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Astronomia – parte settima: terra, anatomia del pianeta blu

Dopo aver visto come la Terra si sia formata e evoluta, andiamo a conoscere le più importanti caratteristiche cercando di capirne il funzionamento. Quando pensiamo alla Terra dobbiamo immaginarla come un macchinario complesso e delicato dove ogni elemento, ogni parte di questo meccanismo ha la sua utilità e funzionalità.

Ogni minimo cambiamento ha permesso  al pianeta di evolversi nel corso di miliardi di anni: dalla gravità ai moti, dall’elettricità al magnetismo, dalla composizione al clima.

 

 

Composizione

La Terra può essere suddivisa in cinque parti, procedendo dall’esterno verso l’interno troviamo: l’atmosfera (gassosa), l’idrosfera (liquida), la litosfera (solida), il mantello (rigido e plastico) e il nucleo (liquido e solido). L’atmosfera è l’involucro gassoso che circonda il corpo del pianeta, l’idrosfera è l’insieme delle acque (laghi, mari e oceani) che coprono approssimativamente il 70% della superficie del globo. La litosfera è costituita dalla crosta terrestre e dalla parte di mantello  rigido: si estende fino a una profondità di 100 km. Il mantello plastico e il nucleo costituiscono l’interno del nostro pianeta e la maggior parte della sua massa. La litosfera non ricopre uniformemente tutto il globo, ma è frammentata in una molteplicità di zolle tettoniche, placche in movimento le une rispetto alle altre. Le interazioni tra le zolle sono all’origine del sollevamento delle catene montuose, dell’espansione dei fondi oceanici, dei fenomeni sismici e vulcanici.

L’asse terrestre e l’eclittica

Tutti i pianeti compresa la Terra orbitano attorno al Sole su di un piano chiamato “piano dell’eclittica”. Dalla Terra l’eclittica è lo spostamento apparente che il Sole sembra effettuare nel cielo durante il corso dell’anno. Il nome eclittica ha origine dal termine eclissi, le quali si presentano quando la Luna viene a trovarsi sul piano dell’eclittica in allineamento tra il Sole e la Terra. Qualche grado in su o in giù dell’eclittica troviamo le costellazioni a noi più conosciute, quelle che compongono lo zodiaco e associate ai mesi di nascita. Tornando a noi, l’asse terrestre non è dritto, perpendicolare al suo piano orbitale (eclittica), ma è inclinato di circa 23°27′ (inclinazione dell’eclittica). Questo è il principale motivo per cui sul nostro pianeta esistono le stagioni, lo vedremo tra poco.

Moti terrestri

La Terra a osservarla bene non è una sfera perfetta ma è un geoide: cioè è lievemente schiacciata ai poli e rigonfia nella parte centrale (equatore). I principali moti della Terra sono quello di rotazione e quello di rivoluzione; altri moti sono di precessione e di traslazione. Il moto di rotazione per noi scandisce la durata del giorno, è dunque il movimento della Terra attorno al suo asse (da ovest verso est), compiuto in 24 ore circa. Il moto di rivoluzione per noi scandisce la durata dell’anno ed è il movimento della Terra attorno al Sole, compiuto in 365 giorni circa e che avviene secondo una traiettoria di forma ellittica che porta il nostro pianeta ad una distanza variabile da un massimo di 152 milioni di km (afelio) e ad un minimo di 147 milioni di km (perielio). Poi abbiamo i moti detti “millenari” perchè avvengono in tempi lunghissimi, questi sono il moto di precessione e quello di traslazione. Il moto di precessione avviene ogni 26 mila anni circa, in pratica la direzione verso cui punta l’asse di rotazione terrestre in cielo si sposta lungo una grande circonferenza di forma conica. L’asse terrestre è come se descrivesse in cielo un cerchio, pensate ad esempio al movimento di una trottola. Il moto di precessione è dovuto alla forma imperfetta della Terra e all’influenza gravitazionale del Sole e della Luna. La Terra infine compie un moto di traslazione con l’intero sistema solare e le altre stelle, ruotando attorno al centro galattico.

