a Terra tabellare
z
Il
pianeta Terra in
una foto dallo spazio
scorrere in basso
. |
|
scorrere in basso |
|
image credit NASA - la maggior
parte del testo è liberamente tratto da "Wikipedia"
Orbita della Terra
Terra,
somiglianze e differenze con gli altri pianeti rocciosi |
image credit Nasa
z
image credit "Wikipedia"
. |
z
La Terra
è il pianeta su cui vive l'umanità, il
terzo in ordine di distanza dal Sole.
È il più grande dei pianeti
rocciosi del sistema solare, sia per quanto
riguarda la massa sia per il diametro. È,
per ora, il primo pianeta conosciuto a possedere acqua
in forma liquida sulla sua superficie.
z
Terra,
osservabilità dallo spazio
La Terra
vista durante il corso della missione spaziale Apollo
17 - image
credit Nasa |
z
z
z
Terra,
osservabilità dallo spazio
la Terra vista dalla superficie della Luna
- image credit Nasa |
z
z
Terra,
il sistema Terra-Luna visto da Marte
image credit Nasa |
z
z
Terra,
la Sicilia vista dal satellite
image credit www.blogscienze.com |
z
z
Terra:
moto di rotazione siderale
e solare
z
z
image credit www.montana.edu/maliimage
credit www.montana.edu/mali
z
Il giorno
siderale (23
ore, 56 minuti,
4 secondi) è la
durata del periodo di
rotazione della Terra rispetto
ad una stella fissa.
Il giorno
solare (24
ore, in media) è la durata del
periodo di rotazione
della Terra rispetto alla stella
Sole, attorno a cui rivoluziona.
La Terra
rivoluziona compiendo un giro attorno
al Sole:
in un anno c'è un
giorno siderale in più
dei giorni solari.
Il giorno solare non
ha durata costante. La causa
principale di questo fatto è dovuta all'inclinazione
dell'asse di rotazione
della Terra
rispetto al suo piano di rotazione intorno al Sole ( eclittica
). La seconda causa della suddetta anomalia è dovuta
al fatto che l'orbita
terrestre è ellittica,
la velocità della
Terra è
minima all'afelio
e massima al perielio.
Il 23 dicembre
il
giorno solare
dura circa 30 secondi in più
(rispetto alle 24 ore medie), mentre al
16 settembre
dura circa 21 secondi in meno.
più.
z
Terra,
il moto di rivoluzione siderale
Filmato 1847 kb esegui
image credit Perseus
z
La Terra
orbita attorno al Sole rispetto ad una stella
fissa A in un anno
siderale pari a 365,2564
giorni ( 365
gg, 6 ore, 9 min, 10 sec )
z |
z
z
Terra,
moti millenari: precessione -
la trottola
image credit Wikipedi(elaborata)a
image credit Wikipedia (elaborata) |
In fisica la
precessione è
il cambiamento della direzione dell'asse di
rotazione di un oggetto.
1) la trottola
gira inizialmente su se stessa con asse verticale.
2) viene forzosamente
spinta ad assumere un asse di rotazione inclinato.
3) essa tenderebbe
a cadere verso il basso.
4) ma il suo
moto di rotazione si oppone a questa caduta
( principio del giroscopio ).
5) l'asse comincia
a muoversi con moto conico ( reazione
giroscopica alla forza di gravità ).
La situazione è simile, anche se non esattamente
identica, a quella della Terra
sotto l'azione delle forze di Luna
e Sole
...
z |
zTerra,
moti millenari: la precessione
dell'asse terrestre |
La Terra
è inclinata rispetto alla verticale dell'eclittica di 23,45°
e ruota su se stessa in un giorno
siderale.
A causa del rigonfiamento equatoriale terrestre,
la Luna
e il Sole producono
una coppia (in senso fisico)
gravitazionale che tende a raddrizzare la
Terra, ossia a far coincidere il piano
equatoriale con il piano dell'eclittica. È questa azione che provoca
la precessione oraria dell'asse di rotazione
terrestre. Poiché essa è
dovuta all'effetto combinato di Luna
e Sole,
viene più propriamente chiamata precessione
lunisolare.
Anche gli altri pianeti del sistema solare, in
misura nettamente minore, esercitano una attrazione sulla Terra,
dando vita alla cosiddetta precessione planetaria: quest'ultima è
trascurabile rispetto alla precessione lunisolare.
