sedimentelor şi a unor gaze, inclusiv CO2) cât şi a celor biotice. Totodată, apa este vitală pentru dezvoltarea societăţii fiind în acelaşi timp influenţată de activităţile umane.

Resursele de apă ale Terrei sunt estimate la aproximativ 1,4 miliarde m3. Dacă ar fi repartizată uniform pe suprafaţa planetei, această cantitate de apă ar forma un strat gros de 2 690 m. Din această cantitate, Oceanul Planetar, care ocupă 71% din suprafaţa planetei, deţine 96,5% (1,37 miliarde m3). Volumul de apă dulce este de 84,3 milioane m3, adică numai 3,5% din totalul de apă existent pe Terra şi este concentrată în cea mai mare parte în calotele glaciare şi în gheţari (69%). Restul de apă dulce este cuprins în sol (ape subterane şi umiditatea solului, 30%); în lacuri şi mlaştini (0,35%), în cursurile de apă (0,01%) şi în atmosferă (0,04%).

Scurgerea anuală de apă de pe continente către oceane este de circa 41 000 km3, dintre care 28 000 km3/an se drenează direct din pânza subterană, iar 13 000 km3 prin apa subterană către râuri.

Circulaţia permanentă a apei de pe continente, de la suprafaţa oceanelor şi mărilor şi din atmosferă poartă numele de ciclu hidrologic. Ciclul hidrologic are un rol esenţial în conversia şi transportul energiei în sistemul climatic global, aproximativ 33% din energia solară primită de Pământ fiind consumată în desfăşurarea acestor procese.

Sub acţiunea energiei solare şi a gravitaţiei, apa de pe continente şi de la suprafaţa oceanelor şi mărilor este într-o continuă mişcare, sub forma unor circuite cum sunt: circuitul global şi circuitele oceanice şi continentale, care cuprind o serie de circuite locale (pe suprafeţele lacustre, deltaice etc.).

În cadrul circuitului global, apa se evaporă de la suprafaţa oceanelor şi a continentelor şi apoi se reîntoarce pe suprafaţa lor sub formă de ploi şi ninsori. Cea mai mare parte a apei din precipitaţii revine pe suprafaţa mărilor şi oceanelor. O altă parte cade pe uscat în cantităţi mai mari decât pot să se evapore sau să se infiltreze, excedentul de apă rămas fiind redat oceanului

planetar prin râuri şi fluvii. Cantitatea anuală de precipitaţii este estimată la 550 000 km3, din care pe suprafaţa continentelor cad aproximativ 111 100 km3. Peste 60% din această cantitate, respectiv 71 400 km3 se evaporă (Fig.I.17)

În cadrul circuitelor oceanic şi continental apa evaporată se reîntoarce sub formă de precipitaţii în acelaşi spaţiu, existând numai un transfer local de materie şi energie.

Repartiţia apei pe glob şi circuitul acesteia în cadrul diferitelor cicluri (global, oceanic, continental, local) sunt puternic influenţate şi modificate de activităţile umane şi sunt, în acelaşi timp, în interacţiune cu celelalte componente ale Sistemului Terestru Global.

În cadrul Conferinţei de la Amsterdam, din 2001, „Challenges of a Changing Earth“, a fost elaborat conceptul de „Sistem Global al Apei“. Acesta este definit ca reprezentând totalitatea resurselor de apă şi componentelor umane, fizice, biologice şi biogeochimice implicate în ciclul hidrologic (GWSP, 2005).

Componentele umane includ totalitatea activităţilor şi instituţiilor implicate în consumul de apă, în modificarea resurselor de apă şi în managementul lor. Componentele fizice reprezintă totalitatea proceselor legate de ciclul hidrologic (precipitaţii, evaporare, sedimentare, relief) atât pe continente, cât şi în cadrul oceanelor. Componentele biologice şi biogeochimice cuprind totalitatea organismelor acvatice şi ripariene, inclusiv ecosistemele respective, implicate în ciclurile biogeochimice legate de apă şi de calitatea acesteia (GWSP, 2005).

Diferenţieri regionale ale resurselor de apă regenerabile Resursele de apă regenerabile sunt reprezentate prin acele resurse care au

capacitatea de a se reface în fiecare an. Acestea sunt repartizate inegal pe suprafaţa terestră şi sunt supuse unui stres accentuat din cauza activităţilor umane.

America Latină şi Caraibe deţin cele mai ridicate resurse de apă regenerabilă (peste 13 000 km3), urmate de regiunea Asia-Pacific (12 974 km3). În America de Nord şi Europa resursele regenerabile de apă sunt aproximativ egale (peste 5 000 km3), iar Africa şi Asia de Vest deţin cele mai scăzute resurse de apă.

Resursele de apă ale Africii totalizează peste 4 000 km3/an, având însă o distribuţie inegală. Cea mai bogată ţară din acest punct de vedere este Republica Congo (935 km3/an), iar cea mai săracă este Mauritania (0,4 km3/an). Multe din marile oraşe sunt localizate în regiuni cu resurse sărace de apă, situaţie întâlnită în peste 13 ţări (sub 1 700 km3/loc/an sau chiar 1 000 km3/loc/an) apa subterană reprezintă principala sursă de apă, reprezentând peste 15% din resursele de apă. Cea mai mare parte a precipitaţiilor cad în regiunile centrale şi sud-vestice, corespunzătoare zonei ecuatoriale umede. Pentru acoperirea deficitului de apă înregistrat în unele regiuni, s-au adoptat o serie de scheme de transfer interbazinal, care, pe lângă beneficiul adus au contribuit la accentuarea presiunii antropice asupra mediului (UNEP, 2002).

Deşi deţine aproximativ 36% din scurgerea globală, regiunea Asia-Pacific dispune de cantităţi reduse de apă potabilă raportate la numărul de locuitori, respectiv 3 690 m3/loc/an (UNEP, 2002), ca urmare atât a numărului mare de locuitori, cât şi a deteriorării calităţii apei (Fig.I.18).

Asia de Vest şi Peninsula Arabică se caracterizează printr-un climat arid, cu o medie anuală a precipitaţiilor de sub 100 mm, astfel că resursele de apă de suprafaţă sunt deficitare. Principalele surse provin din apa subterană şi din cea obţinută prin desalinizare. Creşterea rapidă a populaţiei a determinat o creştere a cerinţelor de apă, astfel că în unele regiuni cantitatea de apă disponibilă pentru fiecare locuitor a scăzut substanţial, de la 6 057 m3 în anul 1950 la 1 574 m3 în 2000.

Ţările europene se bazează mai mult pe resursele de apă de suprafaţă decât pe cele subterane, acestea din urmă fiind folosite în special pentru consumul casnic. Resursele de apă sunt distribuite inegal, fiind mai abundente în partea de nord a continentului şi mai sărace în ţările din Europa mediteraneeană.

America Latină şi Caraibe reprezintă o regiune bogată în resurse de apă, deţinând peste 30% din resursele regenerabile ale Terrei. Totuşi, în arealele în care se concentrează un număr mare de locuitori, aceste resurse sunt deficitare. Principalii factori care afectează calitativ şi cantitativ resursele de apă sunt legaţi de creşterea populaţiei, urbanizare, despăduriri şi de modificările climatice. De asemenea, cantităţile ridicate de deşeuri deversate, utilizarea excesivă a îngrăşămintelor şi pesticidelor, poluarea industrială şi lipsa unui cadru legislativ adecvat contribuie la agravarea acestui deficit (Fig.I.19).

America de Nord deţine 13% din resursele de apă ale Terrei şi este caracterizată prin cel mai ridicat consum (1 693 m3/loc, în 1990) (Gleick, 1998). Utilizarea echilibrată a resurselor de apă a determinat o scădere a consumului în S.U.A, cu aproximativ 10%, deşi populaţia a înregistrat o creştere cu 16%. În Canada, gradul de utilizare al resurselor de apă a crescut cu până la 80% în perioada 1972-1991, deşi populaţia a crescut cu numai 3%.

Biosfera Totalitatea vieţuitoarelor – plante şi animale – formează biosfera, un înveliş

terestru complex a cărui existenţă este condiţionată de interacţiunea dintre atmosferă, hidrosferă şi litosferă. Existenţa biosferei este esenţială pentru celelalte învelişuri planetare prin influenţa sa directă asupra climei, ciclului hidrologic, solurilor şi reliefului. Procesele biologice au un rol esenţial în desfăşurarea ciclurilor biogeochimice care includ mecanisme complexe de combinare şi transfer a unor elemente chimice la suprafaţa Terrei.

Noţiunea de biosferă a fost utilizată pentru prima dată de Eduard Suess pentru a desemna totalitatea formelor de viaţă pe Pământ. Pentru acestea este folosit şi termenul de ecosferă care include însă şi spaţiul ocupat de vieţuitoare. Conform conceptului GAIA (Lovelock 1995), sectorul inferior al atmosferei este o parte componentă a biosferei fiind reglat de aceasta. Acest concept este diferit de ideile clasice ale unei simple adaptări a vieţuitoarelor la mediul abiotic accentuând rolul esenţial al biosferei în controlul factorilor de mediu (The Enciclopaedic Dictionary of Environmental Change, 2003).

Pe glob au fost inventariate circa 2 milioane de specii de vieţuitoare dintre care 1 500 000 de specii de animale şi circa 500 000 de specii de plante. Numeroase specii nu au fost încă identificate şi există diferite estimări care indică între 2 milioane şi 50 de milioane de specii care se aşteaptă să fie descoperite în viitor. Majoritatea specialiştilor consideră însă cifra de 10 milioane de specii ca

fiind cea mai bună aproximaţie, evaluând masa totală a biosferei. Vieţuitoarele se concentrează într-un spaţiu cuprins între câţiva metri adâncime în sol, circa 200 m în oceane şi altitudinea de 5 500 m care este limita zăpezilor veşnice în zona ecuatorială. Diferite forme de viaţă se întâlnesc însă şi pe zăpadă şi gheaţă, în ţinuturile veşnic îngheţate, în zona abisală din adâncul oceanelor, în depozitele de petrol situate la 3-4 km adâncime (bacterii anaerobe) şi în stratosferă, până la înălţimea de 20 km.

Organismele vii şi mediul în care acestea îşi desfăşoară existenţa este diferenţiat în biomuri şi ecositeme, a căror diversitate este determinată de varietatea factorilor naturali şi de activităţile umane. Interacţiunea dintre organisme şi mediul lor de viaţă formează obiectul de studiu al ecologiei. Un ecosistem este alcătuit din biocenoză care reprezintă totalitatea organismelor vii şi un biotop care este spaţiul în care acestea îşi desfăşoară existenţa. În cadrul ecosistemelor între biocenoză şi biotop se desfăşoară fluxuri de materie şi energie care implică principalele substanţe componente ale materiei vii cum sunt carbonul, hidrogenul, oxigenul şi azotul. Aceste fluxuri generează interacţiuni complexe cu ecosistemele vecine având, în asamblu, un rol esenţial în stabilirea trăsăturilor definitorii ale SP.

Cea mai mare parte a energiei necesare pentru desfăşurarea proceselor complexe din cadrul ecosistemelor este furnizată de radiaţia solară, care, ca şi în cazul desfăşurării proceselor din celelalte geosfere, determină diferenţierea zonală şi etajarea vegetaţiei şi faunei. Procesul de fotosinteză şi totalitatea proceselor biotice sunt reglate de durata perioadei de lumină şi de bilanţul radiativ diferenţiat zonal. Dintre factorii climatici precipitaţiile, temperatura şi vânturile au un rol esenţial în diversificarea ecosistemelor. Valorile extreme ale acestor parametri determină limita arealelor pe care se extind diferite specii de plante şi animale şi este un criteriu esenţial de clasificare a diferitelor biomuri. Speciile de plante au limite diferite de rezistenţă la temperaturile extreme şi la nivele diferite de umiditate. Astfel plantele din zona tropicală şi mediteraneană nu rezistă îngheţurilor. Unele plante din zona temperată îşi pierd frunzele în timpul iernii etc. Pentru unele animale sunt specifice formele de hibernare; păsările străbat mii de kilometri într-o pendulare ciclică în funcţie de anotimpuri, temperatura şi disponibilitatea resurselor de hrană determinând în fiecare situaţie o multitudine de reacţii de adaptare.

Plantele au limite diferite de toleranţă faţă de cantitatea disponibilă de apă din cadrul ecosistemelor. Acestea depind de raportul care există între precipitaţii, scurgere, evapotranspiraţie şi infiltraţie. Spre exemplu, apa din ploile lente are posibilităţi mai bune de infiltrare în sol decât cea rezultată din averse care se scurg rapid pe versant provocând şi fenomene de eroziune. La rândul lor plantele au un rol important în reducerea scurgerii şi în intensificarea evapotranspiraţiei. Plantele adaptate condiţiilor de uscăciune poartă numele de plante xerofite, iar cele din mediul acvatic sunt numite plante hidrofile. Există şi unele categorii intermediare cum sunt plantele higrofile (iubitoare de umiditate) şi mezofile – cele care preferă condiţii medii de umiditate.

Vântul este un factor limitativ pentru creşterea vegetaţiei în zonele deşertice, în munţii înalţi şi în zonele litorale. În acelaşi timp vântul are un rol important în răspândirea seminţelor şi a polenului, contribuind la menţinerea biodiversităţii.

Relieful şi alcătuirea sa litologică formează substratul ecosistemelor având un rol important în diversificarea condiţiilor de viaţă. Relieful montan este principalul element azonal care determină etajarea, diferenţierea şi diversificarea ecosistemelor. Diferenţierile de insolaţie, de expunere la circulaţia maselor de aer, de umiditate, substrat, soluri sunt factori importanţi pentru distribuţia ecosistemelor. Dezvoltarea ecosistemelor este strâns legată şi de factorii biologici care includ totalitatea vieţuitoarelor şi a relaţiilor dintre acestea. Aceste relaţii sunt organizate în diferite lanţuri trofice care cuprind producătorii primari de materie organică (plantele verzi), diferite nivele de consumatori (animale ierbivore, animale carnivore) şi bacteriile şi ciupercile care transformă materia organică în diferite substanţe nutritive care sunt redate solului. Presiunea antropică asupra mediului are un rol din ce în ce mai important în modificarea ecosistemelor şi în reducerea biodiversităţii.

Cele două mari domenii de viaţă existente pe Terra – domeniul terestru şi domeniul acvatic – grupează o mare diversitate de ecosisteme care sunt direct influenţate de modificările globale ale mediului.

În domeniul terestru sunt grupate biomuri diferenţiate zonal, corespunzând zonelor polară şi subpolară, zonei boreale, zonei temperate aride şi umede, zonelor aride tropicale şi subtropicale, zonei subtropicale mediteraneene şi umede, zonei tropicale sezoniere şi zonei ecuatoriale (tropical umede). Pe fondul acestor zone etajarea este diferită în cadrul sistemelor montane iar factorii locali de rocă, umiditate etc impun diferenţieri azonale.

Domeniul de viaţă acvatic marin şi continental are cea mai mare pondere fiind diferenţiat la rândul lui în mai multe categorii. În domeniul marin cea mai mare concentrare de vieţuitoare este înregistrată în stratul de la suprafaţa oceanelor cu o adâncime de până la 100 m numit zonă eufotică. Fitoplanctonul şi zooplanctonul din acest strat sunt strâns dependente de variaţiile radiaţiei solare şi ale temperaturii apei şi constituie hrana nectonului (peşti, cetacee, delfini etc). Concentrarea cea mai mare de organisme se întâlneşte în zonele litorale care însă sunt expuse direct unei presiuni antropice accentuate. Cea mai mare biodiversitate se întâlneşte în zonele tropicale cu recifi de corali pe ţărmurile cu mangrove. Circa o pătrime din speciile existente în oceane sunt concentrate în cadrul ecosistemelor de corali, aici fiind localizate arealele cele mai bogate în specii endemice. Speciile respective au şi o valoare estetică inestimabilă fiind foarte sensibile şi vulnerabile la creşterea nivelului Oceanului Planetar şi la creşterea temperaturii apei.

II. CRIZA DE MEDIUTipuri de MGMEvoluţia rapidă a MGM în perioada care a urmat celui de-al doilea război

mondial, denumită Antropocen, este generată de următorii factori: creşterea rapidă a populatiei globului (explozia demografică); creşterea volumului de resurse consumate de populaţie ; schimbările de tehnologie şi organizare socio-politică (IGBP Science, 1, 1997) in corelare directa cu dezvoltarea si generalizarea procesului de globalizare, proces obiectiv care marcheaza

determinant planeta pamant pe palierele economic, politic, social, cultural si de mediu.

Aceste modificări sunt de fapt transformări ale relaţiilor om-natură cu implicaţii majore la nivel local, regional şi global. În prezent parcurgem o perioadă de schimbări rapide în dinamica diferitelor componente ale mediului şi societăţii cum nu au mai existat în ultimii 1000 de ani. În prezent omul exercită o influenţă accentuată asupra Terrei comparabilă cu acţiunea agenţilor naturali. Această influenţă se manifestă prin modificarea geosferelor (atmosferă, hidrosferă, relief şi biosferă) şi prin alterarea relaţiilor dintre acestea. Semnalul de alarma a fost tras de numerosi oameni de stiinta inca de acum cateva decenii, Clubul dela Roma fiind cel mai pesimist in domeniu, odata cu introducerea sintagmei Criza de Mediu. Au urmat actiuni tot mai frecvente de constientizare a pericolului care planeaza asupra SP, marcate prin realizarea unui consens planetar: Agenda 21 si Dezvoltarea Durabila (DD).

In continuare vom trata cateva repere vizand presiunea omului asupra SP (capitolul prezent), modificarile componentelor SP rezultate (cap III – modificari sistemice: se manifestă direct prin integrare la nivelul SP şi cuprind încălzirea climei, reducerea ozonului stratosferic şi ridicarea nivelului Oceanului Planetar si cap IV – modificari cumulative: au caracter global prin extindere progresivă sau prin amploarea cumulată a modificărilor – poluarea apelor, reducerea biodiversităţii, modificările utilizării terenurilor şi ale cuverturii terestre; despăduririle; deşertificarea; poluarea industrială cu poluanţi toxici; procesele de eroziune şi alunecările de teren; cap V – hazarde si riscuri la scari diferite) si masurile ce se impun, prevenirea si atenuarea efectelor hazardurilor naturale si tehnologice ,cercetarea multidisciplinara a MGM respectiv universalitatea conceptului DD (cap V, VI si VII). Echilibrul SP se va mentine pornind de la dualitatea stringenta a secolului 21: Globalizarea este realitatea mileniului 3, iar DD necesitatea acestei perioade.

Presiunea omului asupra SP

Relaţiile om – mediuActivităţile umane au un impact din ce în ce mai accentuat asupra SP

reuşind să modifice toate geosferele şi relaţiile dintre acestea. La rândul lor aceste modificări influenţează direct dezvoltarea economică, socială şi politică.

Dintre componentele umane care determină cele mai importante MGM se detaşează creşterea populaţiei (Tabelul II.1.)., creşterea necesităţilor de energie, factorii culturali şi istorici şi dezvoltarea tehnologică. În stadiul actual al cercetărilor este importantă evaluarea modificărilor datorate omului în raport cu cele care se înscriu în tendinţele naturale de evoluţie ale SP.

Interesul faţă de posibilităţile multiple ale omului de a influenţa global desfăşurarea fenomenelor naturale nu este nou în ştiinţă. Spre exemplu, Simion Mehedinţi, care poate fi considerat un ilustru precursor al cercetărilor globale prin evaluarea relatiilor dintre geosfere, a abordat în numeroase lucrări şi problema

influenţei omului asupra naturii. Pe baza unei analize ample a influenţei complexe a activităţilor antropice asupra Terrei, Simion Mehedinţi sublinia încă din 1909, în cursul său de Antropogeografie, că omul poate fi considerat drept unul din agenţii cei mai activi în modificarea raportului sferelor pamantului.

Etapele de globalizare ale activităţilor umaneÎncă de la apariţia sa, în urmă cu 500 000 de ani Homo Sapiens a produs o

serie de modificări ale mediului pădurilor. În urmă cu 10 000 de ani, când se estimează că existau circa 5 milioane de locuitori ai planetei, oamenii au început să practice agricultura şi să defrişeze pădurile. Populaţia Terrei a atins 1 miliard de locuitori la mijlocul secolului al XIX-lea iar în prezent s-a ajuns într-un secol şi jumătate la 6 miliarde de locuitori (Fig.II.1). Această explozie demografică este dublată de o explozie urbană, marile aglomerări urbane tinzând să se dezvolte mult mai rapid în ţările în curs de dezvoltare.

Începutul globalizării activităţilor umane s-a realizat în jurul anului 1500, odată cu descoperirea Americii şi cu extinderea la nivelul întregului Glob a practicilor productive europene.

Biologul american Castri (1989) a identificat patru faze de globalizare a activităţilor umane care produc modificări ale mediului:

- Prima fază a început în anul 1500 şi a durat până la revoluţia industrială în a doua jumătate a secolului al XIX-lea. Mişcarea masivă a europenilor în Lumea Nouă a fost însoţită de o modificare a structurilor biogeografice, de modificarea utilizării terenurilor şi de o extindere rapidă a unor reţele de localităţi şi căi de comunicaţie.

