Dintre toate planetele pe care le cunoaștem, doar una are oceane de apă lichidă, cer albastru, păduri, furtuni și oameni care se întreabă cum funcționează toate acestea. Cartea de față este povestea ei.

O planetă de mărime medie, cu o biografie lungă

Pământul s-a format acum aproximativ 4,54 miliarde de ani, din același nor de gaz și praf din care s-au născut Soarele și celelalte planete. Are un diametru mediu de circa 12.742 km: dacă ai putea conduce o mașină cu 100 km/h în linie dreaptă prin centrul lui, ai ajunge la antipod după mai bine de cinci zile.

Nu e cea mai mare planetă a Sistemului Solar — Jupiter l-ar putea înghiți de peste o mie de ori. Dar este cea mai densă: în medie, fiecare centimetru cub de Pământ cântărește circa 5,5 grame, de cinci ori și jumătate mai mult decât apa. Secretul stă în adânc, într-un nucleu de fier și nichel despre care vom vorbi în capitolul 3. Despre vecinii noștri cosmici poți citi în prima carte a seriei, Sistemul Solar.

Patru „sfere” care lucrează împreună

Oamenii de știință descriu Pământul ca pe un sistem alcătuit din patru mari părți, numite „sfere”, care schimbă permanent materie și energie între ele:

• Geosfera — roca solidă și topită, de la scoarța pe care călcăm până la nucleul metalic.
• Hidrosfera — toată apa: oceane, râuri, lacuri, apă subterană, gheață și vapori.
• Atmosfera — învelișul de gaze care ne dă aerul, vremea și protecția față de radiații.
• Biosfera — toate ființele vii, de la bacterii la păduri și balene.

Nicio sferă nu funcționează singură. Un vulcan (geosfera) aruncă gaze în aer (atmosfera); ploaia (hidrosfera) dizolvă încet rocile; plantele (biosfera) scot dioxid de carbon din aer și eliberează oxigen. Clima, solurile și chiar compoziția aerului pe care îl respiri sunt rezultatul acestui dialog vechi de miliarde de ani.

Ce face Pământul unic

Două lucruri îl deosebesc de toate celelalte lumi cunoscute. Primul: viața. Până azi, Pământul este singurul loc din Univers unde știm sigur că există viață. Al doilea: tectonica plăcilor. Scoarța planetei este spartă în plăci uriașe care se mișcă încet, se ciocnesc și se scufundă una sub alta. Pământul este singura planetă despre care știm sigur că are tectonică a plăcilor activă.

Cele două sunt probabil legate. Mișcarea plăcilor reciclează rocile, aduce la suprafață substanțe noi prin vulcani și ajută, pe milioane de ani, la menținerea unei clime relativ stabile. La rândul ei, viața a schimbat planeta: aproape tot oxigenul din aer a fost produs de organisme vii.

Fotografia care a schimbat privirea

Pe 24 decembrie 1968, echipajul misiunii Apollo 8 înconjura Luna când, pe fereastra capsulei, a apărut Pământul ridicându-se deasupra orizontului lunar. Astronautul William Anders a fotografiat momentul. Imaginea, cunoscută drept Earthrise („Răsăritul Pământului”), a arătat pentru prima dată, în culori, planeta întreagă ca pe un obiect mic și fragil, suspendat în întuneric.

Fotografia a devenit un simbol. Mulți istorici o leagă de nașterea mișcării ecologiste moderne; în 1970 s-a sărbătorit pentru prima oară Ziua Pământului. Pentru prima dată, oamenii vedeau că nu există granițe trasate pe planetă și că atmosfera e doar o peliculă subțire.

Cum citești această carte

Vom porni din adânc spre cer. Mai întâi, nașterea planetei și interiorul ei; apoi plăcile tectonice, vulcanii, cutremurele și munții. Urcăm în atmosferă, prin vreme, furtuni, apă și gheață, până la anotimpuri și istoria climei. Încheiem cu viața, câmpul magnetic, privirea din spațiu și locul oamenilor pe planetă. Oceanul apare aici doar ca parte a sistemului; pentru adâncurile lui, citește cartea „Oceanele” din aceeași serie.

Pe drum vei găsi simulări interactive — o călătorie spre centrul Pământului, un cutremur pe care îl poți „regla”, un ceas al istoriei planetei — și un test final în capitolul 22.

Nimeni nu a fost de față când s-a născut Pământul. Și totuși, din meteoriți, cristale minuscule și roci străvechi, geologii au reconstituit o poveste spectaculoasă: o planetă topită, o coliziune cosmică și un cer fără oxigen.

Din praf, o planetă

Acum circa 4,6 miliarde de ani, un nor de gaz și praf din galaxie s-a prăbușit sub propria greutate. În centru s-a aprins Soarele; în jurul lui a rămas un disc rotitor de materie. În acest disc, firele de praf s-au lipit unele de altele, formând pietricele, apoi bolovani, apoi corpuri de kilometri, numite planetezimale. Procesul se numește acreție.

Corpurile mai mari au atras gravitațional tot mai mult material. Ciocnirile au devenit tot mai violente, iar în câteva zeci de milioane de ani, în zona în care ne aflăm azi, s-a adunat o planetă aproape de mărimea actuală. Vârsta Pământului, de aproximativ 4,54 miliarde de ani, marchează această perioadă de formare.

O planetă topită și „catastrofa fierului”

Pământul tânăr era fierbinte: impacturile repetate, elementele radioactive și compresia propriei mase l-au încălzit până când mare parte din el s-a topit. Probabil că suprafața a fost, pentru o vreme, un ocean de magmă.

Într-o planetă topită, materialele se separă după greutate, ca uleiul de apă. Fierul și nichelul, foarte dense, au coborât spre centru și au format nucleul. Rocile mai ușoare, bogate în siliciu și oxigen, au rămas deasupra, formând mantaua și, mai târziu, scoarța. Geologii numesc această mare sortare diferențiere; momentul în care fierul a „curs” spre centru e numit uneori, plastic, „catastrofa fierului”, pentru că a eliberat o cantitate uriașă de căldură.

Theia și nașterea Lunii

Explicația cea mai acceptată azi pentru originea Lunii este ipoteza impactului gigantic. Potrivit ei, la scurt timp după formarea Pământului, un corp de mărimea aproximativă a lui Marte, numit Theia, s-a ciocnit cu planeta noastră. Lovitura a aruncat în spațiu un nor de rocă vaporizată și topită, care s-a adunat pe orbită și a format Luna.

Ipoteza explică de ce Luna are un nucleu de fier mic și de ce rocile aduse de astronauții Apollo seamănă chimic surprinzător de mult cu cele de pe Pământ. Detaliile — unghiul loviturii, cât din Theia a ajuns în Lună — sunt încă cercetate.

Eonul Hadean și cele mai vechi urme

Prima perioadă din istoria Pământului, de la formare până acum circa 4 miliarde de ani, se numește Hadean, după Hades, zeul grec al lumii de dincolo. Numele sugerează un infern, dar descoperirile recente arată un tablou mai nuanțat.

În Munții Jack Hills din vestul Australiei s-au găsit cristale minuscule de zircon, vechi de aproximativ 4,4 miliarde de ani — cele mai vechi fragmente de material terestru cunoscute. Compoziția lor sugerează că, foarte devreme, pe planetă exista deja apă lichidă și, poate, o primă scoarță solidă.

Cele mai vechi roci întregi sunt mai tinere. Gnaisul Acasta, din nord-vestul Canadei, are circa 4 miliarde de ani. Rocile mai vechi au fost topite, îngropate sau erodate de mișcarea neobosită a plăcilor.

Primul cer: fără oxigen

Atmosfera Pământului timpuriu nu semăna cu a noastră. Vulcanii eliberau vapori de apă, dioxid de carbon, azot și alte gaze; o parte din apă și din alte substanțe volatile ar fi putut veni și cu asteroizi și comete. Oxigen liber, aproape deloc. Când scoarța s-a răcit, vaporii au condensat și au căzut ca ploaie, umplând primele oceane.

Mai era o ciudățenie: Soarele tânăr strălucea cu aproximativ 70–75% din puterea de azi. Totuși, Pământul nu era înghețat bocnă — probabil datorită unui efect de seră mai puternic, întreținut de gaze precum dioxidul de carbon.

Marea Oxidare

Schimbarea decisivă a venit de la viață. Microorganisme numite cianobacterii au învățat să folosească lumina Soarelui pentru fotosinteză, eliberând oxigen ca produs secundar. La început, oxigenul era „consumat” de fierul dizolvat în oceane, care rugina și se depunea pe fund, formând roci în dungi numite formațiuni de fier benzate.

Acum aproximativ 2,4 miliarde de ani, oxigenul a început, în sfârșit, să se acumuleze în aer. Evenimentul se numește Marea Oxidare. Pentru multe organisme de atunci, oxigenul era o otravă; pentru altele, o sursă nouă de energie, care a deschis drumul, mult mai târziu, spre animale și spre noi. Povestea vieții continuă în capitolul 17.

Sub picioarele tale se află peste 6.000 de kilometri de rocă și metal, la temperaturi comparabile cu suprafața Soarelui. Nimeni nu a fost acolo. Și totuși știm destul de bine cum arată — pentru că am învățat să „ascultăm” planeta.

O planetă în straturi

De la suprafață până în centru sunt, în medie, circa 6.371 km. Pe acest drum, Pământul este împărțit în straturi, ca o ceapă — sau, mai exact, ca o piersică: o coajă subțire, un miez cărnos gros și un sâmbure tare.

• Scoarța (crusta) — coaja de rocă pe care trăim. Sub oceane e subțire, de circa 5–10 km, și făcută mai ales din bazalt. Sub continente are în medie 30–40 km și poate depăși 60–70 km sub lanțurile muntoase mari.
• Mantaua — un strat gros de aproape 2.900 km de rocă fierbinte, care ocupă cea mai mare parte din volumul planetei.
• Nucleul exterior — între circa 2.900 și 5.150 km adâncime: fier și nichel topite, în mișcare.
• Nucleul interior — o sferă solidă de fier și nichel, cu raza de circa 1.220 km.

Încearcă simularea de mai jos: coboară de la suprafață până în centru și vezi prin ce straturi treci.

Nucleul: un Soare de fier

În nucleul interior, temperatura ajunge la aproximativ 5.200 °C, cam cât la suprafața Soarelui. Atunci de ce nu e topit? Din cauza presiunii: acolo, ea depășește de circa trei milioane și jumătate de ori presiunea aerului de la nivelul mării. Atomii de fier sunt strânși atât de tare încât rămân în stare solidă, deși sunt incandescenți.

Deasupra, în nucleul exterior, presiunea e mai mică, iar fierul e lichid. Mișcarea acestui metal topit, încărcat electric, generează câmpul magnetic al Pământului — scutul despre care vom vorbi în capitolul 18.

Cum vedem prin planetă

Nu putem coborî în manta, dar putem trimite ceva prin ea: undele seismice produse de cutremure. Ele străbat planeta și sunt înregistrate de seismografe din toată lumea. Viteza și drumul lor se schimbă când trec dintr-un material în altul — exact ca lumina care se frânge când intră în apă.

Există două tipuri principale de unde de adâncime. Undele P (primare) comprimă și destind roca și trec prin solide, lichide și gaze. Undele S (secundare) mișcă roca lateral și nu pot trece prin lichide. Seismologii au observat că, de partea opusă a planetei față de un cutremur mare, undele S lipsesc. Concluzia: în adânc se află un strat lichid — nucleul exterior.

Trei descoperiri

1. În 1909, seismologul croat Andrija Mohorovičić a descoperit limita dintre scoarță și manta, numită azi pe scurt „Moho”.
2. În 1914, Beno Gutenberg a estimat adâncimea nucleului la circa 2.900 km.
3. În 1936, seismologa daneză Inge Lehmann a observat unde slabe care nu ar fi trebuit să existe dacă nucleul era complet lichid. Ea a propus existența unui nucleu interior solid — o idee confirmată ulterior.

Cât de adânc am săpat

Cea mai adâncă gaură făcută vreodată de om este Forajul Superadânc Kola, din nord-vestul Rusiei. Început în 1970, a atins în 1989 adâncimea de 12.262 m. Asta înseamnă doar aproximativ 0,2% din drumul spre centru. Lucrările s-au oprit în principal din cauza căldurii: la fund, roca avea circa 180 °C și devenea prea plastică pentru foraj.

Un motor termic lent

De unde vine căldura din interior? O parte este căldură rămasă de la formarea planetei (vezi capitolul 2); o altă parte provine din dezintegrarea elementelor radioactive, precum uraniul, toriul și potasiul. Această căldură urcă spre suprafață, iar mantaua o transportă prin convecție: roca mai caldă și mai ușoară urcă foarte lent, cea mai rece și mai grea coboară, ca apa într-o oală pe foc — dar de milioane de ori mai încet.

Acest motor termic lent, alături de greutatea plăcilor care se scufundă în manta, pune în mișcare plăcile tectonice. Iar plăcile, la rândul lor, construiesc munți, deschid oceane și produc vulcani și cutremure — subiectul următoarelor trei capitole.

Harta lumii pe care o știi din școală este doar un instantaneu. Continentele s-au unit, s-au despărțit și s-au plimbat pe glob de nenumărate ori. Și se mișcă și acum, chiar în timp ce citești.

Omul care a văzut continentele mișcându-se

Privind o hartă, mulți au observat că țărmul estic al Americii de Sud se potrivește aproape ca o piesă de puzzle cu țărmul vestic al Africii. Meteorologul german Alfred Wegener a mers mai departe. În 1912 și-a prezentat ideea de „derivă a continentelor”, iar în 1915 a dezvoltat-o într-o carte.

Wegener a adunat dovezi: aceleași fosile de plante și reptile pe continente despărțite azi de oceane, aceleași tipuri de roci și urme ale unor ghețari vechi în locuri astăzi tropicale. Concluzia lui: cândva, toate continentele formau un singur supercontinent, pe care l-a numit Pangea („tot pământul”).

Majoritatea geologilor l-au respins. Wegener nu putea explica ce forță ar putea mișca un continent. A murit în 1930, într-o expediție în Groenlanda, fără să vadă confirmarea ideii sale.

Fundul oceanului dă răspunsul

Dovezile decisive au venit de pe fundul oceanelor, după al Doilea Război Mondial. Cartografa americană Marie Tharp a observat, în datele de adâncime, o vale de rift care străbate creasta din mijlocul Atlanticului. La începutul anilor 1960, geologul Harry Hess a propus expansiunea fundului oceanic: la crestele oceanice, magma urcă, se răcește și formează scoarță nouă, care se îndepărtează în ambele părți.

Confirmarea a venit din magnetism. Rocile de pe fundul oceanului „înregistrează” direcția câmpului magnetic din momentul răcirii. Iar câmpul magnetic își inversează din când în când polii. Rezultatul: dungi magnetice simetrice de o parte și de alta a crestei, ca un cod de bare — dovada că oceanul crește din mijloc.

Plăcile și granițele lor

Astăzi știm că învelișul rigid al Pământului — scoarța împreună cu partea superioară a mantalei, numită litosferă — este spart în aproximativ o duzină de plăci mari și multe altele mai mici. Ele „plutesc” pe un strat de manta mai plastic și se mișcă în medie cu câțiva centimetri pe an. Cele mai interesante lucruri se întâmplă la granițe, care sunt de trei feluri:

• Divergente — plăcile se depărtează și se formează scoarță nouă. Exemple: creasta medio-atlantică (care iese la suprafață în Islanda) și Riftul Est-African.
• Convergente — plăcile se apropie. O placă oceanică grea se poate scufunda sub alta (subducție), ca sub Anzi; iar două continente se pot ciocni și înălța munți, ca în Himalaya.
• Transformante — plăcile alunecă una pe lângă alta, ca Falia San Andreas din California.

Cât de repede?

Oceanul Atlantic se lărgește cu aproximativ 2,5 cm pe an. Pare nimic, dar în 1.000 de ani înseamnă 25 de metri, iar în 100 de milioane de ani, 2.500 de kilometri. Pangea s-a format acum circa 335 de milioane de ani și a început să se rupă acum aproximativ 175 de milioane de ani; de atunci, Atlanticul s-a deschis treptat între Americi și Europa–Africa.

Simularea de mai jos îți arată cât de departe ajunge o placă într-o viață de om și de-a lungul istoriei.

Munți născuți din ciocniri

Acum circa 50 de milioane de ani, placa indiană, care venea dinspre sud, s-a izbit de Asia. Ciocnirea continuă și azi: India împinge mai departe spre nord, iar Himalaya se mai înalță cu câțiva milimetri pe an — deși eroziunea o roade în același timp. Everestul, cu 8.849 m, este cel mai înalt punct al planetei. De cealaltă parte a lumii, Anzii s-au ridicat deasupra locului unde placa oceanică Nazca se scufundă sub America de Sud.

Și Carpații sunt rezultatul unor astfel de ciocniri. Ei s-au format, pe parcursul a zeci de milioane de ani, prin închiderea unor bazine oceanice vechi și prin coliziunea unor fragmente de plăci, în aceeași mare familie de munți din care fac parte și Alpii. Sub curbura Carpaților, în zona Vrancea, o bucată de litosferă coboară încă în manta — cauza cutremurelor de adâncime ale României, despre care vorbim în capitolul 6.

Un vulcan este o fereastră spre adâncul Pământului. Prin ea ies rocă topită, cenușă și gaze care au construit continente, au umplut atmosfera și, uneori, au schimbat clima întregii planete.

Cum se naște magma

Am văzut în capitolul 3 că mantaua este aproape în întregime solidă. Atunci de unde vine magma? Roca se topește parțial doar în anumite condiții, iar acestea apar mai ales în trei situații:

• Când presiunea scade. La crestele oceanice și deasupra „punctelor fierbinți”, roca fierbinte din manta urcă. Pe măsură ce presiunea de deasupra ei scade, o parte din ea se topește — ca o sticlă de apă minerală care face spumă când o deschizi.
• Când se adaugă apă. În zonele de subducție, placa oceanică ce coboară duce cu ea apă. Apa scade temperatura de topire a rocilor din manta de deasupra.
• Când roca e încălzită de magma care urcă din adânc și topește rocile scoarței din jur.

Magma, mai ușoară decât roca din jur, urcă și se adună în camere magmatice. Când iese la suprafață, o numim lavă.

Vulcani blânzi și vulcani explozivi

Felul în care erupe un vulcan depinde mai ales de cât de „lipicioasă” (vâscoasă) este magma și de câte gaze conține.

Vulcani-scut

Magma bazaltică, fluidă și săracă în siliciu, curge ușor și lasă gazele să scape. Rezultă erupții relativ liniștite, cu râuri de lavă, și vulcani largi, cu pante domoale, ca scuturile războinicilor întinse pe pământ. Cei mai cunoscuți sunt vulcanii din Hawaii, precum Mauna Loa și Kīlauea.

Stratovulcani

Magma mai bogată în siliciu e groasă și reține gazele, ca o sticlă agitată. Presiunea crește până când totul explodează. Straturile succesive de lavă și cenușă construiesc conuri înalte și abrupte: Vezuviu, Fuji, Etna, Mount St. Helens.

Unde se află vulcanii

Majoritatea vulcanilor se află la marginile plăcilor tectonice. Cercul de Foc al Pacificului, o potcoavă lungă de zeci de mii de kilometri din Noua Zeelandă și Indonezia până în Japonia, Alaska și Anzi, adună în jur de trei sferturi dintre vulcanii activi ai lumii. Aici, plăcile oceanice se scufundă sub altele, iar apa pe care o duc în adânc alimentează magma.

Alți vulcani apar în mijlocul plăcilor, deasupra unor puncte fierbinți — locuri unde material neobișnuit de fierbinte urcă din adânc. Placa Pacificului alunecă peste un astfel de punct, așa că insulele Hawaii s-au format pe rând, ca un șirag de mărgele. Islanda e un caz special: stă atât pe creasta medio-atlantică, cât și deasupra unui punct fierbinte.

Erupții care au schimbat istoria

Vezuviu, anul 79. Erupția a îngropat orașele romane Pompei și Herculaneum sub cenușă și curgeri piroclastice. Pliniu cel Tânăr a descris-o în scrisori, iar erupțiile explozive de acest tip se numesc azi „pliniene”.

Tambora, 1815. Vulcanul din Indonezia a produs cea mai mare erupție din istoria consemnată. Zeci de mii de oameni au murit, direct sau din cauza foametei. Aerosolii de sulf aruncați în stratosferă au răcit clima, iar 1816 a rămas în Europa și America de Nord drept „anul fără vară”, cu zăpezi în iunie și recolte pierdute.

Pinatubo, 1991. Erupția din Filipine a trimis în stratosferă milioane de tone de dioxid de sulf. Picăturile de acid sulfuric formate au reflectat o parte din lumina Soarelui, iar temperatura medie globală a scăzut cu aproximativ 0,5 °C timp de circa doi ani. Datorită monitorizării și evacuărilor la timp, au fost salvate mii de vieți.

Hunga Tonga–Hunga Haʻapai, 2022. Pe 15 ianuarie 2022, un vulcan submarin din Pacificul de Sud a produs cea mai puternică explozie înregistrată vreodată de instrumentele moderne. Pana a urcat până la circa 57 km, iar unda de presiune a înconjurat Pământul de mai multe ori. Neobișnuit, erupția a injectat în stratosferă o cantitate uriașă de vapori de apă — cam o zecime în plus față de cât conținea acest strat.

Vulcanii României

Și România are vulcani, deși adormiți. Lanțul vulcanic Călimani–Gurghiu–Harghita, din Carpații Orientali, este unul dintre cele mai lungi din Europa. La capătul său sudic se află Ciomadul, cel mai tânăr vulcan din Carpați. În unul dintre craterele lui se află Lacul Sfânta Ana, singurul lac vulcanic de crater din România. Ultima erupție a avut loc acum aproximativ 30.000 de ani. Unele studii sugerează că, sub vulcan, ar putea exista încă magmă parțial topită, așa că specialiștii îl consideră mai degrabă adormit decât stins — fără semne că s-ar trezi curând.

Pentru majoritatea românilor, cutremurul nu e o noțiune abstractă. E o amintire de familie, un bloc cu bulină roșie, o întrebare care revine: „Când vine următorul?”. Ce se întâmplă, de fapt, sub pământ?

Când roca se rupe

Plăcile tectonice se mișcă încet, dar nu lin. La granițele lor și de-a lungul fracturilor din scoarță, numite falii, rocile se agață unele de altele. Mișcarea continuă însă, iar roca se deformează și acumulează tensiune, ca un arc care se întinde. Când tensiunea depășește rezistența rocii, aceasta se rupe și alunecă brusc. Energia adunată în zeci sau sute de ani se eliberează în câteva secunde, sub formă de unde seismice.

Punctul din adânc în care începe ruptura se numește focar (hipocentru). Punctul de la suprafață aflat chiar deasupra lui este epicentrul.