L'effetto della precessione
lunisolare è di 50,37"
in senso orario (di cui 30"
per influenza lunare oraria, di cui 20,37''
per influenza solare oraria), la precessione
planetaria è di 0,11"
in senso antiorario, pertanto, la
precessione totale
risulta essere di circa 50,26"
all'anno oraria.
L'asse terrestre
descrive quindi una circonferenza completa
in circa 25.786 anni.
z |
z
zz
Terra,
moti millenari: la precessione e la nutazione
dell'asse terrestre
image credit Wikipediaimage
credit Wikipedia |
La Luna
non ha un piano orbitale fisso, ma inclinato ( 5,145°
) e lentamente rotante ( 18,6 anni
), causando una variazione continua della
forza agente sulla Terra. Il termine principale della nutazione
è dovuto alla regressione della
linea dei nodi della Luna che ha lo stesso
periodo di 6798 giorni
( 18,6 anni
). La componente longitudinale ha un'ampiezza di 17" e quella obliqua di
9''.
z
Terra, moti millenari: la precessione
e la nutazione dell'asse terrestre
La ruota che gira
in orizzontale rappresenta la Terra
e mette in particolare evidenza il rigonfiamento
equatoriale ...
la gravità
agisce tirando verso il basso, tende quindi
di abbattere in orizzontale l'asse di rotazione
... la ruota " precede
" e " nuta "
...
il verso di precessione è contrario
a quello della Terra
... infatti l'attrazione luni-solare tende
a raddrizzare l'asse e non ad abbatterlo ... |
z
z |
z
Terra,
precessione nel concreto: l'anno tropico
image credit Perseus
image credit Perseus |
stiamo osservando il moto
della Terra,
sullo sfondo delle stelle fisse, dal polo
Nord del Sole ... la rotazione della superficie
della Terra è
gestita da Perseus
... al 2-gennaio-2002 4h 5m la Terra si trova poco a sinistra e in basso
rispetto alla stella SAO78780 ... nel cielo,
a causa della rivoluzione antioraria, la Terra
si muove verso sinistra ( freccia
verde ) ... l'Australia
è volta verso il Sole ...
dopo un anno solare (
tropico ),
alla data del 2-gennaio-2003 4h 5m, la Terra, dopo un giro "dietro le nostre
spalle" che ben possono rappresentare il Sole, arriva
sul fondo del cielo immutato da destra
( freccia verde
) ... a
causa della precessione totale di 50,26''
in senso orario, si troverà indietro
proprio di questa quantità rispetto alla data di partenza ... (
360° - 50,26'' = 359° 59' 10''
: arco in un anno tropico
) ... la Terra si trova ora a destra in basso rispetto a SAO78780 ... nuovamente,
l'Australia è volta verso il Sole
...
z |
z
Terra:
anno siderale, anno tropico e calendario |
tipologia |
definizione |
anno
|
anno
|
delta
|
z |
z |
z |
|
|
gg
|
ore
|
min
|
sec
|
decimale
|
min
|
sec
|
z |
z |
z |
anno
siderale |
=
da stella a stella |
365
|
6
|
9
|
10
|
365,2564
|
z |
z |
z |
anno
tropico medio |
=
da ga
a g(a+1) |
365
|
5
|
48
|
46
|
365,2422
|
20
|
23
|
(rispetto
al siderale) |
anno
giuliano medio |
=
365 + 1/4 |
365
|
6
|
0
|
0
|
365,2500
|
11
|
14
|
(rispetto
al tropico medio) |
anno
gregoriano medio |
=
365 + 97/400 |
365
|
5
|
49
|
12
|
365,2425
|
0
|
26
|
(rispetto
al tropico medio) |
L'anno siderale
è l'unico costante e correlato ad
un fenomeno astronomico ben definito.
L'anno tropico
medio è
più breve di quello siderale perché
il nodo ( punto g
) va incontro alla Terra
che rivoluziona. A causa della precessione
il punto g
anticipa ogni anno di 20 minuti e 23 secondi.
Questo è l'anno del ritorno
delle stagioni e pertanto il più indicato
per essere la base del calendario.
L'anno tropico vero
è variabile in funzione del momento
di inizio scelto. Infatti, nel suo moto ellittico la
Terra non ha
velocità costante e pertanto lo
scostamento dipende dal punto di riferimento scelto.