- A doua fază s-a desfăşurat în legătură cu revoluţia industrială când activităţile industriale şi urbanizarea au început să exercite presiuni majore asupra geosistemelor. Procesul de poluare industrială a început să fie însoţit de apariţia reliefului antropic în arealele cu exploatări miniere şi de poluarea râurilor cu metale grele.

- Cea de a treia fază a început în secolul al XX-lea şi corespunde extinderii interdependenţelor în dezvoltarea economică, accentuării poluării şi degradării mediului prin transfer transnaţional şi global al poluanţilor (Price, 1990).

- Cea de a patra fază corespunde modificării globale a sistemului atmosferic datorită activităţilor antropice, rarefierii ozonului stratosferic şi intensificării unor fenomene atmosferice extreme.

Presiunea umană asupra mediului poate fi pusă în evidenţă printr-o relaţie (Fig.II.2.) în care cei trei factori determinaţi sunt: a) rata creşterii populaţiei, densitatea şi structura; b) nivelul şi structura consumului pentru un anumit grup al populaţie; şi c) impactul producţiei asupra mediului (Moss, 1992).

Perioada AntropocenăPerioada de după cel de-al doilea război mondial este caracterizată printr-o

creştere a intensităţii şi a complexităţii presiunii antropice asupra mediului, fiind

considerată ca o etapă nouă, de generalizare a impactului global al societăţii asupra Terrei.

Denumirea de „Antropocen” a fost propusă de climatologii Paul Crutzen şi Eugene Stoermer pentru a pune în evidenţă perioada actuală începută odată cu sfârşitul celui de-al doilea război mondial, caracterizată prin transformări fără precedent în dinamica SP (IGBP Science, 4, 2001).

Activităţile umane sunt în prezent comparabile sau depăşesc ca intensitate mecanismele naturale care modifică global SP. Impactul acestor activităţi a crescut exponenţial şi s-a diversificat începând cu cea de-a doua jumătate a secolului al XIX-lea. Argumentele aduse în favoarea acestei afirmaţii cuprind o paleta largă de aspecte (IGBP Science, 4, 2001):

În numai câteva generaţii vor fi epuizate rezervele de combustibili fosili acumulate în milioane de ani, cantitatea corespunzătoare de CO2 fiind încorporată, în cea mai mare parte, în atmosferă.

Peste 50% din suprafaţa terestră a fost transformată de om fiind modificat albedoul, structura solului şi climatul cu efecte directe asupra reducerii biodiversităţii.

În prezent este fixat sintetic mai mult azot (aplicat sub formă de îngrăşăminte) decât reuşesc să îl fixeze natural ecosistemele terestre, în ansamblu.

O mare parte a resurselor de apă dulce din râuri şi pânze subterane este în curs de epuizare în numeroase regiuni. Poluarea acestor surse a atins cote alarmante.

A crescut îngrijorător concentraţia de CO2, CH4 şi de alte gaze cu efect de seră care au modificat compoziţia chimică a atmosferei.

Tendinţele actuale de creştere a nivelului Oceanului Planetar şi poluarea au determinat o modificare dramatică a habitatelor din zonele litorale. Astfel, s-au redus la jumătate teritoriile umede (wetlands) şi mangrovele, iar în lungul coastelor se produc procese intense de distrugere a peisajelor.

Sunt în curs de epuizare resursele de peşte din oceane, 44% dintre acestea fiind la limita de exploatare.

Se înregistrează o reducere drastică a biodiversităţii.

Diferenţieri spaţiale ale modificărilor mediuluiPentru evaluarea globală a impactului activităţilor umane asupra SP este

necesară corelarea investigaţiilor locale întreprinse într-un context spaţio-temporal determinat cu studiile regionale şi globale care impun utilizarea selectivă a unor variabile care nu sunt semnificative sau rămân neobservate la nivel local. Cercetătorul american B.L. Turner II (1990) a identificat trei tipuri de modificări spaţiale ale mediului datorate activităţilor umane: intraregionale, inter- sau transregionale şi regional-globale.

Modificările intraregionale se produc în interiorul unei regiuni fără a influenţa direct regiunile vecine. Semnificaţia lor globală rezultă prin cumulare în cadrul mai multor regiuni. Modificările interregionale se produc într-una sau mai multe regiuni prin activităţi umane desfăşurate în afara lor. Este cazul, spre exemplu, al

ploilor acide sau al poluării unor fluvii. Modificările regional-globale sunt cele care au un impact de ansamblu asupra geosferei şi a biosferei, cum sunt emisiile de gaze cu efect de seră sau de gaze care produc distrugerea stratului de ozon.

Prin activităţile industriale şi dezvoltarea tehnologică omul generează transformări de amploare în desfăşurarea circuitelor naturale din geosferă şi biosferă. Industria energetică, industria chimică, industria de prelucrare a unor minerale şi industriile cu grad înalt de utilizare a energiei (industria aluminiului) au efectele environmentale cele mai puternice.

Spre exemplu, producţia de energie din combustibili fosili, care reprezintă 85% din necesităţile energetice ale omenirii, este considerată o cauză principală a modificării antropice a climatului prin eliberarea în atmosferă a gazelor cu efect de seră. Combustibilii obişnuiţi din biomasă, deşi reprezintă numai 4% din balanţa energetică globală, au şi ei o influenţă mare asupra mediului datorită modului ineficient în care sunt utilizaţi în ţările în curs de dezvoltare din Africa, Asia şi America Latină, unde ajung să aibă o pondere de peste 66% din totalul energiei utilizate.

Evaluarea impactului global al industriei asupra mediului se poate realiza prin studiul metabolismului industrial, concept care pune în evidenţă modul în care are loc redistribuirea energiei şi materialelor începând cu extragerea, prelucrarea şi consumul lor şi ajungând la faza finală de pătrundere a acestora în mediu (prin emisii de gaze şi pulberi în atmosferă, prin poluarea apelor, depozitarea deşeurilor etc.).

Strategiile pentru dezvoltarea durabilă a industriei prevăd conturarea în viitor a unor ecosisteme industriale cu funcţii analoage ecosistemelor naturale. Un ecosistem industrial are avantajul unei eficienţe mărite a consumului de energie şi materiale şi asigură reciclarea deşeurilor care devin materie primă pentru noi activităţi industriale.

Modificarea utilizării terenurilor reprezintă un alt element major pentru evoluţia globală a mediului prin efectele sale cumulative. Utilizarea terenurilor are o influenţă directă asupra climatului, asupra ciclului hidrologic şi asupra ciclurilor biogeografice. Extinderea agrosistemelor şi despăduririle determină şi reducerea biodiversităţii prin dispariţia unor specii şi micşorarea diversităţii genetice. Ratele de extincţie a speciilor sunt apreciate a fi de 1 000 până la 10 000 de ori mai mari decât înaintea intervenţiei umane. Transformarea terenurilor cu vegetaţie naturală în agrosisteme, în ultimii 150 de ani, a determinat un flux net de dioxid de carbon în atmosferă aproximativ egal cu cantitatea netă eliberată în aceeaşi perioadă prin arderea combustibililor fosili. În acelaşi timp, oxidul de azot, rezultat în urma înlocuirii vegetaţiei naturale prin culturi, a reprezentat sursa umană cea mai importantă care a contribuit la accentuarea efectului de seră.

Prin extinderea culturii orezului în Asia de Sud-Est se înregistrează o creşterte semnificativă a cantităţii de gaz metan eliberate în atmosferă. Intensificarea eroziunii solului ca urmare a activităţilor antropice distruge anual productivitatea a 60 000 – 70 000 km2 şi are drept consecinţă extinderea terenurilor agricole pe versanţi în detrimentul pădurilor şi al pajiştilor.

Fenomenele de defrişare sunt intensificate prin păşunat, desţelenirea terenurilor şi prin distrugerea vegetaţiei lemnoase în regiunile semideşertice cu ecosisteme extrem de fragile.

III. MODIFICARILE SISTEMICE ALE SP

Modificările globale sistemice ale mediului se manifestă în cadrul întregului SP şi reprezintă efectele globale ale presiunii societăţii asupra mediului. Aceste modificări cuprind: modificările ciclurilor biogeochimice; schimbările climatice; tendinţa de ridicare a nivelului Oceanului Planetar; intensificarea fenomenului ENSO (El Nino-Southern Oscilation), reducerea stratului de ozon etc.

III.1 Ciclul carbonului şi efectul de serăCiclul geochimic al carbonului este important pentru viaţa pe Terra.

Acest ciclu are două componente (terestră şi oceanică) şi cuprinde următoarele secvenţe: CO2 din atmosferă este fixat de biosferă, soluri şi de oceane. Din aceste medii este ulterior eliberat în atmosferă cu o întârziere de la câteva ore la câteva mii de ani, în funcţie de diferite procese. În situaţiile de echilibru, cantitatea de carbon fixată este aproximativ egală cu cea eliberată în atmosferă. Fără influenţa schimbărilor climatice cantitatea de CO2 în atmosferă ar fi aproximativ constantă, clima fiind un factor principal de influenţare a absorbţiei şi eliberarării carbonului. Variaţiile climatice conduc, implicit, la modificarea balanţei carbonului şi a concentraţiei de CO 2 în atmosferă.

Cel mai important rezervor de carbon îl reprezintă apele adânci ale oceanelor (34 Gt3), ca şi cele de suprafaţă (0,9 Gt). Atmosfera conţine 0,74 Gt, iar cantităţi similare sunt stocate de biomasa terestră (0,55Gt) şi în sol (1,2 Gt). O cantitate importantă de carbon este stocată în combustibilii fosili (5 Gt4).

Cu toate că cea mai mare cantitate de carbon este stocată în apele adânci ale oceanelor, schimbul de carbon cu apele de suprafaţă se realizează foarte lent. Mult mai rapid este schimbul dintre atmosferă, apele de suprafaţă ale oceanelor, sol şi biosferă. Carbonul este transferat înspre şi dinspre ocean spre atmosferă prin procesul de difuzie. De la suprafaţa terestră CO2 este transferat în atmosferă pe mai multe căi: prin meteorizarea rocilor, prin incendiile de păduri şi ierburi, prin emisii vulcanice, prin arderea combustibililor fosili şi prin alte activităţi industriale. La suprafaţa terestră CO2 este consumat prin fotosinteza vegetaţiei terestre, sursa majoră fiind atmosfera.

Deşi este prezent în cantitate redusă (0,03%), CO2 atmosferic are un rol important pentru balanţa radiativă a Terrei, absorbind radiaţia terestră cu lungime de undă lungă.

Ciclul oceanic al carbonului. Cercetările şi măsurătorile efectuate în ultimii ani au putut stabili cu precizie fluxurile anotimpuale de CO2 dintre aer şi apă în fiecare bazin oceanic. Cel mai puternic flux dintre atmosferă şi ocean se produce în zona ecuatorială a Pacificului, care eliberează în atmosferă până la 1 Gt C/an. Cauza o reprezină mişcarea ascendentă a maselor de apă în apropierea ecuatorului, urmată de încălzirea puternică a acestora. În acest fel, scade solubilitatea CO2 în apă, care se eliberează în atmosferă. Fluxul este influenţat de lipsa relativă a activităţii planctonice din regiune care ar fi putut prelua o

3

4

cantitate suplimentară de CO2. Cea mai importantă sursă marină de înmagazinare a CO2 este Oceanul Atlantic de Nord, unde apele calde aduse de Curentul Golfului sunt rapid răcite, permiţând astfel dizolvarea unei cantităţi mari de CO2, corelat cu o activitate biologică intensă (Steffen et al., 2004).

Cea mai mare parte a carbonului din apele marine este sub formă de carbon anorganic dizolvat, care este stocat în stratele intermediare şi de adâncime. Carbonul fixat în apele de suprafaţă este transportat foarte lent către stratele de adâncime. Modificarea circulaţiei carbonului între diferite strate oceanice depinde de circulaţia maselor de apă care conduc la creşterea sau scăderea solubilităţii acestuia şi de activitatea biologică. Circulaţia termohalină poate modifica semnificativ cantitatea de carbon stocată, în funcţie de latitudine şi anotimp. CO2 este mai solubil în apele reci şi sărate, de aceea o cantitate mai mare este reţinută în apele adânci şi reci de la latitudini ridicate. În timpul circulaţiei termohaline iniţiate în Atlanticul de Nord, odată cu pătrunderea în adânc a apelor de suprafaţă, se transportă şi o cantitate semnificativă de carbon, care rămâne sechestrat la nivelul apelor de adâncime. În lungul ecuatorului, odată cu încălzirea apelor de adâncime ajunse la suprafaţă, scade solubilitatea CO2 în apă, care este eliberat în atmosferă. De aceea, modificarea circulaţiei termohaline, ca urmare a încălzirii climatice, perturbă semnificativ cantitatea de CO2 stocată de oceane şi, implicit, ciclul carbonului.

Ciclul terestru al carbonului. Ciclul terestru al carbonului este considerat un „motor“ care asigură energie şi masă vieţuitoarelor pe Terra. Acest ciclu este strâns implicat în regularizarea compoziţiei atmosferei la nivel global şi în balanţa energetică a SP (Steffen et al., 2004).

Plantele absorb CO2 din atmosferă şi îl transformă în carbohidraţi prin procesul de fotosinteză. O parte din carbonul absorbit este utilizată în metabolismul propriu (respiraţie autotrofă), care se soldează cu eliberarea de CO2 înapoi în atmosferă. Cantitatea rămasă (denumită productivitate netă primară) este folosită în procesul de creştere al plantei. Cantitatea globală de biomasă a plantelor (500 PgC) este relativ scăzută în comparaţie cu cantitatea uriaşă de carbon stocată în oceane şi în combustibilii fosili, dar este importantă deoarece este foarte sensibilă la modificările climatice şi la alte influenţe, contibuind semnificativ la creşterea/scăderea cantităţii de carbon din atmosferă. O parte a carbonului terestru, cuprinsă între 1 500 şi 2 000 PgC, este reţinută la nivelul materiei organice din sol (Steffen et al., 2004). Din sol carbonul se întoarce mult mai lent în atmosferă, ceea ce face ca solul să reprezinte un tampon pe termen mediu foarte important în ciclul global al carbonului. Unele evenimente naturale sau antropice (furtuni, boli care afectează plantele, despăduriri, recoltarea plantelor, incendii etc.) accelerează pătrunderea în atmosferă a carbonului. Spre exemplu, savanele tropicale şi pădurile boreale emit anual în atmosferă 2-5 PgC ca urmare a incendiilor.

Schimbul anual de carbon dintre ecosistemele terestre şi atmosferă este mult mai mare decât cel dintre ocean şi atmosferă, de 120 PgC, comparativ cu 90 PgC/an. În epoca preindustrială aceste schimburi erau în echilibru şi se compensau în cea mai mare parte. Uscatul terestru reprezintă o sursă netă de preluare a carbonului atmosferic, îndepărtând aproximativ 30% din CO2

suplimentar introdus în atmosferă de activităţile antropice. În perioada 1700-1960 s-a estimat că uscatul a reprezentat o sursă majoră

de carbon pentru atmosferă, prin emisiile rezultate din conversia vegetaţiei

naturale la utilizări agricole. În prezent, procesul de fotosinteză cu preluare de CO2 atmosferic a depăşit respiraţia plantelor (soldată cu eliberarea CO2 în atmosferă), astfel că uscatul a devenit un rezervor important de preluare a carbonului atmosferic, absorbind aproximativ 30% din dioxidul de carbon suplimentar introdus în atmosferă de activităţile antropice.

Perturbarea ciclului carbonuluiÎnaintea revoluţiei industriale, în 1750, concentraţia de CO2 în atmosferă era

de 280±10 ppm, concentraţie menţinută, cu mici fluctuaţii, timp de mii de ai. De atunci, concentraţia a crescut continuu, ajungând în 1999 la 367 ppm (IPCC, 2001a) (Fig. III.1.), iar în anul 2005 la 379 ppm (IPCC, 2007).

O concentraţie crescută de CO2 în atmosferă, cum este concentraţia actuală, nu s-a înregistrat niciodată în ultimii 420 000 de ani şi nici chiar în ultimele 20 de milioane de ani (Steffen et al., 2004). Pentru ultimul secol rata de creştere a concentraţiei de CO2 din atmosferă este fără precedent şi este datorată emisiilor antropice. Aproximativ trei pătrimi dintre acestea sunt datorate arderii combustibililor fosili. În perioada 1980-1989 prin arderea combustibililor fosili a fost emisă în atmosferă o cantitate medie de 5,4±0,3 PgC/an, iar în deceniul 1990-1999 această cantitate a fost de 6,3±0,4 PgC/an. Restul emisiilor sunt datorate modificărilor în utilizarea terenurilor (Tabelul III.1.). Pentru ultimele două decenii au fost apreciate rate de creştere ale CO2 atmosferic de 3,3 PgC/an (1980-1989) şi de 3,2 PgC/an (1990-1999). Aceste rate sunt mai reduse în comparaţie cu emisiile, ca urmare a faptului că o parte din CO2 emis în atmosferă este dizolvat în apa oceanelor şi o parte este preluat de ecosistemele terestre.

Cantitatea de CO2 absorbită curent de oceane nu este constantă şi poate fi modificată de numeroşi factori. Spre exemplu, cantitatea de CO2 absorbită de Oceanul Pacific în zona ecuatorială poate fi afectată dramatic de fenomenul El Niño. În timpul anilor în care se manifestă fenomenul El Niño, fluxul de CO2

dintre ocean şi atmosferă poate fi redus cu până la 50%, comparativ cu cel al anilor obişnuiţi, deoarece se reduce stocarea terestră a carbonului ca urmare a temperaturilor ridicate, secetelor şi incendiilor forestiere din zonele tropicale. Pentru perioada 1980-1989 fluxul ocean-atmosferă a fost estimat la -1,9 PgC/an, iar cel dintre uscatul terestru şi atmosferă la -0,2 PgC/an. Pentru perioada 1990-1999 aceste fluxuri au fost de -1,7, respectiv -1,4 PgC/an. Eliberarea de CO2 net, ca urmare a modificărilor în utilizarea terenurilor, în anii ’80, a fost estimată la 0,6 – 2,5 PgC/an (în medie 1,7) datorată în principal despăduririlor efectuate în zonele tropicale.

Între 1992 şi 1993, în emisfera nordică, s-au observat o serie de anomalii în fluxul carbonului fiind înregistrată o creştere a concentraţiei de CO2 în atmosferă. Această creştere a fost urmată de o pierdere de aproximativ aceeaşi magnitudine în perioada 1994-1995. O a doua creştere semnificativă s-a înregistrat în perioada 1995-1997, atât în America de Nord, cât şi în Eurasia.

Efectul de seră este o trăsătură naturală esenţială a SP, mecanismele sale fiind înţelese încă de la sfârşitul secolului al XIX-lea de savantul suedez Arrhenius. Acest efect şi-a exercitat acţiunea încă din primele ere geologice din istoria Terrei şi este datorat prezenţei în atmosferă a unor gaze cum sunt dioxidul

de carbon (CO2), oxidul de azot (N2O), metanul (CH4), ozonul (O3) şi vaporii de apă. Efectul de seră determină, în ansamblu, menţinerea la suprafaţa terestră a unei temperaturi relativ constante favorabile dezvoltării vieţii, fiind cel mai important factor de forţare radiativă.

Acest efect constă în reţinerea parţială în atmosferă a radiaţiilor solare de undă scurtă reflectate de suprafaţa terestră sub formă de radiaţii calorice de undă lungă (Fig. III.2.). Gazele cu efect de seră menţionate absorb aceste radiaţii şi le retransmit spre suprafaţa terestră. În acest fel atât atmosfera cât şi suprafaţa terestră devin mai calde decât în cazul în care nu ar fi existat concentraţia respectivă de gaze cu efect de seră (Climate Change, 1990). În situaţia în care nu ar fi existat gazele cu efect de seră (în special vaporii de apă şi dioxidul de carbon) atmosfera terestră ar fi fost cu 33ºC mai rece. Efectul de seră se manifestă şi pe alte planete cum sunt Venus şi Marte. Spre exemplu, pe planeta Venus, unde predomină CO2 în proporţie de peste 90%, între gazele cu efect de seră, încălzirea datorată acestui efect este de 523ºC.

Temperatura pe Terra este strâns legată de conţinutul de gaze cu efect de seră care s-a modificat permanent în trecutul geologic al planetei datorită unor cauze naturale. Astfel, evaluările efectuate prin analiza unor carote de gheaţă din Antarctica şi Groenlanda pentru intervale temporale cuprinse între 100 000 şi 420 000 de ani au pus în evidenţă că există o bună corelaţie între concentraţia de gaze cu efect de seră şi temperaturi. Aceste gaze (CO2, N2O şi CH4) prezintă o concentraţie mai scăzută pentru intervalele glaciare cu temperaturi scăzute şi concentraţii mai ridicate în perioadele interglaciare mai calde. Cele mai complete date au fost obţinute din profilul realizat la Staţiunea Vostok (Antarctica), unde au fost puse în evidenţă patru cicluri glaciare-interglaciare în ultimii 420 000 de ani. Analizele efectuate au arătat concentraţii maxime de CO2 de 280 ppmv şi de 750 ppbv pentru gazul metan (în prezent concentraţiile au valori de 360 şi respectiv 1700) (Steffen et al., 2004). S-a dovedit că efectul de seră are un rol esenţial în autoreglarea sistemului climatic şi în declanşarea unor mecanisme de feedback. Astfel, încălzirea atmosferei generează o evaporare mai intensă, vaporii de apă contribuind la rândul lor la o încălzire mai accentuată a climei în continuare.