Undele care ne zguduie

Primele sosesc undele P, cele mai rapide: în scoarță, circa 6 km pe secundă. Ele comprimă și destind roca, iar oamenii le simt adesea ca pe o bufnitură sau o zguduitură scurtă. Urmează undele S, mai lente, care mișcă terenul lateral și sunt mai distructive. Când ajung la suprafață, undele generează unde de suprafață, care rostogolesc și leagănă solul și produc adesea cele mai mari pagube.

Diferența de timp dintre sosirea undelor P și S ne spune la ce distanță s-a produs cutremurul. Combinând înregistrările mai multor stații, seismologii găsesc focarul în câteva minute.

Magnitudine și intensitate

Magnitudinea măsoară energia eliberată de cutremur — un singur număr pentru fiecare eveniment. Scara lui Richter, din 1935, a fost înlocuită în practică de magnitudinea de moment (Mw), calculată din suprafața faliei care s-a rupt și din cât de mult a alunecat. Scara este logaritmică: fiecare treaptă în plus înseamnă de aproximativ 32 de ori mai multă energie. Un cutremur de 7 eliberează cam de 1.000 de ori mai multă energie decât unul de 5.

Intensitatea descrie efectele într-un anumit loc: cum a fost simțit, ce a căzut, ce s-a stricat. Ea se exprimă pe scări în grade (de exemplu, scara Mercalli) și variază de la oraș la oraș pentru același cutremur.

Încearcă simularea: alege o magnitudine și compară energia cu a unor cutremure celebre, inclusiv cel din 1977 din Vrancea.

Cutremure care au rămas în istorie

Cel mai puternic cutremur înregistrat vreodată a avut loc în Chile, pe 22 mai 1960, cu magnitudinea 9,5. A produs un tsunami care a traversat Pacificul și a făcut victime până în Hawaii și Japonia.

Pe 6 februarie 2023, un cutremur cu magnitudinea 7,8 a lovit sudul Turciei și nordul Siriei, urmat în aceeași zi de un al doilea, de 7,5. Peste 50.000 de oameni și-au pierdut viața, multe dintre victime în clădiri care nu respectau normele antiseismice.

Vrancea: cutremurele de adâncime ale României

Cele mai mari cutremure ale României vin din zona Vrancea, la curbura Carpaților. Aici, o bucată de litosferă coboară aproape vertical în manta (vezi capitolul 4), iar cutremurele se produc la adâncimi intermediare, de circa 60–200 km. Pentru că focarul e atât de adânc, undele se răspândesc pe o suprafață imensă: un cutremur mare din Vrancea se simte de la Moscova până la Sofia.

Pe 10 noiembrie 1940, un cutremur de aproximativ 7,7 a lovit România; la București s-a prăbușit blocul Carlton, pe atunci una dintre cele mai înalte clădiri ale orașului. Pe 4 martie 1977, seara, la 21:22, a urmat cutremurul cu magnitudinea 7,4, cel mai tragic din istoria modernă a țării: aproximativ 1.500 de morți, cei mai mulți în București, unde s-au prăbușit zeci de clădiri înalte. Au urmat cutremure puternice și în 1986 și 1990.

Nici vestul țării nu e scutit: Banatul are cutremure mai puțin adânci, de obicei moderate, precum cel de la Banloc din 1991, cu magnitudinea de peste 5, simțit puternic și la Timișoara.

Cum ne pregătim

Ce se poate face este avertizarea timpurie. Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Pământului (INFP), de la Măgurele, monitorizează permanent activitatea seismică. Pentru un cutremur vrâncean, undele P sunt detectate lângă epicentru înainte ca undele distructive să ajungă la București, ceea ce poate oferi capitalei până la circa 25 de secunde de avertizare — suficient pentru a opri trenuri, a închide gazul sau a te adăposti.

Pregătirea înseamnă și clădiri sigure, mobilă prinsă de pereți, un rucsac de urgență și un plan de familie — despre care vorbim pe larg în capitolul 21.

Iar de pe orbită, sateliții urmăresc acum cum se deformează scoarța. Misiunea radar NISAR, realizată de NASA și agenția spațială indiană și lansată în 2025, măsoară mișcările terenului cu precizie de ordinul centimetrilor.

Un munte pare veșnic. Dar, pe scara timpului geologic, el e doar un val de piatră: se ridică încet, apoi este ros de apă, gheață și vânt până la câmpie. Materialul lui nu dispare — devine altă rocă, într-un ciclu care nu se oprește niciodată.

Trei familii de roci

Toate rocile de pe Pământ se împart în trei mari familii, după felul în care s-au format. Rocile magmatice (eruptive) se nasc din magmă răcită: bazaltul se răcește repede, la suprafață, după o erupție; granitul se răcește lent, în adânc, și de aceea are cristale mari, vizibile cu ochiul liber.

Rocile sedimentare se formează din fărâme: nisip, mâl, scoici, resturi de plante, depuse strat peste strat pe fundul lacurilor și mărilor, apoi presate și „cimentate”. Gresia, calcarul și argila sunt sedimentare. Ele păstrează aproape toate fosilele pe care le cunoaștem.

Rocile metamorfice sunt roci vechi transformate de căldură și presiune, fără să se topească: calcarul devine marmură, argila devine ardezie, apoi șist. În adâncul lanțurilor muntoase, rocile sunt „coapte” și strivite la temperaturi de sute de grade.

Ciclul rocilor

Cele trei familii se transformă una în alta. Un granit ridicat la suprafață se macină în nisip; nisipul ajunge în mare și devine gresie; gresia, îngropată adânc când plăcile se ciocnesc, devine rocă metamorfică; dacă se încălzește și mai mult, se topește și redevine magmă. Motorul acestui ciclu este dublu: căldura internă a planetei, care mișcă plăcile tectonice (vezi capitolul 4), și energia Soarelui, care pune în mișcare apa și vântul ce erodează suprafața.

Cum se ridică un munte

Cei mai mari munți se nasc acolo unde două plăci se ciocnesc. Când India a început să se lovească de Asia, acum circa 50 de milioane de ani, scoarța s-a încrețit și s-a îngroșat ca o față de masă împinsă pe o masă. Așa au apărut Himalaya și Podișul Tibet. Ciocnirea continuă și azi: India înaintează spre nord cu câțiva centimetri pe an, iar măsurătorile GPS arată că zona Everestului se ridică cu câțiva milimetri pe an.

Un alt tip de munte apare acolo unde o placă oceanică se scufundă sub un continent. Așa s-au format Anzii, cel mai lung lanț muntos continental al lumii, de circa 7.000 km, presărat cu vulcani. Cel mai înalt vârf, Aconcagua, are aproape 7.000 m.

Carpații, munții noștri

Carpații formează un arc lung de circa 1.500 km, din Slovacia și Polonia până în Serbia, iar mai mult de jumătate din el se află în România. Sunt munți tineri, ridicați în principal în ultimele zeci de milioane de ani, în timpul acelorași ciocniri care au înălțat Alpii. Vârful cel mai înalt din România este Moldoveanu, de 2.544 m, în Munții Făgăraș; cel mai înalt din tot lanțul, Gerlachovský štít (circa 2.655 m), se află în Tatra slovacă.

Carpații românești sunt un adevărat muzeu al rocilor: granituri și șisturi cristaline vechi în Retezat și Făgăraș, calcare cu chei și peșteri în Apuseni și Piatra Craiului, conglomerate sculptate de vânt și îngheț în Bucegi, roci vulcanice în lanțul Călimani–Gurghiu–Harghita. Formele lor de azi — circurile și lacurile glaciare — sunt opera gheții (vezi capitolul 12).

Eroziunea: sculptorul răbdător

Ploaia, râurile, gheața, vântul și chiar rădăcinile plantelor macină permanent rocile. Apa intră în crăpături, îngheață și se dilată, spărgând piatra bucată cu bucată. Râurile cară pietrele la vale, le rostogolesc și le rotunjesc, până devin pietriș, nisip și mâl. Fiecare fluviu duce spre mare munți întregi, firicel cu firicel.

Cel mai spectaculos exemplu este Marele Canion din Arizona: lung de circa 450 km și adânc de aproximativ 1,8 km, săpat de râul Colorado în ultimele câteva milioane de ani, pe măsură ce podișul se ridica. Pe pereții lui, straturile acoperă aproape două miliarde de ani de istorie a Pământului.

Deșerturi și dune

Unde plouă puțin, vântul devine principalul sculptor. El ridică nisipul, îl poartă și îl strânge în dune. Forma lor depinde de vânt: dunele în semilună apar unde vântul bate dintr-o singură direcție, iar dunele stelare, cu brațe radiale, apar unde vânturile își schimbă direcția de la un anotimp la altul. Unele dintre cele mai înalte dune de pe planetă, din deșertul Namib, trec de 300 m.

Contrar imaginii obișnuite, doar o parte din deșerturile lumii sunt acoperite cu dune: multe sunt platouri de piatră și pietriș, curățate de vânt. Iar nisipul nu rămâne pe loc — praful din Sahara traversează Atlanticul și ajunge uneori și în cerul României, colorând ploaia în roșiatic.

Privită de pe Stația Spațială Internațională, atmosfera este o linie albastră fină care înconjoară Pământul. În această peliculă subțire se întâmplă tot ce numim vreme, se oprește radiația periculoasă a Soarelui și respirăm fiecare clipă a vieții noastre.

Din ce e făcut aerul

Aerul uscat este un amestec de gaze: circa 78% azot, 21% oxigen, aproape 0,9% argon și urme de alte gaze. Dioxidul de carbon reprezintă doar în jur de 0,04% — aproximativ 4 molecule din 10.000 — dar acest procent mic are un rol uriaș în clima planetei (vezi capitolul 15). La acestea se adaugă vaporii de apă, foarte variabili: aproape absenți în aerul înghețat al Antarcticii, până la câteva procente în aerul cald și umed de la tropice.

Oxigenul nu a existat dintotdeauna. El a fost adăugat de viață: microorganismele care fac fotosinteză l-au acumulat treptat, începând cu „Marea Oxidare”, acum circa 2,4 miliarde de ani (vezi capitolul 2).

Etajele cerului

Atmosfera are straturi, deosebite mai ales prin felul în care se schimbă temperatura cu altitudinea.

• Troposfera — de la sol până la circa 8 km deasupra polilor și 16–18 km deasupra ecuatorului. Aici se formează norii și aproape toată vremea. Temperatura scade cu înălțimea, cu aproximativ 6,5 °C la fiecare kilometru.
• Stratosfera — până la circa 50 km. Conține stratul de ozon, care absoarbe razele ultraviolete și încălzește aerul, așa că aici temperatura crește cu altitudinea. Avioanele de linie zboară la baza ei, deasupra turbulențelor.
• Mezosfera — până la circa 85 km. Cel mai rece loc din atmosferă, cu temperaturi în jur de −90 °C. Aici ard majoritatea meteorilor, „stelele căzătoare”.
• Termosfera — până la câteva sute de kilometri. Aerul e atât de rarefiat încât e aproape vid. Aici strălucesc aurorele și orbitează Stația Spațială Internațională, la circa 400 km.
• Exosfera — tranziția treptată spre spațiu, unde atomii rari pot scăpa de gravitația Pământului.

Presiunea: o coloană de aer pe umeri

Aerul are greutate. La nivelul mării, coloana de aer de deasupra fiecărui centimetru pătrat cântărește aproximativ cât un kilogram. Nu o simțim pentru că presiunea din corpul nostru o echilibrează. Pe măsură ce urcăm, presiunea scade: cam la fiecare 5,5 km se înjumătățește. Pe Moldoveanu (2.544 m) e cam trei sferturi din cea de la mare; pe Everest, cam o treime. Jumătate din toată masa atmosferei se află sub altitudinea de 5,5 km.

Prin convenție, granița cu spațiul este linia Kármán, la 100 km altitudine. Nu există un „capac” real acolo — atmosfera se rărește treptat —, dar dincolo de această înălțime un avion n-ar mai putea zbura folosind portanța aerului.

Urcă singur prin atmosferă în simularea de mai jos, de la sol până la 100 km, și urmărește cum se schimbă temperatura și presiunea de la un strat la altul.

Gaura din stratul de ozon

Ozonul este o formă de oxigen cu trei atomi (O₃). Dacă tot ozonul din stratosferă ar fi adus la presiunea de la sol, ar forma un strat gros de numai circa 3 mm. Această peliculă ne apără de radiațiile ultraviolete care provoacă arsuri, cancer de piele și cataractă.

În anii 1980, oamenii de știință au descoperit că ozonul de deasupra Antarcticii se subțiază dramatic în fiecare primăvară australă. Vinovații erau freonii (CFC), gaze folosite în frigidere, spray-uri și spume. În 1987, țările lumii au semnat Protocolul de la Montreal, prin care aceste substanțe au fost eliminate treptat. A funcționat: evaluarea științifică ONU–OMM din 2023 estimează că stratul de ozon de deasupra Antarcticii va reveni la nivelul din 1980 în jurul anului 2066, iar în alte zone mai devreme.

De ce e cerul albastru?

Lumina Soarelui pare albă, dar conține toate culorile curcubeului. Când trece prin aer, moleculele de azot și oxigen împrăștie mult mai puternic lumina cu lungime de undă scurtă — albastrul și violetul — decât roșul. Albastrul împrăștiat vine spre ochii noștri din toate direcțiile cerului. Ochii noștri sunt mai puțin sensibili la violet, așa că vedem cerul albastru.

La răsărit și la apus, lumina străbate un drum mult mai lung prin atmosferă. Aproape tot albastrul se împrăștie pe drum, iar ce ajunge la noi este portocaliu și roșu.

Ploaie azi, soare mâine, ger poimâine. Vremea pare capricioasă, dar în spatele ei stă un mecanism simplu: Soarele încălzește Pământul inegal, iar aerul și apa se mișcă neîncetat ca să mute căldura de la ecuator spre poli.

Motorul solar

La ecuator, razele Soarelui cad aproape vertical și încălzesc puternic. La poli, ele vin oblic, se împrăștie pe o suprafață mare și încălzesc slab. Această diferență pune atmosfera în mișcare. Aerul cald, mai ușor, urcă; aerul rece, mai greu, coboară și curge pe lângă sol ca să-i ia locul. Din acest du-te-vino se nasc vânturile, norii și ploile. Aproape toată vremea se petrece în troposferă, cei mai de jos 8–18 km ai atmosferei (vezi capitolul 8).

Mase de aer, fronturi, cicloni și anticicloni

O masă de aer este un volum uriaș de aer, de mărimea unei țări sau a unui continent, care a „luat” temperatura și umezeala locului în care a stat: aer arctic, rece și uscat; aer tropical maritim, cald și umed. Când două mase diferite se întâlnesc, granița dintre ele se numește front. La un front rece, aerul rece intră ca o pană sub cel cald și îl ridică brusc: apar averse, furtuni și o răcire rapidă. La un front cald, aerul cald urcă lin peste cel rece, aducând nori stratificați și ploi mărunte, de durată.

Zonele de joasă presiune (cicloni sau depresiuni barice) adună aerul, îl ridică și produc nori și precipitații. Zonele de înaltă presiune (anticicloni) coboară aerul, care se încălzește și se usucă: cer senin, vară caniculară sau, iarna, nopți geroase și ceață.

Efectul Coriolis

Pentru că Pământul se rotește, orice mișcare pe distanțe mari este deviată: spre dreapta în emisfera nordică, spre stânga în cea sudică. De aceea aerul nu curge direct spre centrul unei zone de joasă presiune, ci se rotește în jurul ei — în sens invers acelor de ceasornic la noi, în sensul acelor de ceasornic în Australia.

Nori, ploaie și zăpadă

Aerul care urcă se răcește. Vaporii de apă din el condensează pe particule minuscule de praf, sare sau fum și formează picături sau cristale de gheață: așa apare un nor. Norii sunt clasificați după formă și altitudine, în zece genuri de bază, în Atlasul internațional al norilor al Organizației Meteorologice Mondiale. Câteva dintre ele:

• Cumulus — nori albi, pufoși, de vreme frumoasă, formați de bule de aer cald.
• Stratus — un strat cenușiu și jos, ca o ceață ridicată de la sol.
• Cirrus — fire fine de gheață, sus, la 8–12 km, care anunță adesea schimbarea vremii.
• Cumulonimbus — turnuri care pot urca până la limita stratosferei: norii de furtună, cu fulgere și grindină (vezi capitolul 10).

Picăturile dintr-un nor sunt atât de mici încât plutesc. Ca să cadă, trebuie să crească de un milion de ori în volum, ciocnindu-se și unindu-se. În norii reci, cristalele de gheață cresc pe seama picăturilor; dacă ajung jos fără să se topească, ninge.

Cum se face o prognoză

Progresul e impresionant: în medie, prognozele câștigă cam o zi de precizie la fiecare deceniu. O prognoză pe cinci zile de azi este, în general, la fel de bună ca o prognoză pe trei zile de acum două decenii. Există totuși o limită: atmosfera este un sistem haotic, în care micile erori cresc în timp. Dincolo de aproximativ două săptămâni, detaliile zilnice nu mai pot fi prevăzute; se pot estima doar tendințe — „mai cald decât normal”, „mai ploios”.

Ploile tropicale, furtunile de praf și vânturile planetei se văd azi de pe orbită, în timp real.

Vremea în România

România are o climă temperat-continentală, la răscrucea mai multor influențe: dinspre vest, aer atlantic mai umed și mai blând; dinspre est, aer continental, uscat, cu veri fierbinți și ierni geroase; dinspre sud-vest, influențe mediteraneene. Carpații separă aceste influențe, așa că Banatul, Moldova și Dobrogea au vreme destul de diferită.

Câteva vânturi au nume proprii. Crivățul este vântul rece și puternic de nord-est care bate iarna în Moldova, Bărăgan și Dobrogea, aducând viscol. Austrul este un vânt uscat din sud-vest, în Oltenia și Muntenia. Coșava coboară dinspre Porțile de Fier spre sud-vestul țării. Iar pe versanții sub vânt ai Carpaților apare föhnul: aerul care a trecut peste munți și și-a lăsat umezeala pe cealaltă parte coboară, se comprimă și se încălzește, devenind cald și uscat. În Țara Făgărașului, un astfel de vânt e cunoscut drept „Vântul Mare”.

O furtună de vară eliberează în câteva minute mai multă energie decât o centrală electrică într-o zi. Un uragan matur, de mii de ori mai mult. Aceste fenomene sunt felul atmosferei de a scăpa rapid de căldura și umezeala acumulate.

Furtuna: o fabrică de fulgere

Totul începe cu aer cald și umed lângă sol și aer mai rece deasupra. Bulele calde urcă, se răcesc, vaporii condensează și eliberează căldură, care le împinge și mai sus. Așa crește un cumulonimbus, un turn de nori înalt de 10–15 km. În interiorul lui, curenți ascendenți puternici aruncă în sus picături, grindină și cristale de gheață, care se ciocnesc și se încarcă electric: gheața ușoară, sus, se încarcă de obicei pozitiv, iar grindina mai grea, jos, negativ. Când diferența de tensiune devine uriașă, aerul cedează: scânteia este fulgerul.

În orice clipă au loc pe Pământ aproximativ 1.800 de furtuni. Sateliții NASA au numărat în medie circa 45 de fulgere pe secundă la nivel global — aproape 4 milioane pe zi. Cele mai multe cad deasupra uscatului, la tropice; deasupra oceanelor sunt mult mai rare.

Canalul unui fulger se încălzește pentru o clipă până la circa 30.000 °C — de aproximativ cinci ori mai fierbinte decât suprafața Soarelui. Aerul se dilată exploziv și produce unda sonoră pe care o auzim ca tunet.

Cât de departe e furtuna?

Lumina ajunge la noi practic instantaneu, dar sunetul parcurge doar circa 340 de metri pe secundă — aproximativ un kilometru la fiecare trei secunde. Numără secundele dintre fulger și tunet și împarte la trei: afli distanța în kilometri. Încearcă în simularea de mai jos, care conține și categoriile uraganelor.

Uraganele: furtuni cât o țară

Deasupra oceanelor tropicale, unde apa de la suprafață depășește aproximativ 26–27 °C, mii de furtuni se pot organiza într-un singur vârtej uriaș, cu diametrul de sute de kilometri. Apa caldă este combustibilul: vaporii care se ridică și condensează eliberează enorm de multă căldură. Efectul Coriolis (vezi capitolul 9) pune totul în rotație. În centru se formează ochiul, o zonă calmă, adesea cu cer senin, înconjurată de „peretele ochiului”, unde vânturile sunt cele mai violente.

Același fenomen are trei nume: uragan în Atlantic și în nord-estul Pacificului, taifun în nord-vestul Pacificului și ciclon în Oceanul Indian și în Pacificul de Sud.

Milton, 2024: intensificarea rapidă

În octombrie 2024, uraganul Milton s-a format în Golful Mexic și a ajuns în doar câteva zile la categoria 5: într-o singură zi, viteza vântului său a crescut cu peste 100 km/h, până la aproape 290 km/h, iar presiunea din centru a coborât sub 900 hPa. A fost unul dintre cele mai intense uragane înregistrate vreodată în Atlantic. Meteorologii numesc acest fenomen intensificare rapidă: o creștere a vântului de cel puțin circa 55 km/h în 24 de ore. Milton a lovit Florida pe 9 octombrie, ca uragan de categoria 3.

Tornadele: de la nor până la sol

O tornadă este o coloană de aer care se rotește violent și coboară dintr-un nor de furtună până la sol. Este mult mai mică decât un uragan — de obicei de zeci sau sute de metri lățime — dar poate avea cele mai puternice vânturi de la suprafața Pământului. Puterea ei se estimează după pagube, pe scara Fujita îmbunătățită (EF), de la EF0 (crengi rupte) la EF5 (case smulse de pe fundații).

Statele Unite au cele mai multe tornade din lume, peste 1.000 pe an, mai ales pe „Culoarul Tornadelor” (Tornado Alley), din Texas până în Dakota de Sud. Acolo, aerul cald și umed din Golful Mexic se întâlnește cu aerul uscat din Munții Stâncoși și cu cel rece din Canada.

Tornade în România

Și în România se produc tornade, rar și de obicei slabe, mai ales vara, în Câmpia Română, Moldova și Dobrogea. Cea mai cunoscută a lovit localitatea Făcăeni din județul Ialomița, pe 12 august 2002: considerată de intensitate F3, a provocat trei morți și a avariat numeroase case. Rețeaua de radare și aplicațiile de avertizare permit azi semnalarea din timp a furtunilor periculoase (vezi capitolul 21).

Pe Pământ nu se fabrică apă nouă și nici nu se pierde. Aceeași apă circulă neîncetat între ocean, aer, uscat și ființe vii, mișcată de căldura Soarelui și trasă înapoi de gravitație. Această călătorie fără sfârșit se numește ciclul apei.

