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Argomenti della pagina
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Termini da conoscere
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Asteroide,
Atmosfera,
Campo magnetico,
Corpo celeste,
Eclisse,
Eclittica,
Effetto serra,
Equatore,
Gravità,
Massa,
Meteora,
Novilunio,
Orbita,
Pianeta,
Plasma,
Plenilunio,
Rivoluzione,
Rotazione,
Satellite,
Stella,
Vento solare
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Il pianeta Terra: Generalità e Dati |
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Dati Fisici |
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Diametro |
Equatoriale: 12756,28 km
Polare: 12713,50 km |
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Schiacciamento |
0,00335364 |
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Massa |
5,9742x1024 kg |
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Densità media |
5,515 g/cm3 |
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Gravità |
9,83 m/s2 |
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Velocità di fuga |
11,18 km/s |
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Rotazione siderale |
0,99726963 giorni |
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Obliquità su eclittica |
23,44° |
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Albedo |
0,367 |
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Temperatura superf. |
+22°C |
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Dati Orbitali |
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Distanza media dal Sole |
149.597.870 km |
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Perielio |
147.091.474 km |
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Afelio |
152.104.286 km |
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Eccentricità |
0,016707 |
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Inclinazione su eclittica |
0° |
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Rivoluzione siderale |
1anno |
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Velocità media |
29,78 km/s |
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La Terra
è il terzo pianeta in ordine di distanza dal Sole ed è attualmente l'unico, tra quelli noti
agli esseri umani, a poter ospitare forme di vita. E' il pianeta terrestre più
grande all'interno del sistema solare, sia per dimensione che per massa, ed
è l'unico in cui l'acqua è presente in forma liquida. La particolare atmosfera
della Terra ed il suo campo magnetico consentono di isolare il pianeta da radiazioni
nocive e, non ultimo, da un gran numero di meteore che si disgregano a contatto
con l'atmosfera stessa. Non ultimo, l'interazione tra gli strati di atmosfera
ed i venti solari che vengono bloccati genera il meraviglioso fenomeno delle aurore polari.
 Vista
dallo spazio, la Terra risulta perfettamente sferica anche se in realtà non lo è.
Non sono le montagne a deviare la forma da quella sferica, visto che dallo spazio
anche l'Everest diventa insignificante. Il diametro polare è leggermente inferiore
a quello equatoriale, quindi la Terra risulta più gonfia che alta.
Non sono cifre astronomiche, la differenza è di soli 21,476 chilometri,
pari allo 0,34% del raggio medio terrestre. Alcune zone inoltre sono più schiacciate,
soprattutto nell'emisfero settentrionale. La forma della Terra è quindi meglio
rappresentata da una pera. Alla sua forma è stata data la denominazione di
geoide, che altro non vuol dire se non "forma di Terra".
Ancora dibattuti sono i motivi di questa forma particolare, spesso ricondotti al
moto di rotazione
del globo ed alla distribuzione non omogenea dei continenti che ospita. La Terra ruota da ovest verso est una volta al giorno attorno all'asse che unisce
il Polo Nord al Polo Sud. È per questo che il Sole e tutte le
stelle
sorgono a est e tramontano a ovest. Ruota attorno al Sole, completando una
rivoluzione
all'anno. |
La Terra è nata circa 4,75 miliardi di anni fa ed ha un satellite,
la Luna, che le orbita intorno in poco più di 27 giorni da circa 4,53 miliardi
di anni, formatosi probabilmente in seguito alla collisione della Terra con un pianetino
della grandezza di Marte. La rivoluzione lunare intorno alla Terra
avviene a circa
350.000 Km di distanza, in rotazione sincrona che consente al satellite stesso di
mostrare sempre la stessa faccia al nostro pianeta. Il moto avviene con un tilt
di circa 6° rispetto al piano equatoriale terrestre, il che impedisce che ad ogni novilunio si abbia una eclisse di Sole e che ad ogni plenilunio
si abbia una eclisse di Luna.
C'è anche un asteroide che potrebbe sembrare un satellite della Terra,
ma in
realtà la sua orbita è condivisa anche con altri pianeti come Giove. Si tratta di
5753 Cruithne.
L'asse di rotazione terrestre è inclinato di 23,27° rispetto alla perpendicolare
al piano dell'eclittica, il che - unitamente alla rivoluzione - determina l'alternarsi
delle stagioni. La parte interna, attiva dal punto di vista geologico è composta
da un sottile strato mantello terrestre relativamente solido o plastico, un strato
di nucleo terrestre esterno generante il campo magnetico, ed un nucleo interno solido
di ferro.