Intensificarea efectului de seră. Pentru ultimii 1 000 de ani dinaintea Revoluţiei Industriale, ponderea gazelor cu efect de seră a rămas relativ constantă. Creşteri semnificative au fost înregistrate după 1750 şi mai ales în a doua jumătate a secolului al XX-lea. O serie de activităţi antropice, cum sunt arderea combustibililor fosili în care dioxidul de carbon s-a fixat de-a lungul a milioane de ani, defrişarea pădurilor, în special a celor tropicale şi utilizarea lemnului drept combustibil măresc cantitatea de gaze cu efect de seră în atmosferă. Alături de dioxidul de carbon în atmosferă pătrund cantităţi sporite de oxid de azot (N2O), gaz metan (CH4) degajate prin cultivarea intensă a orezului pe suprafeţe de mii de hectare şi prin diferite activităţi industriale. Utilizarea aparatelor frigorifice, a sprayurilor şi prelucrarea maselor plastice este însoţită de pierderi de freon, de gaze din grupa clorofluorocarbonului şi de alte gaze care au proprietatea de a amplifica efectele dioxidului de carbon.

Cel mai important gaz cu efect de seră emis de activităţile umane este dioxidul de carbon (CO2) a cărui concentraţie a crescut de la circa 280 ppm în

perioada preindustrială la 360 ppm în 1999 cu un ritm mediu de 1,5 ppm/an. Evaluările efectuate în cadrul profilului Vostok din Antarctica arată că asemenea creşteri nu au fost înregistrate în ultimii 420 000 de ani şi este probabil că nici în ultimele 20 de milioane de ani. Această creştere alarmantă pentru echilibrul sistemului climatic global este consecinţa, în proporţie de 60-70%, a emisiilor de CO2 rezultate din arderea combustibililor fosili şi a modificării utilizării terenurilor, în special prin despăduriri (Tabelul III.2.).

Gazul metan (CH4) contribuie cu 20% la accentuarea efectului de seră având un factor de forţare radiativă de 0,48 Wm-2 şi provine în cea mai mare parte din surse biologice (extinderea în Asia de SE a culturilor de orez). Comparativ cu situaţia din 1750 s-a înregistrat o creştere de 150%, concentraţia actuală de gaz metan ajungând la 1 745 ppb.

Oxidul de azot (N2O) este un gaz cu diferite concentraţii fluctuante de la an la an. Comparativ cu 1750, concentraţia de N2O a crescut cu 16% având un factor de forţare radiativă de 6% din totalul gazelor cu efect de seră. Dintre sursele antropice au o pondere însemnată activităţile industriale, îngrăşămintele pe bază de azot şi creşterea animalelor.

Emisiile de gaze din grupa clorofluorocarbonului afectează ozonul stratosferic şi sunt reglementate prin Protocolul de la Montreal. În prezent se remarcă o uşoară scădere după un maxim atins în 1994. Au o pondere de 14% între gazele cu efect de seră şi un factor de forţare radioactivă de 0,34 Wm -2

(IPCC, 2001a).Există şi unele substanţe care, deşi sunt emise în cantităţi mici în

atmosferă, tind să aibă în viitor un efect de seră tot mai accentuat. Unele dintre acestea, cum este hidrofluorocarbonul, au început să fie utilizate ca substitute ale celor interzise prin protocolul de la Montreal. Alte gaze, cum sunt cele din grupa perfluorocarbonului, rămân în atmosferă pentru perioade de mii de ani, iar sursele antropice emit cantităţi mult mai mari decât sursele naturale.

O situaţie aparte se înregistrează cu ozonul (O3) care, în cea mai mare parte, nu este emis direct în atmosferă ci se formează din diferiţi compuşi produşi pe cale naturală sau antropică. În stratosferă distrugerea stratului de ozon generează o intensificare a radiaţiilor ultraviolete cu urmări dăunătoare pentru sănătatea oamenilor. Acest fenomen determină în acelaşi timp o forţare radiativă negativă, deci o tendinţă de răcire a climei. Efecte total diferite se înregistrează pentru ozonul din troposferă care este un gaz cu efect de seră considerat pe locul trei ca importanţă după CO2 şi CH4 (IPCC, 2001a). Acesta se formează prin reacţii fotochimice ca urmare a poluării atmosferice iar concentraţia sa a crescut cu circa 35% faţă de perioada preindustrială.

III.2. Schimbările globale ale climei

III.2.1. Încălzirea climei în secolul al XX-leaIntensificarea globală a presiunii antropice asupra sistemului climatic din

ultimul secol a determinat o încălzire fără precedent în ultimii 1 000 de ani a atmosferei din apropierea suprafeţei terestre. Consecinţele continuării acestei

tendinţe sunt greu de evaluat, numeroşi specialişti considerând că Terra se găseşte într-un moment critic al existenţei sale.

Problema încălzirii climei este considerată de un grup de 110 laureaţi ai Premiului Nobel ca fiind una dintre cele mai importante provocări ale societăţii contemporane pentru securitatea internaţională (Nobel Laureatus, 2001, citat de Mc Bean, 2004).

Al Treilea Raport de Evaluare al Comitetului Interguvernamental pentru Schimbări Climatice (IPCC) a pus în evidenţă o încălzire a climei în ultimul secol de 0,6 ± 0,2ºC. Această încălzire s-a desfăşurat în două intervale, între 1910 şi 1945 şi între 1976 şi 2000. Ultima decadă a secolului trecut este considerată ca fiind cea mai caldă a perioadei de observaţii instrumentale (din 1861), dar 1998 este anul cel mai călduros al aceluiaşi interval. Încălzirea din ultimul secol depăşeşte evident modificările climei din ultimii 1 000 de ani care ţin de variabilitatea naturală a sistemului climatic. Aceste modificări includ o perioadă caldă corespunzătoare secolelor al XI-lea – al XIV-lea şi un interval de răcire cunoscut sub denumirea de Mica Glaciaţie, pentru secolele al XV-lea – al XIX-lea (Fig. III.3.).

Existenţa unei reţele mondiale de puncte de măsurare a temperaturilor şi înregistrările satelitare au permis evidenţierea unor diferenţieri regionale semnificative ale încălzirii globale din secolul al XX-lea. În ansamblu, încălzirea a fost mai accentuată (cu circa 50%) pe uscat decât pe ocean. Cele mai mari creşteri ale temperaturii s-au înregistrat în zonele temperate şi la latitudini mai mari de pe continentele din Emisfera Nordică. Spre exemplu, în Europa Centrală, temperatura medie anuală a crescut în medie cu 0,8ºC, cele mai importante creşteri fiind înregistrate în primele şi ultimele decenii ale secolului (Busuioc, 2003). Tendinţa generală de încălzire a climei este pusă în evidenţă şi de o creştere a frecvenţei temperaturilor extreme coborâte (IPCC, 2001).

Regimul precipitaţiilor este caracterizat în secolul al XX-lea prin diferenţieri spaţiale semnificative şi prin succesiunea unor intervale critice legate de circulaţia generală a atmosferei şi de episoadele calde El Niño. Creşteri ale precipitaţiilor s-au înregistrat în zona latitudinilor medii şi mari de pe continentele din Emisfera Nordică (creşteri de 0,5-1% pe decadă) şi în zona tropicală (0,2-0,3% pe decadă) din ambele emisfere. Concomitent, s-au înregistrat scăderi ale precipitaţiilor în regiunile subtropicale din Emisfera Nordică (circa 0,3% pe decadă) (IPCC, 2001). Aceste fenomene, combinate cu presiunea antropică accentuată asupra mediului, au determinat o intensificare a fenomenelor de deşertificare. Secetele s-au extins, în special în Asia şi Africa, fiind însoţite şi de o intensificare a furtunilor de praf.

III.2.2. Modificările posibile ale climei în secolul al XXI-leaEvaluarea tendinţelor de evoluţie a climei se bazează pe cunoaşterea şi

înţelegerea balanţei energetice a Terrei la un moment dat şi pe estimarea cantitativă, cu ajutorul unor modele climatice, a evoluţiei climei în viitor.

Modelele climatice se bazează pe legile fizicii şi simulează, prin ecuaţii matematice, diferite scenarii de creştere a emisiilor de gaze cu efect de seră la care se adaugă inputul altor agenţi de forţare radiativă. Modelele climatice

descriu starea fiecărui component al sistemului climatic în parte şi corelaţia dintre două sau mai multe componente.

Primele modele climatice din anii ’70 ai secolului trecut se refereau numai la atmosferă, ulterior, în anii ’80, au fost corelate şi cu proprietăţile suprafeţei terestre. La începutul anilor ’90 au devenit tot mai cunoscute modelele care cuplează componentele atmosferei şi ale oceanelor.

Ulterior, prin dezvoltarea tehnicilor de calcul, aceste modele au devenit tot mai complexe şi mai precise reuşind să prezinte şi variantele regionale ale modificărilor climei în diferite scenarii. Pe plan internaţional sunt utilizate zeci de modele, cele mai perfecţionate dintre acestea reuşind să coreleze atmosfera, suprafaţa terestră, oceanul şi banchiza de gheaţă, aerosolii, ciclul carbonului, dinamica vegetaţiei şi chimia atmosferică (IPCC, 2001a) (Tabelul III.3.).

Chiar dacă în prezent persistă unele incertitudini referitoare la variabilitatea internă a sistemului climatic şi la evaluarea activităţii solare şi a erupţiilor vulcanice din trecut se poate considera că încălzirea globală înregistrată în ultimii 50 de ani este probabil că s-a datorat creşterii concentraţiei de gaze cu efect de seră în atmosferă.

Începând cu anul 2000 au fost introduse în cercetare o serie de scenarii noi care acordă o importanţă deosebită factorului uman şi sunt cunoscute sub denumirea de SRES (Raportul Special IPCC asupra scenariilor de emisii). Aceste scenarii climatice iau în considerare două situaţii care presupun dublarea instantanee a concentraţiei de CO2 în atmosferă – experiment de echilibru şi dublarea treptată – experiment tranzitoriu.

Au fost elaborate 4 grupe de scenarii cu 40 de variante grupate în familii de scenarii care se referă la diferite posibilităţi de creştere economică, la dinamica populaţiei globului şi la dezvoltarea tehnologică legate de factorii de forţare radiativă (emisii de gaze cu efect de seră, sulfuri, poluare etc.) (IPCC, 2001a).

Scenariul A1 presupune o creştere economică foarte rapidă bazată pe tehnologii noi mai eficiente. Creşterea populaţiei va atinge un maxim spre mijlocul secolului urmând să descrească în continuare, în condiţiile atenuării diferenţelor regionale. Variantele de scenarii A1 cuprind: 1, utilizarea surselor de energie fosile intensive; 2, utilizarea surselor de energie alternative; 3, un echilibru între cele două tipuri de surse.

Scenariul A2 pune în evidenţă o lume diversificată cu menţinerea particularităţilor locale şi cu o tendinţă generală de creştere a populaţiei. Are loc o dezvoltare economică diferenţiată cu accentuarea disparităţilor regionale.

Scenariul B1 pune în evidenţă o lume convergentă cu o evoluţie a populaţiei similară cu scenariul A1. Acesta se bazează pe o economie eficientă cu o dezvoltare a tehnologiilor bazate pe energie nepoluantă. Se aplică soluţii globale economice, sociale şi de mediu.

Scenariul B2 descrie o lume în care predomină soluţiile locale pentru problemele dezvoltării durabile. Se presupune o creştere continuă a populaţiei şi o grijă specială pentru aspectele de protecţie a mediului.

Modul în care va evolua clima în secolul al XXI-lea depinde direct de creşterea concentraţiilor de gaze cu efect de seră din atmosferă. Conform celui de-al treilea raport IPCC (2001a) concentraţia de CO2, cel mai important gaz cu efect de seră, va ajunge în anul 2100 la cantităţi cuprinse între 540 şi 970 ppm, ceea ce reprezintă o creştere de 90% şi respectiv 230% comparativ cu situaţia

din 1750. Dacă se va ajunge, conform unora dintre scenariile menţionate, la efectuarea unor reîmpăduriri masive va fi posibil ca o parte (între 40 şi 70 ppm) din concentraţia de dioxid de carbon din atmosferă să fie preluată şi stocată de biosferă.

Toate scenariile (A1, A2, B1, B2) prevăd că emisiile provenite din combustibilii fosili rămân dominante în continuare ajungând să reprezinte în 2100 circa 3/4 dintre factorii de forţare radiativă (în prezent deţine o pondere de 50%). Rezultatele obţinute cu ajutorul a 35 de variante de scenarii SRES pun în evidenţă, pentru secolul al XXI-lea, o creştere mai accentuată a temperaturi decât în secolul al XX-lea, situaţie care este probabil fără precedent în ultimii 10 000 de ani.

Astfel temperatura globală este posibil să crească cu 1,4 până la 5,8ºC în funcţie de rezultatele diferite ale scenariilor. Creşterile vor fi diferenţiate având valori mai mari pe continente şi în Emisfera Nordică. Este posibil ca până spre mijlocul secolului al XXI-lea ritmul de creştere să fie atenuat de aerosolii emişi în atmosferă. De asemenea vor fi probabil diferenţieri regionale evidente. Astfel, încălzirile de iarnă din regiunile de nord ale Emisferei Nordice vor depăşi cu 40% încălzirea medie prognozată. Verile vor fi extrem de călduroase în partea centrală şi nordică a Asiei (IPCC, 2001a).

Într-o lume viitoare mai caldă se va înregistra o creştere a cantităţii de vapori de apă din atmosferă şi o mărire, la nivel global a cantităţilor de precipitaţii. Situaţia este mult mai complicată la nivel regional unde vor fi înregistrate diferenţieri evidente în funcţie de scenariile avute în vedere. Cele mai semnificative creşteri ale precipitaţiilor, atât vara cât şi iarna, sunt prevăzute de scenariile SRES A2 şi B2. Pentru regiunile temperate ale emisferei nordice, pentru Africa Tropicală şi Antarctica creşterile sunt prevăzute pentru perioada de iarnă spre deosebire de nordul şi estul Asiei unde verile vor fi mai ploioase. Pentru unele regiuni cum sunt Australia, America Centrală, Africa de sud vor fi înregistrate scăderi ale precipitaţiilor în timpul iernii (IPCC, 2001). În ansamblu, este probabil că vor creşte precipitaţiile extreme care vor avea un impact accentuat asupra societăţii.

Modificările regimului circulaţiei atmosferice, precipitaţiilor şi evapotranspiraţiei vor influenţa dispunerea zonală a vegetaţiei şi, într-un interval mult mai lung, a solurilor, având repercusiuni directe şi asupra activităţilor agricole. Astfel plantele vor beneficia de o creştere mai viguroasă datorită măririi conţinutului de CO2 din atmosferă.

Totodată se vor înregistra şi modificări ale ecosistemelor, în special în regiunile de limită cum ar fi limita superioară a pădurii în munţi, limita dintre stepă şi pădure sau cea dintre tundră şi pădure. In regiunile temperate se prevede posibilitatea unei prelungiri a sezonului de creştere a plantelor. În teritoriile cu deficit de umiditate din Europa cum sunt ţinuturile mediteraneene şi cele din estul continentului se apreciază o creştere a acestui deficit. În aceste condiţii se vor extinde irigaţiile, dar va exista pericolul salinizării solurilor. Pentru nord-vestul Europei cercetările au pus în evidenţă o posibilă îmbunătăţire a condiţiilor pentru agricultură. Încălzirea climatului şi prelungirea sezonului de vegetaţie va permite introducerea a noi culturi şi extinderea spre nord a terenurilor cultivabile cu câte 200 km pentru fiecare grad de creştere a temperaturii medii anuale. În aceste regiuni solurile reprezintă un factor restrictiv important. De asemenea se prevede

o mărire a ritmului de creştere a pădurilor astfel că productivitatea lor va spori, spre exemplu, în Peninsula Scandinavă, cu 25-50%.

În munţii zonei temperate se va înregistra o tendinţă de urcare a limitelor etajelor de vegetaţie. Astfel, pentru Munţii Alpi se apreciază o creştere a altitudinii limitei pădurii cu 500-600 m (100 m pentu o creştere a temperaturii de 0,6ºC). Tot în Alpi limita zăpezilor perene va urca probabil cu 300 - 400 m favorizând reducerea dimensiunilor şi topirea totală a unor gheţari. În condiţiile reducerii stratului de zăpadă activităţile turistice legate de sporturile de iarnă vor fi afectate în unele staţiuni turistice montane din zona temperată. Procesele de modelare a reliefului în spaţiul montan se vor modifica în funcţie de schimbarea regimului hidrologic al râurilor de modificarea circulaţiei apei în sol şi de posibilităţile diferite de manifestare a fenomenelor extreme (Bălteanu şi colab., 1987). Activităţile de protecţie a mediului se vor modifica şi ele în sensul că va fi utilă includerea unor teritorii noi pe lista rezervaţiilor şi a parcurilor naţionale. Tendinţele de încălzire ale climei generează o intensificare a ciclonilor tropicali, a tornadelor şi a furtunilor extratropicale, precum şi o tendinţă de extindere a arealelor afectate (Tabel III.4.).

III.2.3. Modificările climei în RomâniaSchimbările climatice din România se încadrează în tendinţa globală de

încălzire, având însă particularităţi regionale legate de poziţia ţării nostre pe glob la intersecţia paralelei de 45º latitudine nordică cu meridianul de 25º longitudine estică, în partea sud-estică a Europei Centrale şi de existenţa lanţului carpatic. Aceste schimbări includ evoluţia principalilor parametri climatici (temperatura, precipitaţiile, umezeala, regimul vânturilor), succesiunea sezoanelor şi existenţa unor fenomene extreme şi a tendinţelor de deşertificare.

Pentru ultimul secol a fost pusă în evidenţă o creştere a temperaturii medii anuale cu 0,3ºC (Busuioc, 2003), cu o intensificare după 1960. Creşterile sunt diferenţiate fiind mai accentuate în sud şi sud-est cu valori de 0,8ºC la staţiile Bucureşti-Filaret şi Constanţa. Dacă se ia în considerare acţiunea moderatoare a Mării Negre, în Dobrogea aceste creşteri ar fi posibil să fie mai accentuate.

Creşterile sunt mai reduse în partea centrală şi de nord a ţării cu excepţia depresiunii Baia Mare unde au fost puse în evidenţă valori de 0,7ºC. Datele înregistrate la cinci staţii meteorologice din Carpaţii Meridionali şi Occidentali, situate la altitudini cuprinse între 1 090 şi 2 504 m, pentru perioada 1961-2000 pun în evidenţă următoarele:

- o creştere uşoară a temperaturii medii anuale şi o descreştere a cantităţilor de precipitaţii pentru fiecare staţie analizată;

- o creştere uşoară a temperaturilor medii anuale la staţiile Vf. Omu (2 504 m alt.) şi o creştere evidentă la Stâna de Vale pentru intervalul 1979-2000;

- o creştere evidentă a cantităţilor de precipitaţii, în special pe versanţii sudici ai Carpaţilor Meridionali (în apropiere de Sinaia) şi în etajul alpin (staţia Vf. Omu). De asemenea, se constată concentrarea precipitaţiilor pe perioade scurte de timp şi o creştere a caracterului torenţial al acestora (Săraru, 2002).

Pentru iarnă au fost puse în evidenţă încălziri semnificative însoţite de topirea bruscă a zăpezii, trecerea spre primăvară fiind bruscă. Pentru toamnă s-a înregistrat o uşoară răcire a climei pentru jumătatea de vest a ţării, iar în timpul

verii se înregistrează variaţii de temperatură cu oscilaţii lungi de timp care se încadrează în tendinţa generală de variaţie (Cuculeanu, Bălteanu, 2005).

În privinţa precipitaţiilor, datele instrumentale pun în evidenţă diferenţieri regionale semnificative cu o uşoară tendinţă de creştere în sud, vest şi est şi cu scăderi anuale în restul teritoriului.

Este evidentă accentuarea caracterului torenţial al precipitaţiilor care se manifestă prin căderea unor cantităţi mari de precipitaţii în perioade scurte de timp urmate de perioade îndelungate secetoase.

Anul 2000 a fost caracterizat prin temperaturi excesive şi prin secete generalizate. Înregistrările din reţeaua ANM au pus în evidenţă că vara anului 2000 a fost cea mai secetoasă din ultimii 100 de ani, fiind precedată de intervalul de primăvară care a fost, de asemenea extrem de secetos.

Chiar şi în anii secetoşi precipitaţiile produc viituri de amploare în timpul primăverii când sunt combinate cu topirea zăpezilor şi în timpul verii. Dintre acestea cea mai distrugătoare a fost viitura de pe un afluent al Râului Mare (Munţii Retezat), din 11 iulie 1999 care s-a soldat cu 13 victime, 21 persoane rănite şi 2 blocuri de locuinţe distruse.

Anul 2005 se încadrează între anii ploioşi cu precipitaţii abundente care au produs viituri de amploare în Banat şi Moldova şi numeroase viituri de tip flush-flood (viituri-fulger) în spaţiul montan şi deluros.

Un alt fenomen extrem înregistrat în ultimii ani este reprezentat de intensificările accentuate ale vântului uneori însoţite de formarea tornadelor şi a trombelor.