Cât de multă apă avem

Pe planetă există aproximativ 1,4 miliarde de km³ de apă. Dacă ar fi strânsă într-o singură picătură, ea ar avea un diametru de aproape 1.400 km — de două ori și jumătate mai mic decât Luna. Pământul e „planeta albastră”, dar apa este doar o peliculă subțire pe suprafața lui.

Circa 97,5% din toată apa este sărată, aproape toată în oceane și mări. Doar aproximativ 2,5% este apă dulce, iar cea mai mare parte din ea nu e la îndemână: aproape 70% e blocată în calotele glaciare și ghețari (vezi capitolul 12), iar circa 30% stă sub pământ, ca apă subterană. Râurile, lacurile, umezeala din sol și din aer reprezintă împreună doar în jur de 1% din apa dulce.

Etapele călătoriei

• Evaporarea — Soarele încălzește oceanul, lacurile și solul, iar apa devine vapori. Cea mai mare parte a evaporării are loc deasupra oceanelor. Plantele „transpiră” și ele apă prin frunze.
• Condensarea — aerul umed urcă și se răcește, iar vaporii formează picături și cristale: nori și ceață.
• Precipitațiile — ploaie, ninsoare, grindină. Vaporii din atmosferă se reînnoiesc repede: o moleculă de apă stă în aer, în medie, doar în jur de nouă zile.
• Scurgerea — apa căzută pe uscat curge în pâraie, râuri și fluvii, înapoi spre mare.
• Infiltrarea — o parte pătrunde în sol și ajunge în straturile de rocă poroasă (acvifere), unde poate rămâne de la câțiva ani la zeci de mii de ani, până iese la izvoare.

Fluviile: arterele continentelor

Amazonul este cel mai mare fluviu al lumii după volumul de apă: varsă în Atlantic în jur de o cincime din toată apa pe care râurile lumii o duc în ocean. Bazinul lui acoperă o mare parte din America de Sud, iar pădurea tropicală își produce singură o parte din ploaie: copacii pompează umezeala înapoi în aer, unde formează noi nori, care plouă mai departe, spre vest.

Pentru România, apa înseamnă în primul rând Dunărea. Lungă de circa 2.850 km, ea izvorăște din Pădurea Neagră, în Germania, străbate sau mărginește zece țări și se varsă în Marea Neagră prin Delta Dunării. Aproape tot teritoriul României face parte din bazinul ei: Mureșul, Oltul, Siretul, Prutul, chiar și Bega de la Timișoara își trimit apele, direct sau indirect, spre Dunăre.

Apa văzută din spațiu

Între 2002 și 2017, misiunea americano-germană GRACE a „cântărit” apa de pe continente: doi sateliți gemeni măsurau variații infime ale gravitației produse de apa care se adună sau dispare din sol, lacuri și acvifere. Misiunea a fost continuată din 2018 de GRACE-FO. Datele au arătat unde se golesc rezervele subterane din cauza irigațiilor intensive — de exemplu, în nordul Indiei, în Orientul Mijlociu și în California — și unde regiunile devin mai umede.

Musonul: anotimpul ploilor

În sudul Asiei, vara, uscatul se încălzește mult mai tare decât Oceanul Indian. Aerul fierbinte urcă deasupra continentului și trage după el aer umed de deasupra mării. Rezultatul este musonul, care aduce în India, în câteva luni, cea mai mare parte din ploaia anuală. De el depind recoltele și apa potabilă pentru peste un miliard de oameni. Un muson întârziat sau slab poate însemna secetă; unul prea puternic, inundații.

Ciclul apei este legat strâns de climă: aerul mai cald poate ține mai mulți vapori — cu aproximativ 7% mai mulți pentru fiecare grad Celsius. De aceea, într-o lume care se încălzește, ploile torențiale devin mai intense, chiar și acolo unde secetele devin mai frecvente (vezi capitolul 15). Pentru viața din oceane, continuă povestea cu cartea companion Oceanele.

Aproximativ o zecime din uscatul planetei este acoperită azi de gheață. Ea răcește Pământul, păstrează cea mai mare parte a apei dulci și ascunde în straturile ei arhiva climei din ultimele sute de mii de ani. Partea Pământului acoperită de gheață și zăpadă se numește criosferă.

Cum se naște un ghețar

Un ghețar începe cu zăpadă care nu se topește de la o iarnă la alta. Strat peste strat, fulgii se tasează, își pierd aerul și se transformă mai întâi în zăpadă granulară, apoi în gheață densă, adesea albăstruie. Când gheața devine destul de groasă — câteva zeci de metri —, începe să curgă încet sub propria greutate, ca un aluat foarte vâscos. Atunci zăpada a devenit ghețar.

Ghețarii curg de obicei cu câțiva centimetri până la câțiva metri pe zi. În mișcare, ei smulg roci, le târăsc și le folosesc ca pe un șmirghel uriaș: șlefuiesc stânca, sapă văi în formă de U și lasă în urmă movile de pietre numite morene.

Calotele glaciare: munți de gheață cât continentele

Pe Pământ există azi două calote glaciare (inlandsis): cea a Antarcticii și cea a Groenlandei. Calota antarctică are în medie aproape 2 km grosime și peste 4 km în locurile cele mai adânci; ea conține aproape 90% din gheața planetei. Dacă s-ar topi complet, nivelul mării ar crește cu circa 58 de metri. Calota Groenlandei, groasă de până la circa 3 km, ar adăuga încă aproximativ 7,4 metri.

Asemenea scenarii complete ar dura însă secole sau milenii. Problema de azi e alta: ambele calote pierd gheață în fiecare an, iar ritmul a crescut în ultimele decenii. În Groenlanda, vara, la suprafața gheții apar lacuri și râuri de apă de topire de un albastru intens.

Banchiza și solul înghețat

Banchiza este gheața formată din apa mării care îngheață. E mult mai subțire decât calotele, de obicei de unul–câțiva metri, și își schimbă suprafața cu anotimpurile. În Arctica, suprafața minimă din septembrie a scăzut din 1979, de când există măsurători din satelit, cu aproximativ 12–13% pe deceniu. Gheața albă reflectă lumina Soarelui; oceanul întunecat de dedesubt o absoarbe. Când gheața dispare, apa se încălzește și mai mult, iar topirea se accelerează.

Permafrostul este solul care rămâne înghețat cel puțin doi ani la rând. Acoperă aproape un sfert din uscatul emisferei nordice, în Siberia, Canada și Alaska. În el sunt închise resturi de plante și animale vechi de mii de ani — o cantitate de carbon estimată la aproape de două ori cea din atmosferă. Pe măsură ce permafrostul se dezgheață, o parte din acest carbon poate ajunge în aer ca dioxid de carbon și metan.

Ghețarii în retragere

Ghețarii montani — din Alpi, Anzi, Himalaya, Alaska — se topesc pe aproape tot globul. Un studiu internațional publicat în 2025 (GlaMBIE) a estimat că, între 2000 și 2023, ghețarii lumii, fără cele două calote, au pierdut în medie circa 270 de miliarde de tone de gheață pe an, aproximativ 5% din volumul lor total. ONU a declarat 2025 Anul internațional al conservării ghețarilor.

Ghețarul Columbia din Alaska este unul dintre ghețarii care s-au schimbat cel mai repede: din anii 1980, frontul său s-a retras cu circa 20 km. Sateliții Landsat au urmărit această retragere an de an.

Când Carpații aveau ghețari

În ultima eră glaciară, încheiată acum circa 11.700 de ani, munții cei mai înalți ai României aveau ghețari adevărați. Ei au săpat circuri glaciare — căldări cu pereți abrupți — și văi în formă de U în Făgăraș, Retezat, Parâng și Munții Rodnei. Când gheața s-a topit, în căldări au rămas lacuri: Bâlea, la circa 2.030 m altitudine, lângă Transfăgărășan; Bucura din Retezat, cel mai mare lac glaciar din România; Zănoaga, cel mai adânc.

De ce în iulie e cald la Timișoara, iar în Sydney e iarnă? De ce la Ecuator nu există „anotimpuri” ca ale noastre, iar la Polul Nord soarele nu apune luni întregi? Răspunsul ține de o singură înclinare și de felul în care lumina cade pe o planetă rotundă.

O planetă aplecată

Axa în jurul căreia se rotește Pământul nu stă „drept” față de planul orbitei, ci este înclinată cu aproximativ 23,44°. Mai important, axa păstrează aceeași direcție în spațiu tot anul — arată mereu, cu aproximație, spre Steaua Polară. Așa că, pe măsură ce Pământul ocolește Soarele, mai întâi emisfera nordică, apoi cea sudică ajung să fie aplecate spre el.

Când emisfera ta e aplecată spre Soare, se întâmplă două lucruri. Razele cad mai aproape de vertical, așa că aceeași cantitate de lumină se strânge pe o suprafață mai mică și încălzește mai tare — ca lanterna îndreptată drept în jos, nu pieziș. Și Soarele stă mai mult deasupra orizontului: zilele sunt lungi, nopțile scurte. Împreună, cele două efecte fac vara.

Solstiții și echinocții

Patru momente marchează drumul anual. În jurul datei de 21 iunie are loc solstițiul de vară (pentru emisfera nordică): Soarele stă cel mai sus pe cer, iar ziua e cea mai lungă. În jurul lui 21–22 decembrie vine solstițiul de iarnă, cu cea mai scurtă zi. Pe la 20 martie și 22–23 septembrie au loc echinocțiile, când Soarele răsare aproape exact la est, apune aproape exact la vest, iar ziua și noaptea au, peste tot pe Glob, cam câte 12 ore.

Datele exacte variază cu o zi de la un an la altul, pentru că anul nu are un număr întreg de zile. Meteorologii folosesc, din comoditate, anotimpuri „rotunde”: iarna e decembrie–februarie, vara iunie–august.

Tropice și cercuri polare

Înclinarea desenează pe hartă linii celebre. Tropicele (la circa 23,4° nord și sud) marchează cât de departe de Ecuator poate ajunge Soarele exact deasupra capului. Cercurile polare (la circa 66,6°) marchează locurile de unde, măcar o zi pe an, Soarele nu apune deloc vara și nu răsare deloc iarna. La poli, anul înseamnă practic o singură zi și o singură noapte, de câte șase luni.

Timișoara, pe simulator

Timișoara se află la circa 45,75° latitudine nordică, aproape la jumătatea drumului dintre Ecuator și Polul Nord. Asta îi dă patru anotimpuri bine conturate. Mută data și latitudinea în simularea de mai jos și urmărește cum se schimbă lungimea zilei și înălțimea Soarelui la amiază.

La solstițiul de vară, Soarele urcă la amiază până la aproape 68° deasupra orizontului, iar ziua (de la răsărit la apus) durează circa 15 ore și 40 de minute. La solstițiul de iarnă, Soarele abia ajunge la circa 21°, iar ziua se scurtează la aproximativ 8 ore și 40 de minute. Aceeași lumină cade, iarna, de peste două ori mai pieziș — de aici frigul.

Zonele climatice

Dacă vremea e starea atmosferei de azi, clima e media ei pe cel puțin 30 de ani. Cel mai folosit mod de a împărți planeta pe tipuri de climă vine de la climatologul Wladimir Köppen, care l-a publicat în jurul anului 1900 și l-a rafinat ulterior împreună cu Rudolf Geiger. Ideea lui a fost simplă și genială: vegetația e un „termometru” natural, așa că granițele climatice pot fi trase după temperatură și precipitații, acolo unde se schimbă pădurile, stepele și deșerturile.

• A — tropicală: caldă tot anul, adesea foarte umedă (Amazonia, Congo, Indonezia).
• B — uscată: evaporarea depășește ploaia — deșerturi și stepe (Sahara, Namib).
• C — temperată: ierni blânde, veri calde sau răcoroase (cea mai mare parte a Europei de Vest, Mediterana).
• D — continentală: ierni reci, cu zăpadă, și veri calde (Europa de Est, Canada, Siberia).
• E — polară: nicio lună cu adevărat caldă (Groenlanda, Antarctica, tundra).

De ce are Timișoara patru anotimpuri

România se află la granița dintre climatul temperat și cel continental. În vest, la Timișoara, influențele atlantice ajung mai ușor, așa că iernile sunt, în medie, ceva mai blânde decât în Moldova sau Bărăgan, unde suflă Crivățul (vezi capitolul 9). Carpații funcționează ca un zid care separă mase de aer diferite. Latitudinea medie aduce contrastul puternic dintre zilele lungi de vară și cele scurte de iarnă — iar acesta, mai mult decât orice, ne dă patru anotimpuri.

Termometrele măsoară temperatura de abia vreo 170 de ani. Și totuși, știm cum era clima acum 20.000, 800.000 sau 56 de milioane de ani. Planeta ține singură un jurnal — trebuie doar să știi unde să-l citești.

Cum citim trecutul

Oamenii de știință numesc „proxy” (indicatori indirecți) orice lucru din natură care a înregistrat clima fără să fi fost făcut pentru asta. Fiecare are propriul „ceas” și propria rezoluție:

• Inelele copacilor: un inel pe an, mai lat în anii buni, mai îngust în cei reci sau secetoși. Pot acoperi mii de ani.
• Coralii: cresc în straturi anuale, iar chimia scheletului lor reflectă temperatura apei.
• Sedimentele din lacuri și de pe fundul oceanelor: polen, cochilii microscopice, praf — milioane de ani, strat peste strat.
• Stalagmitele din peșteri și, mai ales, carotele de gheață.

Gheața care păstrează aer

Când zăpada se tasează în gheață, prinde între cristale bule minuscule de aer. Aceste bule sunt mostre reale din atmosfera de demult. Iar raportul dintre formele grele și ușoare ale oxigenului și hidrogenului din gheață arată cât de frig era când a căzut zăpada.

Carota extrasă de proiectul european EPICA la Dome C, în Antarctica, a ajuns la peste 3 km adâncime și acoperă circa 800.000 de ani. Ea arată opt cicluri glaciare și o legătură strânsă între temperatură și dioxidul de carbon: în erele glaciare CO₂ cobora la circa 180 ppm, în perioadele calde urca spre 280–300 ppm. Succesorul ei, proiectul Beyond EPICA, a forat până la roca de bază în 2025, cu speranța de a citi gheață de peste 1,2 milioane de ani.

Ritmul lui Milanković

De ce vin și pleacă erele glaciare? Răspunsul principal a fost calculat de un inginer și matematician sârb, Milutin Milanković, în prima jumătate a secolului XX. Orbita și axa Pământului se schimbă încet, în cicluri:

• forma orbitei trece de la aproape circulară la ușor alungită, cu ritmuri de circa 100.000 și 400.000 de ani;
• înclinarea axei oscilează între circa 22,1° și 24,5°, la aproximativ 41.000 de ani (vezi capitolul 13);
• axa se rotește lent ca un titirez (precesia), schimbând anotimpul în care suntem cel mai aproape de Soare, la circa 19.000–23.000 de ani.

Aceste cicluri nu schimbă mult energia totală primită de la Soare, dar mută lumina între emisfere și anotimpuri. Când verile nordice devin destul de răcoroase încât zăpada să nu se mai topească, gheața începe să crească. Apoi intervin amplificatorii: gheața albă reflectă lumina, iar oceanul rece absoarbe CO₂, ceea ce răcește și mai mult. Confirmarea a venit în 1976, din sedimentele oceanice — la decenii după calculele lui Milanković.

Ultima eră glaciară

Acum circa 20.000 de ani, la maximul ultimei glaciațiuni, o calotă de gheață groasă de până la aproximativ 3 km acoperea Canada și nordul Statelor Unite, iar alta se întindea peste Scandinavia până în Germania și Polonia. Atât de multă apă era blocată pe uscat încât nivelul oceanului era cu circa 120 m mai jos: se putea merge pe jos din Siberia în Alaska. În medie, planeta era cu aproximativ 5–7 °C mai rece decât în epoca preindustrială. În Carpați, ghețarii săpau căldările unde azi se află lacuri precum Bâlea și Bucura (vezi capitolul 12).

Încălzirea care a urmat a durat circa 10.000 de ani. De aproximativ 11.700 de ani trăim în Holocen, o perioadă caldă și neobișnuit de stabilă — fereastra în care au apărut agricultura, orașele și scrisul.

Extremele: Pământul-bulgăre și sera

Mergând mai departe în timp, clima a cunoscut extreme greu de imaginat. Acum circa 720–635 de milioane de ani, dovezile geologice sugerează că gheața a ajuns aproape de Ecuator, de cel puțin două ori — ipoteza „Pământului-bulgăre de zăpadă”. Cât de complet a fost înghețat oceanul rămâne în dezbatere. Ieșirea s-a produs probabil prin acumularea, timp de milioane de ani, a CO₂ eliberat de vulcani.

La celălalt capăt, acum circa 56 de milioane de ani, la Maximul Termic Paleocen–Eocen (PETM), o eliberare masivă de carbon a încălzit planeta cu aproximativ 5–8 °C în câteva mii de ani. Oceanele s-au acidifiat, multe specii marine microscopice au dispărut, iar revenirea a durat peste 100.000 de ani. Geologii îl studiază atent tocmai pentru că e un exemplu natural de injecție rapidă de carbon — deși ritmul actual de emisii este considerat mult mai rapid.

Mica Eră Glaciară

Și în istoria scrisă există oscilații. Între secolele XIV și XIX, aproximativ, multe regiuni ale emisferei nordice au trecut prin Mica Eră Glaciară: ghețarii din Alpi au înaintat, iar Tamisa din Londra a înghețat în unele ierni, găzduind celebrele „târguri pe gheață”. Răcirea a fost însă de ordinul zecimilor de grad la scara emisferei, nu a fost simultană peste tot și nu a fost o adevărată eră glaciară. Printre cauze se numără erupții vulcanice mari (vezi Tambora, în capitolul 5) și, posibil, o activitate solară mai slabă.

Capitolul anterior a arătat că clima s-a schimbat mereu, din cauze fizice clare. Acum, aceleași instrumente — termometre, sateliți, carote de gheață — arată o încălzire rapidă, iar cauza ei principală e bine identificată. Iată ce spun datele, fără exagerări și fără minimalizări.

Efectul de seră, pe scurt

Soarele încălzește suprafața Pământului, iar suprafața radiază căldura înapoi, sub formă de radiație infraroșie. Unele gaze — vaporii de apă, dioxidul de carbon (CO₂), metanul, protoxidul de azot — absorb o parte din această radiație și o trimit din nou spre sol. Fenomenul e natural și vital: fără el, temperatura medie a planetei ar fi de circa −18 °C, nu de aproximativ +15 °C.

Problema nu e efectul de seră în sine, ci întărirea lui. Arzând cărbune, petrol și gaze și tăind păduri, oamenii adaugă în atmosferă carbon care stătuse îngropat milioane de ani. Încearcă simularea de mai jos: mută nivelul de CO₂ și urmărește cum se schimbă încălzirea pe termen lung.

Ce arată măsurătorile

Înainte de epoca industrială, concentrația de CO₂ era de circa 280 ppm (părți pe milion). Organizația Meteorologică Mondială (WMO) a raportat pentru 2024 o medie globală de aproximativ 424 ppm, cu cea mai mare creștere anuală măsurată vreodată. La observatorul Mauna Loa din Hawaii, media anului 2025 a fost de circa 427 ppm. Carotele de gheață arată că un asemenea nivel nu a mai existat în cel puțin ultimii 800.000 de ani (vezi capitolul 14).

Temperatura a urmat aceeași direcție. Potrivit WMO, încălzirea globală pe termen lung este estimată azi la circa 1,3–1,4 °C față de media perioadei 1850–1900. Anul 2024 a fost cel mai cald din seria de măsurători, cu aproximativ 1,55 °C peste nivelul preindustrial — primul an calendaristic peste 1,5 °C. Anul 2025, deși influențat de condiții răcoroase La Niña, s-a numărat printre cei mai calzi trei ani, cu circa 1,44 °C. Și în România, Administrația Națională de Meteorologie a anunțat că 2024 a fost cel mai cald an din istoria măsurătorilor.

Cum știm că suntem noi

În raportul său din 2021, Grupul Interguvernamental privind Schimbările Climatice (IPCC), care sintetizează munca a mii de cercetători, a conchis că este de netăgăduit că influența umană a încălzit atmosfera, oceanul și uscatul. Dovezile se sprijină reciproc:

• Carbonul fosil are o „semnătură” chimică (izotopică) proprie, iar aceasta se regăsește tot mai mult în aerul de azi.
• Activitatea Soarelui, măsurată din satelit, nu a crescut în ultimele decenii, deci nu poate explica încălzirea.
• Stratosfera se răcește în timp ce troposfera se încălzește — exact amprenta așteptată de la gazele cu efect de seră, nu de la Soare (vezi capitolul 8).

Efectele pe care le vedem deja

Un grad și ceva pare puțin. Dar este o medie pe întreaga planetă, iar efectele nu se distribuie uniform. IPCC și WMO documentează:

• Valuri de căldură mai frecvente și mai intense, pe aproape toate continentele.
• Ploi torențiale mai puternice: aerul mai cald poate ține cu circa 7% mai mulți vapori de apă pentru fiecare grad.
• Nivelul mării în creștere: conform WMO, ritmul s-a dublat de la începutul măsurătorilor din satelit, de la circa 2,1 mm pe an (1993–2002) la circa 4,7 mm pe an (2015–2024).
• Gheața în retragere: ghețarii montani, calotele Groenlandei și Antarcticii și gheața marină arctică pierd masă (vezi capitolul 12).
• Oceanul a absorbit aproximativ 90% din căldura suplimentară și circa un sfert din CO₂-ul emis, devenind mai cald și mai acid.

Ce se face — și de ce contează fiecare zecime

În 2015, aproape toate țările lumii au semnat Acordul de la Paris: limitarea încălzirii „mult sub 2 °C” și eforturi pentru 1,5 °C. Potrivit IPCC, temperatura globală s-ar stabiliza, în linii mari, atunci când emisiile nete de CO₂ ajung la zero. Asta înseamnă că viitorul nu e scris: fiecare tonă evitată și fiecare zecime de grad contează.

Există și vești bune, concrete. Energia solară și cea eoliană s-au ieftinit spectaculos în ultimii 15 ani, iar în 2024 lumea a instalat o capacitate regenerabilă record; sursele regenerabile reprezintă azi marea majoritate a capacității electrice noi. Mașinile electrice, pompele de căldură și clădirile mai bine izolate se răspândesc rapid. Iar istoria stratului de ozon (vezi capitolul 8) arată că, atunci când știința e clară și țările acționează împreună, o problemă globală poate fi rezolvată.

Zboară de la Ecuator spre Polul Nord și vei trece prin lumi complet diferite: junglă aburindă, savană, deșert, pădure de foioase, taiga întunecată, tundră goală. Fiecare e un biom — o mare comunitate de plante și animale modelată de climă.