La prima approssimazione,
con un anno astratto, di quello tropico medio è
stato l'anno giuliano,
che differisce di 11
minuti e 14 secondi. Troppo
per gli usi pratici, pertanto è
stato necessario procedere giovedì 4 ottobre 1582 alla riforma:
il giorno successivo divenne il venerdì 15 ottobre 1582.
La seconda approssimazione,
con un anno astratto, di quello tropico medio è
stato l'anno gregoriano medio,
che differisce di 26
secondi. Bisognerà
sopprimere un giorno soltanto nell'anno 4905
per non avere lo sfalsamento di un giorno. |
z
Terra,
approfondimento sull'anno tropico |
L'anno tropico
(dal greco tropos,
rotazione) o anno solare, è la durata intercorrente fra due
passaggi successivi del Sole
allo Zenit di
uno stesso tropico, cioè fra due
solstizi od equinozi dello stesso nome. Sull'anno
tropico è fondato il nostro calendario.
È in sostanza il ciclo delle stagioni, o il tempo
impiegato dal Sole
per tornare nella stessa posizione, vista dalla Terra,
lungo l'eclittica.
L'anno tropico non è perfettamente costante:
1) il
moto della Terra
attorno al Sole
è perturbato dalla presenza degli
altri pianeti, quindi il passaggio nello stesso punto
dell'orbita non avviene sempre
nello stesso momento;
2) la
precessione degli equinozi
sposta lentamente il punto zero; data
la diversa velocità della Terra lungo l'orbita, l'anno
tropico è diverso
a seconda del punto di partenza considerato.
Per questi motivi è
stato definito un anno tropico medio,
pari a 365,2422 giorni
( 365 giorni, 5 ore, 48 minuti e 46 secondi
). Per dare
l'ordine di grandezza delle variazioni, l'anno tropico misurato a partire
dal punto vernale è circa 17 secondi più lungo.
Cambi nella velocità della precessione,
nella eccentricità dell'orbita
della Terra
e nella sua rotazione,
portano ad una variazione della lunghezza dell'anno tropico; tale variazione
è di circa 5 ms / anno.
Anche se tale termine può sembrare piccolo, diventa
determinante nella misura di eventi come
vengono osservati dalla Terra
(p.es. nel caso di un'eclissi).
Poiché la
linea degli equinozi compie un giro completo rispetto al perielio in circa
21.000 anni,
la durata dell'anno tropico
rispetto ad un punto dell'eclittica oscilla
con tale periodo attorno al valore medio.
La lunghezza dell'Anno Medio Gregoriano
è di 365 + 97/400 = 365,2425 giorni.
Si dovrà, pertanto, ad un certo
punto togliere un giorno per rientrare in passo.
Ciò accadrà nell’anno 4905.
|
z
Terra,
astrononia antica e precessione |
La maggioranza degli astronomi dell'antichità
non fa menzione della precessione.
Considerando lo spostamento
misurato di 2°
in 150 anni,
Ipparco (anno
129 a.C.) stimò la precessione in
46" l'anno,
molto vicino al valore effettivo di 50,26" e senz'altro migliore della
stima di 36" l'anno
fatta tre secoli dopo da Tolomeo.
La prima interpretazione
moderna della precessione
come conseguenza della variazione dell'orientamento dell'asse terrestre
si deve a Copernico
( De revolutionibus orbium coelestium,
del 1543 ): il fenomeno era dovuto all'ondeggiamento
dell'asse terrestre intorno alla normale al piano dell'eclittica, fermo
restando l'angolo relativo di 23° 27'.
La spiegazione fisica della precessione
in termini di interazione gravitazionale
fra la Terra
e gli altri corpi del sistema solare, in particolare la Luna
ed il Sole, fu
dovuta a Isaac Newton
e fu riportata nella Philosophiae Naturalis
Principia Mathematica del 1687.
La teoria di Newton
prevedeva anche la nutazione:
essa fu poi effettivamente osservata dall'astronomo
inglese James Bradley
nella prima metà del XVIII secolo. La gravitazione universale di
Newton è corretta, ma il suo calcolo era in difetto di un fattore
circa due.