Le stagioni

Se l’asse terrestre fosse perpendicolare all’eclittica, la posizione del Sole nel cielo sarebbe a metà strada tra i poli celesti, non esisterebbero le stagioni e inoltre notte e giorno avrebbero sempre la stessa durata. Invece le stagioni  esistono e sono causate dall’inclinazione dell’asse terrestre e dal moto di rivoluzione. Le stagioni, in definitiva sono i quattro periodi in cui si divide l’arco di tempo impiegato dalla Terra per compiere un giro intorno al Sole. Nel corso di tale movimento, la Terra assume posizioni continuamente diverse mantenendo sempre la stessa inclinazione, dunque abbiamo: i due solstizi ed i due equinozi. Negli equinozi di primavera e autunno i raggi solari cadono perpendicolarmente sull’equatore. Il giorno ha le stesse ore di luce e buio; nel solstizio d’estate invece l’emisfero settentrionale (noi) risulta più colpito dai raggi solari perchè inclinato verso il Sole mentre nell’emisfero meridionale è inverno; al contrario nel solstizio di inverno nell’emisfero meridionale è estate perchè si trova inclinato verso il Sole e riceve i raggi in modo perpendicolare mentre nell’emisfero nord (noi) abbiamo l’inverno.

Il clima

Il clima è l’insieme delle condizioni atmosferiche (temperature, umidità, pressione, vento) presenti sul nostro pianeta e dipende da varie cause: la distanza del Sole dalla Terra, l’inclinazione dell’asse, il moto di rivoluzione e altro ancora. Tutte le perturbazioni si generano in una zona dell’atmosfera chiamata troposfera che è formata principalmente da azoto e ossigeno (99%).  L’atmosfera regola anche la temperatura sulla Terra, infatti senza di essa ci sarebbero temperature attorno ai -150°c di notte e di 100°c di giorno (come sulla Luna). Essa serve anche a formare l’effetto serra, il fenomeno che imprigiona i raggi solari non permettendogli di uscire fuori. Un fenomeno molto attuale e collegato all’inquinamento del pianeta da parte dell’uomo.

Il campo magnetico

Se la Terra non avesse un campo magnetico la vita non si sarebbe potuta sviluppare perchè le radiazioni provenienti dal Sole avrebbero spazzato l’atmosfera, gli oceani e il nostro pianeta sarebbe diventato un corpo arido e sterile. Per fortuna invece la Terra si comporta come una grande calamita, le cui linee di forza generano attorno al pianeta un campo magnetico (un esempio pratico è la bussola). Il campo magnetico è generato all’interno del pianeta grazie al nucleo di ferro liquido in continuo movimento, possiede inoltre due poli magnetici non coincidenti con quelli geografici, soggetti a variazioni di direzione e intensità. Il campo magnetico terrestre interagisce nello spazio circostante con il vento solare formando una regione detta magnetosfera. La magnetosfera funge da scudo, proteggendo il nostro pianeta dall’azione diretta del vento solare, il flusso di particelle provenienti dal Sole.

 

La gravità

Abbiamo visto nei precedenti articoli la gravità come quella particolare forza che attrae due o più corpi. E’ senza dubbio la principale legge dell’Universo ed è stata l’artefice della creazione di stelle e galassie. La gravità terrestre si comporta allo stesso modo, la avvertiamo ogni giorno in tutte le azioni che compiamo. E’ quella particolare forza che ci tiene piantati a terra e che spinge verso il basso. Se non ci fosse la gravità il nostro sarebbe un pianeta morto visto che non riuscirebbe a trattenere al suo interno l’atmosfera, i mari e gli altri elementi vitali. Per sfuggire alla gravità terrestre e librarci in aria dobbiamo usare una forza che possa raggiungere la velocità di fuga. La velocità di fuga è la minima velocità che un corpo, posto in un campo gravitazionale, deve avere per sfuggire all’attrazione di un pianeta. Sulla Terra la velocità di fuga è di 11 km/s.

 

Queste sono le principali caratteristiche della Terra, ho semplificato di molto le nozioni perchè ad approfondirle tutte non sarebbe bastato un libro di testo. Il prossimo articolo riguarderà il nostro satellite, la Luna, la nostra compagna danzatrice che rischiara le notti fin dai tempi ancestrali e che ha affascinato e intimorito l’uomo da sempre. Oltre al lato estetico e romantico essa svolge un ruolo fondamentale per il nostro pianeta, grazie alle continue interazioni tra i due corpi celesti. A presto.

 

Marco Alemanno

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