Ce este un biom

Un biom e definit în primul rând de două lucruri: temperatură și apă. Unde e cald și plouă mult, cresc păduri dese. Unde e cald și uscat, apar deșerturi. Unde e frig, totul încetinește. De aceea biomii seamănă mult cu zonele climatice ale lui Köppen (vezi capitolul 13): același tip de climă produce peisaje asemănătoare pe continente diferite, chiar dacă speciile sunt altele. Un cactus american și o euforbie africană arată aproape la fel, deși nu sunt rude apropiate — au rezolvat aceeași problemă, seceta, în același fel.

Pădurile tropicale: camera comorilor

Pădurile tropicale umede acoperă doar o mică parte din uscat, dar găzduiesc, după majoritatea estimărilor, peste jumătate din speciile terestre. Cea mai mare este Amazonia, întinsă pe circa 5,5 milioane de km², în nouă țări. Aici trăiește aproximativ 10% din speciile cunoscute ale planetei. Pădurea își face, în parte, propria ploaie: copacii eliberează vapori de apă care formează nori, iar norii plouă din nou peste pădure.

Deșerturile: viață cu rația

Un deșert nu se definește prin căldură, ci prin lipsa apei: în general, sub circa 250 mm de precipitații pe an. De aceea, cel mai mare deșert al lumii este, tehnic, Antarctica. Cel mai mare deșert cald este Sahara, de circa 9 milioane de km² — aproape cât Statele Unite. Doar o parte din el e acoperit de dune; restul e piatră, pietriș și platouri.

Viața de aici e un exercițiu de economie: plante cu rădăcini foarte lungi sau care așteaptă ani întregi o ploaie ca să înflorească, animale care ies doar noaptea și care își iau aproape toată apa din hrană.

Pajiști, stepe și savane

Acolo unde plouă prea puțin pentru o pădure, dar destul ca să nu fie deșert, domnesc ierburile. Savanele africane, preriile americane, pampasul și marea stepă eurasiatică sunt toate pajiști. Ierburile își țin „motorul” la nivelul solului, așa că supraviețuiesc pășunatului și focului. Stepele au și unele dintre cele mai fertile soluri: în România, Bărăganul și Dobrogea au fost cândva stepe, iar azi sunt în mare parte câmpuri agricole.

Focul face parte din viața multor biomi. În savane și în taiga, incendiile naturale curăță vegetația uscată și reîntineresc ecosistemul. Problema apare când focul devine prea frecvent sau prea intens, din cauza secetelor și a oamenilor.

Pădurile temperate și comoara Carpaților

În zonele cu patru anotimpuri cresc pădurile de foioase: stejar, fag, carpen, tei. Toamna își pierd frunzele, ca să nu piardă apă și să nu fie rupte de zăpadă iarna. Europa a defrișat cea mai mare parte a pădurilor ei originare, dar în Carpații României au supraviețuit unele dintre cele mai întinse păduri virgine de fag ale continentului.

Taiga și tundra

Mai la nord începe taiga (pădurea boreală): molizi, pini, brazi și zade, într-o bandă uriașă peste Canada, Scandinavia și Rusia. Este cel mai întins biom forestier de pe Pământ. Acele subțiri și îmbrăcate în ceară rezistă la ger, iar forma de con a copacilor lasă zăpada să alunece.

Și mai la nord, copacii renunță. Urmează tundra: mușchi, licheni, arbuști pitici, pe un sol înghețat permanent dedesubt (permafrost, vezi capitolul 12). Vara e scurtă, dar intensă — câteva săptămâni de lumină aproape continuă, când tundra înflorește și se umple de păsări migratoare.

Pământul este singurul loc din Univers despre care știm sigur că găzduiește viață. Povestea ei e lungă, plină de răsturnări și de catastrofe — și, de cele mai multe ori, microscopică.

Primii locuitori

Cele mai vechi urme de viață larg acceptate au cel puțin 3,5 miliarde de ani. Sunt stromatolitele: movile de roci stratificate, construite strat cu strat de colonii de microbi care prindeau particule de sedimente. Unele indicii chimice ar putea împinge începutul vieții și mai departe în trecut, dar ele sunt încă dezbătute. Cum anume a apărut viața din chimia Pământului timpuriu rămâne una dintre marile întrebări deschise ale științei.

Stromatolitele nu sunt doar fosile. În Golful Shark din vestul Australiei, ele încă cresc și azi, în ape foarte sărate — o fereastră directă spre lumea de acum trei miliarde de ani.

Microbii care au schimbat cerul

Timp de aproape două miliarde de ani, viața a însemnat doar celule simple. Dar unele dintre ele, cianobacteriile, au învățat să folosească lumina Soarelui pentru a desface apa și au eliberat, ca deșeu, oxigen. Acum circa 2,4 miliarde de ani, oxigenul a început să se acumuleze în atmosferă — Marea Oxidare (vezi capitolul 2). Pentru multe microorganisme de atunci, oxigenul era otravă. Pentru viitoarele animale, a fost combustibilul care le-a făcut posibile.

Explozia cambriană

Acum circa 540 de milioane de ani, în doar câteva zeci de milioane de ani — o clipă, la scară geologică — au apărut majoritatea marilor grupe de animale de azi: strămoșii insectelor, ai moluștelor, ai stelelor de mare și ai vertebratelor. Apar ochii, cochiliile, scheletele, prădătorii. De aceea numim acest moment explozia cambriană. Plantele și animalele au cucerit apoi uscatul, iar pădurile, insectele, reptilele, dinozaurii, mamiferele și păsările au urmat la rând.

Cele cinci mari extincții

Istoria vieții nu a fost o urcare liniștită. Fosilele arată cinci momente în care o mare parte a speciilor a dispărut în timp scurt:

• Sfârșitul Ordovicianului, acum circa 445 de milioane de ani — legat de o glaciațiune.
• Devonianul târziu, acum circa 372 de milioane de ani — o serie de crize în oceane.
• Sfârșitul Permianului, acum circa 252 de milioane de ani — cea mai gravă: după unele estimări au dispărut peste 80% din speciile marine, pe fondul unor erupții vulcanice uriașe în Siberia.
• Sfârșitul Triasicului, acum circa 201 milioane de ani — tot pe fondul unor erupții vulcanice masive.
• Sfârșitul Cretacicului, acum 66 de milioane de ani — cea mai cunoscută.

Ultima a fost provocată în principal de un asteroid cu diametrul de aproximativ 10 km, care a lovit lângă actuala peninsulă Yucatán din Mexic și a lăsat craterul Chicxulub, lat de circa 180 km. Praful și aerosolii aruncați în atmosferă au întunecat și răcit planeta. Au dispărut circa trei sferturi din specii, printre ele toți dinozaurii non-avieni. Păsările sunt urmașii dinozaurilor care au supraviețuit.

O zi pentru 4,54 miliarde de ani

Numerele acestea sunt greu de imaginat. Simularea de mai jos strânge întreaga istorie a Pământului într-o singură zi de 24 de ore. Pământul se formează la miezul nopții. Primele urme sigure de viață apar pe la 5:30 dimineața, Marea Oxidare vine în jurul prânzului, explozia cambriană pe la ora 21, iar dinozaurii dispar cu circa 20 de minute înainte de miezul nopții.

Iar oamenii? Specia noastră, Homo sapiens, are aproximativ 300.000 de ani — pe ceasul acesta, în jur de 6 secunde înainte de miezul nopții. Toată istoria scrisă încape într-o zecime de secundă.

Câte specii există?

Oamenii de știință au descris până acum în jur de 2 milioane de specii. Un studiu din 2011 a estimat că pe Pământ ar trăi circa 8,7 milioane de specii de plante, animale și ciuperci — deci majoritatea nu au fost încă descoperite. Și asta fără bacterii, al căror număr poate fi mult mai mare.

Nu-l vedem, nu-l simțim, dar ne apără în fiecare secundă. Câmpul magnetic al Pământului orientează busolele, ghidează păsările migratoare și deviază vântul solar. Când acesta reușește totuși să pătrundă, cerul se aprinde în verde și roșu.

Dinamul din adânc

Sub mantaua Pământului, între circa 2.900 și 5.150 km adâncime, se află nucleul exterior: un strat de fier și nichel topit (vezi capitolul 3). Căldura care urcă din nucleul interior face metalul lichid să se rotească în curenți uriași, iar rotația planetei îi răsucește în spirale. Un metal care curge produce curenți electrici, iar curenții electrici produc câmp magnetic. Acest mecanism care se auto-întreține se numește geodinam.

La suprafață, câmpul e slab — de circa o sută de ori mai slab decât un magnet de frigider. Dar el se întinde departe în spațiu și formează magnetosfera, o „bulă” turtită de vântul solar pe partea de zi și întinsă într-o coadă lungă pe partea de noapte.

Scutul care ne-a păstrat atmosfera

Soarele suflă permanent spre noi un flux de particule încărcate electric, vântul solar. Magnetosfera deviază cea mai mare parte a lui și prinde o parte din particule în centurile de radiații Van Allen, descoperite în 1958 de primul satelit american, Explorer 1. Câmpul ajută astfel la protejarea atmosferei de eroziunea vântului solar.

Marte ne arată alternativa: planeta roșie și-a pierdut câmpul magnetic global în urmă cu miliarde de ani, iar o mare parte din atmosfera ei a fost treptat pierdută în spațiu. Povestea completă e în enciclopedia Sistemul Solar.

Polii care se plimbă

Polul Nord magnetic nu coincide cu Polul Nord geografic și nu stă pe loc. Exploratorul James Clark Ross l-a localizat în 1831 în Arctica canadiană. De atunci a migrat peste o mie de kilometri, traversând Oceanul Arctic spre Siberia. În jurul anilor 2000 se deplasa cu peste 50 km pe an; în ultimii ani mișcarea a încetinit. De aceea, hărțile și sistemele de navigație folosesc World Magnetic Model, actualizat la fiecare cinci ani — cea mai recentă versiune a apărut în decembrie 2024.

Inversări de poli

De-a lungul istoriei geologice, câmpul magnetic s-a inversat de multe ori: nordul magnetic a devenit sud și invers. Dovada e scrisă în rocile de pe fundul oceanelor. Lava care se răcește la dorsale „îngheață” direcția câmpului din acel moment, așa că fundul mării e brăzdat de benzi magnetice alternante, simetrice de o parte și de alta a dorsalei — una dintre probele-cheie ale tectonicii plăcilor (vezi capitolul 4).

Ultima inversare completă a avut loc acum circa 780.000 de ani. Intervalele dintre inversări sunt neregulate, de la zeci de mii la zeci de milioane de ani. O inversare durează, după estimările actuale, de ordinul miilor de ani. Câmpul a slăbit cu aproape 10% în ultimele aproximativ două secole, dar asta nu înseamnă neapărat că o inversare e iminentă.

Aurorele: cerul care arde

Când vântul solar e puternic — mai ales după o erupție pe Soare — particulele pătrund în magnetosferă și coboară de-a lungul liniilor de câmp spre zonele din jurul polilor. Acolo, la circa 100–300 km altitudine, ciocnesc atomii și moleculele atmosferei și le fac să strălucească, ca într-un tub de neon. Oxigenul dă verdele obișnuit și, mai sus, roșul; azotul adaugă nuanțe de albastru și violet. În nord vorbim de aurora boreală, în sud de aurora australă.

În mod normal, aurorele se văd în Scandinavia, Islanda, Canada sau Alaska. Dar pe 10–11 mai 2024 a avut loc cea mai puternică furtună geomagnetică din ultimele două decenii, prima de nivel G5 („extrem”) din 2003. Aurora a putut fi văzută și fotografiată în toată România, din Maramureș până la Marea Neagră. NASA și NOAA au anunțat în octombrie 2024 că Soarele intrase în perioada de maxim a ciclului său de activitate.

STEVE, misterul violet

În 2016, un grup de pasionați de aurore din Canada a fotografiat o panglică violetă, îngustă, care nu semăna cu aurorele obișnuite. I-au spus în glumă „Steve”. Cercetătorii au descoperit că e un fenomen diferit: un curent foarte rapid de gaz ionizat fierbinte, care nu e produs de particule care „plouă” din spațiu, ca aurora. Numele a rămas, transformat într-un acronim: Strong Thermal Emission Velocity Enhancement.

Aproape tot ce ai citit în această carte — ghețarii care se retrag, uraganele care se întețesc, pădurile care ard, nivelul mării care crește — știm cu precizie datorită unor ochi care ne privesc de sus, zi și noapte.

O privire care a schimbat totul

Până la mijlocul secolului XX, nimeni nu văzuse Pământul întreg. În decembrie 1968, echipajul Apollo 8 a fotografiat planeta ridicându-se deasupra orizontului Lunii — imaginea cunoscută ca „Earthrise”. Patru ani mai târziu, în decembrie 1972, astronauții Apollo 17 au surprins discul complet, luminat de Soare: „Blue Marble”, „bila albastră”. Cele două fotografii au devenit simboluri ale mișcării pentru protecția mediului: o planetă mică, rotundă, fără granițe desenate, plutind în întuneric.

De atunci, privirea din spațiu a devenit o unealtă de lucru. Astăzi, sute de sateliți de observare a Pământului, lansați de agenții spațiale și de companii din toată lumea, măsoară temperatura oceanului, umiditatea solului, grosimea gheții, poluarea aerului și chiar înălțimea copacilor.

Landsat: cel mai lung jurnal al uscatului

Pe 23 iulie 1972, NASA a lansat primul satelit din programul care avea să devină Landsat. De atunci, un satelit Landsat după altul a fotografiat fiecare colț al uscatului, iar astăzi Landsat 8 și Landsat 9 continuă munca. Rezultatul este cea mai lungă înregistrare continuă a suprafeței Pământului văzute din spațiu: peste 50 de ani de imagini.

Puterea acestei arhive vine din comparație. Pui alături o imagine din anii 1980 și una de azi și vezi cum s-a extins un oraș, cum a dispărut o pădure, cum a renăscut vegetația pe versanții vulcanului Saint Helens după erupția din 1980 sau cât s-a retras ghețarul Columbia (vezi capitolul 12). Din 2008, toată arhiva Landsat este gratuită pentru oricine.

Sateliții vremii și semnalele GPS

Primul satelit meteorologic reușit, TIROS-1, a fost lansat de SUA în 1960. Astăzi, prognozele din capitolul 9 se bazează pe două familii de sateliți. Cei geostaționari stau la circa 36.000 km deasupra ecuatorului și se rotesc odată cu Pământul, așa că „privesc” mereu aceeași emisferă și pot urmări o furtună minut cu minut. Cei pe orbite polare zboară mult mai jos, trec pe deasupra polilor și, pe rând, scanează toată planeta în detaliu. Europa își operează sateliții meteo prin EUMETSAT, organizație din care face parte și România.

Navigația din telefonul tău vine tot din spațiu. Sistemul american GPS are în jur de 30 de sateliți activi, la circa 20.000 km altitudine; Europa are sistemul propriu, Galileo. Receptorul măsoară cât timp a călătorit semnalul de la mai mulți sateliți și își calculează poziția. Geologii folosesc stații GPS fixe ca să măsoare, la nivel de milimetri, cum se mișcă plăcile tectonice (vezi capitolul 4).

Pământul noaptea

În 2012, NASA a publicat „Black Marble”, „bila neagră”: o hartă a Pământului noaptea, compusă din imagini fără nori luate de satelitul Suomi NPP. Senzorul lui este atât de sensibil încât distinge lumina unui singur șir de felinare sau a unui vapor izolat. Noaptea, planeta își arată oamenii: coastele luminate, autostrăzile ca niște mărgele, deșerturile și pădurile aproape complet întunecate.

Hărțile nocturne sunt folosite și în situații de urgență: după un uragan sau un cutremur, zonele rămase brusc în întuneric arată unde a căzut rețeaua electrică și unde e nevoie de ajutor.

Efectul de ansamblu

Mulți astronauți descriu o schimbare profundă după ce văd Pământul din spațiu: senzația că planeta e fragilă, că atmosfera e doar o pojghiță subțire (vezi capitolul 8) și că granițele dintre țări nu se văd. Scriitorul american Frank White a numit această experiență, într-o carte din 1987, „overview effect” — „efectul de ansamblu”.

Puțini dintre noi vom zbura pe orbită. Dar imaginile satelitare sunt astăzi gratuite și la un clic distanță — iar din cartea despre Sistemul Solar poți vedea cum arată „punctul albastru” chiar și de la marginea lui.

Timp de miliarde de ani, Pământul a fost modelat de vulcani, ghețari, râuri și viață. În ultimele câteva secole, o nouă forță s-a alăturat lor: noi.

Opt miliarde de oameni

Omenirea a ajuns la primul miliard de oameni abia pe la începutul secolului XIX. Al doilea miliard a venit în jurul anului 1927, iar pe 15 noiembrie 2022, după estimarea ONU, populația lumii a trecut de 8 miliarde. În 2025 eram în jur de 8,2 miliarde. Creșterea a încetinit însă: în multe țări, inclusiv în România, se nasc mai puțini copii decât înainte. Proiecțiile ONU arată că populația mondială ar putea atinge un vârf în a doua jumătate a acestui secol, apoi să scadă ușor.

Explozia populației nu a venit dintr-o creștere a nașterilor, ci din faptul că oamenii au început să moară mult mai rar de tineri: apa curată, vaccinurile, antibioticele și hrana mai abundentă au dublat speranța de viață în aproximativ un secol.

Cum folosim uscatul

Dacă scazi deșerturile, ghețarii și munții goi, rămâne uscatul „locuibil”. Aproape jumătate din el este folosit pentru agricultură — câmpuri și pășuni. Pădurile ocupă o altă mare parte, iar orașele, oricât de întinse par, acoperă doar în jur de 1% din el. Cea mai mare parte a terenului agricol servește creșterii animalelor, prin pășuni și culturi de furaje, deși carnea și lactatele aduc o parte mult mai mică din caloriile omenirii.

Peste jumătate din omenire trăiește astăzi în orașe și localități urbane. Orașele consumă multă energie, dar oferă și soluții: transport în comun, clădiri mai eficiente, servicii aproape de oameni. Cum ai văzut în capitolul 19, din spațiu, noaptea, ele se văd ca niște galaxii de lumină.

Animația de mai sus arată focurile detectate de sateliți de-a lungul unui an. Multe dintre ele nu sunt incendii sălbatice, ci focuri puse de oameni: pentru curățarea terenului sau arderea resturilor agricole — încă un semn cât de mult modelăm suprafața planetei.

Antropocenul: epocă geologică sau nu?

În 2000, chimistul Paul Crutzen, laureat al Premiului Nobel pentru cercetările despre stratul de ozon, a popularizat ideea că trăim într-o nouă epocă geologică: Antropocenul, „epoca omului”. Un grup de lucru al geologilor a studiat-o timp de 15 ani și a propus ca ea să înceapă în anii 1950, marcată, printre altele, de urmele testelor nucleare din sedimentele lacului Crawford din Canada.

În martie 2024, însă, comisia geologică responsabilă a respins propunerea, iar decizia a fost confirmată de Uniunea Internațională a Științelor Geologice. Oficial, trăim tot în Holocen, epoca începută după ultima glaciațiune (vezi capitolul 14). Termenul „Antropocen” rămâne totuși larg folosit, informal, pentru a descrie impactul uman asupra planetei.

Viața sălbatică sub presiune

Raportul Living Planet din 2024 (WWF și Societatea Zoologică din Londra) a calculat că populațiile de animale sălbatice monitorizate s-au redus, în medie, cu 73% între 1970 și 2020. Cauzele principale sunt pierderea habitatelor, mai ales prin agricultură, urmată de exploatarea excesivă, speciile invazive, bolile, poluarea și schimbările climatice.

Povești de succes

Istoria recentă arată și că lucrurile se pot îndrepta atunci când oamenii se pun de acord. Stratul de ozon se reface după interzicerea freonilor prin Protocolul de la Montreal, din 1987 (vezi capitolul 8). Benzina cu plumb a fost scoasă din uz în toată lumea, ultima țară care o mai vindea renunțând în 2021. În Europa, emisiile de dioxid de sulf — cauza principală a ploilor acide — au scăzut drastic față de anii 1980, iar aerul multor orașe este azi mai curat decât acum câteva decenii.

Nu toate problemele au o rezolvare la fel de simplă ca interzicerea unei substanțe. Dar exemplele de mai sus arată un tipar: știința identifică problema, măsurătorile o confirmă, iar deciziile comune și tehnologia o pot rezolva.

Aceleași forțe care fac din Pământ o planetă vie — plăcile care se mișcă, apa care circulă, atmosfera care se încălzește — pot deveni, din când în când, periculoase. Vestea bună: pregătirea face o diferență reală.

Hazard, risc și dezastru

Specialiștii fac o distincție utilă. Un hazard este fenomenul natural în sine: un cutremur, o ploaie torențială, un val de căldură. Riscul depinde de cât de expuși și de cât de vulnerabili suntem: un cutremur puternic într-un deșert gol nu face victime, același cutremur sub un oraș cu clădiri vechi poate fi o tragedie. Un dezastru apare atunci când hazardul depășește capacitatea comunității de a face față.

De aceea, deși nu putem opri un cutremur sau o furtună, putem reduce mult urmările lor: prin clădiri mai sigure, prin avertizări din timp și prin oameni care știu ce au de făcut.

Riscurile României

Cutremurele sunt riscul cel mai temut. Cum ai văzut în capitolul 6, zona Vrancea produce cutremure la adâncimi intermediare, simțite pe suprafețe uriașe; cel din 4 martie 1977 a lovit cel mai greu Bucureștiul. Și Banatul, inclusiv zona Timișoarei, are cutremure proprii, mai mici și mai puțin adânci.

Inundațiile sunt printre cele mai frecvente dezastre naturale din țară. În 2005, viituri repetate au lovit multe județe, de primăvara până în toamnă. În septembrie 2024, ploile aduse de ciclonul Boris au produs inundații devastatoare în județul Galați, unde mai multe persoane și-au pierdut viața, iar sute de case au fost distruse sau avariate.

Lista continuă: secetele, tot mai dese în sudul și estul țării; valurile de căldură, periculoase mai ales pentru vârstnici, copii mici și bolnavi cronici; alunecările de teren, frecvente în Subcarpați și pe dealurile Moldovei după ploi lungi; incendiile de vegetație, de multe ori pornite de la arderea miriștilor; furtunile cu grindină și vânt puternic (vezi capitolul 10).

Avertizarea timpurie

Un mesaj primit cu câteva ore — sau chiar câteva secunde — înainte poate salva vieți. În România, sistemul RO-ALERT trimite mesaje de avertizare direct pe telefoanele mobile aflate într-o anumită zonă, fără să fie nevoie de vreo aplicație: despre inundații iminente, furtuni severe, incendii sau alte pericole. Mesajul vine cu un sunet distinct și conține instrucțiuni scurte. Citește-l și urmează-l.