Estimarea evoluţiei climei pentru ţara noastră s-a realizat cu ajutorul modelelor climatice de circulaţie generală (MCG). Acestea presupun existenţa unor scenarii şi prezintă diferenţiat modificările regionale posibile ale climei. Pentru ţara noastră a fost elaborat „Studiul naţional asupra schimbărilor climatice în România. Evaluarea vulnerabilităţii şi opţiuni de adaptare“, V. Cuculeanu (2003, coordonator), realizat cu asistenţa financiară şi tehnică a Guvernului S.U.A.

Pentru acest studiu au fost folosite patru modele de echilibru larg utilizate pe plan internaţional: GISS (Godard Institute for Space Studies), UK (United Kingdom), CCCM (Canadian Climate Center) şi GFDL R-30 (Geophysical Fluid Dynamics Laboratory) la care se adaugă un model tranzitoriu GFDL, numit GFD1. Au fost utilizate date referitoare la temperaturile medii lunare şi la precipitaţii pentru intervalul 1961-1990, obţinute de la 100 de staţii meteorologice din reţeaua ANM (Administraţia Naţională de Meteorologie) (Fig. III.4.). Pentru validarea modelelor la nivel regional s-au utilizat şi date obţinute pe un spaţiu mai larg cuprins între 13-36º longitudine estică şi între 39-52º latitudine nordică. Toate aceste date, care corespund situaţiei actuale, au fost simulate pe modele pentru cazul 1x CO2 (Busuioc et al., 2003).

Temperaturile sunt cel mai bine reproduse de modelele CCCM şi GISS. Celelalte două modele (UK89 şi GFD3) pun în evidenţă pentru perioada actuală o climă mai rece decât situaţia reală (Fig.III.5.). Pentru sezonul cald CFD3 indică însă temperaturi mai ridicate. Pentru precipitaţii, evaluate pentru acelaşi interval, sunt înregistrate diferenţieri semnificative între modele. Datele cele mai apropiate de cele înregistrate în reţeaua meteo sunt furnizate de modelul canadian (CCCM). Modelul UK89 supraestimează cantităţile de precipitaţii, iar modelul

GFD3 le subestimează. Rezultă că, în ansamblu, pentru temperaturi şi precipitaţii situaţia actuală este cel mai bine reprodusă de modelul canadian (CCCM).

Pentru analiza modificărilor climei în secolul al XXI-lea au fost utilizate scenarii climatice pentru cazul 2 x CO2, experiment de echilibru şi tranzitoriu, ceea ce înseamnă că s-a utilizat ipoteza dublării cantităţilor de CO2 în atmosferă.

Toate modelele menţionate pun în evidenţă pentru ţara noastră o tendinţă evidentă de încălzire a climei cuprinsă între 2,4 şi 7,4ºC. Cele mai reduse şi mai plauzibile creşteri sunt furnizate de modelul canadian care se pare că este cel mai bine adaptat particularităţilor regionale din Europa Centrală. Acelaşi model prezintă un semnal climatic care pune în evidenţă posibilitatea creşterii precipitaţiilor în lunile reci şi o scădere a acestora în intervalul cald (Busuioc et al., 2003).

Creşteri evidente de temperatură pentru acest secol sunt simulate şi de studiile mai recente bazate pe scenariile de emisii A2 şi B2. Astfel, modelul regional RegCM pune în evidenţă, pentru intervalul 2071-2100, o creştere a temperaturilor de 1-4ºC şi o creştere a precipitaţiilor cu precădere în vestul şi nord-vestul României cu 50 mm (Busuioc, 2004, citat de Cuculeanu, Bălteanu, 2005) (Fig.III.6.).

III.3. Ridicarea nivelului Oceanului PlanetarUna dintre cele mai importante urmări ale încălzirii globale a climei pe

Terra este creşterea nivelului Oceanului Planetar. Tendinţa generală de încălzire a climei datorită efectului de seră are o influenţă directă asupra ridicării nivelului marin, cu impact pe termen lung pentru zonele de coastă şi consecinţe grave mai ales pentru ţările insulare şi pentru cele cu teritorii joase.

Zonele litorale au fost folosite de om din cele mai vechi timpuri, acestea oferind condiţii bune pentru amplasarea aşezărilor, posibilităţi de transport, hrană şi numeroase alte resurse. Conform estimărilor Naţiunilor Unite, circa 60% din populaţia globului trăieşte în zonele de coastă la mai puţin de 60 km de ţărm. În trei decenii această proporţie va ajunge la circa 75%. Această populaţie exercită o presiune dosebită asupra mediului costier, fiind în acelaşi timp vulnerabilă în raport cu tendinţa de ridicare a Oceanului Planetar. În această situaţie se găsesc în special marile aglomerări urbane care exercită o presiune accentuată pe spaţii largi în jurul lor. Opt din primele zece metropole ale lumii sunt situate în zonele litorale, tendinţa de migrare a populaţiei spre aceste zone fiind în continuare accentuată (UN Atlas of Oceans, 2000). Astfel, densitatea populaţiei în aceste zone creşte mult mai repede decât în ţinuturile situate spre interiorul continentelor. În spaţiul de 100 km de la ţărm densitatea populaţiei a crescut de la 77 loc./km2 în 1990 la 87 loc./km2 în 2000.

Chiar în condiţiile în care concentraţia de gaze cu efect de seră din atmosferă nu va mai creşte şi clima nu va mai suferi modificări, nivelul mării va continua să crească în următoarele sute de ani. De asemenea, va continua topirea gheţarilor, ca şi a calotelor glaciare.

Ridicarea nivelului Oceanului Planetar se poate desfăşura treptat sau, mai puţin probabil, brusc. Ambele variante sunt periculoase şi impun măsuri de adaptare din partea societăţii. Probabilitatea unei creşteri bruşte a nivelului Oceanului Planetar datorită topirii calotei antarctice este redusă pentru viitorul apropiat (secolul al XXI-lea) (Fig. III.7.). Creşterea treptată a nivelului apelor oceanice se resimte mai ales pe ţărmurile joase unde se înregistrează şi o creştere a vulnerabilităţii faţă de furtuni şi de valurile generate de acestea. Un alt efect direct corespunde salinizării apelor de suprafaţă şi apelor subterane din zonele litorale.

Ridicarea nivelului Oceanului Planetar este datorată următoarelor cauze: aportul tot mai mare de apă rezultat din topirea calotelor glaciare, din

topirea gheţarilor montani şi din topirea zăpezilor în regiunile polare, aportul suplimentar de apă dulce de pe continente provenită din utilizarea de către om a rezervelor subterane, din pânzele freatice şi de adâncime. S-a calculat că, anual, pătrunde în oceane un volum suplimentar de 2 400 km3 de apă utilizat în agricultură pentru irigaţii, în industrie şi în scopuri casnice;

mărirea volumului apelor oceanice prin încălzire, prin fenomenul cunoscut sub numele de „expansiune termică“. Acesta se datorează creşterii temperaturii apei, ceea ce conduce la o scădere a densităţii acestora şi la o creştere a volumului.

Încălzirea globală a Oceanului Planetar se resimte mai ales în primii 300 m adâncime. Începând cu anul 1950 s-a înregistrat o rată de creştere a temperaturii apelor oceanice de 0,040 C/decadă (IPCC, 2001a). De-a lungul perioadelor geologice nivelul mării s-a modificat de mai multe ori, din cauze tectonice, ca urmare a modificărilor suprafaţei geoidului şi a glaciaţiunilor. Spre exemplu, în decursul ultimei glaciaţii din perioada cuaternară au fost identificate între 20 şi 25 de oscilaţii de scurtă durată ale nivelului mării, corelate cu perioadele glaciare şi interglaciare. Modificările nivelului mării la scara timpului geologic pun în evidenţă natura ciclică a acestor oscilaţii şi ajută la înţelegerea şi prognozarea modificărilor actuale.

De la ultimul maxim glaciar (cu 20 000 de ani în urmă) nivelul mării s-a ridicat cu aproximativ 120 m, cu o creştere rapidă de 10 mm/an în prima parte a intervalului (cu 15000-6 000 de ani în urmă). În ultimii 6 000 de ani creşterea medie a nivelului mării a fost de aproximativ 0,5 mm/an, cu o rată medie de 0,1 – 0,2 mm/an în ultimii 3000 de ani. Pentru ultimii 200 de ani a fost înregistrată o rată de creştere de 1,5-3 mm/an, media fiind de 1- 2 mm/an (IPCC, 2001a).

În Strategia Europeană de Dezvoltare Durabilă (2005) se apreciază că nivelul Oceanului Planetar s-a ridicat cu 8 cm numai în ultimii 20 de ani. Dacă se va menţine ritmul actual de creştere, până în anul 2030 nivelul ar creşte cu 18 cm, iar până în 2050 cu 35 cm. Până în 2070 se va înregistra o creştere de aproximativ 44 cm, iar până la sfârşitul secolului cu peste 90 cm. Există şi unele scenarii extreme conform cărora ridicarea nivelului Oceanului Planetar în următorii 50 de ani va fi de 0,50 – 1 m, dar până în prezent nu există o certitudine în această privinţă. Pentru perioada 1993-2001, specialiştii francezi, analizând datele oferite de satelitul Topex-Poseidon, apreciază o creştere medie

a nivelului mării de 2,5±0,2 mm/an. Pentru perioada 1995-1996 s-a evaluat o creştere generală a nivelului Oceanului Planetar de 0,5±0,05 mm/an (La Lettre du Changement Global, 2002).

Aproximativ 10 din cei 20 cm, cu cât s-a ridicat nivelul Oceanului Planetar în ultimii 100-150 de ani, pot fi atribuiţi expansiunii termice din stratele superioare ale oceanelor şi topirii gheţarilor montani şi de calotă, urmare directă a creşterii globale a temperaturii aerului. Ceilalţi 10 cm pot fi atribuiţi altor procese, inclusiv intervenţiei antropice în ciclul hidrologic (Gornitz et al., 1997).

Activităţile antropice care conduc la ridicarea nivelului Oceanului Planetar sunt: exploatarea apei subterane, creşterea scurgerii de suprafaţă ca urmare a modificărilor în utilizarea terenurilor, arderea combustibililor fosili şi despăduririle, toate acestea contribuind la creşterea nivelului marin cu 0,8±0,2 mm/an. Pe de altă parte, stocarea apei în marile lacuri de acumulare, pierderile provocate de infiltraţii şi evapotranspiraţie şi irigaţiile împiedică un echivalent de 1,6±0,2 mm/an să ajungă în ocean, rezultând astfel o scădere a nivelului cu aproximativ 0,8±0,4 mm/an (Gornitz et al., 1997).

Rata de creştere a nivelului mării ca urmare a expansiunii termice s-a estimat la 0,3 – 0,7 mm/an, ajungând în ultimele decenii la 0,6 – 1,1 mm/an. Topirea gheţarilor şi a calotelor glaciare contribuie la ridicarea nivelului cu 0,2 – 0,4 mm/an (IPCC, 2001a) (Fig. III.8.).

Creşterea nivelului Oceanului Planetar nu este uniformă pe Terra, la nivel regional şi local existând o serie de paricularităţi. Modelele şi scenariile climatice prevăd pentru Antarctica o rată de creştere negativă de -0,2 – 0 mm/an, ca urmare a creşterii cantităţilor de precipitaţii şi, implicit, a creşterii cantităţii de apă înmagazinate în gheaţă şi zăpadă.

Pentru Groenlanda creşterile sunt estimate la 0 – 0,1 mm/an. Pe parcursul secolului al XX-lea, Antarctica şi Groenlanda au contribuit la ridicarea nivelului mării cu 0 – 0,5 mm/an, fapt determinat de modificările pe termen lung legate de schimbările climatice din trecut.

Pe Glob există regiuni cu rate mai mari de creştere a nivelului oceanic, dar şi unele cu rate de coborâre. Una din cele mai mari rate de ridicare a nivelului mării se înregistrează pe coasta estică a S.U.A. (Baltimore, Maryland) fiind de 3,5 mm/an, de 2 ori mai mare decât media pe glob. În schimb, pe ţărmurile Suediei şi ale Norvegiei tendinţa este de scădere a nivelului mării cu 4 mm anual, ca urmare a ridicării uscatului.

Pentru Marea Neagră, studiile efectuate au pus în evidenţă o tendinţă de creştere a nivelului, de aproximativ 15 cm în ultimii 50 de ani (Stanev et al., 2002). Tendinţa de creştere anuală a nivelului Mării Negre este de 3 mm, oarecum mai ridicată decât tendinţa globală, fapt ce poate fi asociat parţial cu circuitul local al apei, dar şi cu fenomenul general de subsidenţă din regiune, de aproximativ 1 mm/an.

III.3.1. Consecinţele globale şi regionale ale ridicării nivelului Oceanului Planetar

Tendinţa generală de ridicare a nivelului Oceanului Planetar determină intensificarea proceselor de abraziune marină, retragerea coastelor şi acoperirea

cu apă a unor suprafeţe joase. Circa 70% din ţărmurile Oceanului Planetar sunt expuse acestui impact de lungă durată, fiind ameninţate poldere, oraşe, căi de comunicaţii şi instalaţii portuare. Polderele sunt suprafeţe îndiguite situate sub nivelul Oceanului Planetar, utilizate de om din cele mai vechi timpuri pentru agricultură şi pentru aşezări. Ruperea digurilor poate să aibă consecinţe catastrofale şi de aceea sunt necesare măsuri de supraînălţare şi de consolidare suplimentare. Cele mai grave consecinţe vor fi resimţite în special de ţările insulare şi de cele cu teritorii sub nivelul mării. Pe Glob, aproximativ 400 de milioane de locuitori trăiesc la distanţe de 20 m faţă de nivelul mării şi 20 km de ţărm (Small et al., 2000, citat de Gornitz et al., 2002) (Fig. III.9.).

Ridicarea nivelului Oceanului Planetar cu un ritm de 2 până la 5 ori mai mare faţă de cel actual poate conduce la inundarea regiunilor costiere joase, la creşterea incidenţei inundaţiilor şi la eroziunea mai accentuată a plajelor. Aproximativ 70% din plajele nisipoase ale Oceanului Planetar prezintă tendinţe evidente de retragere şi periclitare a activităţilor umane din regiunile respective. Eroziunea plajelor este intensificată de activităţile umane, prin reţinerea sedimentelor fine în lacurile de acumulare din amonte, modificarea sedimentării în lungul ţărmurilor prin construirea de diguri de protecţie şi prin extragerea nisipului.

Ratele de eroziune ale plajelor vor creşte de 2-3 ori până în anul 2020, de 3-6 ori până în 2050 şi de 4-10 ori până în 2080, comparativ cu anul 2000 (Gornitz et al., 2002). Pentru compensarea pierderilor va fi nevoie de o cantitate de nisip de 2,3-11,5% mai mare până în anul 2020, pentru a acoperi pierderile datorate ridicării nivelului Oceanului Planetar. De asemenea, va trebui protejată infrastructura costieră cât şi arealele dens populate.

Un alt impact major va fi resimţit prin distrugerea şi modificarea wetland-urilor (terenurilor umede) costiere şi a resurselor ecologice asociate. Impactul creşterii nivelului mării asupra terenurilor umede este cu atât mai accentuat cu cât se asociază cu o presiune antropică semnificativă asupra mediului în aceste areale.

Areale extinse cu mangrove au fost defrişate, crescând astfel şi impactul evenimentelor extreme (furtuni, cicloni, tsunami etc.) asupra ţărmurilor. Pădurile de mangrove se extind în zonele costiere tropicale şi subtropicale ale Africii, Australiei, Asiei şi Americii. Ele acoperă aproximativ 25% din lungimea coastelor tropicale şi conţin o mare diversitate de specii de plante şi animale. Pădurile de mangrove protejează ţărmurile de eroziune, furtuni, acţiunea valurilor şi tsunami şi furnizează pentru populaţia locală lemn pentru foc şi material de construcţie. Pădurile de mangrove sunt ameninţate de defrişare, poluare, inundaţii prelungite, de fluctuaţii de nivel ale mării şi de dezvoltarea staţiunilor turistice. La nivel mondial apoape jumătate din pădurile de mangove au fost deja distruse. Thailanda a pierdut peste jumătate din pădurile sale de mangrove din 1960 până în prezent. În Filipine, mangrovele s-au redus de la 450 000 ha (în 1920) la numai 110 000 ha (în 1990). În Ecuador peste 90% din pădurile de mangrove au dispărut (UNEP, 2002). Valurile tsunami devastatoare din Oceanul Indian din decembrie 2004 au avut un impact mult mai mare asupra populaţiei şi ţărmurilor din regiune, neexistând o protecţie naturală corespunzătoare a ţărmurilor. Ca urmare a ridicării nivelului Oceanului Planetar aproape un sfert din terenurile

umede ale Terrei ar putea fi distruse până în 2080 (Nicholls et al., 1999, citat de Steffen et al., 2004).

O altă consecinţă a ridicării nivelului oceanului la nivel global o reprezintă distrugerea recifilor de corali. Coralii sunt foarte sensibili la modificările de nivel şi de temperatură ale mării, prin studiul lor existând posibilitatea datării modificărilor nivelului oceanic. În Insulele Caraibe, aproape 20% din atolii de coral sunt pe cale de distrugere datorită intensificării uraganelor, poluării, ridicării nivelului oceanului şi creşterii temperaturii la suprafaţa oceanului. În unele insule atolii de corali au fost distruşi chiar în proporţie de 80%, ceea ce determină o reducere semnificativă a biodiversităţii prin dispariţia a numeroase specii de peşti.

Pe Glob au fost efectuate numeroase studii regionale asupra ridicării nivelului Oceanului Planetar în diferite variante. Astfel, în S.U.A., ridicarea nivelului apelor marine cu 1 m ar determina inundarea a 35 000 km2, iar cu 0,50 m va avea drept consecinţă inundarea a 24 000 km2 de plaje. Cele mai afectate vor fi statele de pe coastele Oceanului Atlantic şi din Golful Mexic. Pe coastele vestice ale Oceanului Pacific, efectele vor fi mai evidente în Golful San Francisco. Conform estimărilor (Pew Center on Global Climate Change), oraşe importante ca New York, Miami, New Orleans, Washington vor cheltui sume mari cu măsurile de protecţie. Ridicarea nivelului marin cu 0,50 m până în 2100 va necesita cheltuieli suplimentare de protecţie a coastelor de până la 10 150 miliarde USD.

În Japonia, sunt estimate creşteri ale nivelului marin de 0,80 m până în anul 2100. Luarea în considerare a unui scenariu de creştere cu 1 m a nivelului marin pune în evidenţă necesitatea luării unor măsuri severe pentru protejarea a circa 15 milioane de locuitori. Arii metropolitane mari cum sunt Tokyo, Osaka, Nagoya vor avea suprafeţe mari sub nivelul mării cu implicaţii directe pentru populaţie şi pentru aşezările portuare. Creşterea nivelului marin va intensifica taifunuri frecvente şi tsunami.

Ridicarea nivelului Mării Caspice în ultimele trei decenii cu 2,25 m este un exemplu de situaţie extremă cu grave consecinţe pentru regiunile de coastă intens populate şi pentru platformele marine de extragere a petrolului. Cercetările efectuate sub egida UNESCO au pus în evidenţă efectele negative ale acestei ridicări accelerate asupra tuturor componentelor mediului şi costurile mari ale protecţiei localităţilor litorale. Printre cauzele acestei ridicări rapide se numără modificările balanţei hidrologice regionale, modificările globale ale parametrilor climatici şi unele efecte tectonice.

III.4. Intensificarea fenomenului El-NinoOscilaţia Sudică – El Niño este unul dintre cele mai complexe fenomene

globale de interacţiune între două învelişuri fluide ale Terrei: atmosfera şi hidrosfera. Acest fenomen se produce în zona tropicală a Oceanului Pacific şi se manifestă prin două efecte majore:

- încălzirea la suprafaţă a apelor Oceanului Pacific şi deplasarea acestora dinspre partea vestică spre partea estică, sub impulsul unor mase de aer care se deplasează în aceeaşi direcţie, având tendinţa de a perturba şi de a înlocui vânturile alizee;

- modificări anormale ale climei pe întreaga planetă şi, în special, în zonele tropicale, unde se înregistrează secete şi furtuni violente însoţite de inundaţii şi cicloane.

Denumirea „El Niño“ provine din limba spaniolă şi înseamnă „Copilul Domnului“, fiind utilizată de pescarii din Peru şi Ecuador pentru perioadele din preajma Crăciunului, în care coastele celor două ţări sunt scăldate de curenţi oceanici anormali de calzi. Această încălzire a apelor oceanului se produce în fiecare an în preajma Crăciunului, însă denumirea „El Niño” este folosită atunci când încălzirea durează cel puţin 6 luni, iar temperatura apei oceanului creşte cu cel puţin 0,5ºC.

Modificările periodice ale temperaturii apei oceanului (ale căror cauze nu sunt destul de clar înţelese) determină o modificare a temperaturii şi presiunii aerului însoţită de schimbarea circulaţiei generale a maselor de aer.

Fenomenul El Niño se repetă la intervale neregulate cuprinse între 3 şi 7 ani, iar încălzirea poate să persiste şi 1-2 ani. Datorită caracterului fluctuant al încălzirilor, oamenii de ştiinţă au numit fenomenul El Niño „Oscilaţia Sudică“ sau, prescurtat, ENSO (El Niño Southern Oscilation).

În perioadele de manifestare a fenomenului El Niño producţia de peşte din lungul coastelor pacifice ale Americii de Sud scade foarte mult, ţărmurile sunt afectate de furtuni puternice cu precipitaţii abundente, iar păsările care produc guano pe insulele din apropierea continentului sunt lipsite de hrană.

