Cum este alcătuit Pământul?

Multă vreme, concepţia despre un pământ plat a dominat omenirea. 

Vechii chinezi şi-l închipuiau pătrat, în vreme ce europenii preistorici şi-l imaginau sub forma unui disc plutind pe ape, sau înconjurat de apele oceanului, iar cosmologiile antice din India îl descriau ca un grup de patru continente, aşezate ca petalele unei flori în jurul muntelui mitic Meru. Într-o epocă în care transportul era lent şi dificil, iar viaţa scurtă şi plină de primejdii, călătoriile nu puteau fi atât de lungi încât să producă sugestii şi să aducă dovezi asupra sfericităţii Pământului. Instrumentele de observaţie şi măsură nu erau nici ele în stare de prea multe; prin urmare, pe baza experienţei individuale, cel mai uşor era pentru oameni să-şi imagineze Pământul ca fiind o uriaşă întindere plană. O astfel de concepţie aducea după sine şi necesitatea de a imagina nişte limite ale acestei întinderi, de unde conceptul de „margine a lumii” sau marginea Pământului. Oamenii din vechime îşi imaginau fie că, undeva, Pământul plat se întâlneşte cu cerul (închipuit ca un castron aşezat peste Pământ, o boltă solidă, de unde şi numele de firmament), fie că dincolo de uscat se găseşte o apă foarte mare, iar dincolo de ea, există un loc unde Pământul se sfârşeşte, iar apele se prăvălesc într-un hău fără fund.

• De la nopți obositoare, la coșmaruri: cum ne dă peste cap consumul de alcool
• De ce sunt basmele benefice pentru sănătatea copiilor?

Însă, contrar a ceea cred mulţi, ideea sfericităţii Pământului nu e o invenţie ce datează de doar câteva secole. Cel puţin în mediile ştiiniţifice, ideea a început să circule în urmă cu peste 2 milenii. Aşa că ideea că, în epoca marilor descoperiri geografice, mai toţi europenii, chiar şi cei învăţaţi, credeau că Pământul e plat este eronată. Desigur, existau nişte diferenţe: ce credeau persoanele ce beneficiaseră de oarece educaţie şi ce credea marea masă de oameni ignoranţi erau lucruri diferite; aşa se face că, deşi mulţi cărturari antici şi medievali, precum şi membrii elitelor sociale aveau în minte conceptul unui Pământ rotund, destui dintre oamenii obişnuiţi – dacă îşi puneau cumva problema – continuau să creadă în existenţa Pământului plat, de pe care, dacă ai fost nepermis de îndrăzneţ şi te-ai aventurat prea departe, ai fi putut cădea, pierzându-te în ceva ce acei oameni nici nu izbuteau măcar să-şi închipuie prea bine. 

Oricum, însă, încă din secolul al VI-lea î.e.n., cred unii oameni de ştiinţă, Pitagora avansa ideea unui Pământ sferic, aşa cum făcea şi Parmenide, în secolul al V-lea î.e.n., iar în jurul anului 330 î.e.n., Aristotel, cea mai credibilă voce ştiinţifică a Antichităţii, susţinea şi el că Pământul este rotund.

De-a lungul Antichităţii, această concepţie a continuat să capete greutate. Geograful, astronomul şi matematicianul antic Ptolemeu din Alexandria (circa 87 – 165 e.n.) şi-a trasat hărţile luând în considerare existenţa unui Pământ cu suprafaţa curbă.

Dar lupta de idei a continuat şi ea. În primele secole ale erei noastre, teologii creştini aveau vederi împărţite: unii erau convinşi de sfericitatea Pământului, în vreme ce alţii, intepretând literal Scripturile, şi-l imaginau plat, plutind pe ape, întreg ansamblul – Pământ şi ape – fiind adăpostit sub firmament.

În Evul Mediu, numeroase scrieri şi ilustraţii dovedesc faptul că sfericitatea Pământului era o idee larg acceptată, printre apărătorii ei numărându-se inclusiv mulţi oameni ai bisericii. (Asta arată că ideea, foarte răspândită, conform căreia Evul Mediu ar fi fost o perioadă „întunecată”, dominată de ignoranţă oarbă şi regres al cunoaşterii, este o prejudecată.)

Instrumentele de măsură medievale şi renascentiste, aşa primitive cum ne par nouă acum, aduseseră totuşi destule date pentru a sprijini teoria formei sferice a Terrei, iar în cele din urmă, călătoria lui Fernando Magellan (1519-1521) a furnizat dovada practică a faptului că Pământul e rotund. Începând de atunci, sfericitatea Terrei a devenit o idee aproape unanim acceptată, excepţiile fiind foarte puţine (chiar dacă mai există şi în ziua de azi.)