Administrația Națională de Meteorologie emite avertizări cu coduri de culoare — galben, portocaliu și roșu — pentru ploi, vânt, caniculă sau ger. Institutul Național pentru Fizica Pământului (INFP) monitorizează permanent seismele; pentru cutremurele din Vrancea, distanța până la București permite, teoretic, o avertizare automată de până la circa 25 de secunde înainte de sosirea undelor puternice. Puțin, dar suficient pentru a opri trenuri, a închide valve de gaz sau a te adăposti.

Ce poți face de azi

În timpul unui cutremur

Regula recomandată de specialiști în toată lumea are trei pași: „Aplecă-te, acoperă-te, ține-te!” Lasă-te pe genunchi înainte să te doboare mișcarea, acoperă-ți capul și gâtul, ideal sub o masă solidă, și ține-te de ea până se oprește zguduitul. Abia apoi ieși, calm, pe scări — nu cu liftul. Dacă ești afară, depărtează-te de clădiri, stâlpi și cabluri.

Trusa de urgență

• apă și alimente neperisabile pentru cel puțin trei zile, pentru fiecare membru al familiei;
• lanternă, radio cu baterii și baterii de rezervă, o baterie externă pentru telefon;
• trusă de prim ajutor și medicamentele de care ai nevoie zilnic;
• copii ale actelor importante, puțini bani în numerar, un fluier, haine groase.

Planul familiei

Stabiliți dinainte un loc de întâlnire în afara casei și o persoană de contact dintr-un alt oraș, pe care o sună toți. Aflați unde se închid gazul, apa și curentul. Fixați de perete dulapurile înalte și rafturile grele. Numărul unic pentru urgențe, în România și în toată Uniunea Europeană, este 112.

Ai străbătut planeta de la nucleu până la marginea spațiului. Aici sunt adunate toate uneltele interactive din carte și, la final, un test cu paisprezece întrebări din toate capitolele.

Cum se folosesc simulările

Fiecare simulare din această carte este un mic laborator. Nu e un film, ci un model: tu alegi valorile — adâncimea, altitudinea, magnitudinea unui cutremur, data și latitudinea, cantitatea de CO₂ — iar pagina calculează pe loc ce se întâmplă, pe baza acelorași legi fizice și date pe care le folosesc geologii, meteorologii și climatologii. Modelele sunt simplificate ca să încapă pe un ecran, dar cifrele importante sunt reale.

Folosește-le ca un cercetător: pune-ți întâi o întrebare („Cât de lungă e ziua la Timișoara de Crăciun?”), fă o predicție, apoi verifică. Când rezultatul te surprinde, înseamnă că ai învățat ceva.

Toate simulările din carte

Testul final

Paisprezece întrebări din toată cartea, de la nașterea Pământului până la cum ne pregătim pentru un cutremur. După fiecare răspuns vezi explicația. Mult succes!

Albedo

Proporția din lumina Soarelui pe care o suprafață o reflectă înapoi. Zăpada proaspătă reflectă cea mai mare parte; oceanul și pădurile, foarte puțin. Pământul, în ansamblu, reflectă cam 30%.

Anticiclon

Zonă de presiune atmosferică ridicată, în care aerul coboară lent; aduce de obicei vreme stabilă și senină, iarna uneori ceață și frig.

Antropocen

Termen propus pentru o epocă geologică marcată de impactul omului; în 2024, geologii au decis să nu-l adopte oficial, dar este folosit larg, informal.

Astenosferă

Stratul din partea de sus a mantalei, fierbinte și ușor plastic, pe care alunecă plăcile tectonice.

Atmosferă

Învelișul de gaze din jurul Pământului: circa 78% azot, 21% oxigen, aproape 1% argon și urme de alte gaze, inclusiv dioxid de carbon.

Auroră

Lumină colorată pe cerul nopții, produsă când particulele venite de la Soare, dirijate de câmpul magnetic, lovesc atomii din atmosfera înaltă.

Biom

Mare comunitate de plante și animale adaptate unui anumit climat: pădurea tropicală, deșertul, stepa, taigaua, tundra.

Biosferă

Totalitatea ființelor vii de pe Pământ și a locurilor în care trăiesc, de la adâncul oceanului până în atmosfera joasă.

Calotă glaciară

Masă uriașă de gheață care acoperă un continent sau o insulă mare; azi există două, în Antarctica și în Groenlanda.

Carotă de gheață

Cilindru de gheață extras prin foraj dintr-un ghețar sau o calotă; bulele de aer prinse în el păstrează compoziția atmosferei de acum sute de mii de ani.

Ciclon tropical

Furtună uriașă care se rotește în jurul unui centru de presiune joasă, alimentată de oceanul cald; se numește uragan, taifun sau ciclon, după regiune.

Ciclul rocilor

Transformarea lentă și continuă a rocilor dintr-un tip în altul — magmatice, sedimentare, metamorfice — prin topire, eroziune, presiune și căldură.

Ciclurile Milankovitch

Variații lente ale orbitei Pământului și ale înclinării axei sale, cu perioade de zeci de mii de ani, care au declanșat alternanța erelor glaciare.

Convecție în manta

Mișcarea extrem de lentă a rocii fierbinți din manta, care urcă, se răcește și coboară; este motorul tectonicii plăcilor.

Crivăț

Vânt rece și uscat de iarnă, dinspre nord-est, care bate în estul și sudul României și poate produce viscole.

Efect de seră

Reținerea unei părți din căldura radiată de Pământ de către gaze ca vaporii de apă și dioxidul de carbon; natural, el face planeta locuibilă, dar CO₂-ul adăugat de oameni îl intensifică.

Efectul Coriolis

Devierea aparentă a vânturilor și curenților din cauza rotației Pământului: spre dreapta în emisfera nordică, spre stânga în cea sudică.

Epicentru

Punctul de pe suprafața Pământului aflat exact deasupra locului unde începe un cutremur.

Eroziune

Desprinderea și transportul rocii și solului de către apă, vânt, gheață sau gravitație; în timp, roade chiar și cei mai înalți munți.

Falie

Fractură în scoarța Pământului de-a lungul căreia blocurile de rocă s-au deplasat unul față de altul; cutremurele se produc prin alunecări pe falii.

Föhn

Vânt cald și uscat care coboară pe versantul unui munte după ce aerul și-a pierdut umezeala urcând pe versantul opus; apare și în Carpați.

Front atmosferic

Limita dintre două mase de aer cu temperaturi și umidități diferite; trecerea unui front aduce de obicei nori, precipitații și schimbare de vreme.

Geodinam

Mecanismul prin care mișcările fierului topit din nucleul exterior generează câmpul magnetic al Pământului.

Ghețar

Masă de gheață formată din zăpadă tasată de-a lungul anilor, care curge încet la vale sub propria greutate.

Hipocentru

Locul din adâncul Pământului unde începe ruptura unui cutremur; numit și focar. La cutremurele din Vrancea, se află de obicei la 60–200 km adâncime.

Linia Kármán

Altitudinea de 100 km, folosită convențional ca graniță între atmosfera Pământului și spațiul cosmic.

Litosferă

Învelișul rigid al Pământului, format din scoarță și partea de sus a mantalei, spart în plăci tectonice.

Magmă

Rocă topită aflată sub suprafață; când iese la suprafață printr-o erupție, se numește lavă.

Magnitudine

Măsură a energiei eliberate de un cutremur; fiecare treaptă în plus înseamnă de circa 32 de ori mai multă energie.

Manta

Stratul gros de rocă fierbinte dintre scoarță și nucleu, care coboară până la circa 2.900 km adâncime și formează cea mai mare parte din volumul Pământului.

Marea Oxidare

Creșterea oxigenului din atmosferă, acum circa 2,4 miliarde de ani, produsă de cianobacteriile care făceau fotosinteză.

Nucleu

Centrul Pământului, din fier și nichel: un nucleu exterior lichid și un nucleu interior solid, fierbinte cât suprafața Soarelui.

Pangea

Supercontinentul care a reunit aproape tot uscatul planetei; s-a format acum circa 335 de milioane de ani și a început să se rupă acum circa 175 de milioane de ani.

Permafrost

Sol sau rocă rămasă înghețată cel puțin doi ani la rând; acoperă mari suprafețe din Arctica și conține mult carbon.

Placă tectonică

Una dintre bucățile mari și rigide în care este spartă litosfera; plăcile se mișcă cu câțiva centimetri pe an.

Punct fierbinte

Loc în care o coloană de rocă fierbinte urcă din adâncul mantalei și străpunge placa de deasupra, formând vulcani, ca în Hawaii sau Islanda.

Rocă magmatică

Rocă formată prin răcirea și solidificarea magmei sau a lavei, de exemplu granitul și bazaltul.

Rocă metamorfică

Rocă transformată de căldură și presiune mare fără să se topească, de exemplu marmura și șisturile.

Rocă sedimentară

Rocă formată din straturi de nisip, mâl, resturi de organisme sau minerale depuse și întărite în timp, de exemplu gresia și calcarul.

Stratosferă

Stratul atmosferei de deasupra troposferei, până la circa 50 km; aici se află stratul de ozon.

Stratovulcan

Vulcan înalt, conic, construit din straturi alternante de lavă și cenușă; erupțiile lui sunt adesea explozive, ca la Vezuviu sau Pinatubo.

Stratul de ozon

Zonă din stratosferă bogată în ozon, care absoarbe cea mai mare parte din radiația ultravioletă periculoasă a Soarelui.

Subducție

Procesul prin care o placă tectonică se scufundă sub alta, înapoi în manta; produce gropi oceanice, vulcani și cutremure puternice.

Troposferă

Stratul de jos al atmosferei, gros de circa 8–18 km, în care se petrece aproape toată vremea.

Unde seismice

Vibrațiile care pornesc de la un cutremur și străbat Pământul; viteza și drumul lor le-au arătat cercetătorilor structura interioară a planetei.

Vulcan scut

Vulcan larg, cu pante line, construit din lavă fluidă care curge departe; Mauna Loa din Hawaii este cel mai mare exemplu.

Zircon

Mineral foarte rezistent care poate supraviețui miliarde de ani; cristale de zircon din Jack Hills, Australia, au circa 4,4 miliarde de ani.

Surse principale

Datele despre structura și istoria Pământului — vârsta planetei, straturile interioare, plăcile tectonice, vulcanii, cutremurele și câmpul magnetic — provin în principal de la NASA (NASA Earth Science, Earth Observatory și Scientific Visualization Studio), de la Serviciul Geologic al SUA (USGS), inclusiv programul său pentru riscul seismic, și de la Programul Global de Vulcanism al Instituției Smithsonian. Informațiile despre cutremurele din România, inclusiv despre zona Vrancea și seismele din 1940 și 1977, provin de la Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Pământului (INFP).

Datele despre atmosferă, vreme și climă provin de la Organizația Meteorologică Mondială (WMO) — inclusiv rapoartele anuale privind starea climei globale, cu evaluările pentru 2024 și 2025 —, de la NASA și NOAA (concentrația de CO₂ măsurată la Mauna Loa, temperatura globală), din rapoartele Grupului Interguvernamental privind Schimbările Climatice (IPCC), în special al Șaselea Raport de Evaluare, și din evaluările științifice ale stratului de ozon realizate sub egida WMO și UNEP. Informațiile despre vremea și avertizările meteo din România provin de la Administrația Națională de Meteorologie.

Cifrele despre populație provin de la Organizația Națiunilor Unite (World Population Prospects), cele despre declinul faunei sălbatice din raportul Living Planet 2024 (WWF și Societatea Zoologică din Londra), iar decizia privind Antropocenul din comunicatele Uniunii Internaționale a Științelor Geologice (2024). Recomandările de pregătire pentru situații de urgență urmează ghidurile Inspectoratului General pentru Situații de Urgență (IGSU) și recomandările internaționale de tipul „aplecă-te, acoperă-te, ține-te”. Pentru evenimentele recente (2022–2026) au fost folosite comunicatele oficiale ale agențiilor și relatările presei științifice. Valorile rotunjite sunt aproximative; unele cifre — concentrația de CO₂, temperatura medie globală, populația lumii — se schimbă de la an la an.

Imagini și video

Fotografiile și video-urile din carte provin din arhivele publice ale NASA: imagini făcute de astronauți de pe Stația Spațială Internațională și de pe naveta spațială, imagini de la sateliții de observare a Pământului (inclusiv Landsat, program comun NASA–USGS) și vizualizări ale Scientific Visualization Studio. Conform politicii NASA, materialele produse de agenție nu sunt, în general, protejate de drepturi de autor; creditul fiecărei imagini apare sub ea. NASA nu sponsorizează și nu girează această carte.

Simulările (călătoria spre centrul Pământului, deriva plăcilor, puterea cutremurelor, urcarea prin atmosferă, fulgerul și tunetul, anotimpurile, efectul de seră și ceasul geologic) sunt desenate în timp real în pagină, pe baza datelor din sursele de mai sus; unele scări sunt comprimate ca să încapă pe ecran.

Despre această ediție

Ediția din noiembrie 2026. Conținutul reflectă cunoștințele științifice disponibile la această dată. Pământul se schimbă sub ochii noștri — și la fel se schimbă și ce știm despre el: în fiecare an apar noi date de la sateliți, noi carote de gheață, noi măsurători ale scoarței în mișcare. Dacă ceva s-a schimbat de atunci, înseamnă că am mai aflat ceva despre singura planetă pe care o numim acasă.

Autor

Concepție, design și realizare: Horațiu Hot.

Of all the planets we know, only one has oceans of liquid water, a blue sky, forests, storms — and people who wonder how it all works. This book is its story.

A mid-sized planet with a long biography

Earth formed about 4.54 billion years ago, from the same cloud of gas and dust that gave birth to the Sun and the other planets. Its mean diameter is about 12,742 km: if you could drive at 100 km/h in a straight line through its centre, you would reach the other side after more than five days.

It is not the largest planet in the Solar System — Jupiter could swallow it more than a thousand times over. But it is the densest: on average, each cubic centimetre of Earth weighs about 5.5 grams, five and a half times as much as water. The secret lies deep down, in a core of iron and nickel that we will explore in Chapter 3. You can read about our cosmic neighbours in the first book of the series, The Solar System.

Four “spheres” working together

Scientists describe Earth as a system made of four great parts, called “spheres”, which constantly exchange matter and energy:

• The geosphere — solid and molten rock, from the crust under our feet down to the metallic core.
• The hydrosphere — all the water: oceans, rivers, lakes, groundwater, ice and vapour.
• The atmosphere — the envelope of gases that gives us air, weather and protection from radiation.
• The biosphere — every living thing, from bacteria to forests and whales.

No sphere works alone. A volcano (geosphere) pours gases into the air (atmosphere); rain (hydrosphere) slowly dissolves rock; plants (biosphere) pull carbon dioxide out of the air and release oxygen. The climate, the soil and even the composition of the air you breathe are the result of this conversation, billions of years old.

What makes Earth unique

Two things set it apart from every other world we know. The first is life. So far, Earth is the only place in the Universe where we know for certain that life exists. The second is plate tectonics. The planet’s outer shell is broken into huge plates that move slowly, collide and slide beneath one another. Earth is the only planet known for certain to have active plate tectonics.

The two are probably linked. Moving plates recycle rock, bring fresh material to the surface through volcanoes and, over millions of years, help keep the climate relatively stable. Life, in turn, has transformed the planet: almost all the oxygen in the air was produced by living things.

The photograph that changed how we see

On 24 December 1968, the crew of Apollo 8 were orbiting the Moon when Earth appeared in the capsule window, rising above the lunar horizon. Astronaut William Anders photographed the moment. The image, known as Earthrise, showed for the first time, in colour, the whole planet as a small, fragile object hanging in the dark.

The photograph became a symbol. Many historians link it to the birth of the modern environmental movement; the first Earth Day was celebrated in 1970. For the first time, people could see that there are no borders drawn on the planet, and that the atmosphere is only a thin film.

How to read this book

We will travel from the depths to the sky. First, the birth of the planet and its interior; then tectonic plates, volcanoes, earthquakes and mountains. We climb into the atmosphere, through weather, storms, water and ice, to the seasons and the history of climate. We end with life, the magnetic field, the view from space and the place of people on the planet. The ocean appears here only as part of the system; for its depths, read “The Oceans”, from the same series.

Along the way you will find interactive simulations — a journey to the centre of the Earth, an earthquake you can “tune”, a clock of the planet’s history — and a final quiz in Chapter 22.

Nobody was there when Earth was born. And yet, from meteorites, tiny crystals and ancient rocks, geologists have pieced together a spectacular story: a molten planet, a cosmic collision and a sky without oxygen.

From dust, a planet

About 4.6 billion years ago, a cloud of gas and dust in the galaxy collapsed under its own weight. At its centre the Sun ignited; around it remained a spinning disc of matter. In this disc, dust grains stuck together, forming pebbles, then boulders, then bodies kilometres across, called planetesimals. The process is called accretion.

Larger bodies pulled in more and more material by gravity. Collisions grew ever more violent, and within a few tens of millions of years a planet close to its present size had gathered in the region where we are now. Earth’s age, about 4.54 billion years, marks this period of formation.

A molten planet and the “iron catastrophe”

The young Earth was hot: repeated impacts, radioactive elements and the squeeze of its own mass heated it until much of it melted. For a while, the surface was probably an ocean of magma.

In a molten planet, materials separate by weight, like oil and water. Iron and nickel, being very dense, sank towards the centre and formed the core. Lighter rock, rich in silicon and oxygen, stayed on top, forming the mantle and, later, the crust. Geologists call this great sorting differentiation; the moment when iron “drained” to the centre is sometimes vividly called the “iron catastrophe”, because it released an enormous amount of heat.

Theia and the birth of the Moon

The most widely accepted explanation for the Moon’s origin today is the giant-impact hypothesis. According to it, shortly after Earth formed, a body roughly the size of Mars, called Theia, collided with our planet. The blow flung into space a cloud of vaporised and molten rock, which gathered in orbit and formed the Moon.

The hypothesis explains why the Moon has only a small iron core and why the rocks brought back by the Apollo astronauts are chemically so strikingly similar to Earth’s. The details — the angle of the impact, how much of Theia ended up in the Moon — are still being studied.

The Hadean and the oldest traces

The first period of Earth’s history, from its formation to about 4 billion years ago, is called the Hadean, after Hades, the Greek god of the underworld. The name suggests an inferno, but recent discoveries paint a more nuanced picture.

In the Jack Hills of Western Australia, tiny crystals of zircon have been found that are about 4.4 billion years old — the oldest known fragments of terrestrial material. Their composition suggests that liquid water, and perhaps an early solid crust, already existed very early on.

The oldest whole rocks are younger. The Acasta Gneiss, in northwestern Canada, is about 4 billion years old. Older rocks have been melted, buried or eroded by the tireless movement of the plates.

The first sky: no oxygen

The atmosphere of the early Earth was nothing like ours. Volcanoes released water vapour, carbon dioxide, nitrogen and other gases; some of the water and other volatile substances may also have arrived with asteroids and comets. Free oxygen was almost absent. When the crust cooled, the vapour condensed and fell as rain, filling the first oceans.

There was another oddity: the young Sun shone with only about 70–75% of its present brightness. Even so, Earth was not frozen solid — probably thanks to a stronger greenhouse effect, sustained by gases such as carbon dioxide.

The Great Oxidation

The decisive change came from life. Microorganisms called cyanobacteria learned to use sunlight for photosynthesis, releasing oxygen as a by-product. At first, the oxygen was “used up” by iron dissolved in the oceans, which rusted and settled on the seafloor, forming striped rocks called banded iron formations.

About 2.4 billion years ago, oxygen finally began to build up in the air. The event is called the Great Oxidation. For many organisms of the time, oxygen was a poison; for others, a new source of energy that opened the way, much later, to animals and to us. The story of life continues in Chapter 17.

Beneath your feet lie more than 6,000 kilometres of rock and metal, at temperatures comparable to the surface of the Sun. No one has ever been there. And yet we know quite well what it looks like — because we have learned to “listen” to the planet.

A layered planet

From the surface to the centre is, on average, about 6,371 km. Along the way, Earth is divided into layers, like an onion — or, more accurately, like a peach: a thin skin, a thick fleshy middle and a hard stone.

• The crust — the rocky skin we live on. Under the oceans it is thin, about 5–10 km, and made mostly of basalt. Under the continents it averages 30–40 km and can exceed 60–70 km beneath major mountain ranges.
• The mantle — a layer of hot rock almost 2,900 km thick, making up most of the planet’s volume.
• The outer core — from about 2,900 to 5,150 km deep: molten, moving iron and nickel.
• The inner core — a solid ball of iron and nickel with a radius of about 1,220 km.

Try the simulation below: descend from the surface to the centre and see which layers you pass through.

The core: an iron Sun

In the inner core, the temperature reaches about 5,200 °C, roughly the same as the surface of the Sun. So why isn’t it molten? Because of pressure: down there it is around three and a half million times the air pressure at sea level. The iron atoms are squeezed so tightly that they remain solid, even though they are white-hot.

Above it, in the outer core, the pressure is lower and the iron is liquid. The motion of this electrically conducting molten metal generates Earth’s magnetic field — the shield we will meet in Chapter 18.

How we see through the planet

We cannot travel down into the mantle, but we can send something through it: the seismic waves produced by earthquakes. They pass through the planet and are recorded by seismographs all over the world. Their speed and path change when they move from one material to another — just as light bends when it enters water.

There are two main kinds of deep-travelling waves. P waves (primary) compress and stretch the rock and pass through solids, liquids and gases. S waves (secondary) shake rock sideways and cannot pass through liquids. Seismologists noticed that, on the far side of the planet from a large earthquake, S waves are missing. The conclusion: deep down there is a liquid layer — the outer core.

Three discoveries

1. In 1909, the Croatian seismologist Andrija Mohorovičić discovered the boundary between crust and mantle, known today simply as the “Moho”.
2. In 1914, Beno Gutenberg estimated the depth of the core at about 2,900 km.
3. In 1936, the Danish seismologist Inge Lehmann noticed faint waves that should not have existed if the core were entirely liquid. She proposed a solid inner core — an idea later confirmed.

How deep we have dug

The deepest hole ever made by humans is the Kola Superdeep Borehole, in northwestern Russia. Begun in 1970, it reached a depth of 12,262 m in 1989. That is only about 0.2% of the way to the centre. Work stopped mainly because of the heat: at the bottom, the rock was about 180 °C and too plastic to drill.

A slow heat engine

Where does the inner heat come from? Part of it is heat left over from the planet’s formation (see Chapter 2); another part comes from the decay of radioactive elements such as uranium, thorium and potassium. This heat rises towards the surface, and the mantle carries it by convection: warmer, lighter rock rises very slowly, colder, heavier rock sinks, like water in a pot on the stove — but millions of times more slowly.

This slow heat engine, together with the weight of plates sinking into the mantle, sets the tectonic plates in motion. And the plates, in turn, build mountains, open oceans and produce volcanoes and earthquakes — the subject of the next three chapters.