Studiile întreprinse au arătat că fenomenul El Niño este vechi de mii de ani şi cuprinde anumite intervale de intensificare, cu manifestări dăunătoare pentru activităţile umane. Astfel de perioade s-au înregistrat între 1870-1920 şi între 1940-2000. Consecinţele cele mai evidente, care au determinat şi o extindere a cercetărilor, s-au produs în intervalul 1982-1983, când fenomenul El Niño a durat aproape 2 ani.

Modificările climatice care însoţesc fenomenul El Niño sunt foarte pronunţate, mai ales în regiunile intertropicale şi se manifestă printr-o intensificare a perturbaţiilor atmosferice însoţite de cicloane, tornade şi ploi abundente în unele regiuni şi prin secete combinate cu fenomene de deşertificare în alte regiuni.

Uraganele violente se înregistrează în Marea Caraibilor, în America Centrală şi în sud-vestul Americii de Nord. O intensificare a secetelor este evidentă în regiunile musonice ale Asiei, în special în India, Indonezia, în Australia şi în regiunile semideşertice din Africa. Spre exemplu, fenomenele de deşertificare din Sahel şi din Rajahstan (India) au fost strâns legate de intensificarea fenomenului El Niño în intervalul 1982 – 1983 şi de o creştere a frecvenţei lui după 1960.

Opusul fenomenului El Niño este „La Niña“ (fetiţă în limba spaniolă), fenomen caracterizat printr-o răcire anormală a apelor din estul Oceanului Pacific. Acest fenomen este în legătură cu o intensificare a vânturilor de est care împing cantităţi mari de apă caldă de la suprafaţa oceanului spre vest, locul apei calde fiind luat de o apă mai rece provenind din adâncimi.

Fenomenul El Niño, care se manifestă intens din decembrie până în martie, intensifică, la rândul lui, o serie de fenomene meteorologice extreme, cum sunt: ploile musonice puternice în India, ploile abundente şi taifunurile în Australia, uraganele violente în Oceanul Atlantic etc. Fenomenele El Niño şi La Niña au efecte şi asupra producţiei de orez influenţând sezoanele musonice din Asia. S-a constat că sezonul ploios debutează mai târziu, iar cel secetos mai devreme în timpul anilor cu El Niño şi invers în timpul celor cu La Niña. Există diferenţe semnificative şi în distribuţia cantităţilor de precipitaţii: în timpul

fenomenelor El Niño precipitaţiile din sezonul secetos sunt cu până la 90% sub valoarea normală şi invers în timpul fenomenelor La Niña. De asemenea, producţia de orez este mult diminuată în timpul perioadelor cu intensificări ale fenonemului El Niño (Yoshino, 2001).

Fenomenul El Niño are influenţe accentuate şi asupra emisferei nordice, generând ierni grele în Canada şi SUA datorită înaintării maselor de aer polar spre sud.

Fenomenele El Niño şi la La Niña sunt cunoscute de cel puţin 13000 de ani. Populaţiile incaşe din America de Sud îşi construiau totdeauna aşezările pe culmi şi mai departe de râuri pentru a le feri de inundaţii. Măsurătorile anuale asupra creşterii coralilor au evidenţiat că evenimentele El Niño înainte de secolul XX aveau o frecvenţă mult mai mică decât în ultimii 100 de ani (IGBP, 3, 2001).

În ultimii 100 de ani s-au înregistrat 23 de fenomene El Niño şi 15 La Niña şi această frecvenţă sporită este probabil legată de încălzirea globală a climei.

III.5. Reducerea stratului de ozonStratul de ozon, situat în stratosferă, este stratul cu o concentraţie ridicată a

moleculelor de ozon la altitudini cuprinse între 15 şi 25 km. Are un rol important în protejarea suprafeţei terestre contra efectelor negative ale radiaţiilor ultraviolete (UV) emise de Soare şi a început să fie deteriorat datorită unor activităţi industriale însoţite de emisii de gaze.

Principalele gaze implicate în reducerea stratului de ozon sunt Cloro-fluoro-carbonul (CFC) şi halonii. Acestea nu sunt toxice sau inflamabile, fiind folosite la fabricarea frigiderelor, spray-urilor sau ca solvent de curăţire în fabricile de circuite electronice. Gazele din grupa CFC pot să persiste în atmosferă până la 150 de ani.

Moleculele de CFC şi haloni trec în atmosfera înaltă unde nivelul radiaţiilor UV este în mod obişnuit ridicat. Aceste radiaţii contribuie la separarea atomilor de clor din moleculele de CFC şi a celor de brom din haloni. Odată eliberate, moleculele de clor şi brom sunt capabile să distrugă continuu moleculele de O3. Un atom de clor şi de brom poate reacţiona cu până la 100 000 de molecule de ozon (Fig. III.10.).

Au fost evidenţiate şi alte tipuri de substanţe chimice înrudite cu CFC, cu efecte similare. În prezent se încearcă producerea altor substanţe care să înlocuiască CFC în procesul de producţie, însă cu unele costuri tehnologice mai ridicate. Toate aceste gaze contribuie la distrugerea moleculelor de ozon şi la rarefierea acestora pe spaţii largi, acestea fiind numite „găuri în stratul de ozon“.

Primele asemenea „găuri în stratul de ozon“ au fost identificate deasupra teritoriilor arctice şi antarctice, cu precădere în timpul primăverilor din cele două emisfere. Măsurătorile au pus în evidenţă că aproximativ 3% din ozonul protector al Terrei s-a redus în ultimele trei decenii şi deasupra Canadei, S.U.A. şi deasupra altor ţări situate la latitudini temperate. Deasupra Antarcticii, specialiştii au pus în evidenţă reduceri în stratul de ozon de până la 50-60%, îndeosebi între altitudinile de 12 şi 20 km. În 1985, deasupra Canadei a fost pusă în evidenţă existenţa unei găuri în stratul de ozon, care apare îndeosebi în timpul primăverilor polare şi poate să persiste 2-3 luni. Rarefierea stratului de ozon atingea, în anul 2001, o suprafaţă de 28 milioane km2 deasupra Antarcticii (NASA 2001, citat de UNEP, 2002). Pierderea curentă a ozonului este estimată la 6% în emisfera nordică în timpul iernii şi a verii, la 5% în emisfera sudică la

latitudini medii în tot timpul anului, la 50% în timpul primăverilor antarctice şi la 15% în timpul celor arctice. În acest fel, nivelul radiaţiilor ultraviolete creşte în aceste regiuni cu 7%, 6%, 130% şi respectiv 22% (UNEP, 2000).

Erupţiile vulcanice puternice, cum au fost cele ale vulcanilor Mount Saint Helens din partea vestică a S.U.A. şi Pinatubo din Filipine (1991) determină o scădere bruscă a ozonului stratosferic datorită cantităţilor mari şi eterogene de aerosoli care pătrund în stratosferă.

La nivel mondial există o serie de protocoale pentru protecţia stratului de ozon, prin reducerea emisiilor de substanţe periculoase (Convenţia de la Viena privind Protecţia Stratului de Ozon, 1985; Protocolul de la Montreal privind substanţele care deteriorează stratul de ozon, 1987 şi o serie de alte protocoale ulterioare care au adus amendamente acestora).

O reducere cu 1% a concentraţiei de O3 din atmosfera înaltă determină o creştere cu 2% a cantităţii de radiaţii UV care ajunge pe Terra, generând o creştere cu 3% a cazurilor de cancer de piele şi o creştere a mortalităţii cauzate de afecţiuni maligne ale pielii.

Expunerea prea îndelungată la radiaţii UV scade imunitatea organismului la substanţele care pătrund în corp prin piele şi produce o serie de afecţiuni ale ochilor, în special cataracta, deteriorarea corneei şi a retinei. De asemenea, este afectată şi creşterea plantelor terestre şi a culturilor agricole, precum şi viaţa acvatică (scade populaţia piscicolă şi producţia de fitoplancton).

IV. MODIFICARILE CUMULATIVE ALE SP

IV.1. Modificarile cuverturii terestre si ale utilizarii terenurilorSuprafaţa totală a uscatului planetar cuprinde terenuri arabile (11%), păşuni

şi fâneţe naturale (24%), fond forestier (31%) şi alte suprafeţe (34%). Din totalul de 149,285 milioane km2, reprezentând suprafaţa uscatului terestru, circa 40% a fost modificată puternic de activităţile umane pentru obţinerea hranei şi pentru extinderea localităţilor, în timp ce numai 25% a rămas în condiţii apropiate de cele naturale.

Suprafaţa terenurilor agricole a crescut de la 4,55 miliarde hectare în 1996 la 4,93 miliarde hectare în 2002, iar suprafaţa irigată a crescut cu peste 70%. În acelaşi timp, însă, 40 de milioane de hectare au fost scoase din circuitul agricol, în special în ţările sărace. Printre cele mai răspândite procese de degradare ale solurilor, care duc la scăderea productivităţii acestora, sunt procesele de eroziune, sărăturarea, înmlăştinirea şi deşertificarea (Fig. IV.1.).

Evaluări recente au arătat că circa 40% din terenurile agricole sunt degradate şi dau recolte mai mici decât capacitatea lor productivă. Situaţia este mai gravă în ţările sărace, unde ponderea terenurilor agricole degradate este mult mai ridicată (75% în America Centrală, spre exemplu).

Degradarea continuă a terenurilor reduce foarte mult posibilităţile de obţinere a unor recolte adecvate care să asigure hrana din diferite regiuni ale

globului. Pentru combaterea degradării terenurilor sunt necesare lucrări de îmbunătăţiri funciare pe mari întinderi, extinderea irigaţiilor, îndiguiri şi desecări.

Pentru fiecare regiune este util să fie elaborate planuri de utilizare durabilă a fondului funciar. Astfel, pentru regiunile aride, combaterea deşertificării se poate realiza prin folosirea raţională a terenurilor, gospodărirea durabilă a resurselor de apă, plantarea unor perdele forestiere cu arbori rezistenţi la secetă. O atenţie deosebită este necesar să se acorde fondului funciar din arealele montane, care sunt fragile şi necesită o utilizare diferenţiată în funcţie de particularităţile fiecărui teren în parte.

Definirea termenilor utilizaţiCuvertura Terestră (Land Cover) şi Utilizarea Terenurilor (Land Use) sunt

două noţiuni cheie care descriu suprafaţa terestră în termeni care se referă atât la cadrul natural, cât şi la activităţile umane.

Cuvertura terestră reprezintă starea biofizică a suprafeţei terestre, inclusiv a părţii situate în imediata apropiere a acesteia şi cuprinde învelişul biotic, solurile, conformaţia microreliefului, apele de suprafaţă, pânza freatică şi structurile antropice. De exemplu, putem numi cuvertură terestră pădurile, gheţarii, terenurile umede (wetland), terenurile agricole, aşezările etc.

Utilizarea terenurilor reprezintă modul în care omul foloseşte cuvertura terestră în anumite scopuri modificând componentele biofizice ale suprafeţei terestre. Utilizarea terenurilor include, spre exemplu, agricultura, sivicultura şi mineritul. Astfel, terenurile de cultură (cropland) cuprind un tip de cuvertură terestră cu toate trăsăturile specifice ale solului, suprafeţei topografice, conţinutului de apă şi cu plantele cultivate; utilizarea agricolă a terenurilor (agricultura) include activităţi umane şi managementul agricol care fac să funcţioneze într-un anumit scop această cuvertură terestră. Alte noţiuni pereche sunt: pajişte/păşune sau fâneaţă; construcţii/oraş etc. (Bălteanu, 1996).

Cuvertura terestră se transformă necontenit, datorită factorilor naturali şi activităţilor antropice. Aceste transformări includ modificarea biodiversităţii, a productivităţii actuale şi potenţiale şi a calităţii solurilor şi diferenţierea ratelor de scurgere, eroziune şi sedimentare (IGBP Report 35, 1995). Schimbările cuverturii terestre şi ale utilizării terenurilor (despăduriri, extinderea terenurilor arabile, restrângerea arealului terenurilor umede etc.) sunt considerate modificări cumulative, influenţând modificările globale prin adiţionare. În acelaşi timp aceste schimbări au o semnificaţie sistemică prin transformările pe care le produc în compoziţia atmosferei şi prin modificarea albedoului suprafeţei terestre.

Schimbările în utilizarea terenurilor şi în cuvertura terestră (land use/land cover change) sunt diferenţiate în două categorii: conversie şi modificare.

Conversia se referă la modificările radicale, care implică înlocuirea unui tip de cuvertură cu altul. De exemplu, înlocuirea unei păduri cu păşuni, fâneţe şi culturi agricole sau transformarea în teren de cultură a unor sectoare îndiguite din luncă sunt printre cele mai răspândite fenomene de conversie cu implicaţii cumulative, semnificative pentru mediu.

Procesul de modificare a cuverturii terestre implică schimbări mai subtile, desfăşurate gradual sau în salturi şi având ca rezultat, în cele mai multe situaţii, o tendinţă de degradare a cuverturii terestre. Astfel, o pădure poate fi menţinută, în timp ce au loc modificări importante în structura sau funcţiile sale (de biomasă, productivitate, fenologie); degradarea pajiştilor prin suprapăşunat implică o transformare treptată a ecosistemelor însoţită uneori de intensificarea proceselor de eroziune şi deflaţie. În aceeaşi categorie sunt incluse şi procesele de deşertificare, acestea având prin amploarea din ultimele decenii o evidentă semnificaţie globală.

Uneori, datorită schimbărilor rapide care se produc în cuvertura terestră, a relaţiei din ce în ce mai strânse dintre aceasta şi utilizarea terenurilor şi a lipsei de informaţii se ajunge la imposibilitatea definirii categoriilor de utilizare a terenurilor. Astfel, suprafeţele cu vegetaţie sunt adesea descrise în funcţie de fizionomie şi structură (diferite tipuri de pădure, areale împădurite, pajişti etc) fără să se specifice utilizarea lor ca areale naturale, plantaţii, regiuni agro-forestiere, habitate naturale protejate, reconstrucţia ecologică a arealelor miniere etc.

Pe plan internaţional, cercetarea modificărilor cuverturii terestre şi a utilizării terenurilor se realizează în cadrul proiectului Land Use and Land Cover Changes (LUCC), proiect coordonat de IGBP şi de IHDP, care urmăreşte obţinerea unei mai bune înţelegeri a proceselor de degradare, de deşertificare şi a reducerii biodiversităţii. În cadrul acestui proiect sunt studiate relaţiile dintre schimbările de calitate şi cele de utilizare a terenurilor, ca şi legăturile cu alte procese relevante pentru modificările globale ale mediului, ca de exemplu, producţia alimentară, sănătatea populaţiei, urbanizarea, managementul zonelor costiere, migraţia transfrontalieră, resursele şi calitatea apei. Proiectul încearcă, de asemenea, să răspundă la o serie de întrebări, cum sunt: Care sunt cauzele umane care afectează calitatea terenurilor în contexte istorice şi geografice diferite? Cum vor afecta modificările utilizării terenurilor calitatea acestora în următorii 50-100 de ani? Cum influenţează dinamica umană şi biofizică utilizarea durabilă a terenurilor? Cum afectează schimbările globale climatice şi biochimice calitatea şi utilizarea terenurilor? Care sunt efectele schimbărilor de calitate şi utilizare asupra societăţii în contextul modificărilor globale de mediu?

Conform cercetărilor efectuate în acest proiect, cele mai multe schimbări globale din ultimele trei secole au fost cauzate direct de activităţile umane. Omul a afectat ecosistemele terestre din cele mai vechi timpuri, de când a început să folosească focul, să practice vânătoarea, să cultive plantele şi să domesticească animalele. Asemenea schimbări s-au amplificat odată cu defrişarea suprafeţelor forestiere în vederea extinderii terenurilor agricole. Dezvoltarea industriei are, de asemenea, un impact major asupra cuverturii terestre sunt cele provocate de.

În ultimele trei secole suprafaţa acoperită cu păduri s-a diminuat cu aproximativ 12 milioane km2 (19%); pajiştile naturale s-au redus cu 5,6 milioane km2 (8%), o parte dintre acestea au fost transformate în păşuni; în schimb, suprafeţele cultivate au crescut cu peste 12 milioane km2 (466%), iar păşunile au crescut de la 4-5 milioane în 1700 la 31-33 milioane în 1990 (LUCC, 2000).

Clasificarea utilizării terenurilor şi a cuverturii terestreÎn cadrul proiectului Land Use and Land Cover Changes a fost realizată o

clasificare globală a cuverturii terestre şi a utilizării terenurilor, care permite

realizarea unor hărţi la diferite scări folosind drept bază de date interpretarea imaginilor satelitare.

LCCS cuprinde două faze principale: faza iniţială dihotomică şi faza subsecventă modular-ierarhică (Fig. IV.2.).

1. În faza iniţială dihotomică sunt definite opt tipuri majore de cuvertură terestră:

- suprafeţe terestre cultivate;- suprafeţe terestre cu vegetaţie naturală/seminaturală;- suprafeţe acvatice sau inundabile cultivate;- suprafeţe acvatice sau inundabile cu vegetaţie naturală/seminaturală;- suprafeţe artificiale;- suprafeţe neacoperite de vegetaţie sau diferite construcţii antropice;- zăpadă, gheaţă şi ape artificiale;- zăpadă, gheaţă şi ape naturale.Indicatorii care au stat la baza definirii celor opt tipuri majore de cuvertură

au fost: prezenţa vegetaţiei, condiţiile edafice şi tipurile de inserţii antropice.2. În faza subsecventă modular-ierarhică sunt formate clasele cuverturii

terestre prin combinarea unor grupuri de indicatori de clasificare predefiniţi rezultaţi din cele opt tipuri majore de cuvertură. Pentru o mai bună definire a claselor, indicatorii de clasificare se pot combina cu două tipuri de atribute: atributele de mediu (clima, forma de relief, altitudinea, solul, litologia şi eroziunea) şi atributele specifice (tipul de cultură pentru suprafeţele cultivate, tipul de sol, aspectul floristic pentru vegetaţia naturală/seminaturală).

IV.2. Despaduririle si efectele acestora asupra mediului Pădurea are funcţii multiple ecologice, sociale şi economice şi este suportul unui bogat tezaur de informaţie genetică şi ecologică (Giurgiu, 1995). Activităţile umane exercită o presiune accentuată asupra fondului forestier prin despăduriri, prin fragmentarea arealului şi prin conversia utilizării terenurilor spre alte destinaţii.

Conform datelor Organizaţiei Naţiunilor Unite pentru Alimentaţie şi Agricultură (FAO), suprafaţa acoperită cu păduri la nivel mondial, în anul 2000, era de 3,866 milioane ha, ceea ce reprezintă aproximativ o treime din suprafaţa terestră (Fig.IV.3.). Dintre acestea, 95% sunt păduri naturale şi 5% sunt plantaţii. Cea mai mare pondere a suprafeţelor împădurite revine Europei, Americii Latine şi Caraibelor (peste 25% fiecare), urmate de regiunea Asia-Pacific (19%), Africa (17%) şi America de Nord (12%). Cele mai extinse sunt pădurile tropicale (47%) şi cele boreale (33%).

Pădurile influenţează modificările globale ale climei şi în acelaşi timp sunt influenţate de aceste modificări. Tendinţele de încălzire ale climei vor determina probabil o migrare a limitei pădurii spre poli şi o modificare a ecosistemelor forestiere. Deşi productivitatea şi capacitatea de absorbţie a CO2 atmosferic se pare că vor creşte, pădurile vor fi afectate de poluare, de diferite maladii şi de fenomene extreme care vor contribui la degradarea lor.

Dacă suprafaţa ocupată de pădurile boreale va fi aproximativ aceeaşi în anul 2050, pentru pădurile tropicale se prevede o reducere drastică a suprafeţelor împădurite şi o degradare a acestora datorită activităţilor umane. Pentru unele păduri din regiunile temperat-continentale se prevede o reducere a arealului datorită tendinţelor de aridizare a climei şi accentuării fenomenului de uscare a pădurii, în special în silvostepă.

Pădurile stochează 40% din carbonul reţinut de ecosistemele terestre, iar degradarea acestora şi despăduririle generează circa 20% din emisiile anuale de carbon în atmosferă. De asemenea, incendiile frecvente conduc la eliberarea carbonului înmagazinat, accelerând creşterea concentraţiei de CO2 din atmosferă (Fig. IV.4.). Astfel, în perioada 1997-1998 au avut loc numeroase incendii de proporţii, corelate cu anii secetoşi cauzaţi de El Niño. Incendiile din Brazilia au crescut cu 50% în perioada 1996-1997 şi cu 86% între 1997-1998. Frecvenţa şi intensitatea incendiilor de păduri vor creşte în următorii 100 de ani (WMO, 2004). Aproximativ un sfert din suprafaţa continentelor este acoperită cu păduri, jumătate dintre acestea întâlnindu-se în regiunile tropicale.

Pădurile tropicale ocupă aproximativ 3 miliarde hectare şi deţin cea mai ridicată biodiversitate, peste jumătate din suprafaţa pădurilor tropicale fiind distribuită între 3 ţări: Brazilia, Indonezia şi Zair (World Resources, 2000-2001). Pădurile tropicale au un rol esenţial în desfăşurarea ciclului carbonului prin faptul că absorb CO2 din atmosferă şi înmagazinează cantităţi ridicate de carbon, ca urmare a regenerării rapide a arborilor şi a cantităţii ridicate de biomasă. În acest context, despăduririle din zonele tropicale afectează direct modificările globale ale mediului.