La trattazione
matematica rigorosa dei moti di precessione
e nutazione si deve ai matematici del
XVIII secolo, fra i quali spiccano i nomi di Jean
Baptiste Le Rond d'Alembert ed Eulero. |
z
Terra,
moti millenari: variazione della eccentricità
|
Il semiasse maggiore
dell'ellisse orbitale resta invariato
al variare dell'eccentricità [in
gergo si dice che è una invariante adiabatica].
Secondo la terza legge di Keplero, il
periodo dell'orbita è determinato dal semiasse maggiore, quindi
l'anno siderale,
ovvero il periodo orbitale terrestre, è
anch'esso invariante al variare dell'orbita. |
z
Terra,
moti millenari: variazione della eccentricità
|
Se la Terra fosse l'unico pianeta in orbita attorno
al Sole,
l'eccentricità dell'orbita nel tempo non varierebbe. La
causa principale della variazione è l'interazione con i campi gravitazionali
di Giove e Saturno,
i due pianeti più massivi del sistema solare.
L'orbita terrestre è un'ellisse.
L'eccentricità orbitale è una misura del discostamento della
forma ellittica dell'orbita dalla figura della circonferenza.
L'orbita terrestre varia da
quasi circolare ( bassa eccentricità:
0,005 ) a
discretamente ellittica ( alta eccentricità:
0,06 ). La corrispondente distanza del fuoco
dal centro varia da circa 748.000 km
a circa 8.976.000
km
La variazione avviene con un periodo dell'ordine
di 100.000 anni.
L'eccentricità attuale è
0,01671022.
Quando l'eccentricità
è massima, nell'emisfero boreale
le stagioni estive risultano significativamente
più lunghe. Autunno ed inverno
cadono mentre la Terra
si trova più vicina al Sole,
la Terra
è in movimento alla sua massima velocità, pertanto queste
due stagioni sono leggermente più corte rispetto a primavera ed
estate.
Attualmente,
nell'emisfero boreale, l'estate è
4,66 giorni più
lunga dell'inverno, mentre la
primavera è 2,9
giorni più lunga dello autunno. |
zz
Terra,
moti millenari: variazione della eccentricità
|
Eccentricità su un periodo di 10.000.000
di anni, centrato su AD
1900. Teoria secolare di Brouwer
& van Woerkom
( 1950 ).
(1)
(1) C.D.Murray
and S.F.Dermott - "Solar System Dynamics" - Cambridge University
Press - 2001 |
zz
Terra,
moti millenari: variazione della inclinazione
credit http://brainwagon.org/images/earth.gif
[modificata]
Nella situazione presente ( Terra
col satellite Luna
) l'obliquità è essenzialmente
stabile, manifestando solo piccole
variazioni di 1.3° attorno
al valore medio di 23.3°
( quindi tra 22,0° e 24,6°
) con periodo di circa 40.000 anni. |
zz
Terra,
moti millenari: variazione della inclinazione
|
Inclinazione in gradi su un periodo di 20.000.000
di anni, simulazione di J. Laskar. (2)
(2) J.
Laskar - "Chaos in the Solar System" - Astronomie et Systèmes
Dynamiques - Observatoire de Paris - June 5, 2003 |
zz
Terra,
moti millenari: precessione anomalistica ( o del perielio
)
credit:
http://commons.wikimedia.org/
L' anno
sidereale vale (
365gg 6h 9m 10s )
... l' anno anomalistico
vale ( 365gg 6h 13m
53s )
L' anno
anomalistico della Terra
risulta superiore a quello siderale
per circa 4 minuti e 43 secondi. |
Nel caso della Terra,
la precessione è principalmente causata
dall'attrazione gravitazionale esercitata dagli altri pianeti del sistema
solare, in primo luogo Giove.
Periodo di poco meno di 112.000 anni
che, osservato dal Polo Nord Solare, scorre in
senso antiorario. |
zz
Terra,
moti a breve termine: il moto dei poli ( polodia
)
z
image credit Nasa
image credit Nasa
Il moto dei poli è il movimento
dell’asse di rotazione della Terra
sopra la sua superficie. Si misura in
un sistema di riferimento nel
quale la Terra solida è
fissa ( in inglese: Earth-centered,
Earth-fixed o ECEF
). Variazione anni 2001-2003:
circa 13,6 metri. |
zz
Terra,
moti a breve termine: il moto dei poli ( polodia
)
z |
Essi sono formati da una
componente principale quasi-periodica
e da uno slittamento secolare graduale,
quasi verso ovest, dell’asse istantaneo di rotazione o “Polo Nord”, rispetto
ad un sistema convenzionale di riferimento, il CIO
( Conventional International Origin
), stabilito tramite osservazioni fatte
un secolo fa, e che non è oggi direttamente relazionato alle moderne
osservazioni (VLBI, SLR, e GPS).