Pentru a fi cât mai precişi, trebuie spus că forma Pământului nu e perfect sferică, ci doar aproximativ sferică; planeta noastră e uşor turtită pe direcţia polilor şi niţel mai „umflată” la Ecuator. Măsurători realizate în 2003 arată că raza Pământului la poli ar fi de cca. 6.357 km, iar cea de la Ecuator – de aproximativ 6.378 km.

Trebuie spus că „silueta” Pământului este încă subiect de dispute între oamenii de ştiinţă, unii tratându-l drept un elipsoid (ca o minge pe care am turti-o apăsând-o între palme, sus şi jos), alţii considerând că ar avea o oarecare formă de „pară” (mă rog, e un fel de-a spune), cu emisfera sudică mai voluminoasă decât cea nordică (asta prin analogie cu silueta umană numită aşa, mai voluminoasă în partea de jos a corpului). Se iau în considerare diferite „siluete” şi diferite forme ale suprafeţei, în funcţie de domeniul de studiu; pe măsură ce vom învăţa mai multe despre forma şi dimensiunile Pământului, cu o contribuţie hotărâtoare din partea sateliţilor, probabil concepţiile se vor armoniza.

Dar ce se află dincolo de forma exterioară?

Terra e alcătuită… cam ca o ceapă – din straturi concentrice. Unele sunt solide, altele fluide.

La exterior se găseşte crusta sau scoarţa terestră, solidă, ce alcătuieşte atât uscatul, cât şi fundul mărilor şi al oceanelor. Grosimea ei variază între 5 şi 70 km, scoarţa fiind mai subţire pe fundul oceanelor şi mult mai groasă în zonele de uscat. Compoziţia scoarţei în zonele marine este şi ea oarecum diferită de cea din regiunile de uscat: în scoarţa subţire (dar mai densă) a planşeului marin predomină silicaţii de fier şi magneziu, în vreme ce scoarţa groasă a uscatului e alcătuită în proporţie mai mare din silicaţi de sodiu, potasiu şi aluminiu.

Scoarţa s-a format devreme în evoluţia planetei şi continuă să se structureze. Multe dintre rocile din scoarţă s-au format abia în ultima sută de milioane de ani, dar cele mai vechi granule minerale analizate până acum au vârsta de 4,4 miliarde de ani, planeta însăşi având, după datele pe care le cunoaştem până acum, 4,5 miliarde de ani vechime.

Stratul următor, cel mai gros, al „cepei” noastre de dimensiuni planetare este mantaua, care se întinde până la 2.890 km adîncime. Este alcătuită predominant din roci pe bază de silicaţi, avînd un conţinut de fier şi magneziu mai ridicat decât al scoarţei. 

Datorită temperaturilor mari din acest strat al Pământului, rocile formează o „topitură” foarte vâscoasă, dar gradul de  viscozitate diferă: stratul superior al mantalei este mai rigid şi, împreună cu crusta de deasupra, formează litosfera, împărţită în 7 sau 8 plăci tectonice majore, care plutesc pe stratul inferior al mantalei, mai puţin vâscos, în care există o mişcare de curgere plastică. Dinamica acestui strat al globului terestru – mantaua – este implicată în fenomene precum vulcanismul şi seismicitatea, care au influenţat profund relieful suprafeţei şi evoluţia vieţii pe Terra.

Calculele arată că densitatea medie a Pământului este de 5,515 kg/mc. Însă densitatea medie a materiei prezente la suprafaţă e de numai 3,000 kg/mc, ceea ce sugerează că în interiorul planetei ar exista elemente mai grele, care contribuie la creşterea densităţii medii a Terrei în general. Studiile de seismologie confirmă faptul că în mijlocul globului terestru se găseşte un nucleu alcătuit din elemente cu densitate mai mare.

Astfel, în centrul Pământului există un „miez”, un nucleu, care nu este în întregime lichid, topit, cum cred mulţi, ci este alcătuit din două părţi: un strat extern, aşa-zisul nucleul exterior, lichid, şi un nucleu interior (da, ştiu că sună cam pleonastic), solid. 