După cel de-al doilea război mondial s-au intensificat despăduririle în zonele tropicale în legătură cu creşterea rapidă a populaţiei care solicită noi terenuri, cu accentuarea sărăciei, distribuţia inegală a terenurilor şi cu modificările în utilizarea terenurilor. Extinderea terenurilor de cultură în detrimentul pădurilor, forma de proprietate, precum şi o serie de factori politici au contribuit într-o largă măsură la despădurirea a mii de hectare.

Acţiunile antropice au redus suprafaţa forestieră în anul 2002 cu 16-20%, comparativ cu anul 1988. Unele ţări, cum sunt Brazilia, Argentina, India şi Indonezia au printre cele mai ridicate rate anuale de despădurire (250 000 ha/an). Conform estimărilor realizate de Organizaţia Naţiunilor Unite pentru Alimentaţie şi Agricultură (FAO) procentul de împădurire a crescut în ultimii 20 de ani cu aproximativ 3% în ţările industrializate şi s-a redus cu 10% în ţările în curs de dezvoltare. Estimările efectuate de FAO (2000) au pus în evidenţă că în deceniul trecut ritmul global de despădurire a fost de 9 milioane ha/an, cu o pondere mai mare în zona tropicală. Ritmul general de despădurire s-a redus totuşi în a doua parte a ultimului deceniu, concomitent cu amenajarea plantaţiilor pentru industrie, cu un ritm anual de 3 milioane ha/an. Pentru viitor, se estimează că până în anul 2050 vor mai fi transformate 10 miliarde de hectare de ecosisteme naturale în terenuri agricole (WMO, 2004). Despăduririle vor continua să reprezinte cel mai semnificativ proces de modificare a utilizării terenurilor în regiunile tropicale.

În Africa principala cauză a reducerii suprafeţei forestiere o reprezintă agricultura de subzistenţă practicată sub presiunea creşterii accentuate a populaţiei rurale; în America Latină despăduririle sunt legate de extinderea fermelor şi a localităţilor şi de construcţia lacurilor de acumulare.

Experimentele la scară mare referitoare la relaţia biosferă-atmosferă în Amazonia au pus în evidenţă că despăduririle efectuate până în prezent au produs un dezechilibru în proporţie de 44% al ciclului apei, influenţând şi transportul umidităţii spre sudul Braziliei (Busalacchi et al., 2005).

Extinderea suprafeţelor împădurite la nivel regionalAfrica deţine 17% din suprafaţa împădurită a globului (650 milioane

hectare), în acest continent fiind înregistrată cea mai mare rată de despădurire, anual fiind defrişate 5 milioane de hectare (UNEP, 2002).

În regiunea Asia-Pacific sunt peste 18% din pădurile globului, cea mai mare suprafaţă fiind în ţările Pacificului de Nord şi ale Asiei de Est, care deţin împreună peste 30% din suprafaţa totală a acestei regiuni. Rata anuală de despădurire cea mai ridicată se înregistrează în Asia de Sud (2,3 milioane ha anual). În această regiune o pondere semnificativă o au mangrovele, cu peste 40% din suprafaţa existentă la nivel mondial. Acestea sunt afectate de diferite forme de degradare, peste 60% din mangrovele Asiei fiind deja convertite la alte utilizări (acvacultură, orezării, areale urbane şi industriale). Studii recente au pus în evidenţă faptul că amploarea pagubelor generate de valurile devastatoare tsunami, din decembrie 2004, a fost amplificată de distrugerea prealabilă a mangrovelor din ţările afectate.

Incendiile constitute o altă cauză majoră a reducerii suprafeţelor împădurite, fiind cauzate de secete şi de incendierea artificială a suprafeţelor pentru curăţirea terenurilor (Fig. IV.5.).

În Europa, pădurile acoperă aproape 45% din suprafaţă, ceea ce reprezintă 27% din suprafaţa împădurită a Terrei. Suprafaţa acoperită cu păduri este în creştere, în special în ţările din Uniunea Europeană. În România, pădurile ocupă peste 6,6 milioane hectare, ceea ce reprezintă 28% din suprafaţa ţării.

Una dintre cele mai importante regiuni forestiere ale globului este America Latină şi Caraibe, cu peste un sfert din pădurile Terrei, în special păduri tropicale. Bazinul Amazonului deţine cea mai mare suprafaţă a pădurilor tropicale umede, cu peste 20 de tipuri, fiind ecosistemul cu biodiversitatea cea mai complexă de pe Terra. Acestea sunt afectate de despăduriri, cu o rată ridicată (0,48%), în 10 ani (1990-2000) fiind distruse aproximativ 47 milioane ha.

În America de Nord circa un sfert din suprafaţă continentului este acoperită cu păduri, ceea ce reprezintă 12% din suprafaţa împădurită a globului. Pe acest continent sunt localizate peste o treime din pădurile boreale ale Terrei, peste 95% dintre acestea fiind naturale (UNEP, 2002).

Asia de Vest deţine sub 0,1% din suprafaţa pădurilor globului, ceea ce reprezintă 1% din suprafaţa regiunii. Condiţiile climatice limitează creşterea pădurii, astfel că regenerarea pădurilor degradate este foarte dificilă.

IV.3. Seceta si desertificareaExtinderea secetelor şi a deşertificării este în strânsă legătură cu

modificările climatice globale şi cu presiunea tot mai accentuată a societăţii omeneşti asupra mediului. Deşi sunt strâns corelate cele două hazarde nu trebuiesc confundate.

Deşertificarea este considerată o modificare globală cumulativă a mediului, cu perioade lungi de instalare, care produce mari pagube, foamete şi boli pe teritorii întinse. Pe plan internaţional s-au desfăşurat mai multe programe de cercetare a acestor fenomene şi de ajutorare a ţărilor slab dezvoltate care înregistrează cele mai grave pagube. Sub egida ONU a fost elaborată ,,Convenţia privind Combaterea Deşertificării”, adoptată în 1994, la care a aderat şi ţara noastră.

SecetaSeceta este fenomenul natural rezultat prin scăderea precipitaţiilor sub

nivelul mediu, ceea ce produce dezechilibre hidrologice majore, influenţând negativ sistemele de producţie.

Deci, seceta este legată de o scădere a surselor naturale de apă sub nivelul mediu prin reducerea cantităţilor de precipitaţii şi prin micşorarea debitului râurilor şi a rezervelor subterane de apă accesibile plantelor. În aceste condiţii, se realizează un deficit mare de umezeală în aer şi în sol, cu efecte directe asupra culturilor agricole.

Secetele se pot produce în orice regiune a globului, dar cele mai puternice efecte se înregistrează în regiunile aride, semiaride şi subumede, caracterizate printr-o mare fragilitate a ecosistemelor (Fig. IV.6.).

Pentru România perioadele secetoase se caracterizează prin lipsa precipitaţiilor pentru o perioadă de cel puţin 14 zile consecutive în intervalul rece al anului (octombrie – martie) şi de cel puţin 10 zile în perioada caldă. Durata medie a intervalelor secetoase este de peste 20 de zile în Bărăgan şi Dobrogea, de 15 – 19 zile în Câmpia Română şi Podişul Moldovei şi de 17 zile în restul ţării.

Deşi secetele se pot înregistra pe parcursul întregului an, cele mai numeroase se produc la sfârşitul verii şi începutul toamnei.

Partea de sud-est a ţării noastre (Dobrogea, Bărăganul, sudul Podişului Moldovei) este cea mai expusă secetelor. În ultimii 100 de ani s-au înregistrat trei perioade cu secete mai accentuate şi anume: 1894-1905, cu an foarte secetos 1897; 1972 – 1953 cu ani extrem de secetoşi 1946 şi 1947 şi 1982 – 1996.

Seceta are efecte negative asupra culturilor agricole şi creşterii animalelor. În perioadele secetoase scad resursele de apă din râuri şi din pânzele subterane şi se înregistrează dificultăţi în funcţionarea hidrocentralelor şi în transportul fluvial.

Pentru atenuarea efectelor secetei în agricultură se utilizează irigaţiile, se cultivă specii de plante rezistente la uscăciune şi se utilizează diferite sisteme agrotehnice care reduc pierderile de apă din sol.

Deşertificarea Deşertificarea este un hazard ecologic complex de degradare a terenurilor

în zonele aride, semiaride şi subumed-uscate datorită reducerii cantităţilor de precipitaţii şi a activităţilor umane.

Această definiţie a fost adoptată de Conferinţa Naţiunilor Unite pentru Mediu şi Dezvoltare, care a pus în evidenţă necesitatea urgentă de atenuare a impactului acestui fenomen asupra societăţii.

Deşertificarea este evidentă pe aproape 25% din suprafaţa uscatului terestru şi afectează peste 110 ţări cu aproape un miliard de locuitori, pe toate continentele, pagubele anuale fiind evaluate la 42 miliarde de dolari, acest fenomen fiind denumit „cancerul Pământului“.

Dacă se iau în considerare şi arealele ameninţate cu acest fenomen, suprafaţa totală afectată de deşertificare este de 39,4 milioane km2, ceea ce reprezintă 26,3% din suprafaţa uscatului (Hopkins şi Jones, 1983, citat de Das et al., 2003). Cea mai mare parte a terenurilor afectate de deşertificare este localizată în ţinuturile semiaride, fiind considerată una dintre cele mai grave probleme de mediu pentru acest secol. Teritoriile afectate de deşertificare ocupă 36% (14,2 milioane km2) în Africa; 25,4% (10,4 milioane km2) în Africa; 11,8% (4,65 milioane km2) în America Centrală şi de Nord, restul fiind distribuit în Europa şi Australia.

Deşertificarea afectează ecosistemele fragile şi include un complex de fenomene de degradare a solurilor, resurselor de apă şi vegetaţiei. Toate aceste fenomene determină deteriorarea condiţiilor de viaţă ale populaţiei, practicarea unei agriculturi itinerante, incendieri ale vegetaţiei naturale pentru noi terenuri agricole, migraţii ale populaţiei şi numeroase stări conflictuale. Cele mai deteriorate areale sunt situate în jurul localităţilor şi a punctelor de alimentare cu apă.

Principalele fenomene care pun în evidenţă deşertificarea sunt: modificarea treptată şi distrugerea covorului vegetal. Înlocuirea asociaţiilor

de plante perene cu cele anuale mai puţin valoroase, restrângerea treptată a arealului acestora şi reducerea drastică a gradului de acoperire a solului. Vegetaţia rară nu reuşeşte să asigure o protecţie corespunzătoare solurilor;

reducerea rezervelor de apă în sol, în pânza freatică şi în reţeaua hidrografică datorită în primul rând reducerii precipitaţiilor şi utilizării în exces a resurselor de apă pentru irigaţii;

distrugerea solului prin eroziune în suprafaţă, deflaţie, formarea unor cruste, aridizare, salinizare şi alcalinizare. În aceste condiţii se reduce cantitatea de apă care se infiltrează în sol, scurgerea acesteia pe versanţi generând o intensificare a proceselor de eroziune în suprafaţă şi de ravenare. Eroziunea accelerată a solurilor generează, la rândul ei, distrugerea mai accentuată a vegetaţiei;

transformarea dunelor de nisip fixate în dune mobile şi înaintarea acestora.

Fenomenul de deşertificare a atras atenţia opiniei publice mondiale în anii ’70, când în Sahel – teritoriu semiarid situat în sudul Saharei – s-au înregistrat câteva perioade cu secete puternice, care au produs numeroase pierderi de vieţi omeneşti, foamete şi migraţii.

Sahelul se extinde în Africa între Oceanul Atlantic şi Oceanul Indian sub forma unei fâşii de 200 – 300 km pe teritoriul mai multor state africane (Ciad, Mali, Mauritania, Niger, Nigeria, Senegal, Sudan, Volta Superioară), la limita dintre deşert şi savană, unde precipitaţiile totalizează 100-250 mm/an (Fig.IV.7.). Ecosistemele extrem de fragile sunt caracterizate prin pajişti xerofile care prin suprapăşunat şi prin utilizarea ca terenuri agricole pot fi cu uşurinţă distruse.

În ultimele decenii s-au înregistrat câteva perioade secetoase care au avut urmări extrem de grave. În partea de vest a Africii au pierit de foame 250 000 persoane; lacul Ciad şi-a restrâns suprafaţa, în 1973, cu 2/3; în Sudan deşertul a înaintat în 7 ani cu 90 – 100 km, iar în Mali s-a extins cu aproape 30% din suprafaţa iniţială.

Fenomene similare s-au înregistrat în nordul şi sudul Africii, în sudul Asiei, în America de Nord şi în Australia, ceea ce i-a determinat pe specialişti să considere deşertificarea ca pe un fenomen global de modificare a mediului.

Deşertificarea este un fenomen complex fiind legat de îmbinarea unor cauze naturale şi a unei presiuni antropice accentuate asupra unor ecosisteme vulnerabile din ţinuturile aride, semiaride şi subumed-uscate.

Dintre factorii naturali se detaşează cauzele climatice, care cuprind reducerea cantităţilor de precipitaţii, modificarea regimului acestora, încălzirea climei şi intensificarea vânturilor, acestea din urmă mărind evaporaţia şi uscarea plantelor. Deficitul de umiditate din sol şi radiaţia solară intensă generează un stres puternic asupra plantelor.

Vânturile puternice care bat din aceeaşi direcţie determină înaintarea dunelor mobile de nisip şi invadarea terenurilor utilizate de om. Cu ajutorul unor imagini realizate din sateliţi, în deşertul Libiei au fost identificate dune de nisip care se deplasează spre Valea Nilului, sub influenţa vânturilor de nord-vest, cu o viteză de 260 m/an, fără a exista posibilitatea de a fi oprite. Dintre factorii pedologici, se detaşează sărăcia în în substanţe nutritive datorată unor procese lente de formare a solurilor, conţinutul ridicat de carbonaţi şi existenţa unor procese active de salinizare şi de formare a crustei. Factorii legaţi de vegetaţie includ reducerea periodică a densităţii plantelor, productivităţii reduse a biomasei şi creşterii ponderii speciilor xeromorfe şi cu tulpina suculentă (Das et al., 2003).

Cauzele antropice cuprind suprapoluarea şi utilizarea necorespunzătoare a unor terenuri mai ales atunci când se înregistrează perioade secetoase prelungite. Astfel extinderea terenurilor arabile şi suprapăşunatul favorizează spulberarea particulelor fine şi distrugerea cu rapiditate a pojghiţei fertile de sol. Irigaţiile în exces practicate în terenurile semiaride produc la rândul lor salinizarea puternică a solurilor. Creşterea unui număr prea mare de animale provoacă o degradare accentuată a pajiştilor şi instalarea vegetaţiei xerofile care protejează mai puţin solul. Extinderea deşertului determină şi o migrare a populaţiei lipsite de hrană spre oraşe care devin suprapopulate. Ca urmare a deteriorării vegetaţiei din jurul marilor oraşe, acestea sunt invadate de dune mobile de nisip, cum este, spre exemplu, cazul oraşului Khartoum, capitala Sudanului. Areale întinse, afectate de o creştere a mobilităţii dunelor, se întâlnesc şi în Irak, Afganistan, Pakistan şi India, unde se înregistrează şi o intensificare a furtunilor de praf.

Incendierea vegetaţiei naturale, în special a tufărişurilor, distruge şi solul, accentuând ulterior eroziunea şi deflaţia. Aceste fenomene se combină cu o reducere a capacităţii de reţinere a apei şi aridizarea topoclimatului. Extinderea

irigaţiilor în unele ţări, cum sunt Egiptul şi Sudanul, a accentuat fenomenele de sărăturare a solurilor şi secătuirea resurselor subterane de apă.

Pentru explicarea extinderii deşertificării au fost emise diferite ipoteze care pun accent pe mecanismele de feed-back. Între acestea este ipoteza referitoare la intensificarea albedoului pe suprafeţele degradate de deşertificare, fenomen care determină o accentuare a descendenţei aerului şi o accentuare a secetei (Charney, 1975, citat de Das et al., 2003). Această ipoteză a fost testată în modelele de circulaţie generală a atmosferei care au confirmat mecanismul respectiv pentru regiunile semiaride şi aride.

Fenomene alarmante de deşertificare se înregistrează şi pe teritoriul ţării noastre în Dobrogea, sudul şi sud-estul Câmpiei Române şi în sudul Podişului Moldovei, unde secetele prelungite se îmbină cu fenomene complexe de degradare a solurilor datorită uscăciunii. Aceste fenomene cuprind pierderea de humus şi substanţe nutritive prin deflaţie şi prin eroziune (în Dobrogea), formarea crustei, sărăturarea şi aridizarea solurilor.

Procesul de deşertificare este diferenţiat regional, în fiecare situaţie în parte fiind implicate combinaţii diferite ale factorilor care generează fenomenul. În acest context, sunt necesare studii aprofundate bazate pe monitoringul regiunilor afectate şi pe şiruri lungi de date climatice.

Măsurile de prevenire a deşertificării includ o atenuarea a presiunii antropice prin utilizarea echilibrată a terenurilor agricole, prin rotirea culturilor şi prin adoptarea unor măsuri de protejare a solurilor. În acest context sunt necesare măsuri pentru întărirea cooperării internaţionale în regiunile respective. Reducerea suprapăşunatului şi dezvoltarea unor surse alternative de venituri pentru populaţie implică dezvoltarea unor ferme moderne care se bazează pe introducerea unor metode biologice de fertilizare a solurilor şi utilizarea echilibrată a surselor de apă. O altă măsură de combatere a deşertificării constă în protejarea suprafeţelor acoperite în mod natural de ierburi şi amenajarea unor perdele forestiere de protecţie. Regiunile afectate de deşertificare sunt caracterizate printr-un spor natural foarte ridicat şi măsurile de control ale creşterii populaţiei contribuie la reducerea presiunii umane asupra acestor teritorii. Pentru dezvoltarea durabilă a acestor teritorii este necesară găsirea unor resurse alternative şi practicarea unei agriculturi adaptate condiţiilor de ariditate (cultura sorgului spre exemplu, a palmierilor, introducerea unor culturi de plante leguminoase pentru îmbunătăţirea păşunilor) (Das et al., 2003).

IV.4. Reducerea biodiversitatiiBiosfera, în ansamblu, este sensibilă şi reacţionează diferenţiat la

modificările climei. Încălzirea climei influenţează fiziologia plantelor şi animalelor, distribuţia lor, fenologia şi mecanismele de adaptare (Hughes, 2000). Efectele legate de fiziologie cuprind totalitatea modificărilor metabolismului animalelor şi proceselor de fotosinteză, respiraţie şi creştere pentru plante datorate concentraţiei de CO2 şi a schimbării parametrilor climatici.

Tendinţa de încălzire implică o extindere a arealului spre poli şi spre altitudini mai mari. Spre exemplu, o eventuală încălzire a climei cu 30C determină o modificare a izotermelor cu 300-400 km în latitudine în zona temperată şi o urcare a lor cu 500 m în spaţiul montan (Hughes, 2000). Ciclurile de viaţă ale diferitelor specii vor fi modificate, astfel că se va realiza o defazare a legăturilor fenologice dintre specii. Aspectele legate de adaptare includ reacţii diferenţiate

ale speciilor şi ale ecosistemelor faţă de condiţiile de mediu modificate. Unele ecosisteme, cum sunt cele din regiunile semiaride, cele din regiunile costiere şi cele acvatice sunt deosebit de vulnerabile şi există perspectivele unor consecinţe complexe ale încălzirii globale.

În acelaşi timp, presiunea umană în creştere va determina, în continuare, o degradare a ecosistemelor, mărind vulnerabilitatea acestora. Vulnerabilitatea este diferenţiată în funcţie de particularităţile ecosistemelor. Agrosistemele şi, în general, sistemele modificate antropic, au o capacitate mai bună de a se adapta unui spectru larg de modificări globale. Ecosistemele naturale, în special cele acvatice sau cele situate la extremitatea arealului lor, sunt mai sensibile.

Activităţile antropice cumulate au determinat modificarea profundă a ecosistemelor pe cea mai mare parte a continentelor. Extinderea agriculturii în detrimentul pădurilor şi a pajiştilor exercită din timpuri istorice cea mai accentuată presiune asupra ecosistemelor terestre. Circa 29% din suprafaţa continentelor (3,8 miliarde hectare) au fost transformate în terenuri arabile şi în terenuri acoperite de clădiri (World Resources, 2000-2001). Teritoriile urbane şi cele acoperite de clădiri totalizează 471 milioane hectare. În acest secol vor fi transformate în terenuri agricole şi teritorii urbane circa 33% din terenurile modificate parţial până în prezent. Dintre acestea, 65% sunt degradate prin eroziune, salinizare, tasare, deşertificare etc.

O parte importantă a ecosistemelor este degradată datorită unei utilizări excesive (suprapăşunat, pescuit intens, presiune turistică), datorită poluării sau utilizării în exces a îngrăşămintelor chimice şi a insecticidelor. Modificările climatice globale exercită o presiune diferenţiată regional, iar desecarea şi transformarea terenurilor umede generează transformări irecuperabile.