La componente principale quasi-periodica
è un moto più o meno circolare chiamato “Chandler
wobble” con
un periodo di circa
435 giorni.
Lo slittamento secolare
si somma all’ampiezza delle componenti periodiche [ wobbles
].
Ciò condurrebbe ad errori
nel software di navicelle che osservano la Terra,
se gli analisti ignorassero i moti quasi-circolari attuali e quelli secolari,
compromettendo la accuratezza del calcolo
della latitudine e longitudine.
Queste ultime sono determinate sul International
Terrestrial Reference Frame ( ITRF
), che può essere relazionato allo International
Celestial Reference System (ICRS) per mezzo
degli IERS Earth
Orientation Parameters (EOP).
. |
zz
Terra,
moti a breve termine: il moto dei poli ( polodia
)
z |
Il lento slittamento
verso ovest, circa 14,3 metri
a partire dal 1900,
è in parte dovuto al movimento del
nucleo e del mantello della Terra,
e in parte alla redistribuzione di masse
di acqua come lo scioglimento
dei ghiacci denominato "Greenland
ice sheet", e allo "isostatic
rebound", cioè il lento emergere
di terre che erano un tempo appesantite dalle coltri di ghiaccio o ghiacciai.
Lo slittamento è circa lungo l’80°
meridiano ovest [ Miami,
Cuba, per intenderci
... ].
A causa dei moti interni e delle deformazione
delle superfici della Terra, un asse, definito dalla posizione di un certo
numero di osservatori sulla superficie della Terra, non è fisso
rispetto all’asse di rotazione che definisce il polo celeste.
Per un particolare osservatorio, si ha l’effetto
della variazione della effettiva latitudine,
come quella usata nelle trasformazioni da coordinate terrestri a coordinate
celesti. La definizione dello International
Earth Rotation Service del sistema di
assi di riferimento terrestri è denominato IERS
Reference Pole (IRP) e definito dal gruppo
di lavoro dell’osservatorio.
La componente quasi-periodica del moto dei
poli, denominata “Chandler wobble”,
consiste di un moto quasi circolare dello
IRP attorno al
polo celeste con un periodo di circa 14 mesi.
Irregolarità più brevi e più lunghe, dovute agli assestamenti
interni alla Terra,
non sono predicibili e debbono essere monitorati con l’osservazione.
La risultante delle componenti del “Chandler
wobble” e dei "moti
irregolari"
del moto dei poli è pubblicata settimanalmente
nel IERS Bulletin A
assieme a predizioni per un certo numero di mesi futuri. |
zz
Terra,
moti a breve termine: il moto dei poli ( polodia
)
una visione "esagerata"
del moto dei poli ( polodia
) rispetto al sistema di assi di riferimento
... il moto in realtà è dell'ordine della
decina di metri
... tuttavia è vero che per chi abita sulla
Terra cambiano
le coordinate ... cambia
anche la volta celeste
...
la Terra
ruota sempre secondo l'asse determinato dalla
griglia dei meridiani ... è la
disposizione della massa che cambia ... |
zz
z
Terra,
caratteristiche salienti |
z
Possiede un campo
magnetico, che, insieme ad una atmosfera
composta in prevalenza da azoto
ed ossigeno,
la protegge dalle radiazioni nocive alla
vita; l'atmosfera inoltre funziona come
scudo contro le piccole meteore,
causandone la distruzione per calore da attrito prima del raggiungimento
della superficie.
La formazione della Terra
è datata circa 4,57
miliardi di anni e possiede un
solo satellite naturale, la Luna,
la cui età di formazione, datata su alcuni campioni delle rocce
più antiche, è risultata compresa tra 4,29
e 4,56 miliardi
di anni fa.
Il suo asse di
rotazione è inclinato rispetto
alla perpendicolare al piano dell'eclittica di 23,45°:
questa inclinazione, combinata con la rivoluzione della Terra
intorno al Sole,
è causa dell'alternarsi delle stagioni.
