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Astronomia – Parte Ottava: La Luna

E’ il corpo celeste più vicino a noi e l’unico nostro satellite. Ha affascinato e intimorito l’uomo fin dai tempi antichi, studiata e venerata da sempre: la Luna. Quando è pienamente illuminata dal Sole rischiara le notti ed è associata al mistero, all’esoterismo e al romanticismo.

I suoi movimenti ci hanno permesso di comporre il calendario e di migliorare la conoscenza dello spazio. Oltre ad una funzione estetica essa svolge un ruolo fondamentale stabilizzando l’asse terrestre e dunque il clima. Nonostante le numerose missioni che l’hanno studiata, comprese le 6 missioni Apollo che portarono 12 uomini sulla sua superficie, sono ancora molti gli aspetti non chiari sulla sua origine, evoluzione e struttura.

 

Nascita e sviluppo

Secondo la tesi più attendibile, la Luna ha avuto origine subito dopo la formazione della Terra, circa 4,5 miliardi di anni fa, a seguito dell’impatto di un corpo planetario delle dimensioni di Marte con il nostro pianeta. Gli effetti conseguenti alla collisione proiettarono nello spazio una grande quantità di materiale che andò a formare un anello di frammenti rocciosi in orbita attorno alla Terra. In breve tempo questi detriti si accumularono per la forza di gravità, dando origine alla proto-Luna. Al termine di questa prima fase evolutiva, la Luna era allo stato fuso e la sua superficie iniziò a raffreddarsi e a solidificarsi. Corpi cosmici di varie dimensioni continuarono ad impattare sulla sua superficie; questo periodo, detto “bombardamento pesante”, continuò per centinaia di milioni di anni e diede origine ai maggiori bacini da impatto visibili oggi sulla superficie lunare. A seguito di questi impatti, enormi flussi di lava provenienti dalla crosta lunare, invasero le zone più basse della sua superficie dando origine ai “mari”, le grandi macchie scure presenti sulla faccia visibile. Anche se con una frequenza sempre minore, il bombardamento da parte di piccoli asteroidi e comete continuò, ricoprendo la superficie lunare di ulteriori crateri di varie dimensioni.

Composizione e struttura

Un tempo la Luna è stata geologicamente attiva e le prove sono tutt’ora visibili. Le regioni superficiali più chiare, denominate “altipiani”, e le regioni scure, denominate “mari”, racchiudono gli indizi di questa evoluzione. Gli altipiani, che rappresentano l’originaria crosta lunare, comprendono l’80% della superficie, essi sono ricoperti da crateri di varie dimensioni. Le regioni dei mari contrastano considerevolmente con gli irregolari altipiani. I mari rappresentano le zone che in passato sono state ricoperte da lava. Oltre ad essere molto più scuri, i mari sono praticamente piatti e relativamente privi di crateri. Dal punto di vista strutturale la Luna ha una crosta, un mantello e un nucleo, proprio come la Terra. La parte interna del nucleo è ricca di ferro mentre nella crosta troviamo diversi elementi primari come uranio, potassio, magnesio, ferro e molti altri.

 

Rotazione e rivoluzione lunare

Guardando la Luna in diverse serate ci accorgiamo che la faccia che essa ci rivolge è sempre la stessa mentre l’illuminazione della sua superficie varia di giorno in giorno. La Luna ci volge sempre la stessa faccia perché il suo periodo di rivoluzione attorno alla Terra coincide con quello di rotazione attorno al suo asse. La Luna compie una rivoluzione attorno alla Terra in 27 giorni circa (mese siderale). Il mese lunare (ovvero il periodo compreso fra due Lune nuove) ha invece una durata media di 29 giorni e mezzo. Il nostro satellite dista da noi all’incirca 380 mila km ed ha un’orbita irregolare ed ellittica; irregolare perchè il piano su cui orbita è inclinato di circa 5° rispetto all’eclittica, mentre possedendo un’orbita ellittica essa non è sempre alla stessa distanza dalla Terra, ma attraversa due fasi dette “Apogeo” e “Perigeo”, che rappresentano la distanza minima e massima rispetto al nostro pianeta.