A caratterizzare la Terra rispetto a tutti gli altri corpi celesti finora conosciuti
è la presenza di acqua, che ricopre il 71% della superficie planetaria. L'acqua
si trova sulla Terra in tutti e tre i suoi stati: ghiacciato, liquido e gassoso
ed è proprio questa caratteristica che rende possibile la vita sul nostro pianeta.
Grazie all'acqua, infatti, sono possibili le erosioni di rocce da parte di fiumi,
laghi, oceani e ghiacciai, i cambiamenti stagionali, i fenomeni atmosferici.
Il nostro mondo è diviso in quattro sfere: atmosfera
(sfera dei gas), litosfera
(sfera delle rocce), biosfera
(sfera della vita) e idrosfera
(sfera dell'acqua).
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La Litosfera |
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La litosfera è la parte più estesa ma anche la meno conosciuta della Terra,
estendendosi per oltre 6000 chilometri di rocce allo stato solido e fluido. |
 L'uomo
finora riesce a scavare fino a 15 chilometri di profondità, pari a circa lo 0,002%
del raggio terrestre. E' chiaro che in queste condizioni non possiamo sostenere
di avere una approfondita conoscenza della litosfera.
Ciò che sappiamo è frutto di elaborazioni teoriche dedotte soprattutto dai sismografi,
strumenti che servono a misurare le vibrazioni terrestri in seguito a scosse di
terremoto. Fu proprio in questo modo che Andrea Mohorovicic riuscì
a capire che le onde si propagano con velocità dipendenti dalla densità delle rocce
utilizzate come mezzo di propagazione. Le onde di terremoti lontani, infatti, giungevano
più rapidamente di quelle legate a terremoti vicini. I terremoti lontani emettono
onde che possono giungere in profondità, quindi le rocce della profondità sono più
dense di quelle superficiali. Da questa deduzione si iniziò a parlare di crosta
e di mantello, separate proprio
da una zona che viene detta discontinuità
di Mohorovicic,
spessa lo 0,78% del raggio terrestre e posta tra i 6 ed i 40 chilometri di profondità.
L'idea di Mohorovicic fu sfruttata da tanti altri e lo studio di particolari
tipi di onde portò a stratificare sempre di più la litosfera terrestre fino ad arrivare
ad un nucleo fluido, incapace di trasmettere le onde provenienti da terremoti verificatisi
nell'emisfero opposto a quello di osservazione (scoperto da Gutenberg e perciò
detto Discontinuità di Gutenberg).
La litosfera ad oggi risulta, quindi, composta come segue:
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Strato
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Profondità (km)
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Caratteristiche
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Crosta
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4-40
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Strato solido distinto in:
- strato continentale, con densità 2,6 g/cm3 e temperatura 15-600°C, rocce
sedimentarie e metamorfiche;;
- discontinuità di Conrad;
- strato oceanico, più profondo, densità 3 g/cm3, temperatura 600-1200°C,
rocce ignee
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Discontinuità di Mohorovicic
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6-40
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più superficiale sotto gli oceani, più profonda sotto i continenti;
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Mantello
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40-2900
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Strato solido, distinto in:
- mantello superiore, 40-150 km;
- astenosfera, 150-1200 km, con rocce più fluide.
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Discontinuità di Dahn
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1200
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Mantello inferiore
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1200-2900
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densità circa 6,5 g/cm3, temperatura 3000-5500°C
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Discontinuità di Gutenberg
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2900
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Nucleo esterno
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2900-5000
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Dai 2900 ai 5000 km c'è il nucleo esterno fluido. Densità 10 g/cm3,
temperatura 2000°C
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Discontinuità di Lehman
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5000-5500
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Nucleo interno
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5500-6300
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Solido, con densità fino a 18 g/cm3, temperatura 10000°C
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I minerali sono pietre formate da un solo composto chimico, solitamente
cristallini per aspetto e con una struttura geometrica definita. Le rocce,
invece, sono masse variegate composte da aggregati di minerali. |
Volendo accennare a qualche tipologia di roccia, abbiamo:
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Tipo di roccia
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Caratteristiche
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Ignee o Vulcaniche
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Si tratta di rocce prodotte direttamente dalla forza endogena terrestre, tramite
solidificazione del magma. Costituite da silicati, ricche di cristalli e spesso
piene di bolle prodotte dal gas durante il raffreddamento del magma stesso. Possono
essere:
- Plutoniche: il magma si solidifica con pressione e temperatura elevate,
sviluppando cristalli di misure omogenee (es. graniti);
- Laviche: il magma si solidifica in superficie, a temperatura e pressione
ambientali provocando molte bolle (es. lapilli, pomice) e cristalli molto diversi
tra loro.
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Sedimentarie
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Si originano in ambiente marino. A volte i fondali cedono ed il materiale diverso
viene a trovarsi schiacciato sotto migliaia di metri di sedimenti. Lo schiacciamento
fa uscire l'acqua e resta soltanto la roccia amalgamata. Esistono diversi tipi:
- Rocce organogene: formate da plancton ed animali (es.: barriere coralline)
- Rocce evaporitiche: risultato del deposito salino prodotto dall'evaporazione
dell'acqua.