Le condizioni
atmosferiche primordiali sono state alterate
in maniera preponderante dalla presenza di forme di vita,
le quali hanno creato un diverso equilibrio ecologico, plasmando la superficie
del pianeta. Circa il 71%
della superficie è coperta da oceani
ad acqua salata, mentre il restante 29%
è rappresentato dai continenti e
dalle isole.
z
Terra,
caratteristiche salienti |
z
La superficie
esterna è suddivisa in diversi
segmenti rigidi, o placche tettoniche,
che si spostano significativamente lungo la superficie in periodi dell’ordine
del milione di anni.
La parte interna,
attiva dal punto di vista geologico, è composta da un sottile
strato relativamente solido o plastico, denominato mantello,
e da un nucleo, diviso a sua volta in nucleo
esterno, dove si genera il campo magnetico,
ed un nucleo interno solido,
costituito principalmente da ferro.
Caratterizzato da un'alta densità, il
nucleo è separato dal mantello dalla discontinuità
di Gutenberg, posta a circa 2900
km dalla superficie.
Il nucleo ha un raggio di circa 3500
km e in base alla fase delle componenti
costitutive viene suddiviso in due gusci concentrici:
• il nucleo esterno,
liquido, è composto principalmente
da ferro (80%)
e nichel ed è caratterizzato da
una temperatura di 3000 °C,
una
densità di 9,3
g/cm³ e una
pressione di 1400 kbar. Ha uno spessore
di 2270 km.
• il nucleo interno,
solido, composto
quasi esclusivamente di ferro, con un
raggio di circa 1250
km, ha una temperatura di 4000
°C
(secondo alcuni autori anche 6500 °C),
una densità di 13 g/cm³
e una pressione di 3600 kbar.
Tali condizioni limite fanno supporre che il
ferro si trovi in uno stato cristallino.
Nonostante la temperatura del nucleo interno sia
maggiore di quello esterno, esso è solido perché la pressione
è superiore e questo porta ad un innalzamento notevole del punto
di fusione del ferro.
Terra,
struttura interna
|
1. crosta
terrestre - 2.
crosta oceanica
- 3. mantello
superiore - 4.
mantello inferiore
- 5. nucleo
esterno - 6.
nucleo interno
A: discontinuità di Mohorovicic
- B: discontinuità di Gutenberg
- C: discontinuità di Lehmann
... image credit Wikimedia
|
z
z
Terra,
mare cileno
image credit Cantus
image credit Cantus |
z
Le comete
durante le fasi primordiali hanno giocato un ruolo fondamentale nella formazione
degli oceani. Anche
il vulcanesimo è importante, infatti
i materiali eruttati
sono, oltre la lava, cenere, lapilli, gas, scorie varie, anche
vapore acqueo
...
z
Terra,
il fenomeno delle maree - componenti teoriche
z |
La Luna
è all'origine del fenomeno delle maree,
esse compaiono sugli emisferi opposti,
pertanto, in una rotazione della Terra,
un punto all'equatore sperimenta due alte
maree e due basse
maree. Poiché
nel frattempo anche la Luna
si muove il ritorno del satellite alla
verticale locale impiega 24 ore, 50 minuti
e 28 secondi. Una alta
marea semidiurna ogni 12
ore, 25 minuti e 14 secondi.
zz
Terra,
il fenomeno delle maree - componenti teoriche
z |
La Terra,
a opportuna latitudine intermedia,
sperimenta da un lato una alta marea
e dall'altro una marea nulla.
Pertanto, in una rotazione, una alta marea
diurna ogni 24
ore, 50 minuti e 28 secondi.
Terra,
il fenomeno delle maree - maree effettive
La irregolarità
della distribuzione dei mari
e delle terre emerse
pone alla marea impedimenti variati al suo moto.
Possono aversi fenomeni di risonanza nel caso che la marea ri rifletta
colpendo determinate coste. L'onda
di marea lunisolare teorica si forma solo
nell'Oceano Australe fra i continenti e l'Antartide.
Negli altri luoghi della Terra le maree saranno
molto variate. Le maree
saranno fondamentalmente (salvo poche eccezioni) semidiurne
oppure diurne
oppure miste.