Fasi lunari

Oltre a mostrarci sempre la stessa faccia, se osserviamo la Luna in diverse serate, noteremo che le sue condizioni di illuminazione non sono sempre le stesse; la faccia della Luna rivolta verso la Terra si presenta ora illuminata completamente, ora solo parzialmente, ora del tutto oscura. Queste sono le cosiddette “fasi lunari”, descrivono il diverso aspetto che la Luna mostra durante il suo moto e sono  causate dal suo diverso orientamento rispetto al Sole  La Luna non splende di luce propria, ma riflette la luce del Sole e, di conseguenza, presenta le fasi dovute alle varie posizioni che la Luna assume non solo rispetto alla Terra ma anche rispetto al Sole. Inoltre notiamo che giorno dopo giorno la vediamo spuntare nel cielo un po’ più tardi, essa sorge sempre in direzione est e tramonta ad ovest, tuttavia il suo sorgere ritarda di 50 minuti ogni giorno. Ora veniamo alle fasi, quando la Luna si trova dalla stessa parte del Sole (congiunzione) l’emisfero che essa rivolge verso di noi non è colpito dai raggi solari e quindi risulta oscuro: abbiamo allora la fase di “Luna Nuova” o Novilunio. Quando la Luna si trova dalla parte opposta (opposizione), la sua parte illuminata è proprio quella rivolta verso di noi ed allora abbiamo la “Luna Piena” o Plenilunio. Nelle fasi intermedie il Sole illumina solo una porzione della faccia visibile. Tra il novilunio e il plenilunio la porzione illuminata aumenta, “Luna crescente”, e la Luna assume prima l’aspetto di una falce, viene quindi illuminata esattamente a metà (primo quarto) e prende poi l’aspetto di un disco gibboso,  “Gibbosa crescente”. Tra il plenilunio e il novilunio la porzione illuminata diminuisce con continuità ,“Luna calante”, la Luna è gibbosa sino a che (ultimo quarto) non è illuminata esattamente per metà. Dopo di ciò assume nuovamente l’aspetto di una falce che si restringe sempre più sino ai successivo novilunio.

 

Eclissi lunare e solare

Le eclissi si verificano tutte le volte che Terra, Luna e Sole si trovano allineati sulla stessa retta. Quando la Luna nel suo moto attorno alla Terra passa nel cono d’ombra proiettato dal nostro pianeta, essa non viene più illuminata dal Sole e si ha quindi un’eclisse di Luna. L’eclisse lunare vera e propria può essere parziale o totale; nel primo caso la Luna entra totalmente nel cono d’ombra della Terra, nel secondo caso vi entra solo parzialmente. Poiché l’orbita lunare è inclinata rispetto al piano dell’eclittica, non si ha un’eclisse lunare al mese. Si ha un’eclissi di Sole quando è la Luna a interporsi tra Terra e Sole, proiettando dunque la sua ombra sulla Terra e oscurando il Sole. Le eclissi di Sole possono verificarsi solo al momento della Luna Nuova. Essendo la Luna più piccola della Terra la sua ombra interessa solo una piccola zona della superficie terrestre. L’eclissi di dice totale se il Sole viene oscurato completamente dalla Luna; si dice anulare se la Luna oscura solo la parte centrale del Sole, lasciando un anello solare visibile intorno all’ombra della Luna. Si dice infine parziale se solo una parte del Sole viene oscurata dalla Luna. Il fenomeno dell’eclissi solare è reso possibile da una singolare coincidenza: vista dalla Terra la Luna, che è molto più piccola e vicina del Sole, appare più o meno delle stesse dimensioni della nostra stella.

 

Attrazione gravitazionale e il fenomeno delle maree

L’attrazione Terra-Luna è reciproca, naturalmente il nostro pianeta esercita una forza molto maggiore che permette alla Luna di orbitarvi intorno. Anche la Luna però esercita sul nostro pianeta una certa attrazione che, combinata con quella del Sole, provoca deformazioni della Terra (dette maree terrestri) e genera variazioni periodiche del livello dei mari (maree oceaniche o semplicemente maree). Lo studio delle maree è molto complesso: può essere semplificato assumendo che la Terra sia completamente coperta di acqua: sotto l’influenza della gravità lunare, l’acqua che è rivolta verso la Luna si solleva e forma un rigonfiamento perché è attratta con una forza maggiore di quanto accade nel resto del globo. L’acqua che si trova sul lato opposto invece viene attratta in maniera minore (visto che è più lontana dalla Luna) e quindi “si allontana” da essa.

 

Se non ci fosse la Luna

Da premettere che se non ci fosse la Luna il nostro, sarebbe un pianeta molto diverso da come lo conosciamo oggi. In sua assenza la Terra avrebbe una velocità di rotazione molto più elevata visto che non ci sarebbe l’effetto frenante delle maree, inoltre il clima sarebbe soggetto a repentini cambiamenti. Nel primo caso il ciclo giorno/notte, con le relative escursioni di temperatura dal caldo al freddo, sarebbe molto breve; si sarebbe così formata una atmosfera molto più spessa che avrebbe creato enormi pressioni sulla superficie. Nel secondo caso il clima terrestre cambierebbe in continuazione a causa dello spostamento dell’asse di rotazione; in determinati periodio i ghiacchi polari finirebbero verso le zone equatoriali mentre nelle zone fredde ci sarebbero temperature torride, questo causerebbe inondazioni e disastri un tutte le zone del nostro pianeta. La forza di gravità lunare e di conseguenza le maree, permette di avere sul nostro pianeta un enorme ricambio delle acque, che altrimenti ristagnerebbero di più se non ci fosse. E’ dunque legittimo affermare che la Luna agisce da regolatore climatico della Terra, assicurandole una relativa stabilità climatica su lungo termine.

 

Vi ringrazio per l’attenzione, nel prossimo articolo ci occuperemo dei pianeti extrasolari e indagheremo sulla possibilità di vita extraterrestre. A presto.

 

Marco Alemanno

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