Principalele grupe de ecosisteme, cum sunt ecosistemele de pădure şi ecosistemele de ierburi întrunesc o mare diversitate şi asigură umanităţii resurse importante de materii primă şi hrană, au un potenţial turistic ridicat şi sunt mari rezervoare de carbon. Degradarea lor rapidă nu înseamnă numai pierderea acestor bunuri şi servicii, ci şi o ameninţare gravă pentru echilibrul relaţiilor dintre geosfere.

Ecosistemele de pădure acoperă circa 25% din suprafaţa continentelor (dacă excludem Antarctica şi Groenlanda). Extinderea lor a fost redusă cu 20-50%, ritmul actual de defrişare fiind pentru pădurile tropicale de 130 000 km2/an (World Resources, 2000-2001). Peste 60% dintre păduri sunt modificate în diferite grade de activităţile umane sau au fost înlocuite de plantaţii. Conform estimărilor FAO, suprafaţa pădurilor în perioada 1980-1995 a crescut cu aproape 3% în ţările industrializate şi a scăzut cu 10% în ţările în curs de dezvoltare. De asemenea, are loc o fragmentare accentuată a arealului ocupat de păduri. Incendiile de pădure provocate de om depăşesc cu mult incendiile naturale care pot să fie fenomene benefice pentru ecosistemele forestiere. În prezent, circa 8700 de specii de arbori dintre cele 100 000 de specii cunoscute sunt în pericol de dispariţie (gradul de risc este diferenţiat în acord cu clasificarea IUCN).

Ecosistemele dominate de ierburi se întâlnesc pe toate continentele şi curpind pajişti şi păşuni de stepă, preerii, pajişti alpine şi subalpine, savane, vegetaţie de tundră şi acoperă în totalitate circa 40% din suprafaţa uscatului, circa 50 milioane km2. Cea mai mare parte a acestor ecosisteme a fost transformată de activităţile umane prin conversie în agroecosisteme şi în terenuri intraurbane. Spre exemplu, preeria din America de Nord a fost transformată

antropic aproape în totalitate în terenuri agricole (71%) şi terenuri urbane (19%). În aceeaşi situaţie se găsesc şi pajiştile de stepă şi silvostepă din Câmpia Română şi Dobrogea, care au rămas numai sub forma unor fragmente izolate.

Biodiversitatea reprezintă varietatea vieţii pe Terra la nivelul genelor, speciilor şi ecosistemelor. Rata actuală de dispariţie a speciilor de plante şi animale pe Terra atinge cote fără precedent, ca rezultat direct al presiunii antropice. Principala modificare este legată de faptul că nu mai există o corelaţie între bogăţia speciilor (un aspect al diversităţii biologice), productivitatea primară a ecosistemelor şi extinderea habitatului.

Numărul de specii existente pe Terra depăşeşte în prezent 13 milioane, dintre care sunt cunoscute numai aproximativ 1,3 milioane de specii (UNEP, 1995, citat în World Resources, 2002). Pădurile tropicale deţin peste jumătate din speciile animale de pe Terra. Dacă procentul actual de distrugere a pădurilor tropicale va continua în decursul unui secol se vor pierde inevitabil 12% din cele 704 de specii de păsări din bazinul Amazonului şi 15% din cele 92 000 de specii de plante din America Centrală şi de Sud. În prezent, numai 5% din păduri sunt protejate în cadrul parcurilor şi rezervaţiilor: 4% în Africa, 2% în America Latină şi 6% în Asia.

Principalii factori care determină reducerea biodiversităţii sunt: modificările în utilizarea terenurilor, însoţite de pierderea şi fragmentarea habitatelor, modificările climatice, schimbările în depunerea azotului, creşterea concentraţiei de CO2 în atmosferă, modificările biotice (introducerea deliberată sau accidentală a unor specii străine în ecosistem), degradarea peisajelor, deversările de petrol în mare, comerţul internaţional cu diferite specii şi biotehnologiile.

Modificările utilizării terenurilor reprezintă principalul factor de influenţă asupra biodiversităţii, în special prin reducerea habitatelor disponibile diferitelor specii. Al doilea factor este legat de modificările climatice, în special de tendinţele de încălzire a climei la latitudini ridicate. Pădurile tropicale şi cele din zonele temperate sudice vor fi afectate în special de modificările în utilizarea terenurilor, iar ecosistemele arctice în special de modificările climatice. În schimb, savanele, terenurile cu ierburi şi ecosistemele mediteraneene vor fi afectate semnificativ de o combinaţie de factori antropici de presiune şi ele vor fi afectate de cele mai intense schimbări. Asupra ecosistemelor acvatice vor exercita presiuni modificările utilizării terenurilor, schimbările biotice şi modificările climatice. Ecosistemele acvatice vor resimţi mult mai puternic aceste modificări comparativ cu cele terestre, pentru că în lacuri şi râuri au fost introduse intenţionat sau accidental specii care periclitează habitatul celor existente în mod natural (Global Change Newsletter 43, 2000).

Evaluări recente au pus în evidenţă că aproximativ 1 milion de animale sălbatice din pădurile tropicale umede din Africa Centrală sunt omorâte în fiecare an (UNEP, 2002). În America Latină şi Caraibe se întâlnesc 7 din cele 25 de „areale fierbinţi“ unde se înregistrează pierderi excepţionale ale habitatului, în special specii endemice. Ţări precum Brazilia, Columbia şi Peru deţin peste 75% din speciile de păsări periclitate din America (Fig.IV.8. şi IV.9.).

Degradarea habitatelor se datorează modificărilor în utilizarea terenurilor, respectiv procesului de conversie a unor terenuri în clase inferioare de utilizare (de exemplu, conversia pădurilor în terenuri pentru cultură determină dispariţia unor specii de plante şi animale. În ultimii 30 de ani o suprafaţă de aproximativ 1,2 milioane km2 a fost convertită în terenuri cultivate.

Activităţile antropice manifestate prin despăduriri, extinderea agriculturii, drenarea terenurilor umede, modificarea liniei de ţărm şi a cursurilor de apă, mineritul, construcţia de drumuri şi extinderea urbanizării contribuie semnificativ la pierderea biodiversităţii pe Terra, în special prin reducerea habitatelor naturale şi fragmentarea acestora. În Marea Britanie, în perioada 1968-1995, se remarcă o scădere semnificativă a unor specii de păsări în jurul fermelor în special ca urmare a intensificării agriculturii. Pădurea amazoniană braziliană, cea mai mare dintre pădurile tropicale ale globului, este afectată de procese intense de despădurire (peste 350 000 km2 de pădure fiind defrişate în ultimii 20 de ani), astfel că arealul iniţial a fost fragmentat, despăduririle afectând în prezent peste o treime din suprafaţa iniţială. Despăduririle au fost determinate în special de creşterea de peste 10 ori a populaţiei din anul 1960, în strâsă legătură cu dezvoltarea industrială, cu mineritul şi cu extinderea căilor de comunicaţie. În prezent, aproximativ 6% din suprafaţa regiunii este sub un regim strict de protecţie.

Se consideră, de exemplu, că incidenţa mare a mortalităţii în masă a coralilor poate fi o consecinţă a creşterii temperaturii apelor oceanului. Cea mai ridicată pierdere înregistrată în rândul coralilor s-a produs în timpul fenomenului El Niño din 1997-1998, când toate cele zece provincii coraligene ale globului au fost afectate. Cele mai mari pierderi s-au înregistrat în Oceanul Indian, unde aproape 90% din coralii de pe o suprafaţă de mii de km2 au fost distruşi.

Creşterea interesului pentru protecţia şi conservarea diversităţii biologice s-a materializat în ultimele decenii prin adoptarea unor convenţii şi protocoale internaţionale cum sunt: Convenţia privind comerţul internaţional cu specii periclitate de floră şi faună (CITES, 1973), Convenţia pentru Conservarea Speciilor Migratoare de Animale Sălbatice sau Convenţia de la Bonn. Convenţia privind Biodiversitatea (1993) reprezintă primul acord mondial privind conservarea şi utilizarea durabilă a biodiversităţii. Aceasta are drept obiective principale conservarea diversităţii biologice, utilizarea durabilă a componentelor acesteia, împărţirea egală şi echitabilă a beneficiilor obţinute din utilizarea resurselor genetice.

IV.5. Degradarea solurilor Eroziunea solurilor este un factor major de degradare terenurilor, aceasta

afectând substratul fertil bogat în humus, funcţiile solului de tampon pentru o serie de poluanţi, rolul său hidrologic, în ciclul azotului, rolul de habitat şi suport al biodiversităţii. Aproximativ 2 000 milioane ha de terenuri (15% din suprafaţa uscatului terestru) sunt afectate de: eroziunea cauzată de apă (56%), de vânt (28%), degradarea chimică (12%) şi fizică (4%) (UNEP, 2002). Principalele activităţi care contribuie la degradarea terenurilor sunt suprapăşunatul (35%), despăduririle (30%), activităţile agricole (27%), supraexploatarea vegetaţiei (7%) şi activităţile industriale (1%).

Procesele de eroziune în suprafaţă şi de ravenare se manifestă pe suprafeţe întinse pe glob şi produc mari pierderi materiale prin îndepărtarea stratului fertil de sol care asigură existenţa plantelor. Suprafaţa totală afectată de procesele de eroziune intensificate de activităţile omului, este de 1,1 miliarde hectare, dintre acestea 56% fiind situate în regiunile umede şi 44% în regiunile

aride şi semiaride. Intensificarea eroziunii solurilor este legată direct şi de modificările regimului precipitaţiilor. Accentuarea caracterului torenţial al ploilor şi prelungirea intervalelor secetoase contribuie semnificativ la accentuarea proceselor de eroziune.

Conversia ecosistemelor naturale în ecosisteme agricole este urmată de pierderea prin eroziune a unor cantităţi importante de carbon care ajung până la 50%. Evaluările efectuate în SUA au pus în evidenţă că, pe cea mai mare parte a teritoriului, solul este erodat cu o viteză de 170 de ori mai mare decât ritmul de pedogeneză. Valorile vitezei de eroziune sunt duble pentru Asia şi Africa. Conform estimărilor efectuate de FAO, la nivel global se pierd anual datorită eroziunii accelerate între 5 şi 7 milioane tone de sol.

Eroziunea în suprafaţă este procesul de desprindere şi transport al particulelor de sol prin acţiunea apei ce se scurge pe versant sub formă de pânză sau de şiroaie instabile care îşi modifică mereu traseul.

Picăturile de apă care ajung pe terenurile neprotejate de vegetaţie exercită o acţiune puternică de desprindere şi împrăştiere a particulelor de sol (splash). Picăturile de ploaie se compară cu mici proiectile care în momentul impactului cu suprafaţa solului fac explozie împroşcând în jur particule fine de apă şi sol. Forţa izbiturii de sol este cu atât mai mare cu cât mărimea şi viteza picăturii sunt mai mari. Vântul poate să amplifice această izbitură contribuind la împroşcarea particulelor de sol la distanţe care ajung la 1 m. În acest fel o ploaie obişnuită poate să mobilizeze 2-3 tone la hectar, iar o furtună ajunge să smulgă cantităţi de zece ori mai mari. În cazul versanţilor particulele de sol vor fi împrăştiate în cantităţi mai mari în josul pantei, contribuind direct la intensificarea eroziunii.

Vegetaţia protejează foarte bine solul atenuând aceste procese de împroşcare. Coroanele arborilor împiedică o parte a picăturilor de ploaie să ajungă pe sol iar litiera, reprezentată de stratul de frunze aşternute sub copaci, acţionează ca un strat protector.

Apa care se scurge pe versant poate să provină din următoarele surse: ploi, atunci când cantitatea de apă căzută este mai mare decât apa

infiltrată; topirea zăpezii, atunci când solul este îmbibat cu apă sau este îngheţat; apele subterane, în locurile în care acestea intersectează suprafaţa

versantului.Scurgerea în pânză a apei provoacă o subţiere relativ uniformă a stratului

de sol. În condiţii naturale procesele de eroziune în suprafaţă înlătură cantităţi mici de sol care sunt înlocuite prin regenerarea profilului de sol.

Activităţile umane (despăduriri, arături în lungul pantei, suprapăşunat) contribuie la intensificarea proceselor de eroziune şi la distrugerea stratului fertil de sol bogat în humus. Pe versanţii afectaţi de eroziune se constată o scădere accentuată a recoltelor obţinute. Astfel, eroziunea solului cu o grosime de 50 mm produce o scădere a recoltei cu 15%, cu 200 mm o scădere de 40% iar cu 300 mm o scădere cu 75%.

În natură sunt rare situaţiile în care scurgerea apei se desfăşoară sub forma unei pânze uniforme. Apa se concentrează în şiroaie instabile care schimbă mereu traseul şi sculptează mici canale efemere numite rigole. Acestea au adâncimi reduse de până la 30-40 cm şi sunt acoperite de lucrările agricole care se realizează anual.

Rigolele au lungimi de câţiva metri şi se dispun pe versant în reţele paralele, convergente sau divergente în funcţie de conformaţia versantului.

Materialul erodat prin formarea rigolelor se dispune la orice schimbare de pantă sub forma unor mici conuri sau trene.

Ravenarea este procesul de eroziune în adâncime pe versanţi care determină formarea ogaşelor, ravenelor şi organismelor torenţiale. Despăduririle efectuate în ultimii ani au contribuit mult la intensificarea eroziunii pe versanţi şi la concentrarea eroziunii în bazinele hidrofgrafice. Pe versanţii despăduriţi pânzele de apă care se scurg la suprafaţa versantului se unesc în şuvoie din ce în ce mai puternice care fierăstruiesc solul adâncindu-se de la o ploaie la alta.

În acest fel, de la rigole se trece la ogaşe, care au adâncime de 0,5-2 m şi la ravene, când adâncimea şanţului săpat în versant depăşeşte 2 m (Fig.IV.10). Cele mai frecvente ravene se înregistrează pe versanţii despăduriţi dezvoltaţi pe roci sedimentare neconsolidate. Unele activităţi ale omului, cum sunt utilizarea ca terenuri arabile a versanţilor puternic înclinaţi, suprapăşunatul, amplasarea greşită a drumurilor etc., contribuie la intensificarea proceselor de ravenare.

Cercetările efectuate în ţara noastră în cadrul Staţiunii pentru Combaterea Eroziunii Solului Perieni, din Podişul Bârladului, au pus în evidenţă pericolul eroziunii solului în condiţiile unei climat temperat-continental cu frecvente ploi torenţiale (Ioniţă, 2000). De asemenea, s-a constatat că pădurea şi fâneţele naturale oferă o protecţie eficientă versanţilor, eroziunea solului fiind de zece ori sau chiar de sute de ori mai mică decât cea înregistrată pe terenurile lipsite de vegetaţie sau pe cele cu pajişti degradate. Cercetările efectuate de specialişti în domeniul silviculturii au pus în evidenţă faptul că lucrările de împădurire reduc foarte mult procesele de eroziune în 2-3 ani în cazul terenurilor cu eroziune slabă şi moderată, în 3-5 ani în cazul terenurilor cu eroziune puternică şi în 5-10 ani pentru terenurile cu eroziune foarte puternică şi excesivă.

Prin eroziune este deplasată şi o cantitate mare de carbon organic din sol care la nivel global poate să fie de 4,0-6,0 Pg/an. Prin mineralizarea acestuia, se eliberează în atmosferă o cantitate de 0,8 – 1,2 Pg/an care se integrează în ciclul global al carbonului (Lal, 2003). În acest fel, adoptarea măsurilor corespunzătoare de conservare a solurilor contribuie direct la reducerea emisiilor de carbon din soluri în atmosferă.

Pentru reducerea proceselor de eroziune sunt necesare măsuri speciale cum sunt executarea arăturilor în lungul curbelor de nivel, utilizarea unor culturi agricole care protejează versantul şi alternarea acestora cu benzile înierbate, terasarea versantului şi acolo unde este necesar reîmpădurirea terenurilor. Reducerea eroziunii pe versanţii afectaţi de ravenare este mult mai dificilă şi implică amenajarea bazinului de recepţie şi construirea unor baraje în lungul ravenei. În ţara noastră arealele cele mai afectate de procese de eroziune în suprafaţă şi de ravenare sunt situate în Podişul Moldovei şi în Subcarpaţi (Fig. IV.11.).

Studiile recente efectuate în Podişul Moldovei (Rădoane, 1999; Ioniţă, 2000) au pus în evidenţă dinamica proceselor de ravenare în corelaţie cu regimul precipitaţiilor şi extinderea progresivă a acestor procese.

IV.6. Poluarea mediuluiPoluarea este un fenomen dăunător pentru sănătatea omului şi pentru

calitatea mediului, indus de activităţile umane prin introducerea în mediu de substanţe, vibraţii, căldură şi zgomote. Poluarea poate să producă pagube materiale sau să se interfereze cu diferite activităţi legitime de utilizare a mediului (EU Directive on Pollution, Prevention and Control, 1996).

Prin cumulare, poluarea are un impact global asupra mediului şi afectează în diferite forme ciclurile biogechimice. Spre exemplu, substanţele din grupa clorofluorocarbonului acţionează direct asupra ozonului stratosferic, generând modificări globale sistemice. Poluarea pânzelor freatice şi a râurilor, legate de surse difuze, are un caracter predominant regional şi devine global numai prin cumulare.

Dezvoltarea societăţii umane a fost însoţită de diferite stadii de poluare a mediului (Mieck, 1990, citat de Goudie, 2000). Iniţial, a existat o poluare microbiană legată legată de putrezirea resturilor menajere aruncate în jurul aşeşărilor umane; a urmat o poluare artizanală legată de micile ateliere care prelucrau pieile, metalele, ceramica etc.; poluarea industrială a atins apogeul în secolul al XIX-lea în areale ca Ruhrul, Londra, etc. Faza următoare, definită de Mieck, este cea de poluare fundamentală în care regiuni întregi sunt intens poluate; poluarea agricolă cuprinde suprafeţe întinse pe care sunt împrăştiate îngrăşăminte şi pesticide, precum şi poluarea accidentală legată de diferite accidente tehnologice.

În prima parte a secolului al XX-lea volumul poluării era limitat şi poluanţii erau similari substanţelor naturale, impactul asupra mediului se făcea resimţit în imediata apropiere a sursei. În prezent, scara şi intensitatea poluării ating cote ridicate, fiind considerate, prin cumulare, fenomen global. De asemenea, dispersia poluanţilor în mediu se resimte nu numai în imediata vecinătate a sursei, ci pe distanţe apreciabile în jur. Una din probleme importante în relaţiile dintre state o reprezintă poluarea transfrontalieră, activităţile desfăşurate pe teritoriul unei ţări având efecte şi pe teritoriile ţărilor vecine.

Ploile acide şi poluarea aeruluiPloile acide (cu pH sub 6,5) sunt generate de emisiile de dioxid de sulf şi

monoxid de azot rezultate din arderea combustibililor fosili. Aceste substanţe pătrund în atmosferă şi sunt transformate în timpul transportului aerian în acid sulfuric şi respectiv azotic, care este depus ulterior la diferite distanţe. Pe lângă efectul nefavorabil asupra factorilor de mediu, acestea pot afecta clădiri sau suprafeţe metalice şi reprezintă o ameninţare directă pentru sănătatea populaţiei. Ploile acide au un efect accentuat asupra apelor şi solurilor cu un conţinut scăzut în calciu, deci cu o capacitate de tamponare scăzută.

Una din consecinţele creşterii acidităţii o constituie eliberarea de ioni metalici din sol şi sedimente în apele de suprafaţă şi în cele subterane (în special Cu, Cd, Pb şi Zn) şi, deci, o accentuare a poluării. Aria geografică ameninţată de ploile acide cuprinde în prezent aproape întreaga Europă, Rusia, S.U.A. şi Canada, precum şi R.P. Chineză, Brazilia sau Nigeria.

Organizaţia Mondială a Sănătăţii a stabilit existenţa a 6 poluanţi „clasici“ ai aerului: monoxidul de carbon (CO), dioxidul de azot (NO2), particule în suspensie, incluzând praf, fum; dioxidul de sulf (SO2) şi ozon troposferic (O3).

Arderea combustibililor fosili şi a biomasei în cadrul diferitelor activităţi legate de industria energetică şi industria chimică sunt sursele principalele de poluare cu SO2, CO, bioxid şi monoxid de azot (NOx), particule în suspensie, compuşi organici volatili şi anumite metale grele. Combustibilii fosili reprezintă, de asemenea, şi sursa principală de dioxid de carbon (CO2), cel mai important gaz cu efect de seră.

Ploile acide produc pagube însemnate pădurilor şi generează acidifierea lacurilor şi a solurilor. Spre exemplu, mii de lacuri din Scandinavia au fost afectate de mortalitate piscicolă în perioada 1950-1980, ca urmare a procesului de acidifiere. Măsurile luate în numeroase ţări, în special în cele industrializate, au condus la o stabilizare şi chiar scădere a emisiilor poluante în atmosferă. Principiul „poluatorul plăteşte“ a devenit un concept de bază în politicile de mediu.

Poluarea aerului este seminificativă în marile oraşe. Cele mai ridicate concentraţii de pulberi sedimentabile se găsesc în oraşe precum Beijing, Calcutta, Mexico City şi Rio de Janeiro (World Bank, 2001, citat de UNEP, 2002). Poluanţii organici persistenţi sunt foarte toxici şi pot fi transportaţi în atmosferă la distanţe foarte mari. Conveţia de la Stockholm (2001) privind poluanţii organici persistenţi stipulează o serie de limite referitoare la concentraţia lor în atmosferă.