The world map you know from school is only a snapshot. The continents have joined, split apart and wandered across the globe countless times. And they are moving still, even as you read.

The man who saw continents move

Looking at a map, many people have noticed that the eastern coast of South America fits almost like a jigsaw piece into the western coast of Africa. The German meteorologist Alfred Wegener went further. In 1912 he presented his idea of “continental drift”, and in 1915 he developed it in a book.

Wegener gathered evidence: the same fossil plants and reptiles on continents now separated by oceans, the same kinds of rock, and traces of ancient glaciers in places that are tropical today. His conclusion: all the continents had once formed a single supercontinent, which he named Pangaea (“all the land”).

Most geologists rejected him. Wegener could not explain what force could move a continent. He died in 1930, on an expedition in Greenland, without seeing his idea confirmed.

The ocean floor gives the answer

The decisive evidence came from the ocean floor, after the Second World War. The American cartographer Marie Tharp noticed, in depth data, a rift valley running along the ridge in the middle of the Atlantic. In the early 1960s, the geologist Harry Hess proposed seafloor spreading: at ocean ridges, magma rises, cools and forms new crust, which moves away on both sides.

Confirmation came from magnetism. Seafloor rocks “record” the direction of the magnetic field at the moment they cool. And the magnetic field flips its poles from time to time. The result: symmetrical magnetic stripes on either side of the ridge, like a barcode — proof that the ocean grows from the middle.

Plates and their boundaries

Today we know that Earth’s rigid outer shell — the crust together with the uppermost mantle, called the lithosphere — is broken into about a dozen large plates and many smaller ones. They “float” on a more plastic layer of the mantle and move, on average, a few centimetres a year. The most interesting things happen at their boundaries, which come in three kinds:

• Divergent — plates move apart and new crust forms. Examples: the Mid-Atlantic Ridge (which rises above the sea in Iceland) and the East African Rift.
• Convergent — plates come together. A heavy oceanic plate can sink beneath another (subduction), as under the Andes; and two continents can collide and raise mountains, as in the Himalaya.
• Transform — plates slide past each other, like the San Andreas Fault in California.

How fast?

The Atlantic Ocean is widening by about 2.5 cm a year. It sounds like nothing, but in 1,000 years it adds up to 25 metres, and in 100 million years to 2,500 kilometres. Pangaea came together about 335 million years ago and began to break apart about 175 million years ago; since then, the Atlantic has gradually opened between the Americas and Europe–Africa.

The simulation below shows how far a plate travels in a human lifetime and over the course of history.

Mountains born of collisions

About 50 million years ago, the Indian Plate, travelling up from the south, slammed into Asia. The collision continues today: India keeps pushing north, and the Himalaya is still rising by a few millimetres a year — even as erosion wears it down. Everest, at 8,849 m, is the highest point on the planet. On the other side of the world, the Andes have risen above the place where the oceanic Nazca Plate sinks beneath South America.

The Carpathians are also the product of such collisions. They formed over tens of millions of years as ancient ocean basins closed and fragments of plates collided, part of the same great family of mountains as the Alps. Beneath the bend of the Carpathians, in the Vrancea zone, a slab of lithosphere is still sinking into the mantle — the cause of Romania’s deep earthquakes, which we explore in Chapter 6.

A volcano is a window into the depths of the Earth. Through it come molten rock, ash and gases that have built continents, filled the atmosphere and, at times, changed the climate of the whole planet.

How magma is born

We saw in Chapter 3 that the mantle is almost entirely solid. So where does magma come from? Rock melts partially only under certain conditions, and these arise mainly in three situations:

• When pressure drops. At ocean ridges and above “hotspots”, hot mantle rock rises. As the pressure on it falls, part of it melts — like a bottle of sparkling water that foams when you open it.
• When water is added. In subduction zones, the descending oceanic plate carries water down with it. The water lowers the melting point of the mantle rock above.
• When rock is heated by magma rising from below, which melts the surrounding crust.

Magma, lighter than the rock around it, rises and collects in magma chambers. When it reaches the surface, we call it lava.

Gentle volcanoes and explosive ones

The way a volcano erupts depends mainly on how “sticky” (viscous) its magma is and how much gas it contains.

Shield volcanoes

Basaltic magma, runny and low in silica, flows easily and lets gases escape. The result is relatively calm eruptions with rivers of lava, and broad volcanoes with gentle slopes, like warriors’ shields laid on the ground. The best known are the volcanoes of Hawaii, such as Mauna Loa and Kīlauea.

Stratovolcanoes

Silica-rich magma is thick and traps gas, like a shaken bottle. Pressure builds until everything explodes. Successive layers of lava and ash build tall, steep cones: Vesuvius, Fuji, Etna, Mount St. Helens.

Where volcanoes are

Most volcanoes lie at the edges of tectonic plates. The Pacific Ring of Fire, a horseshoe tens of thousands of kilometres long running from New Zealand and Indonesia to Japan, Alaska and the Andes, is home to around three quarters of the world’s active volcanoes. Here, oceanic plates sink beneath others, and the water they carry down feeds the magma.

Other volcanoes appear in the middle of plates, above hotspots — places where unusually hot material rises from deep below. The Pacific Plate slides over one such hotspot, so the Hawaiian islands formed one after another, like beads on a string. Iceland is a special case: it sits both on the Mid-Atlantic Ridge and above a hotspot.

Eruptions that changed history

Vesuvius, AD 79. The eruption buried the Roman towns of Pompeii and Herculaneum under ash and pyroclastic flows. Pliny the Younger described it in letters, and explosive eruptions of this kind are now called “Plinian”.

Tambora, 1815. The Indonesian volcano produced the largest eruption in recorded history. Tens of thousands of people died, directly or from the famine that followed. The sulphur aerosols it blasted into the stratosphere cooled the climate, and 1816 is remembered in Europe and North America as the “year without a summer”, with snow in June and failed harvests.

Pinatubo, 1991. The eruption in the Philippines sent millions of tonnes of sulphur dioxide into the stratosphere. The sulphuric acid droplets that formed reflected some sunlight, and global average temperature dropped by about 0.5 °C for around two years. Thanks to monitoring and timely evacuations, thousands of lives were saved.

Hunga Tonga–Hunga Haʻapai, 2022. On 15 January 2022, an undersea volcano in the South Pacific produced the most powerful explosion ever recorded by modern instruments. The plume rose to about 57 km, and the pressure wave travelled around the Earth several times. Unusually, the eruption injected a huge amount of water vapour into the stratosphere — roughly a tenth more than the layer already held.

Romania’s volcanoes

Romania has volcanoes too, though sleeping ones. The Călimani–Gurghiu–Harghita volcanic chain in the Eastern Carpathians is one of the longest in Europe. At its southern end stands Ciomadul, the youngest volcano in the Carpathians. One of its craters holds Lake Sfânta Ana, Romania’s only volcanic crater lake. Its last eruption took place about 30,000 years ago. Some studies suggest there may still be partly molten magma beneath it, so specialists regard it as dormant rather than extinct — with no sign that it will wake soon.

For most Romanians, an earthquake is not an abstract idea. It is a family memory, an apartment block marked with a red dot, a question that keeps coming back: “When will the next one come?” What actually happens underground?

When rock breaks

Tectonic plates move slowly, but not smoothly. At their boundaries and along cracks in the crust called faults, rocks snag on one another. The motion carries on, though, so the rock bends and stores up strain, like a stretching spring. When the strain exceeds the rock’s strength, it breaks and slips suddenly. Energy gathered over decades or centuries is released in seconds, as seismic waves.

The point deep down where the rupture begins is called the focus (hypocentre). The point on the surface directly above it is the epicentre.

The waves that shake us

The first to arrive are P waves, the fastest: about 6 km per second in the crust. They compress and stretch the rock, and people often feel them as a thud or a short jolt. Next come the slower S waves, which shake the ground sideways and do more damage. When they reach the surface, the waves give rise to surface waves, which roll and sway the ground and often cause the greatest destruction.

The time gap between the arrival of P and S waves tells us how far away the earthquake struck. By combining records from several stations, seismologists can pinpoint the focus within minutes.

Magnitude and intensity

Magnitude measures the energy released by an earthquake — a single number for each event. The Richter scale of 1935 has in practice been replaced by moment magnitude (Mw), calculated from the area of fault that ruptured and how far it slipped. The scale is logarithmic: each step up means about 32 times more energy. A magnitude 7 releases roughly 1,000 times more energy than a magnitude 5.

Intensity describes the effects at a particular place: how it was felt, what fell, what broke. It is expressed on scales of degrees (the Mercalli scale, for example) and varies from town to town for the same earthquake.

Try the simulation: choose a magnitude and compare its energy with famous earthquakes, including Vrancea in 1977.

Earthquakes that made history

The most powerful earthquake ever recorded struck Chile on 22 May 1960, with a magnitude of 9.5. It produced a tsunami that crossed the Pacific and claimed lives as far away as Hawaii and Japan.

On 6 February 2023, a magnitude 7.8 earthquake hit southern Turkey and northern Syria, followed the same day by a second one of 7.5. More than 50,000 people lost their lives, many of them in buildings that did not meet earthquake-resistant standards.

Vrancea: Romania’s deep earthquakes

Romania’s largest earthquakes come from the Vrancea zone, at the bend of the Carpathians. Here a slab of lithosphere is sinking almost vertically into the mantle (see Chapter 4), and earthquakes occur at intermediate depths of about 60–200 km. Because the focus is so deep, the waves spread over a vast area: a large Vrancea earthquake can be felt from Moscow to Sofia.

On 10 November 1940, an earthquake of about 7.7 struck Romania; in Bucharest the Carlton block, then one of the city’s tallest buildings, collapsed. On the evening of 4 March 1977, at 21:22, came the magnitude 7.4 earthquake, the most tragic in the country’s modern history: about 1,500 deaths, most of them in Bucharest, where dozens of tall buildings collapsed. Strong earthquakes followed in 1986 and 1990 as well.

The west of the country is not spared either: the Banat region has shallower, usually moderate earthquakes, such as the 1991 Banloc earthquake, of magnitude above 5, which was strongly felt in Timișoara.

How we prepare

What can be done is early warning. Romania’s National Institute for Earth Physics (INFP), in Măgurele, monitors seismic activity around the clock. For a Vrancea earthquake, P waves are detected near the epicentre before the destructive waves reach Bucharest, which can give the capital up to about 25 seconds of warning — enough to stop trains, shut off gas or take cover.

Preparedness also means safe buildings, furniture fixed to the walls, an emergency bag and a family plan — covered in detail in Chapter 21.

And from orbit, satellites now track how the crust deforms. The NISAR radar mission, built by NASA and the Indian space agency and launched in 2025, measures ground movement to within about a centimetre.

A mountain looks eternal. But on the geological timescale it is just a wave of stone: it rises slowly, then is worn down by water, ice and wind until it reaches the plain. Its material doesn’t vanish — it becomes another rock, in a cycle that never stops.

Three families of rock

Every rock on Earth belongs to one of three great families, depending on how it formed. Igneous rocks are born from cooled magma: basalt cools quickly, at the surface, after an eruption; granite cools slowly, deep underground, which is why its crystals are large enough to see with the naked eye.

Sedimentary rocks form from fragments: sand, mud, shells and plant remains laid down layer upon layer on the floors of lakes and seas, then compacted and “cemented”. Sandstone, limestone and clay are sedimentary. They hold almost all the fossils we know.

Metamorphic rocks are older rocks transformed by heat and pressure without melting: limestone becomes marble, clay becomes slate, then schist. Deep inside mountain ranges, rocks are “baked” and squeezed at temperatures of hundreds of degrees.

The rock cycle

The three families turn into one another. A granite pushed up to the surface crumbles into sand; the sand reaches the sea and becomes sandstone; the sandstone, buried deep when plates collide, becomes a metamorphic rock; if it heats up even more, it melts and becomes magma again. The cycle has two engines: the planet’s internal heat, which moves the tectonic plates (see Chapter 4), and the Sun’s energy, which drives the water and wind that erode the surface.

How a mountain rises

The greatest mountains are born where two plates collide. When India began crashing into Asia about 50 million years ago, the crust crumpled and thickened like a tablecloth pushed across a table. That is how the Himalaya and the Tibetan Plateau appeared. The collision continues today: India moves north by a few centimetres a year, and GPS measurements show the Everest region rising by a few millimetres a year.

Another kind of mountain range forms where an oceanic plate sinks beneath a continent. That is how the Andes formed — the longest continental mountain range in the world, about 7,000 km long and studded with volcanoes. Their highest peak, Aconcagua, stands almost 7,000 m tall.

The Carpathians, Romania’s mountains

The Carpathians form an arc about 1,500 km long, from Slovakia and Poland to Serbia, and more than half of it lies in Romania. They are young mountains, raised mostly over the last few tens of millions of years, during the same collisions that lifted the Alps. Romania’s highest peak is Moldoveanu, 2,544 m, in the Făgăraș Mountains; the highest in the whole range, Gerlachovský štít (about 2,655 m), is in the Slovak Tatras.

The Romanian Carpathians are a true museum of rocks: ancient granites and crystalline schists in the Retezat and Făgăraș, limestone gorges and caves in the Apuseni and Piatra Craiului, conglomerates sculpted by wind and frost in the Bucegi, volcanic rocks in the Călimani–Gurghiu–Harghita chain. Their present shapes — cirques and glacial lakes — are the work of ice (see Chapter 12).

Erosion: the patient sculptor

Rain, rivers, ice, wind and even plant roots constantly grind away at rock. Water seeps into cracks, freezes and expands, splitting stone piece by piece. Rivers carry rocks downstream, tumbling and rounding them until they become gravel, sand and silt. Every great river carries whole mountains to the sea, grain by grain.

The most spectacular example is the Grand Canyon in Arizona: about 450 km long and roughly 1.8 km deep, cut by the Colorado River over the last few million years as the plateau around it rose. Its walls expose layers spanning almost two billion years of Earth’s history.

Deserts and dunes

Where little rain falls, wind becomes the main sculptor. It lifts sand, carries it and piles it into dunes. Their shape depends on the wind: crescent dunes form where the wind blows from one direction, while star dunes, with radiating arms, form where winds change direction from season to season. Some of the tallest dunes on the planet, in the Namib Desert, exceed 300 m.

Contrary to the usual picture, only part of the world’s deserts are covered in dunes: many are plains of bare rock and gravel, swept clean by the wind. And sand doesn’t stay put — Saharan dust crosses the Atlantic and sometimes reaches the skies over Romania, tinting the rain reddish.

Seen from the International Space Station, the atmosphere is a fine blue line around the Earth. Within this thin film happens everything we call weather; it stops the Sun’s dangerous radiation, and it gives us every breath we take.

What air is made of

Dry air is a mixture of gases: about 78% nitrogen, 21% oxygen, almost 0.9% argon and traces of other gases. Carbon dioxide makes up only around 0.04% — roughly 4 molecules in 10,000 — yet this tiny share plays a huge role in the planet’s climate (see Chapter 15). Then there is water vapour, which varies enormously: almost absent in Antarctica’s frozen air, up to a few per cent in warm, humid tropical air.

Oxygen wasn’t always there. Life added it: photosynthesising microorganisms built it up gradually, starting with the “Great Oxidation” about 2.4 billion years ago (see Chapter 2).

The floors of the sky

The atmosphere has layers, distinguished mainly by how temperature changes with height.

• Troposphere — from the ground up to about 8 km over the poles and 16–18 km over the equator. Clouds and almost all weather form here. Temperature drops with height, by about 6.5 °C per kilometre.
• Stratosphere — up to about 50 km. It contains the ozone layer, which absorbs ultraviolet rays and warms the air, so here temperature rises with height. Airliners cruise near its base, above the turbulence.
• Mesosphere — up to about 85 km. The coldest place in the atmosphere, at around −90 °C. Most meteors, “shooting stars”, burn up here.
• Thermosphere — up to several hundred kilometres. The air is so thin it is almost a vacuum. Auroras glow here, and the International Space Station orbits at about 400 km.
• Exosphere — the gradual transition to space, where scattered atoms can escape Earth’s gravity.

Pressure: a column of air on your shoulders

Air has weight. At sea level, the column of air above each square centimetre weighs about as much as a kilogram. We don’t feel it because the pressure inside our bodies balances it. As we climb, pressure falls: roughly every 5.5 km it halves. On Moldoveanu (2,544 m), Romania’s highest peak, it is about three-quarters of sea-level pressure; on Everest, about a third. Half of the atmosphere’s entire mass lies below 5.5 km.

By convention, the boundary with space is the Kármán line, 100 km up. There is no real “lid” there — the atmosphere thins out gradually — but above that height an aircraft could no longer fly using the lift of the air.

Climb through the atmosphere yourself in the simulation below, from the ground to 100 km, and watch how temperature and pressure change from one layer to the next.

The hole in the ozone layer

Ozone is a form of oxygen with three atoms (O₃). If all the ozone in the stratosphere were brought down to ground-level pressure, it would form a layer only about 3 mm thick. This film shields us from ultraviolet radiation that causes sunburn, skin cancer and cataracts.

In the 1980s, scientists discovered that the ozone over Antarctica thinned dramatically every southern spring. The culprits were CFCs (chlorofluorocarbons), gases used in fridges, aerosol sprays and foams. In 1987, the world’s nations signed the Montreal Protocol, phasing these substances out. It worked: the 2023 UN–WMO scientific assessment estimates that the ozone layer over Antarctica will return to its 1980 level around 2066, and sooner elsewhere.

Why is the sky blue?

Sunlight looks white, but it contains every colour of the rainbow. As it passes through the air, nitrogen and oxygen molecules scatter short-wavelength light — blue and violet — much more strongly than red. The scattered blue reaches our eyes from every direction in the sky. Our eyes are less sensitive to violet, so we see the sky as blue.

At sunrise and sunset, light travels a much longer path through the atmosphere. Almost all the blue is scattered away on the way, and what reaches us is orange and red.

Rain today, sun tomorrow, frost the day after. Weather seems fickle, but behind it lies a simple mechanism: the Sun heats the Earth unevenly, and air and water move endlessly to carry heat from the equator towards the poles.

The solar engine

At the equator, the Sun’s rays strike almost vertically and heat strongly. At the poles, they arrive at a low angle, spread over a large area and heat weakly. This difference sets the atmosphere in motion. Warm, lighter air rises; cold, heavier air sinks and flows along the ground to take its place. Winds, clouds and rain are born from this back-and-forth. Almost all weather happens in the troposphere, the lowest 8–18 km of the atmosphere (see Chapter 8).

Air masses, fronts, lows and highs

An air mass is a huge body of air, the size of a country or a continent, that has “taken on” the temperature and humidity of the place where it sat: cold, dry Arctic air; warm, humid maritime tropical air. When two different masses meet, the boundary between them is called a front. At a cold front, cold air pushes like a wedge beneath warm air and lifts it abruptly: showers, storms and a sharp drop in temperature follow. At a warm front, warm air glides gently up over cold air, bringing layered cloud and long spells of light rain.

Areas of low pressure (cyclones or depressions) draw air in, lift it and produce clouds and precipitation. Areas of high pressure (anticyclones) push air down, where it warms and dries: clear skies, summer heatwaves or, in winter, frosty nights and fog.

The Coriolis effect

Because the Earth rotates, any motion over large distances is deflected: to the right in the Northern Hemisphere, to the left in the Southern. That is why air doesn’t flow straight into the centre of a low-pressure area but swirls around it — anticlockwise in Europe, clockwise in Australia.

Clouds, rain and snow

Rising air cools. The water vapour in it condenses onto tiny particles of dust, salt or smoke, forming droplets or ice crystals: that is how a cloud appears. Clouds are classified by shape and height into ten basic genera in the World Meteorological Organization’s International Cloud Atlas. A few of them:

• Cumulus — white, puffy fair-weather clouds formed by bubbles of warm air.
• Stratus — a low grey layer, like fog lifted off the ground.
• Cirrus — fine wisps of ice high up, at 8–12 km, often announcing a change in the weather.
• Cumulonimbus — towers that can reach the base of the stratosphere: thunderclouds, with lightning and hail (see Chapter 10).

The droplets in a cloud are so small that they float. To fall, they must grow a million times in volume, colliding and merging. In cold clouds, ice crystals grow at the expense of the droplets; if they reach the ground without melting, it snows.

How a forecast is made

The progress is impressive: on average, forecasts gain about a day of accuracy every decade. A five-day forecast today is generally about as good as a three-day forecast was two decades ago. There is a limit, though: the atmosphere is a chaotic system in which small errors grow over time. Beyond roughly two weeks, day-to-day details can no longer be predicted; only trends can be estimated — “warmer than normal”, “wetter”.

Tropical rains, dust storms and the planet’s winds can now be watched from orbit, in real time.

Weather in Romania

Romania has a temperate continental climate at the crossroads of several influences: from the west, moister and milder Atlantic air; from the east, dry continental air with hot summers and freezing winters; from the south-west, Mediterranean influences. The Carpathians separate these influences, so Banat, Moldavia and Dobrogea have quite different weather.

Several winds have names of their own. The Crivăț is the strong, cold north-easterly that blows in winter across Moldavia, the Bărăgan Plain and Dobrogea, bringing blizzards. The Austru is a dry south-westerly in Oltenia and Muntenia. The Košava (Coșava) sweeps in from the Iron Gates towards the south-west of the country. And on the lee slopes of the Carpathians comes the föhn: air that has crossed the mountains and dropped its moisture on the other side descends, is compressed and warms up, becoming warm and dry. In the Făgăraș region, one such wind is known as the “Vântul Mare” (Great Wind).

A summer thunderstorm releases more energy in a few minutes than a power station does in a day. A mature hurricane, thousands of times more. These phenomena are the atmosphere’s way of quickly getting rid of accumulated heat and moisture.

The thunderstorm: a lightning factory

It all starts with warm, moist air near the ground and cooler air above. Warm bubbles rise and cool, their vapour condenses and releases heat, which pushes them higher still. That is how a cumulonimbus grows, a tower of cloud 10–15 km tall. Inside it, powerful updrafts hurl droplets, hailstones and ice crystals upward, where they collide and become electrically charged: light ice near the top usually becomes positive, heavier hail lower down negative. When the voltage difference becomes enormous, the air gives way: the spark is lightning.

At any moment, about 1,800 thunderstorms are under way on Earth. NASA satellites have counted an average of about 45 lightning flashes per second worldwide — almost 4 million a day. Most strike over land in the tropics; over the oceans they are much rarer.

A lightning channel heats up for an instant to about 30,000 °C — roughly five times hotter than the surface of the Sun. The air expands explosively, producing the sound wave we hear as thunder.

How far away is the storm?

Light reaches us practically instantly, but sound covers only about 340 metres per second — roughly one kilometre every three seconds. Count the seconds between flash and thunder and divide by three: that gives the distance in kilometres. Try it in the simulation below, which also includes the hurricane categories.