• Dover
è un esempio di marea semidiurna
• Pakoi,
in Cina, è un esempio di marea diurna
• San Diego,
in California, è un esempio di marea mista
l'ampiezza delle
maree è molto variabile e può
arrivare ai 15 metri
della Baia di Fundy,
in Scozia. Ogni
18,03 anni (Saros)
Terra-Luna-Sole
riassumono tra loro la stessa geometria, allora anche le maree riprenderanno
un ciclo con le stesse caratteristiche nelle stesse località.
La previsione
della marea reale in una data località
presuppone anni di registrazioni col mareografo
e la successiva analisi armonica
per determinare ampiezze e fasi di tutte
le componenti di marea in una certa località.
Noti questi coefficienti si possono fare le previsioni future.
Questo compito è assolto in Italia dallo
"Istituto
Idrografico della Marina" di Genova,
tramite la rete di mareografi. Genova
è considerata il riferimento
per i livelli di tutte le altre maree d'Italia. |
Terra,
la Luna e la sua influenza
Le maree,
con i loro attriti, portano ad un lento
rallentamento della rotazione
della Terra;
la lunghezza del giorno terrestre aumenta di 0,0016
secondi ogni secolo. La Terra
ha avuto lo stesso effetto sulla Luna, ma il processo è stato molto
più veloce a causa della piccola massa della Luna,
e quest'ultima ha adesso un giorno perfettamente uguale al periodo di rotazione
attorno alla Terra,
presentando sempre lo stesso lato verso il pianeta.
A causa dell'iterazione tra i due campi gravitazionali,
inoltre, la Luna si allontana di circa
38 mm ogni anno.
L'insieme di queste piccole modifiche, rapportate su tempi geologici di
milioni di anni, sono causa di importanti cambiamenti; infatti basta pensare
che durante il Devoniano
(circa 410 milioni di anni fa),
per esempio, il giorno durava circa 21,8
ore.
La Luna potrebbe essere stata fondamentale per
la comparsa della vita sulla Terra, causando un clima più moderato
di quanto altrimenti sarebbe avvenuto. Alcune evidenze paleontologiche
e simulazioni computerizzate mostrano che l'inclinazione
assiale della Terra
è stabilizzata dalle interazioni mareali con la Luna.
Senza questa stabilizzazione, l'asse di rotazione
potrebbe essere caoticamente instabile,
come accade per una sfera (un esempio è
quello del pianeta Venere,
che dalla sua formazione ha subito una rorazione assiale di 177,36°).
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la Terra
e il satellite Luna
I piani dei movimenti non sono precisamente allineati:
l'asse della Terra
è inclinato di 23,45°
gradi rispetto alla perpendicolare del piano
Terra-Sole, e il piano
Terra-Luna è
inclinato di 5,145°,
cosa che impedisce il verificarsi di due eclissi (una solare ed una lunare)
ogni mese, e le rende invece un evento raro.
L'angolo di inclinazione della Terra
è relativamente stabile se considerato su lunghi periodi, tuttavia
esso compie un lento e irregolare moto,
conosciuto come nutazione,
con un periodo di 18,6 anni
(pari al periodo della rotazione dell'orbita
lunare).
L'orientazione dell'asse varia secondo una precessione
intorno ad un cerchio completo in un ciclo di poco
più di 25.800 anni.
La presenza di una precessione
è la causa dello sfasamento tra un anno
siderale ed un anno
tropico (esso è più
breve di 20,16
minuti).
Entrambe le variazioni del movimento dell'asse derivano dalla mutevole
attrazione del Sole
e della Luna
sulla parte equatoriale del pianeta. Anche la
velocità di rotazione del pianeta non è costante,
ma varia nel tempo secondo un fenomeno noto come "variazione
della lunghezza del giorno".
In tempi moderni il perielio
cade il 3 gennaio,
mentre l'afelio
circa il 4 luglio.
La differenza in termini energetici ricevuti dal Sole
tra la posizione di perielio e quella di afelio e di del 6,9%
a favore del primo; inoltre dal momento in cui l'emisfero meridionale è
orientato verso il Sole,
a quello in cui il pianeta raggiunge il punto di perielio, tale emisfero
percepisce una leggera maggiore energia rispetto all'emisfero nord durante
l'intero anno. Questa differenza, seppure presente, è decisamente
poco significativa rispetto all'energia totale derivante dal cambiamento
di orientazione dell'asse, e, nella sua parte maggiore, viene assorbita
e compensata dalla più alta presenza di masse acquee dell'emisfero
meridionale.