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Metamorfiche
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A profondità comprese tra 20 e 40 km, pressione e temperatura sono elevatissime
e le rocce che ne seguono derivano dalla metamorfosi di rocce ignee e sedimentarie.
Si tratta di silicati, ad eccezione dei marmi.
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Sappiamo che la Terra si caratterizza da faglie: se le pietre sono
sottoposte a forze di una certa entità, si curvano formando delle pieghe
dritte, inclinate, coricate ed ultracoricate se le rocce si fratturano. Se la forza
impressa supera il limite di plasticità le rocce si rompono e si allontanano tra
loro, dando luogo proprio alle faglie.
I continenti, ormai lo sappiamo, erano un tempo uniti a formare la Pangea,
un enorme continente che comprendeva tutte le terre emerse. La teoria fu avanzata
da Alfred Wegener e prevedeva un allontanamento dei vari continenti fino a giungere
all'attuale configurazione: era il 1915 e veniva esposta per la prima volta
la teoria della deriva dei continenti. La teoria fu del tutto contrastata
per vari motivi, primo tra tutti il fatto che Wegener non era un geologo ma un climatologo.
In più, nemmeno lui sapeva mostrare il motivo che spinse i continenti ad allontanarsi.
La risposta giunse negli anni Sessanta con la teoria della tettonica a zolle
o a placche, di McKenzie e Parker, per la quale la crosta terrestre
è una serie di tasselli rocciosi che si muovono appoggiate sul mantello, sopra la
discontinuità di Mohorovicic. Le placche scorrono lungo i margini di placche vicine
provocando terremoti superficiali. Se le placche si scontrano, si formano nuove
montagne. Se scorrono una sull'altra creano fosse oceaniche.
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Idrosfera |
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L'idrosfera è la parte del pianeta occupata dall'acqua
liquida e solida, intesa come mari, fiumi, laghi, oceani, falde sotterranee, calotte
polari, ghiacciai, banchise, ecc. |
I limiti sono dati dai ghiacciai sulle montagne più alte, come l'Everest a 8848
km di altezza, alle fosse più depresse, come la Fossa delle Marianne poste fino
a 11 chilometri sotto il livello del mare.
L'idrosfera non è mai ferma, soggetta a correnti e maree, e con i suoi movimenti
modifica la litosfera erodendola ed influisce sul clima terrestre in maniera decisiva,
rappresentando un serbatoio di calore senza paragoni.
MARI E OCEANI
I mari sono masse d'acqua che separano terre relativamente vicine,
mentre gli oceani sono masse d'acqua che separano i continenti. Solitamente
i secondi raggiungono profondità maggiori rispetto ai primi. Sebbene i due oggetti
non siano separati, possono differire per salinità, densità e temperature: evaporazione
e scioglimento dei sali, più facile in acqua calda, rende ad esempio le acque tropicali
più salate rispetto a quelle dei mari freddi. In base alle profondità si hanno varie
zone:
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Zone
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Caratteristiche
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Eufotica
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La zona eufotica è quella raggiunta e raggiungibile dai raggi solari, quindi quella
più superficiale. La zona più superficiale, fino a 50 metri, è detta zona emipelagica,
mentre quella tra 50 e 200 metri è detta zona mesopelagica, raggiunta soltanto
dai raggi UV e nella quale le piante sono presenti soltanto sottoforma di alghe
brune.
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Afotica
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La zona afotica è quella estesa sotto i 200 metri di profondità, dove neanche i
raggi UV possono penetrare. Tra i 200 e i 600 metri si parla di zona infrapelagica,
popolata da numerose tipologie di animali, mentre sotto i 600 metri e fino ai 2500
metri si parla di zona batipelagica, caratterizzata da grandi carnivori
e animali adatti al buio. Sotto i 2500 si parla di zona abissopelagica,
quasi deserta.
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Scendendo con la profondità, la pressione aumenta in maniera costante di circa 1000
hPa ogni 10 metri mentre la temperatura è fortemente influenzata dalla latitudine
del luogo.
LAGHI E FIUMI
Laghi e fiumi sono importanti serbatoi di acqua dolce.
I laghi hanno differenti origini, come quella vulcanica, glaciale, tettonica, costiera
(con acqua salmastra), carsica, alluvionale.
I fiumi, invece, possono essere alimentati da alluvioni o da ghiacciai. La caratteristica
essenziale è data dalla portata d'acqua, intesa come metri cubi di
acqua al secondo passanti per un determinato punto.