Hurricanes: storms the size of a country

Over tropical oceans, where surface water is warmer than about 26–27 °C, thousands of thunderstorms can organise into a single giant whirl hundreds of kilometres across. Warm water is the fuel: the vapour that rises and condenses releases enormous amounts of heat. The Coriolis effect (see Chapter 9) sets the whole system spinning. At its centre forms the eye, a calm area, often with clear sky, surrounded by the “eyewall”, where the winds are most violent.

The same phenomenon has three names: hurricane in the Atlantic and north-eastern Pacific, typhoon in the north-western Pacific and cyclone in the Indian Ocean and the South Pacific.

Milton, 2024: rapid intensification

In October 2024, Hurricane Milton formed in the Gulf of Mexico and reached Category 5 within just a few days: in a single day its wind speed increased by more than 100 km/h, to almost 290 km/h, while the pressure at its centre fell below 900 hPa. It was one of the most intense hurricanes ever recorded in the Atlantic. Meteorologists call this rapid intensification: an increase in wind speed of at least about 55 km/h in 24 hours. Milton struck Florida on 9 October as a Category 3 hurricane.

Tornadoes: from cloud to ground

A tornado is a violently rotating column of air reaching down from a thundercloud to the ground. It is much smaller than a hurricane — usually tens or hundreds of metres wide — but it can produce the strongest winds at Earth’s surface. Its strength is estimated from the damage it causes, on the Enhanced Fujita (EF) scale, from EF0 (broken branches) to EF5 (houses swept off their foundations).

The United States has more tornadoes than anywhere else in the world, over 1,000 a year, especially in Tornado Alley, from Texas to South Dakota. There, warm, humid air from the Gulf of Mexico meets dry air from the Rocky Mountains and cold air from Canada.

Tornadoes in Romania

Tornadoes also occur in Romania, rarely and usually weak, mostly in summer, on the Romanian Plain, in Moldavia and in Dobrogea. The best known struck the village of Făcăeni in Ialomița County on 12 August 2002: rated F3, it killed three people and damaged many houses. Today, radar networks and warning apps allow dangerous storms to be flagged in advance (see Chapter 21).

No new water is made on Earth, and none is lost. The same water circulates endlessly between ocean, air, land and living things, lifted by the Sun’s heat and pulled back down by gravity. This never-ending journey is called the water cycle.

How much water we have

There are about 1.4 billion km³ of water on the planet. Gathered into a single drop, it would be almost 1,400 km across — two and a half times smaller than the Moon. Earth is the “blue planet”, but its water is only a thin film on its surface.

About 97.5% of all water is salty, almost all of it in the oceans and seas. Only around 2.5% is fresh, and most of that is out of reach: almost 70% is locked in ice sheets and glaciers (see Chapter 12), and about 30% lies underground as groundwater. Rivers, lakes and the moisture in soil and air together make up only around 1% of fresh water.

The stages of the journey

• Evaporation — the Sun warms oceans, lakes and soil, and water turns to vapour. Most evaporation happens over the oceans. Plants also “sweat” water through their leaves.
• Condensation — moist air rises and cools, and the vapour forms droplets and crystals: clouds and fog.
• Precipitation — rain, snow, hail. Atmospheric vapour is renewed quickly: a water molecule stays in the air for only around nine days on average.
• Runoff — water falling on land flows into streams, rivers and great rivers, back towards the sea.
• Infiltration — some of it soaks into the soil and reaches layers of porous rock (aquifers), where it may stay for anything from a few years to tens of thousands of years, until it emerges at springs.

Rivers: the arteries of the continents

The Amazon is the world’s largest river by volume of water: it pours into the Atlantic around one-fifth of all the water the world’s rivers carry to the ocean. Its basin covers much of South America, and the rainforest makes part of its own rain: the trees pump moisture back into the air, where it forms new clouds that rain further west.

For Romania, water means above all the Danube. About 2,850 km long, it rises in Germany’s Black Forest, flows through or along ten countries and empties into the Black Sea through the Danube Delta. Almost all of Romania lies within its basin: the Mureș, Olt, Siret and Prut, even the Bega in Timișoara, send their water, directly or indirectly, to the Danube.

Water seen from space

From 2002 to 2017, the US–German GRACE mission “weighed” the water on the continents: twin satellites measured tiny variations in gravity caused by water building up in or disappearing from soil, lakes and aquifers. Since 2018 the work has continued with GRACE-FO. The data showed where underground reserves are being drained by intensive irrigation — for example in northern India, the Middle East and California — and where regions are getting wetter.

The monsoon: the rainy season

In South Asia in summer, the land heats up far more than the Indian Ocean. Hot air rises over the continent and draws in moist air from over the sea. The result is the monsoon, which brings India most of its annual rainfall in just a few months. The harvests and drinking water of more than a billion people depend on it. A late or weak monsoon can mean drought; an overly strong one, floods.

The water cycle is closely tied to climate: warmer air can hold more vapour — about 7% more for every degree Celsius. That is why, in a warming world, downpours are becoming more intense, even where droughts are becoming more frequent (see Chapter 15). For life in the seas, the story continues in the companion book The Oceans.

About a tenth of the planet’s land is covered by ice today. It cools the Earth, holds most of its fresh water and hides in its layers an archive of the climate over the last hundreds of thousands of years. The part of the Earth covered by ice and snow is called the cryosphere.

How a glacier is born

A glacier begins with snow that doesn’t melt from one winter to the next. Layer upon layer, the flakes are packed down, lose their air and turn first into granular snow, then into dense, often bluish ice. Once the ice becomes thick enough — a few tens of metres — it starts to flow slowly under its own weight, like a very stiff dough. At that point the snow has become a glacier.

Glaciers usually flow at anything from a few centimetres to a few metres a day. As they move, they pluck out rocks, drag them along and use them like giant sandpaper: they polish the bedrock, carve U-shaped valleys and leave behind ridges of rubble called moraines.

Ice sheets: mountains of ice the size of continents

Today there are two ice sheets on Earth: Antarctica’s and Greenland’s. The Antarctic ice sheet is almost 2 km thick on average and more than 4 km at its deepest; it holds nearly 90% of the planet’s ice. If it melted completely, sea level would rise by about 58 metres. The Greenland ice sheet, up to about 3 km thick, would add roughly another 7.4 metres.

Such complete melting would take centuries or millennia. Today’s problem is different: both ice sheets are losing ice every year, and the pace has picked up in recent decades. In Greenland, in summer, lakes and rivers of intensely blue meltwater appear on the surface of the ice.

Sea ice and frozen ground

Sea ice forms when seawater freezes. It is much thinner than the ice sheets, usually one to a few metres, and its extent changes with the seasons. In the Arctic, the September minimum has shrunk by about 12–13% per decade since 1979, when satellite measurements began. White ice reflects sunlight; the dark ocean beneath absorbs it. When the ice disappears, the water warms even more and melting speeds up.

Permafrost is ground that stays frozen for at least two years in a row. It covers almost a quarter of the land in the Northern Hemisphere, in Siberia, Canada and Alaska. Locked inside are the remains of plants and animals thousands of years old — an amount of carbon estimated at almost twice that in the atmosphere. As permafrost thaws, some of this carbon can escape into the air as carbon dioxide and methane.

Glaciers in retreat

Mountain glaciers — in the Alps, Andes, Himalaya, Alaska — are melting almost everywhere on the globe. An international study published in 2025 (GlaMBIE) estimated that between 2000 and 2023, the world’s glaciers, excluding the two ice sheets, lost on average about 270 billion tonnes of ice a year, roughly 5% of their total volume. The UN declared 2025 the International Year of Glaciers’ Preservation.

Alaska’s Columbia Glacier is one of the fastest-changing glaciers known: since the 1980s, its front has retreated by about 20 km. Landsat satellites have tracked this retreat year after year.

When the Carpathians had glaciers

During the last ice age, which ended about 11,700 years ago, Romania’s highest mountains had real glaciers. They carved glacial cirques — steep-walled hollows — and U-shaped valleys in the Făgăraș, Retezat, Parâng and Rodna Mountains. When the ice melted, lakes were left in the hollows: Bâlea, at about 2,030 m, beside the Transfăgărășan road; Bucura in the Retezat, Romania’s largest glacial lake; and Zănoaga, the deepest.

Why is July hot in Timișoara while Sydney is in winter? Why are there no seasons like ours at the Equator, while at the North Pole the Sun does not set for months? The answer comes down to a single tilt and the way light falls on a round planet.

A leaning planet

The axis Earth spins around does not stand “upright” relative to the plane of its orbit; it is tilted by about 23.44°. More importantly, the axis keeps pointing in the same direction in space all year — roughly towards the Pole Star. So as Earth travels around the Sun, first the northern and then the southern hemisphere ends up leaning towards it.

When your hemisphere leans towards the Sun, two things happen. The rays arrive closer to vertical, so the same amount of light is concentrated on a smaller area and heats it more — like a torch pointed straight down rather than at a slant. And the Sun stays above the horizon for longer: days are long, nights short. Together, these two effects make summer.

Solstices and equinoxes

Four moments mark the yearly journey. Around 21 June comes the summer solstice (for the northern hemisphere): the Sun climbs highest in the sky and the day is longest. Around 21–22 December comes the winter solstice, with the shortest day. Around 20 March and 22–23 September come the equinoxes, when the Sun rises almost due east, sets almost due west, and day and night last roughly 12 hours each everywhere on the globe.

The exact dates shift by a day from year to year, because a year is not a whole number of days. For convenience, meteorologists use “rounded” seasons: winter is December–February, summer June–August.

Tropics and polar circles

The tilt draws famous lines on the map. The tropics (at about 23.4° north and south) mark how far from the Equator the Sun can stand directly overhead. The polar circles (at about 66.6°) mark the places where, for at least one day a year, the Sun does not set in summer and does not rise in winter. At the poles, the year is essentially one day and one night, each six months long.

Timișoara on the simulator

Timișoara lies at about 45.75° north, almost halfway between the Equator and the North Pole. That gives it four well-defined seasons. Move the date and latitude in the simulation below and watch how day length and the Sun’s noon height change.

At the summer solstice, the noon Sun climbs to almost 68° above the horizon, and the day (sunrise to sunset) lasts about 15 hours 40 minutes. At the winter solstice, the Sun barely reaches about 21°, and the day shrinks to roughly 8 hours 40 minutes. In winter, the same sunlight arrives more than twice as obliquely — hence the cold.

Climate zones

If weather is the state of the atmosphere today, climate is its average over at least 30 years. The most widely used way to divide the planet into climate types comes from climatologist Wladimir Köppen, who published it around 1900 and later refined it with Rudolf Geiger. His idea was simple and brilliant: vegetation is a natural “thermometer”, so climate boundaries can be drawn by temperature and rainfall where forests, steppes and deserts change.

• A — tropical: warm all year, often very wet (Amazonia, the Congo, Indonesia).
• B — dry: evaporation exceeds rainfall — deserts and steppes (Sahara, Namib).
• C — temperate: mild winters, warm or cool summers (most of Western Europe, the Mediterranean).
• D — continental: cold, snowy winters and warm summers (Eastern Europe, Canada, Siberia).
• E — polar: no truly warm month (Greenland, Antarctica, the tundra).

Why Timișoara has four seasons

Romania sits on the border between temperate and continental climates. In the west, in Timișoara, Atlantic influences arrive more easily, so winters are on average somewhat milder than in Moldavia or the Bărăgan Plain, swept by the cold Crivăț wind (see Chapter 9). The Carpathians act as a wall separating different air masses. And the mid-latitude position brings the strong contrast between long summer days and short winter ones — which, more than anything, gives us four seasons.

Thermometers have measured temperature for only about 170 years. And yet we know what the climate was like 20,000, 800,000 or 56 million years ago. The planet keeps its own diary — you just need to know where to read it.

How we read the past

Scientists call anything in nature that recorded climate without being made for the purpose a proxy. Each has its own “clock” and its own resolution:

• Tree rings: one ring a year, wider in good years, narrower in cold or dry ones. They can span thousands of years.
• Corals: grow in yearly bands, and the chemistry of their skeletons reflects water temperature.
• Sediments from lakes and the ocean floor: pollen, microscopic shells, dust — millions of years, layer upon layer.
• Stalagmites in caves and, above all, ice cores.

Ice that keeps air

When snow compacts into ice, it traps tiny bubbles of air between the crystals. These bubbles are real samples of the ancient atmosphere. And the ratio of heavy to light forms of oxygen and hydrogen in the ice shows how cold it was when the snow fell.

The core drilled by the European EPICA project at Dome C, Antarctica, went more than 3 km deep and covers about 800,000 years. It shows eight glacial cycles and a close link between temperature and carbon dioxide: in ice ages CO₂ fell to about 180 ppm, in warm periods it rose towards 280–300 ppm. Its successor, Beyond EPICA, drilled to bedrock in 2025, hoping to read ice more than 1.2 million years old.

Milanković’s rhythm

Why do ice ages come and go? The main answer was calculated by a Serbian engineer and mathematician, Milutin Milanković, in the first half of the 20th century. Earth’s orbit and axis change slowly, in cycles:

• the orbit’s shape shifts from nearly circular to slightly elongated, with rhythms of about 100,000 and 400,000 years;
• the axis tilt swings between about 22.1° and 24.5°, roughly every 41,000 years (see Chapter 13);
• the axis slowly wobbles like a spinning top (precession), changing the season in which we are closest to the Sun, over about 19,000–23,000 years.

These cycles barely change the total energy received from the Sun, but they shift sunlight between hemispheres and seasons. When northern summers become cool enough for snow to survive, ice begins to grow. Then amplifiers kick in: white ice reflects sunlight, and a colder ocean absorbs CO₂, cooling things further. Confirmation came in 1976, from ocean sediments — decades after Milanković’s calculations.

The last ice age

About 20,000 years ago, at the peak of the last glaciation, an ice sheet up to roughly 3 km thick covered Canada and the northern United States, and another spread across Scandinavia into Germany and Poland. So much water was locked up on land that sea level was about 120 m lower: you could walk from Siberia to Alaska. On average, the planet was about 5–7 °C colder than in pre-industrial times. In the Carpathians, glaciers were carving the hollows that now hold lakes such as Bâlea and Bucura (see Chapter 12).

The warming that followed took about 10,000 years. For roughly the last 11,700 years we have lived in the Holocene, a warm and unusually stable period — the window in which farming, cities and writing appeared.

The extremes: Snowball Earth and the hothouse

Further back in time, climate went to extremes that are hard to imagine. Around 720–635 million years ago, geological evidence suggests that ice reached close to the Equator at least twice — the “Snowball Earth” hypothesis. How completely the ocean froze is still debated. The escape probably came from CO₂ released by volcanoes building up over millions of years.

At the other end, about 56 million years ago, during the Paleocene–Eocene Thermal Maximum (PETM), a massive release of carbon warmed the planet by roughly 5–8 °C over a few thousand years. The oceans acidified, many microscopic marine species vanished, and recovery took more than 100,000 years. Geologists study it closely precisely because it is a natural example of a rapid carbon injection — although today’s rate of emissions is thought to be much faster.

The Little Ice Age

There are swings in written history too. Roughly between the 14th and 19th centuries, many regions of the northern hemisphere went through the Little Ice Age: Alpine glaciers advanced, and the Thames in London froze in some winters, hosting the famous “frost fairs”. The cooling, however, amounted to tenths of a degree on a hemispheric scale, did not happen everywhere at once, and was not a true ice age. Its causes include large volcanic eruptions (see Tambora in Chapter 5) and possibly weaker solar activity.

The previous chapter showed that climate has always changed, for clear physical reasons. Now the same tools — thermometers, satellites, ice cores — show rapid warming, and its main cause is well identified. Here is what the data say, without exaggeration and without playing it down.

The greenhouse effect in brief

The Sun warms Earth’s surface, and the surface radiates heat back as infrared radiation. Some gases — water vapour, carbon dioxide (CO₂), methane, nitrous oxide — absorb part of this radiation and send it back towards the ground. The effect is natural and vital: without it, the planet’s average temperature would be about −18 °C rather than roughly +15 °C.

The problem is not the greenhouse effect itself but its strengthening. By burning coal, oil and gas and clearing forests, people are adding to the atmosphere carbon that had been buried for millions of years. Try the simulation below: move the CO₂ level and watch how long-term warming changes.

What the measurements show

Before the industrial era, CO₂ concentration was about 280 ppm (parts per million). The World Meteorological Organization (WMO) reported a global average of about 424 ppm for 2024, with the largest annual increase ever measured. At the Mauna Loa observatory in Hawaii, the 2025 average was about 427 ppm. Ice cores show that such a level has not existed for at least the past 800,000 years (see Chapter 14).

Temperature has followed the same direction. According to the WMO, long-term global warming is currently estimated at about 1.3–1.4 °C above the 1850–1900 average. 2024 was the warmest year on record, about 1.55 °C above pre-industrial levels — the first calendar year above 1.5 °C. 2025, despite cooler La Niña conditions, was among the three warmest years, at about 1.44 °C. In Romania too, the National Meteorological Administration announced that 2024 was the warmest year in its records.

How we know it is us

In its 2021 report, the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), which summarises the work of thousands of researchers, concluded that it is unequivocal that human influence has warmed the atmosphere, ocean and land. The lines of evidence support one another:

• Fossil carbon carries its own chemical (isotopic) “signature”, and it shows up increasingly in today’s air.
• The Sun’s output, measured by satellite, has not increased in recent decades, so it cannot explain the warming.
• The stratosphere is cooling while the troposphere warms — exactly the fingerprint expected from greenhouse gases, not from the Sun (see Chapter 8).

The effects we already see

A degree and a bit sounds small. But it is an average over the whole planet, and the effects are not spread evenly. The IPCC and WMO document:

• More frequent and more intense heatwaves, on almost every continent.
• Heavier downpours: warmer air can hold about 7% more water vapour for every degree.
• Rising sea level: according to the WMO, the rate has doubled since satellite measurements began, from about 2.1 mm a year (1993–2002) to about 4.7 mm a year (2015–2024).
• Retreating ice: mountain glaciers, the Greenland and Antarctic ice sheets and Arctic sea ice are all losing mass (see Chapter 12).
• The ocean has absorbed roughly 90% of the extra heat and about a quarter of the CO₂ emitted, becoming warmer and more acidic.

What is being done — and why every tenth counts

In 2015, almost every country in the world signed the Paris Agreement: to hold warming “well below 2 °C” and pursue efforts towards 1.5 °C. According to the IPCC, global temperature would broadly stabilise once net CO₂ emissions reach zero. That means the future is not written: every tonne avoided and every tenth of a degree matters.

There is concrete good news too. Solar and wind power have become dramatically cheaper over the past 15 years, and in 2024 the world installed a record amount of renewable capacity; renewables now make up the large majority of new electricity capacity. Electric cars, heat pumps and better-insulated buildings are spreading fast. And the story of the ozone layer (see Chapter 8) shows that when the science is clear and countries act together, a global problem can be solved.

Fly from the Equator to the North Pole and you will pass through completely different worlds: steaming jungle, savanna, desert, broadleaf forest, dark taiga, bare tundra. Each is a biome — a great community of plants and animals shaped by climate.

What a biome is

A biome is defined above all by two things: temperature and water. Where it is warm and wet, dense forests grow. Where it is warm and dry, deserts appear. Where it is cold, everything slows down. That is why biomes closely match Köppen’s climate zones (see Chapter 13): the same type of climate produces similar landscapes on different continents, even when the species differ. An American cactus and an African euphorbia look almost identical, though they are not close relatives — they solved the same problem, drought, in the same way.

Tropical rainforests: the treasure room

Tropical rainforests cover only a small part of the land, yet by most estimates they host more than half of all land species. The largest is Amazonia, spread over about 5.5 million km² in nine countries. It is home to roughly 10% of the planet’s known species. The forest partly makes its own rain: trees release water vapour that forms clouds, and the clouds rain back down on the forest.

Deserts: life on rations

A desert is defined not by heat but by lack of water: generally less than about 250 mm of precipitation a year. That is why the world’s largest desert is, technically, Antarctica. The largest hot desert is the Sahara, at about 9 million km² — almost the size of the United States. Only part of it is covered by dunes; the rest is rock, gravel and plateaus.

Life here is an exercise in thrift: plants with very long roots, or that wait years for rain before flowering, and animals that come out only at night and get almost all their water from their food.

Grasslands, steppes and savannas

Where there is too little rain for a forest but enough to avoid desert, grasses rule. The African savannas, the American prairies, the pampas and the great Eurasian steppe are all grasslands. Grasses keep their “engine” at ground level, so they survive grazing and fire. Steppes also have some of the most fertile soils: in Romania, the Bărăgan Plain and Dobruja were once steppe and are now mostly farmland.

Fire is part of life in many biomes. In savannas and the taiga, natural fires clear dry vegetation and renew the ecosystem. The trouble starts when fire becomes too frequent or too intense, because of droughts and people.

Temperate forests and the Carpathians’ treasure

In four-season regions grow broadleaf forests: oak, beech, hornbeam, lime. In autumn they shed their leaves, to avoid losing water and being broken by winter snow. Europe has cleared most of its original forests, but in Romania’s Carpathians some of the continent’s most extensive virgin beech forests have survived.

Taiga and tundra

Further north begins the taiga (boreal forest): spruce, pine, fir and larch, in a vast band across Canada, Scandinavia and Russia. It is the largest forest biome on Earth. Thin, wax-coated needles withstand the frost, and the trees’ cone shape lets snow slide off.

Further north still, the trees give up. Then comes the tundra: mosses, lichens and dwarf shrubs on ground that stays frozen underneath (permafrost, see Chapter 12). Summer is short but intense — a few weeks of almost constant daylight, when the tundra blooms and fills with migrating birds.

Earth is the only place in the Universe we know for certain hosts life. Its story is long, full of twists and catastrophes — and, for most of its length, microscopic.

The first inhabitants

The oldest widely accepted traces of life are at least 3.5 billion years old. They are stromatolites: layered rock mounds built up, layer by layer, by colonies of microbes that trapped grains of sediment. Some chemical clues may push the start of life even further back, but they are still debated. Exactly how life arose from the chemistry of the early Earth remains one of science’s great open questions.

Stromatolites are not just fossils. In Shark Bay, Western Australia, they still grow today in very salty water — a direct window onto the world of three billion years ago.

The microbes that changed the sky

For almost two billion years, life meant only simple cells. But some of them, the cyanobacteria, learned to use sunlight to split water and released oxygen as waste. About 2.4 billion years ago, oxygen began to build up in the atmosphere — the Great Oxidation (see Chapter 2). To many microorganisms of the time, oxygen was poison. To future animals, it was the fuel that made them possible.

The Cambrian explosion

About 540 million years ago, within just a few tens of millions of years — a blink on the geological scale — most of today’s major animal groups appeared: the ancestors of insects, molluscs, starfish and vertebrates. Eyes, shells, skeletons and predators arrive. That is why we call this moment the Cambrian explosion. Plants and animals then conquered the land, and forests, insects, reptiles, dinosaurs, mammals and birds followed in turn.