În prezent, concentraţia de CO2 în atmosferă este de 370 ppm (părţi pe milion), ceea ce reprezintă o creştere de peste 30% comparativ cu anul 1750. Creşterea este datorată în special emisiilor de CO2 rezultate din arderea combustibililor fosili, modificării utilizării terenurilor, producţiei de ciment şi arderii biomasei. Aceeaşi creştere se remarcă şi în cazul celorlalte gaze: metan (CH4), oxid de azot (N2O), halocarboni şi haloni. Se consideră că CO2 contribuie cu peste 60% la efectul de seră, metanul şi oxidul de azot cu 20%, restul revenind celorlalte gaze (Fig. IV.12. şi IV.13.).

Emisiile de gaze cu efect de seră (reglementate prin Protocolul de la Montreal), sunt distribuite inegal pe ţări şi regiuni. Ţările industrializate sunt responsabile pentru cea mai mare parte a emisiilor istorice şi prezente, astfel că protocolul stabileşte grupe diferite ale emisiilor permise la nivel de ţări şi regiuni

Regional, cele mai mari emisii de CO2 revin regiunii Asia-Pacific (peste 2000 milioane tone/an), urmată de Europa şi de America de Nord (fiecare cu peste 1600 milioane tone/an) (Fig. IV.14.). Cele mai mici emisii se înregistrează în Africa şi Asia de Vest (peste 150 milioane tone anual).

În Africa, datorită subdezvoltării, sunt emise în aer cantităţi reduse de poluanţi şi de gaze cu efect de seră, contribuind cu sub 3,5% din emisiile globale de CO2.

În regiunea Asia-Pacific sunt numeroase probleme legate de calitatea precară a aerului, în special în marile aglomeraţii urbane, unde transportul reprezintă o sursă principală de poluare. Alte surse de poluare sunt emisiile industriale, arderea combustibililor lichizi şi solizi şi arderea biomasei. Măsurile luate în unele ţări prin introducerea de tehnologii avansate şi stabilirea unor standarde stricte pentru industrie au condus la scăderea emisiilor de SO2, şi de particule în suspensie şi au eliminat emisiile de Pb din transporturi.

Ca urmare a utilizării cărbunelui în industrie în R.P. Chineză şi India se înregistrează numeroase ploi acide. Spre exemplu, în provincia Sichuan (R.P. Chineză), aproximativ 0,28 milioane ha de pădure au fost distruse de ploile acide. Emisiile de SO2 în Asia au crescut în perioada 1985-1997 de la 26,6 la 39,2 milioane tone. India şi China sunt cei mai mari producători de cloro-fluoro-carburi. India este al doilea producător şi al patrulea mare consumator de CFC-uri pe glob. Emisiile de metan, legate în mare parte de culturile de orez, sunt de asemenea ridicate în Asia, reprezentând aproximativ 50% din emisiile antropogene ale lumii.

În Europa, emisiile de poluanţi au înregistrat o scădere în ultimele două decenii. În anul 2000, comparativ cu 1980, emisiile de SO2 s-au redus cu o treime în Europa de Vest şi cu două treimi în Europa Centrală şi de Est. Ca urmare a acestui fapt, fiind înregistrată şi o restrângere a ploilor acide. Emisiile de CO2 rezultate din arderea combustibililor fosili au scăzut cu 2% în perioada 1990-1998, ca urmare a stabilizării concentraţiei de CO2 şi a reducerii emisiilor de N2O şi CH4.

În America Latină şi în Insulele Caraibe se înregistrează o poluare accentuată a aerului în special datorită urbanizării accentuate. Aproximativ trei pătrimi din populaţia acestei regiuni este concentrată în oraşe, cu câteva metropole de peste 10 milioane locuitori (Buenos Aires, Mexico City, Rio de Janeiro şi São Paulo), în care transportul reprezintă o sursă principală de poluare urbană care ajunge la 70% din emisiile totale în Buenos Aires şi Mexico City. Dezvoltarea industriei, agriculturii şi transporturilor în ultimii 30 de ani a fost urmată de o creştere a emisiilor de CO2 cu 65% (1980-1998). În perioada 1990-1992 această regiune a generat 11% din emisiile de CO2: 4,5% emisii din industrie şi 48,5% rezultate din modificarea utilizării terenurilor. Principala cauză a acestor creşteri o reprezintă despăduririle, în special în bazinul Amazonului. În schimb, emisiile de CFC-uri s-au redus cu aproximativ 21% din 1986.

Pe continentul nord-american s-a înregistrat în ultimul deceniu o îmbunătăţire a calităţii aerului. Scăderea emisiilor de sulfuri din 1995, cu 10-25%, a determinat o reducere a ploilor acide, însă arderea combustibililor fosili rămâne sursa principală de oxizi de azot. Aceste emisii din sectorul transporturilor au o pondere de 60% în Canada şi de 53% în SUA. În anul 1998 America de Nord, care deţine 5% din populaţia Terrei, genera aproximativ 26% din emisiile globale de CO2 (Fig. IV.15.).

În România, poluarea aerului este evaluată în staţii cu 1100 de puncte de prelevare a probelor care monitorizează diferiţi parametri referitori la dioxidul de sulf, dioxidul de azot, amoniac, pulberi în suspensie şi sedimentabile, precum şi pentru o serie de poluanţi specifi.

Datorită reducerii în ansamblu a activităţilor industriale, a retehnologizării unor înteprinderi şi a intensificării controalelor în acord cu legislaţia adaptată normelor UE, există o tendinţă de ansamblu de îmbunătăţire a calităţii aerului. Depăşirile concentraţiei maxime admise (CMA) pentru 24 de ore se înregistrează pe perioade scurte la un număr redus de localităţi în care sunt menţinute utilaje tehnologice vechi. Aşa este cazul emisiilor de SO2, valorile concentraţiei medii depăşind CMA pe 24 de ore în 4 localităţi.

Creşterile semnificative ale concentraţiilor medii anuale de dioxid de azot sunt datorate în primul rând intensificării traficului rutier în marile oraşe şi centralelor termoelectrice. În unele localităţi sunt înregistraţi poluanţi specifici diferitelor activităţi industriale cum sunt plumbul şi cadmiul dintre metale grele, hidrogenul sulfurat, acidul clorhidric şi mercaptanii.

În ansamblu, poluarea aerului cu pulberi în suspensie şi sedimentabile este semnificativă în majoritatea regiunilor având o uşoară tendinţă de creştere pentru intervalul 1995-2000. Această creştere ar fi posibil să fie corelată cu tendinţele actuale de deşertificare din sudul şi sud-estul ţării şi cu diversificarea activităţilor industriale generatoare de pulberi.

Poluarea atmosferei cu pulberi în suspensie este legată de industria metalurgică, de centralele termice cu combustibili solizi şi de industria cimentului. În ansamblu, se înregistrează o creştere a nivelului de poluare şi o diversificare de acesteia, cele mai ridicate valori medii anuale fiind înregistrate la Zlatna – 0,186 mg/m3.

Pulberile sedimentabile prezintă concentraţii destul de mari în atmosferă (17 g/m2/lună) pe teritoriul întregii ţări, nivelul de impurificare fiind mai accentuat în zona de stepă şi de silvostepă pe teritoriul Bărăganului şi al Dobrogei şi în arealele cu halde de steril recente.

Poluarea apelorÎncă din Perioada Romană şi din Evul Mediu exista un interes deosebit

pentru calitatea apelor. Odată cu revoluţia industrială şi cu dezvoltarea actuală a industriei chimice acest interes a crescut datorită adăugării de noi tipuri de poluanţi foarte persistenţi: pesticide, metale grele, izotopi radioactivi şi de substanţe patogene şi paraziţi. Numărul de micropoluanţi organici care pătrund în ecosistemele acvatice ca rezultat al activităţilor industriale atinge ordinul miilor. Numai în agricultură, spre exemplu, sunt utilizate aproximativ 10 000 de tipuri diferite de pesticide. Cele mai frecvente substanţe poluante sunt produsele petroliere.

Evaluările efectuate au pus în evidenţă că în fiecare an se înregistrează 5 milioane de decese ca urmare a îmoblnăvirilor cauzate de lipsa apei potabile şi a igienei. În ţările în curs de dezvoltare 90% din deşeurile industriale şi cea mai mare parte din deşeurile menajere se aruncă direct în râuri, lacuri sau mări, fără a fi epurate.

În ansamblu, ponderea populaţiei globului cu acces la o aprovizionare cu apă corespunzătoare a crescut de la 79% în 1990 la 82% în anul 2000 (Fig. IV.16.).

Totuşi, la acest început de mileniu, peste 1 miliard de locuitori ai planetei nu au acces la apă potabilă, în special în ţările din Africa şi Asia. Spre exemplu, în anul 2000, numai 62% din populaţia Africii avea acces la aprovizionarea cu apă. Acest aspect rămâne o problemă semnificativă în special în mediul rural din Africa unde se concentrează peste 28% din populaţia Terrei fără acces la aprovizionarea cu apă. De asemenea, calitatea apei folosită pentru băut este foarte scăzută. În Africa sunt înregistrate anual 3 milioane de decese ca urmare a unor boli infecţioase legate de apă (holeră, diaree, dizenterie, infecţii oculare etc.). În anul 1998, 72% din cazurile raportate de holeră au fost în Africa (UNEP, 2002).

În ţările din America Latină şi Caraibe, în anul 1997, 27% din populaţie nu avea acces la aprovizionarea cu apă, iar peste 40% din apa utilizată era netratată (Fig. IV.17.).

În regiunea Asia-Pacific, cele mai afectate regiuni de deteriorarea calităţii apei sunt localizate în sudul şi sud-estul Asiei: Fluviul Galben (China), Gange (India) şi în Asia Centrală, Amu şi Sâr-Daria, considerate a fi fluviile cele mai poluate din lume (World Comission on Water, 1999, citat de UNEP, 2002).

Aprovizionarea cu apă potabilă a marilor oraşe ridică numeroase probleme complexe de mediu. De exemplu, apa subterană în unele districte din Bengal (India) şi din Bangladesh este contaminată cu arsenic, care depăşeşte de peste 70 de ori nivelurile admisibile pentru apă potabilă (0,05 mg/l), fapt care se corelează şi cu fondul natural al regiunii. Peste 5 000 de copii mor anual în această regiune din cauza calităţii nesatisfăcătoare a apei (UNEP, 1999).

Principalele fenomene care contribuie la deteriorarea calităţii apelor sunt legate de acidifiere, eutrofizare, salinizare şi de poluare cu diferite substanţe organice sau anorganice. Studiile efectuate în Suedia şi Norvegia au pus în evidenţă că peste 4 000 de lacuri şi numeroase râuri sunt afectate de fenomenul de acidifiere, în multe dintre acestea peştii fiind pe cale de dispariţie.

Eutrofizarea reprezintă una din cauzele principale de deteriorare a calităţii apelor stătătoare, între 30 şi 40% din lacurile de pe Terra fiind afectate de acest proces. Principalii nutrienţi implicaţi sunt fosforul şi azotul. Creşterea biomasei de fitoplancton produce deteriorări în compoziţia speciilor şi determină o scădere a conţinutului de oxigen dizolvat în apă.

Marile Lacuri din S.U.A., cea mai mare suprafaţă lacustră de pe Terra, sunt

afectate în diferite grade de poluare. Apa potabilă poate fi extrasă pe numai 3% din cei 8 000 km de ţărm. Această acumulare de poluanţi este accentuată şi de gradul scăzut de circulare şi aerare a apei.

Poluarea cu metale grele reprezintă una din ameninţările pe termen lung privind calitatea apelor. În mod natural, metalele grele sunt prezente în mediu în concentraţii reduse, unele dintre acestea fiind esenţiale pentru existenţa vieţii. Totuşi, de la un anumit nivel, metalele grele devin toxice pentru marea majoritate a organismelor. Una din principalele surse de contaminare cu metale grele o reprezintă industria minieră şi cea de prelucrare a metalelor.

Poluanţii şi nutrienţii (metale grele, poluanţi organici şi patogeni, fosfaţi) sunt absorbiţi la suprafaţa particulelor în suspensie. De aceea, în unele situaţii poluarea sedimentelor este mult mai ridicată decât poluarea apelor de suprafaţă (de exemplu, în cazul Elbei sau Rinului). Substaneţele toxice purtate de sedimente sunt transmise în cadrul lanţului trofic până la consumatorii finali (peşti, foci, balene, păsări de mare, oameni). Prin absorbţia poluanţilor sedimentele au un rol decisiv în autopurificarea cursurilor de apă, dar pot contribui şi la creşterea gradului de poluare prin eliberarea poluanţilor. Acest fapt se realizează în anumite condiţii de mediu: schimbări în regimul hidrologic al râului, în proprietăţile fizico-chimice ale apei etc. Un rol important revine şi influenţelor antropice (modificări în utilizarea terenurilor, în conformaţia albiei etc.).

Poluarea radioactivă are, de asemenea, o tendinţă de extindere, chiar în situaţia luării unor măsuri drastice de protecţie. Spre exemplu, datorită particularităţilor legate de circulaţia generală a atmosferei expunerea populaţiei arctice la contaminarea radioactivă este de 5 ori mai ridicată decât nivelurile prognozate pentru regiunile temperate. Sursele sunt reprezentate de diferitele teste nucelare, de accidentul de la Cernobâl şi de emisiile centralelor nucleare din Europa.

Poluarea apelor în RomâniaÎn ceea ce priveşte calitatea apelor în România, din totalul de 120 000 km de

cursuri de apă existente sunt monitorizate numai râurile principale pe o lungime de 22 000 km. Apele puternic degradate, în care fauna piscicolă nu se poate dezvolta, reprezintă 8%, iar cursurile de apă nepoluate, utilizabile pentru alimentarea cu apă a centrelor populate deţin o pondere de 61%. Restul de 31% cuprind apele pentru irigaţii, pentru piscicultură, pentru necesităţile tehnologice şi pentru hidroenergie. Comparativ cu anul 1969, în prezent se înregistrează o reducere a ponderii râurilor intens poluate de aproape 3 ori şi o dublare a ponderii apelor din prima categorie. Această situaţie reflectă o reducere semnificativă a activităţilor economice în perioada de tranziţie şi un început de structurare a unui control eficient (Sinteza calităţii apelor din România, 2003).

În lungul râurilor sunt o serie de probleme legate de faptul că majoritatea localităţilor nu deţin gropi ecologice, gunoaiele fiind depozitate în lunci, de persistenţa unor surse de poluare legate de activităţile industriale şi de o poluare remanentă. Aceleaşi cauze şi mai ales lipsa unor dotări cu instalaţii edilitare în mediul rural determină o poluare accentuată a hidrostructurilor cu substanţe organice şi o infestare bacteriană accentuată.

Poluarea râurilor este accentuată şi datorită faptului că circa 80% din apele uzate sunt epurate numai în proporţie de 50%. Majoritatea staţiilor de epurare existente funcţionează necorespunător sau au o capacitate insuficientă. Pe cursul inferior al Dunării, aferent României, se înregistrează o poluare medie cu fosfaţi şi nitraţi proveniţi din cursul mijlociu şi inferior.

Unul dintre aspectele importante privind calitatea râurilor în România îl reprezintă poluarea cu metale grele datorată activităţilor miniere şi a celor din industria metalurgică. Există şi o poluare remanentă legată de o activitate îndelungată de exploatare a metalelor neferoase. În sectorul minier din România s-au produs o serie de accidente tehnologice, respectiv prăbuşiri ale galeriilor de mină, alunecări şi lichefieri ale haldelor de steril insuficient consolidate şi ruperi ale iazurilor de decantare, care au generat şi poluarea râurilor.

Alunecările şi lichefierile de depozite din cadrul unui baraj al unui iaz de decantare de la Certej-Săcărâmb, la 31 octombrie 1971, au generat peste 100 de victime surprinse în cadrul a două blocuri de locuinţe, care au fost distruse în întregime. Poluarea cu metale grele generată de acest accident se păstrează şi în prezent la un interval de peste 30 de ani. Cele mai mediatizate accidente cu efecte transfrontaliere s-au produs în ianuarie şi martie 2000, în judeţul Maramureş, la iazurile de decantare Bozânta şi Novăţ, care s-au soldat cu poluarea unor afluenţi ai Tisei nu numai pe teritoriul României, ci au dus la răspândirea poluanţilor (în special cianura), în aval pe Tisa şi Dunăre, cu largi

implicaţii în poluarea transfrontalieră. S-a constatat faptul că valori ridicate ale concentraţiilor de metale grele în bazinele hidrografice Lăpuş/Someş şi Vişeu/Tisa se înregistrează în imediata apropiere a centrelor miniere şi industriale, pentru ca în aval, concentraţiile să înregistreze o scădere, sub limtele maxime admise. Cele mai contaminate sectoare au fost puse în evidenţă pe râurile Băiuţ, Cavnic, Săsar şi în bazinul superior al Lăpuşului, aval de confluenţa cu afluenţii menţionaţi (Macklin et al., 2003).

IV.7. Legături conective şi procese de tip teleconectiv Noţiunea de conectivitate (din latinul connectare - a uni, a lega, a conexa)

exprimă legătura prin care sunt unite lateral (pe orizontală) două sau mai multe componente ale SP. În condiţiile modificării unuia dintre componente este evident că se modifică întregul sistem (Steffen et al., 2004). În funcţie de arealul implicat, legăturile conective pot să fie locale, regionale, interregionale şi globale. Asemenea legături au fost sesizate de Simion Mehedinţi (1930) prin principiul subordonării cauzale a geozonelor (pe orizontală). Conform acestui principiu „alături de subordinea verticală de la atmosferă spre biosferă, trebuie să mai ţinem seama, urmărind fiind cauzalităţii, şi de o subordonare orizontală, de la Ecuator spre cei doi poli, deoarece zonele temperate şi polare nu pot fi înţelese fără cunoaşterea prealabilă a unor fenomene a căror cauză iniţială se află tocmai la Ecuator. Când privim pe hartă marele arbore fluvial ce se cheamă Gulf Stream, cu ramurile lui care intră unele până în Oceanul Polar, nu trebuie să pierdem din vedere că rădăcina lui e în apele ecuatoriale ale Atlanticului. Când urmărim în Oceanul Pacific cele două fluvii uriaşe, curenţii ecuatoriali, ce merg de la răsărit spre apus, mânaţi de alizee, apucă apoi spre regiunile temperate şi polare, răsfirându-se ca ramurile unor arbori, avem de asemenea sub ochi dovada pipăită că ceea ce se pregăteşte în marele ‹centru de acţiune› de la Euator răspunde până în regiunile polare“ (op. cit. Terra, vol.II, p.545).

În cadrul Oceanului Planetar, legăturile conective sunt asigurate de curenţii marini şi de circulaţia termohalină. Prin intermediul curenţilor marini se realizează transferul unor cantităţi uriaşe de apă şi energie între diferite latitudini şi între suprafaţă şi stratele profunde ale oceanului. Râurile transportă în oceane cantităţi mari de sedimente care permit dezvoltarea unor forme complexe de viaţă la interfaţa oean-continent. Resursele de hrană din aceste regiuni se pare că au avut un rol semnificativ pentru dezvoltarea creierului uman (Crawford et al., 2001, citat de Steffen et al., 2004). Activităţile antropice contribuie din ce în ce mai mult la perturbarea transferului sedimentelor spre ocean. Astfel, construirea barajelor pe râurile mari determină o reducere drastică a fluxului sedimentelor spre oceane. Reducerea cantităţilor de sedimente transportate de Dunăre şi tendinţa de ridicare a nivelului Mării Negre determină retragerea plajelor şi o intensificare a abraziunii în sectorul sudic al litoralului românesc.

În cadrul biosferei se desfăşoară transferuri importante de materiale legate de ciclurile biogeochimice. Spre exemplu, păsările din zona de coastă care se hrănesc cu peşte, asigură reîntoarcerea unor cantităţi relativ reduse de fosfor şi azot din oceane pe uscat (Steffen et al., 2004). Guano este un îngrăşământ natural valoros care se exploatează în diferite insule din Oceanul Pacific. Zooplanctonul deţine un rol major în cadrul transferului biotic de substanţe în

cadrul oceanelor. Astfel, microorganismele marine asigură transferul carbonului de la suprafaţă în apele de adâncime, fiind o componentă semnificativă a ciclului carbonului.

Procesele planetare de tip teleconectiv sunt corelaţii între procese specifice pentru o regiune a globului şi procese din regiuni situate la distanţă şi aparent fără nici o legătură cu primele (Steffen et al., 2004). Aceste procese reflectă unele trăsături dominante ale variabilităţii climatice în cadrul unor scări temporale cuprinse între decenii şi secole şi modificările produse în structura şi magnitudinea fenomenelor extreme.

Topirea gheţarilor montani datorită încălzirii climei determină o reducere a resurselor de apă pentru ţările drenate de reţeaua de râuri care provin din gheţari. Spre exemplu, conform estimărilor IPCC, în 2030 gheţarii din Himalaya vor furniza o cantitate de apă mult mai redusă, determinând o accentuare a proceselor de deşertificare. În unele ţări montane aceste fenomene vor genera probleme sociale grave, multă sărăcie, situaţie care poate să fie favorabilă grupurilor teroriste care acţionează la mari distanţe de ţara de origine.

Între cele mai cunoscute fenomene de tip teleconvectiv sunt fenomenul ENSO (El Niño-Southern Oscilation) şi Oscilaţia Atlanticului de Nord.