La sfera di Hill
(sfera gravitazionale di influenza) della Terra
è di circa 1,5 Gm (1.496.620 km
circa) di raggio. Questa è la massima
distanza alla quale l'influenza gravitazionale del pianeta è più
forte di quella solare e dei pianeti. Gli oggetti in orbita, devono rimanere
all'interno di questo raggio per non venire influenzati e resi instabili
da perturbazioni gravitazionali esterne.
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Terra,
la geometria
La forma della
Terra viene
correttamente definita come geoide,
è decisamente simile ad uno sferoide oblato (solido di rotazione
che si ottiene dalla rotazione di un'ellisse attorno al proprio asse minore),
da cui si discosta per un massimo di 100
metri.
Il metro
è stato originariamente definito come 1/10.000.000
della distanza tra l'equatore e il polo nord passando per Parigi,
Francia.
« Coadiuvato
dal figlio Jacques
e dal nipote Maraldi,
Cassini
percorre le regioni della Francia meridionale per completare la misura
dell’arco di meridiano tra Parigi
e Perpignano,
capoluogo dei Pirenei orientali, mentre al collega De
LaHire, astronomo dello “Observatoire”,
affida il compito di procedere da Parigi
verso il nord della Francia »
[Anna Cassini 1998].
La rotazione della Terra
è la causa del rigonfiamento equatoriale,
che comporta un diametro equatoriale di 43
km maggiore di quello polare.
Le maggiori deviazioni locali sulla superficie sono: il Monte Everest,
con 8850 m (sopra il locale livello del mare) e la Fossa delle Marianne,
con
10.924 m (sotto il locale livello marino).
Il temperatura interna è mantenuta oggi
dal decadimento radioattivo di isotopi dell'uranio,
del torio e del
potassio. Il calore trasmesso dall'interno
all'esterno del pianeta rappresenta solo un ventimillesimo dell'energia
che il pianeta riceve dal Sole.
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Terra,
campo magnetico e raggi cosmici ....
Il campo magnetico
terrestre è inclinato di 11,4°
rispetto all'asse di rotazione. L'intensità
del campo magnetico terrestre non è
costante nel tempo, ma subisce notevoli
variazioni.
Esse hanno portato, nel corso delle ere geologiche,
alla deriva dei poli magnetici rispetto ai continenti e a ripetuti fenomeni
di inversione del campo, con scambio reciproco
dei poli magnetici Nord e Sud.
Il magnetismo
terrestre ha una notevole importanza
per la vita sulla Terra.
Infatti esso si estende per svariate decine di
migliaia di chilometri nello spazio, formando una zona chiamata magnetosfera,
la cui presenza genera una sorta di "scudo"
elettromagnetico che devia e riduce il numero di raggi cosmici
che se arrivassero alla superficie del pianeta porterebbero alla sua sterilizzazione.
Questi provengono
dallo spazio ed hanno energie che vanno
tra 109
e 1020
eV.
Dall'interazione tra il vento
solare (tenue
plasma) e magnetosfera viene originato lo
splendido fenomeno detto aurora boreale. |
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Terra,
esempio di aurora boreale
image credit U.S. Air Force
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Terra,
esempio di aurora australe
11-settembre-2005 - Bear Lake - Alaska
- image credit Wikipedia
Terra,
l'atmosfera dallo spazio
image credit Nasa
Terra,
Luna con alone - arco di Lowitz
- un "arcobaleno"
dovuto a cristalli di ghiaccio
Il raggio può dare una distanza angolare
di 22° o 46° - nel caso in oggetto 22° , infatti, in
prima approssimazione,
la cintura di Orione è sull'equatore
(0°) e la Luna è sull'eclittica (23,45°)
- image credit Pighin
Terra,
tramonto in Liguria ... Rapallo
image credit Davide Papalini
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Terra,
il fenomeno della pioggia
image credit Tomasz Sienicki
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Terra,
il fenomeno dei fulmini
image credit: Franco Rigotti
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Terra,
un tornado
image credit Daphne Zaras |
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Terra,
il Polo Sud ...
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La sfera rappresenta la collocazione esatta
del Polo Sud - image credit "free" |
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a Terra tabellare |
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