The five great extinctions

The history of life was not a peaceful climb. Fossils show five moments when a large share of species vanished in a short time:

• End-Ordovician, about 445 million years ago — linked to a glaciation.
• Late Devonian, about 372 million years ago — a series of crises in the oceans.
• End-Permian, about 252 million years ago — the worst: by some estimates more than 80% of marine species disappeared, amid enormous volcanic eruptions in Siberia.
• End-Triassic, about 201 million years ago — also amid massive volcanic eruptions.
• End-Cretaceous, 66 million years ago — the best known.

The last was caused mainly by an asteroid roughly 10 km across, which struck near today’s Yucatán Peninsula in Mexico and left the Chicxulub crater, about 180 km wide. Dust and aerosols thrown into the atmosphere darkened and cooled the planet. Around three quarters of species disappeared, among them all non-avian dinosaurs. Birds are the descendants of the dinosaurs that survived.

One day for 4.54 billion years

These numbers are hard to picture. The simulation below squeezes Earth’s entire history into a single 24-hour day. Earth forms at midnight. The first reliable traces of life appear around 5:30 a.m., the Great Oxidation comes around noon, the Cambrian explosion around 9 p.m., and the dinosaurs vanish about 20 minutes before midnight.

And humans? Our species, Homo sapiens, is about 300,000 years old — on this clock, around 6 seconds before midnight. All of written history fits into a tenth of a second.

How many species are there?

Scientists have so far described around 2 million species. A 2011 study estimated that Earth may be home to about 8.7 million species of plants, animals and fungi — so most have yet to be discovered. And that leaves out bacteria, whose number may be far greater.

We cannot see it or feel it, yet it protects us every second. Earth’s magnetic field points compass needles, guides migrating birds and deflects the solar wind. When that wind does manage to break through, the sky lights up in green and red.

The dynamo in the deep

Beneath Earth’s mantle, between about 2,900 and 5,150 km down, lies the outer core: a layer of molten iron and nickel (see Chapter 3). Heat rising from the inner core sets the liquid metal churning in huge currents, and the planet’s rotation twists them into spirals. Flowing metal produces electric currents, and electric currents produce a magnetic field. This self-sustaining mechanism is called the geodynamo.

At the surface, the field is weak — roughly a hundred times weaker than a fridge magnet. But it reaches far into space, forming the magnetosphere, a “bubble” squashed by the solar wind on the day side and stretched into a long tail on the night side.

The shield that kept our atmosphere

The Sun constantly blows a stream of electrically charged particles towards us: the solar wind. The magnetosphere deflects most of it and traps some particles in the Van Allen radiation belts, discovered in 1958 by the first American satellite, Explorer 1. In this way the field helps protect the atmosphere from being worn away by the solar wind.

Mars shows the alternative: the red planet lost its global magnetic field billions of years ago, and much of its atmosphere was gradually lost to space. The full story is in the Solar System encyclopedia.

Wandering poles

The north magnetic pole does not coincide with the geographic North Pole, and it does not stay put. The explorer James Clark Ross located it in 1831 in the Canadian Arctic. Since then it has wandered more than a thousand kilometres, crossing the Arctic Ocean towards Siberia. Around the 2000s it was moving at more than 50 km a year; in recent years it has slowed down. That is why maps and navigation systems rely on the World Magnetic Model, updated every five years — the latest version was released in December 2024.

Pole reversals

Over geological history, the magnetic field has flipped many times: magnetic north became south and vice versa. The proof is written in the rocks of the ocean floor. Lava cooling at mid-ocean ridges “freezes” the direction of the field at that moment, so the seafloor is striped with alternating magnetic bands, mirrored on either side of the ridge — one of the key pieces of evidence for plate tectonics (see Chapter 4).

The last full reversal took place about 780,000 years ago. The intervals between reversals are irregular, from tens of thousands to tens of millions of years. A reversal, by current estimates, takes on the order of thousands of years. The field has weakened by almost 10% over roughly the last two centuries, but that does not necessarily mean a reversal is imminent.

Auroras: the burning sky

When the solar wind is strong — especially after an eruption on the Sun — particles get into the magnetosphere and stream down along field lines towards the regions around the poles. There, at about 100–300 km altitude, they strike the atoms and molecules of the atmosphere and make them glow, as in a neon tube. Oxygen gives the familiar green and, higher up, red; nitrogen adds shades of blue and violet. In the north we speak of the aurora borealis, in the south of the aurora australis.

Normally, auroras are seen in Scandinavia, Iceland, Canada or Alaska. But on 10–11 May 2024 came the strongest geomagnetic storm in two decades, the first rated G5 (“extreme”) since 2003. The aurora could be seen and photographed across Romania, from Maramureș to the Black Sea. In October 2024, NASA and NOAA announced that the Sun had entered the maximum period of its activity cycle.

STEVE, the purple mystery

In 2016, a group of aurora enthusiasts in Canada photographed a narrow purple ribbon that looked nothing like ordinary auroras. They jokingly called it “Steve”. Researchers found it was a different phenomenon: a very fast stream of hot ionised gas, not produced by particles “raining” in from space as an aurora is. The name stuck, turned into an acronym: Strong Thermal Emission Velocity Enhancement.

Almost everything you have read in this book — retreating glaciers, strengthening hurricanes, burning forests, rising seas — we know precisely thanks to eyes that watch us from above, day and night.

A view that changed everything

Until the middle of the 20th century, nobody had ever seen the whole Earth. In December 1968, the Apollo 8 crew photographed the planet rising above the Moon's horizon — the image known as “Earthrise”. Four years later, in December 1972, the Apollo 17 astronauts captured the complete, sunlit disc: “The Blue Marble”. Both photographs became symbols of the environmental movement: a small, round planet with no borders drawn on it, floating in the dark.

Since then, the view from space has become a working tool. Today, hundreds of Earth observation satellites, launched by space agencies and companies around the world, measure ocean temperature, soil moisture, ice thickness, air pollution and even the height of trees.

Landsat: the longest diary of the land

On 23 July 1972, NASA launched the first satellite of the programme that would become Landsat. Since then, one Landsat after another has photographed every corner of the land, and today Landsat 8 and Landsat 9 carry on the work. The result is the longest continuous record of Earth's surface seen from space: more than 50 years of images.

The power of this archive lies in comparison. Put an image from the 1980s next to one from today and you see how a city has spread, how a forest has vanished, how plants returned to the slopes of Mount St. Helens after its 1980 eruption, or how far the Columbia Glacier has retreated (see Chapter 12). Since 2008, the entire Landsat archive has been free for anyone to use.

Weather satellites and GPS signals

The first successful weather satellite, TIROS-1, was launched by the United States in 1960. Today, the forecasts in Chapter 9 rely on two families of satellites. Geostationary satellites sit about 36,000 km above the equator and turn with the Earth, so they always “watch” the same hemisphere and can follow a storm minute by minute. Polar-orbiting satellites fly much lower, pass over the poles and, strip by strip, scan the whole planet in detail. Europe runs its weather satellites through EUMETSAT, an organisation Romania belongs to.

The navigation on your phone also comes from space. The American GPS system has around 30 active satellites at roughly 20,000 km altitude; Europe has its own system, Galileo. A receiver measures how long signals took to arrive from several satellites and works out its position. Geologists use fixed GPS stations to measure, to the millimetre, how tectonic plates move (see Chapter 4).

Earth at night

In 2012, NASA released “Black Marble”: a map of Earth at night, assembled from cloud-free images taken by the Suomi NPP satellite. Its sensor is so sensitive that it can pick out a single string of street lamps or a lone ship. At night, the planet reveals its people: lit-up coastlines, motorways like strings of beads, deserts and forests almost completely dark.

Night maps are also used in emergencies: after a hurricane or an earthquake, areas that have suddenly gone dark show where the power grid has failed and where help is needed.

The overview effect

Many astronauts describe a deep shift after seeing Earth from space: a sense that the planet is fragile, that the atmosphere is only a thin film (see Chapter 8) and that the borders between countries are invisible. The American writer Frank White named this experience, in a 1987 book, the “overview effect”.

Few of us will ever fly into orbit. But satellite images are now free and a click away — and in the Solar System book you can see what the “pale blue dot” looks like even from its far edge.

For billions of years, Earth was shaped by volcanoes, glaciers, rivers and life. In the last few centuries, a new force has joined them: us.

Eight billion people

Humanity reached its first billion people only around the start of the 19th century. The second billion came around 1927, and on 15 November 2022, by the UN's estimate, the world's population passed 8 billion. In 2025 there were around 8.2 billion of us. Growth has slowed, though: in many countries, Romania included, fewer children are born than before. UN projections suggest the world's population could peak in the second half of this century and then decline slightly.

The population boom did not come from more births, but from people dying young far less often: clean water, vaccines, antibiotics and more plentiful food doubled life expectancy in roughly a century.

How we use the land

Take away the deserts, glaciers and bare mountains and you are left with the “habitable” land. Almost half of it is used for agriculture — fields and pastures. Forests cover another large share, while cities, however sprawling they seem, cover only around 1% of it. Most farmland goes to raising livestock, through pasture and feed crops, even though meat and dairy provide a much smaller share of humanity's calories.

More than half of humanity now lives in cities and urban areas. Cities use a lot of energy, but they also offer solutions: public transport, more efficient buildings, services close to people. As you saw in Chapter 19, from space at night they look like galaxies of light.

The animation above shows fires detected by satellites over a year. Many are not wildfires but fires set by people: to clear land or burn crop waste — one more sign of how much we shape the planet's surface.

The Anthropocene: a geological epoch or not?

In 2000, the chemist Paul Crutzen, a Nobel laureate for his research on the ozone layer, popularised the idea that we live in a new geological epoch: the Anthropocene, “the age of humans”. A working group of geologists studied it for some 15 years and proposed that it begin in the 1950s, marked among other things by traces of nuclear tests in the sediments of Crawford Lake in Canada.

In March 2024, however, the responsible geological commission rejected the proposal, and the decision was confirmed by the International Union of Geological Sciences. Officially, we still live in the Holocene, the epoch that began after the last ice age (see Chapter 14). The word “Anthropocene” is nevertheless still widely used, informally, to describe human impact on the planet.

Wildlife under pressure

The 2024 Living Planet report (WWF and the Zoological Society of London) calculated that monitored wildlife populations shrank by an average of 73% between 1970 and 2020. The main causes are habitat loss, above all to agriculture, followed by overexploitation, invasive species, disease, pollution and climate change.

Success stories

Recent history also shows that things can improve when people agree. The ozone layer is recovering after CFCs were banned under the 1987 Montreal Protocol (see Chapter 8). Leaded petrol has been phased out worldwide, with the last country still selling it giving it up in 2021. In Europe, emissions of sulphur dioxide — the main cause of acid rain — have fallen dramatically since the 1980s, and the air in many cities is cleaner today than it was a few decades ago.

Not every problem has a solution as simple as banning a substance. But the examples above show a pattern: science identifies the problem, measurements confirm it, and shared decisions and technology can solve it.

The same forces that make Earth a living planet — moving plates, circulating water, a warming atmosphere — can, from time to time, turn dangerous. The good news: preparation makes a real difference.

Hazard, risk and disaster

Specialists make a useful distinction. A hazard is the natural event itself: an earthquake, a torrential downpour, a heatwave. Risk depends on how exposed and how vulnerable we are: a strong earthquake in an empty desert claims no victims, while the same earthquake beneath a city of old buildings can be a tragedy. A disaster happens when the hazard overwhelms a community's ability to cope.

That is why, even though we can't stop an earthquake or a storm, we can greatly reduce what they do to us: with safer buildings, timely warnings and people who know what to do.

Romania's hazards

Earthquakes are the most feared. As you saw in Chapter 6, the Vrancea zone produces intermediate-depth earthquakes that are felt over huge areas; the one on 4 March 1977 hit Bucharest hardest. Banat, including the Timișoara area, also has earthquakes of its own, smaller and shallower.

Floods are among the most frequent natural disasters in the country. In 2005, repeated floods struck many counties from spring to autumn. In September 2024, rain brought by Storm Boris caused devastating floods in Galați County, where several people lost their lives and hundreds of homes were destroyed or damaged.

The list goes on: droughts, increasingly common in the south and east; heatwaves, dangerous above all for older people, young children and the chronically ill; landslides, frequent in the Subcarpathians and the hills of Moldavia after long rains; wildfires, often started by burning stubble; and storms with hail and strong winds (see Chapter 10).

Early warning

A message received a few hours — or even a few seconds — in advance can save lives. In Romania, the RO-ALERT system sends warning messages directly to mobile phones in a given area, with no app needed: about imminent floods, severe storms, fires or other dangers. The message arrives with a distinctive sound and contains short instructions. Read it and follow it.

Romania's National Meteorological Administration issues colour-coded warnings — yellow, orange and red — for rain, wind, extreme heat or severe cold. The National Institute for Earth Physics (INFP) monitors earthquakes around the clock; for Vrancea earthquakes, the distance to Bucharest allows, in principle, an automatic warning of up to about 25 seconds before the strong shaking arrives. Not much, but enough to stop trains, shut gas valves or take cover.

What you can do today

During an earthquake

The rule recommended by specialists worldwide has three steps: “Drop, cover, hold on!” Drop to your knees before the shaking knocks you down, cover your head and neck, ideally under a sturdy table, and hold on to it until the shaking stops. Only then leave, calmly, by the stairs — not the lift. If you are outdoors, move away from buildings, poles and power lines.

The emergency kit

• water and non-perishable food for at least three days, for each member of the family;
• a torch, a battery radio and spare batteries, a power bank for your phone;
• a first-aid kit and any medicines you need every day;
• copies of important documents, a little cash, a whistle, warm clothes.

The family plan

Agree in advance on a meeting place outside the home and a contact person in another town whom everyone calls. Find out where to shut off the gas, water and electricity. Fix tall cupboards and heavy shelves to the wall. The single emergency number, in Romania and across the European Union, is 112.

You have crossed the planet from its core to the edge of space. Gathered here are all the interactive tools in the book and, at the end, a quiz with fourteen questions from every chapter.

How to use the simulations

Every simulation in this book is a small laboratory. It is not a film but a model: you choose the values — depth, altitude, the magnitude of an earthquake, the date and latitude, the amount of CO₂ — and the page instantly works out what happens, using the same physical laws and data that geologists, meteorologists and climate scientists use. The models are simplified to fit on a screen, but the important numbers are real.

Use them like a researcher: first ask a question (“How long is the day in Timișoara at Christmas?”), make a prediction, then check. When the result surprises you, it means you have learned something.

All the simulations in the book

The final quiz

Fourteen questions from across the whole book, from the birth of the Earth to how to prepare for an earthquake. After each answer you'll see the explanation. Good luck!

Albedo

The share of sunlight a surface reflects back. Fresh snow reflects most of it; the ocean and forests very little. Earth as a whole reflects about 30%.

Anthropocene

A proposed name for a geological epoch marked by human impact; in 2024 geologists decided not to adopt it formally, but it is widely used informally.

Anticyclone

An area of high atmospheric pressure where air sinks slowly; it usually brings settled, clear weather, and in winter sometimes fog and cold.

Asthenosphere

The hot, slightly plastic layer in the upper mantle on which the tectonic plates slide.

Atmosphere

The envelope of gases around Earth: about 78% nitrogen, 21% oxygen, almost 1% argon and traces of other gases, including carbon dioxide.

Aurora

Coloured light in the night sky, produced when particles from the Sun, steered by the magnetic field, strike atoms in the upper atmosphere.

Biome

A large community of plants and animals adapted to a particular climate: tropical rainforest, desert, grassland, taiga, tundra.

Biosphere

All living things on Earth and the places where they live, from the deep ocean to the lower atmosphere.

Core

Earth's centre, made of iron and nickel: a liquid outer core and a solid inner core as hot as the surface of the Sun.

Coriolis effect

The apparent deflection of winds and currents caused by Earth's rotation: to the right in the Northern Hemisphere, to the left in the Southern.

Crivăț

A cold, dry winter wind from the north-east that blows across eastern and southern Romania and can whip up blizzards.

Epicentre

The point on Earth's surface directly above the place where an earthquake starts.

Erosion

The wearing away and carrying off of rock and soil by water, wind, ice or gravity; over time it grinds down even the highest mountains.

Fault

A fracture in Earth's crust along which blocks of rock have moved relative to each other; earthquakes happen when faults slip.

Foehn

A warm, dry wind blowing down a mountainside after the air has lost its moisture climbing the opposite slope; it also occurs in the Carpathians.

Geodynamo

The mechanism by which the motion of molten iron in the outer core generates Earth's magnetic field.

Glacier

A mass of ice formed from snow compacted over many years, which flows slowly downhill under its own weight.

Great Oxidation Event

The rise of oxygen in the atmosphere about 2.4 billion years ago, caused by photosynthesising cyanobacteria.

Greenhouse effect

The trapping of part of the heat radiated by Earth by gases such as water vapour and carbon dioxide; naturally it keeps the planet habitable, but the CO₂ added by humans strengthens it.

Hotspot

A place where a plume of hot rock rises from deep in the mantle and punches through the plate above, building volcanoes, as in Hawaii or Iceland.

Hypocentre

The place deep in the Earth where an earthquake's rupture begins; also called the focus. For Vrancea earthquakes it usually lies 60–200 km down.

Ice core

A cylinder of ice drilled out of a glacier or ice sheet; the air bubbles trapped inside preserve the make-up of the atmosphere from hundreds of thousands of years ago.

Ice sheet

A vast mass of ice covering a continent or large island; today there are two, in Antarctica and Greenland.

Igneous rock

Rock formed when magma or lava cools and solidifies, such as granite and basalt.

Kármán line

The altitude of 100 km, used by convention as the boundary between Earth's atmosphere and outer space.

Lithosphere

Earth's rigid outer shell, made of the crust and the uppermost mantle, broken into tectonic plates.

Magma

Molten rock below the surface; when it reaches the surface in an eruption it is called lava.

Magnitude

A measure of the energy released by an earthquake; each step up means about 32 times more energy.

Mantle

The thick layer of hot rock between the crust and the core, reaching down to about 2,900 km and making up most of Earth's volume.

Mantle convection

The extremely slow movement of hot mantle rock, which rises, cools and sinks; it is the engine of plate tectonics.

Metamorphic rock

Rock transformed by great heat and pressure without melting, such as marble and schist.

Milankovitch cycles

Slow variations in Earth's orbit and the tilt of its axis, over tens of thousands of years, that have paced the coming and going of ice ages.

Ozone layer

A region of the stratosphere rich in ozone, which absorbs most of the Sun's harmful ultraviolet radiation.

Pangaea

The supercontinent that joined almost all of the planet's land; it formed about 335 million years ago and began breaking apart about 175 million years ago.

Permafrost

Ground or rock that stays frozen for at least two years in a row; it covers large areas of the Arctic and stores a lot of carbon.

Rock cycle

The slow, continuous transformation of rocks from one type into another — igneous, sedimentary, metamorphic — through melting, erosion, pressure and heat.

Sedimentary rock

Rock formed from layers of sand, mud, the remains of living things or minerals laid down and hardened over time, such as sandstone and limestone.

Seismic waves

The vibrations that spread out from an earthquake through the Earth; their speed and paths revealed the planet's inner structure to scientists.

Shield volcano

A broad volcano with gentle slopes, built from runny lava that flows far; Mauna Loa in Hawaii is the largest example.

Stratosphere

The layer of the atmosphere above the troposphere, up to about 50 km; it contains the ozone layer.

Stratovolcano

A tall, cone-shaped volcano built from alternating layers of lava and ash; its eruptions are often explosive, as at Vesuvius or Pinatubo.

Subduction

The process by which one tectonic plate sinks beneath another, back into the mantle; it produces ocean trenches, volcanoes and strong earthquakes.

Tectonic plate

One of the large, rigid pieces into which the lithosphere is broken; plates move a few centimetres a year.

Tropical cyclone

A huge storm spinning around a centre of low pressure, fuelled by warm ocean water; it is called a hurricane, typhoon or cyclone depending on the region.

Troposphere

The lowest layer of the atmosphere, about 8–18 km thick, where almost all weather happens.

Weather front

The boundary between two air masses of different temperature and humidity; a passing front usually brings clouds, rain or snow and a change in the weather.

Zircon

A very tough mineral that can survive for billions of years; zircon crystals from the Jack Hills in Australia are about 4.4 billion years old.

Main sources

Data on Earth's structure and history — the planet's age, its inner layers, tectonic plates, volcanoes, earthquakes and the magnetic field — come mainly from NASA (NASA Earth Science, Earth Observatory and the Scientific Visualization Studio), the US Geological Survey (USGS), including its Earthquake Hazards Program, and the Smithsonian Institution's Global Volcanism Program. Information on Romania's earthquakes, including the Vrancea zone and the 1940 and 1977 earthquakes, comes from Romania's National Institute for Earth Physics (INFP).

Data on the atmosphere, weather and climate come from the World Meteorological Organization (WMO) — including its annual State of the Global Climate reports, with the assessments for 2024 and 2025 —, from NASA and NOAA (CO₂ measured at Mauna Loa, global temperature), from the reports of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), especially the Sixth Assessment Report, and from the scientific assessments of ozone depletion carried out under WMO and UNEP. Information on weather and weather warnings in Romania comes from Romania's National Meteorological Administration.

Population figures come from the United Nations (World Population Prospects), figures on wildlife decline from the 2024 Living Planet report (WWF and the Zoological Society of London), and the decision on the Anthropocene from statements by the International Union of Geological Sciences (2024). Emergency preparedness advice follows the guides of Romania's General Inspectorate for Emergency Situations (IGSU) and international “drop, cover, hold on” recommendations. For recent events (2022–2026), official agency statements and science news reports were used. Rounded values are approximate; some figures — CO₂ concentration, global average temperature, world population — change from year to year.

Images and video

The photographs and videos in this book come from NASA's public archives: images taken by astronauts from the International Space Station and the Space Shuttle, images from Earth observation satellites (including Landsat, a joint NASA–USGS programme) and visualisations by the Scientific Visualization Studio. Under NASA policy, material produced by the agency is generally not protected by copyright; each image's credit appears beneath it. NASA does not sponsor or endorse this book.

The simulations (the journey to the centre of the Earth, plate drift, the power of earthquakes, the climb through the atmosphere, lightning and thunder, the seasons, the greenhouse effect and the geological clock) are drawn in real time on the page, based on data from the sources above; some scales are compressed to fit on the screen.

About this edition

November 2026 edition. The content reflects the scientific knowledge available as of this date. Earth is changing before our eyes — and so is what we know about it: every year brings new satellite data, new ice cores, new measurements of the moving crust. If something has changed since then, it means we have learned something new about the only planet we call home.

Author

Concept, design and production: Horațiu Hot.