Nucleul exterior este alcătuit predominant din metale precum fier şi nichel, aflate în stare topită datorită combinaţiei între temperaturile mari (4.400 – 6.100 grade Celsius) şi presiunea relativ mică. Turbulenţele (vârtejurile) din amestecul lichid de metale topite au un rol important în generarea şi menţinerea câmpului magnetic al Terrei. Fără câmpul său magnetic, Pământul ar fi o planetă cu totul altfel decât o cunoaştem noi. Multe fenomene naturale ar fi altfel decât sunt acum; cât despre viaţă, nici nu ştim dacă ar mai exista. Câmpul magnetic terestru, între altele, ne protejează de efectele nocive ale vânturilor solare – valuri de particule încărcate electric, emise de Soare, pe care câmpul magnetic al Terrei le respinge.Îîn lipsa acestui ecran invizibil de protecţie, una dintre consecinţe ar fi probabil dispariţia atmosferei terestre, care s-ar disipa încet-încet, lăsînd planeta lipsită de stratul ei vital de aer. Unii oameni de ştiinţă au emis ipoteza că un astfel de fenomen s-ar fi petrecut pe Marte, ducând la împrăştierea atmosferei marţiene şi transformând astfel  Marte într-o planetă lipsită de viaţă.

În centrul Pământului se găseşte nucleul interior, cu o compoziţie similară cu cea a nucleului exterior şi totuşi fundamental diferit: el este solid. Cum se face că, deşi au compoziţii similare, nucleul interior şi cel exterior au totuşi stări atât de diferite? Explicaţia ţine de condiţiile specifice care se modifică odată cu adâncimea: spre deosebire de nucleul exterior, nucleul interior este supus unor presiuni foarte mari, la care temperatura de topire a fierului creşte dramatic. Prin urmare, în ciuda temperaturilor ridicate (cca. 5.430 grade Celsius) metalele din nucleul intern nu se pot topi, din cauza presiunii enorme . Ideea că Pământul are un miez solid a fost lansată în 1936 şi confirmată  abia în 1971.

Aşadar, nucleul interior este alcătuit, predominant, dintr-un aliaj solid de fier şi nichel cunoscut sun numele de Nife. Densitatea nucleului interior este însă mai mare decât a fierului sau a nichelului pur, ceea ce a condus la concluzia că în compoziţia lui ar intra şi aur, platină şi alte metale cu densitate mare.

Temperatura nucleului interior scade cu cca. 100 de grade Celsius la fiecare miliard de ani. Datorită acestei răciri, la graniţa dintre nuceleul intern solid şi cel extern lichid se produce permanent solificarea unui strat subţire de materie, care se depune în jurul nucleului intern. Şi astfel nucleul intern al Pământului creşte întruna, cu aproximativ 1 mm pe an.

Acesta este, aşadar, modelul curent al structurii Pământului, model elaborat pe baza unui număr foarte mare de studii ştiinţifice şi acceptat de majoritatea oamenilor de ştiinţă, ca şi de marele public. Datele care au stat la baza elaborării acestui model au fost furnizate în special de studiul gravitaţiei şi cel al undelor seismice, precum şi de numeroasele observaţii făcute cu ocazia misiunilor spaţiale.

Dar nu înseamnă că nu există şi concepte alternative, chiar în vremurile moderne. Astfel, există încă persoane care cred şi susţin că Pământul este plat, bazându-se în general pe intepretări ale unor texte religioase. 

În 1849, în plină revoluţie industrială, scriitorul englez Samuel Rowbotham (1816–1885) a publicat, sub pseudonimul „Parallax”, un text numit Zetetic Astronomy, în care aducea argumente în favoarea formei plate a Pământului (susţinând că încercase să măsoare curbura unor întinderi de apă de-a lungul unui şanţ cu apă foarte lung), iar mai apoi un altul numit The inconsistency of Modern Astronomy and its Opposition to the Scripture. 

Mai existau şi alţii cu aceleaşi vederi; ca dovadă, în 1883 a fost înfiinţată Societatea Zetetică, foarte zeloasă în încercările ei de a demonstra că sfericitatea Pământului ar fi o idee absurdă.

În 1956 a fost fondată International Flat Earth Research Society, mai cunoscută suin numele de Flat Earth Society, descrisă drrept descedenta directă a Societăţii Universale Zetetice. Însă credibilitatea celor ce susţineau că Pământul e plat a scăzut mult odată cu îndesirea misiunilor de explorare a spaţiului cosmic, în cursul cărora erau realizate observaţii şi erau adunate date care întăreau tot mai mult teoria sfericităţii planetei noastre.

Şi totuşi, încă mai există adepţi ai viziunii Pământului plat. „Cartierul lor general” este în prezent un website înfiinţat în 2004, al cărui fondator, Daniel Shenton, continuă să susţină că, până în prezent, nimeni nu a demonstrat clar că Pământul n-ar fi plat.