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Atmosfera |
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L'atmosfera indica genericamente l'involucro superficiale di un pianeta
o di una stella, costituito fondamentalmente da gas e ioni. |
Quindi è impossibile
definire precisamente dove ha inizio e dove termina questo strato. Dove termina
il plasma atmosferico e dove inizia quello interplanetario?
I gas sono legati ad un corpo celeste dalla gravità
che esso sprigiona, ma se la gravità non basta più a tenerli in orbita i gas fuggono
via e si perdono nello spazio interplanetario. Per la Terra il discorso è ancora
più complesso: dove termina la nostra atmosfera e dove inizia il vento solare?
Il limite esterno è definito come il livello al quale si presume che le molecole
di gas atmosferico cessino di subire l'attrazione terrestre e le interazioni
con il campo magnetico della Terra. Questo limite è fissato tra i 30.000
chilometri sopra i poli ed i 60.000 chilometri sopra l'equatore. Impreciso ovviamente,
visto che il campo magnetico terrestre viene deformato dal vento solare.
Il 90% del gas che compone l'atmosfera è posto in prossimità del suolo e si
rarefà salendo con l'altezza. La densità, quindi, è massima a terra e diminuisce
in maniera molto rapida, così come la pressione. La temperatura invece è minore
nello strato intermedio, visto che verso il basso è influenzata dall'irraggiamento
terrestre mentre in alto dall'irraggiamento solare.
La Terra ha un'atmosfera relativamente spessa, composta per il 78% di azoto
per il 21% di ossigeno e per l'1% di argon, più tracce di altri gas tra cui
il biossido di carbonio e l'acqua. L'atmosfera separa la superficie terrestre
dall'ambiente inospitale dello spazio, blocca buona parte delle radiazioni solari,
modera le temperature sulla superficie ed è il veicolo di trasporto del vapore acqueo
e di altre sostanze gassose. E proprio dell'atmosfera il fenomeno dell'effetto serra,
dove alcune molecole riescono a trattenere e riflettere al suolo l'energia
termica emessa dalla superficie, mantenendo così elevate le temperature. L'effetto
serra, in misura adeguata, è fondamentale per il pianeta; infatti senza questo scudo
termico, la temperatura media della superficie terrestre sarebbe di circa
-18°C, e non sarebbe possibile la vita.
L'atmosfera, in base a parametri quali temperatura, pressione e densità, si
divide in:
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Zone
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Caratteristiche
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Omosfera
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Alta 100 chilometri e con composizione simile a quella nei pressi del suolo.
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Eterosfera
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Oltre i 100 chilometri, ha diverse composizioni
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Più precisamente, e più solitamente, la distinzione si ha tra:
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Zone
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Caratteristiche
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Troposfera
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fino a 7 km sui poli e 18 sull'equatore, è qui che si verificano quasi tutti
i fenomeni atmosferici
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Stratosfera
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da 7-18 km a 30-60 km di altezza
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Mesosfera
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da 30-60 km a 80-100 km di altezza
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Termosfera
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da 80-100 km in poi
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Le sfere sono separate da punti di discontinuità indicate con tropopausa, stratopausa
e mesopausa.
Altre zone identificate sono:
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Zone
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Caratteristiche
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Ionosfera
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Comprende parte di mesosfera e di termosfera, dove ioni ed elettroni si stratificano
in modo diverso durante notte e giorno, riflettendo le onde elettromagnetiche.
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Magnetosfera
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le particelle cariche restano confinate dentro linee di forza del campo magnetico
terrestre (Fasce di Van Allen) producendo le aurore polari.
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Esosfera
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Oltre i 1000 km, composta da plasma e fuori il campo gravitazionale terrestre.
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La biosfera |
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Il termine biosfera indica una fascia spessa una ventina di chilometri
nella quale si svolge la vita sul pianeta Terra, compresa tra le cime più alte ed
i fondali più depressi dove pressione, temperatura ed umidità consentono la sopravvivenza
in equilibrio precario di esseri che nuotano, volano, corrono, scavano, saltano,
strisciano, si nutrono, si riproducono,ecc. |
L'estensione di questa fascia, quindi, è fatta corrispondere all'estensione
dell'idrosfera, a testimonianza che la vita come la conosciamo ha la necessità
dell'acqua. Tuttavia anche l'atmosfera gioca un ruolo essenziale bloccando
i raggi dannosi, e tutta la litosfera consente l'emissione del calore necessario
alla vita, quindi la biosfera dovrebbe abbracciare l'intero pianeta. L'ecosistema
è in continua variazione, sia per cause naturali quali eruzioni vulcaniche, sia
per cause artificiali come quelle indotte dall'uomo, ad esempio con il disboscamento
nella foresta dell'Amazzonia.
La Terra è l'unico pianeta conosciuto ad ospitare forme di vita. Le forme di
vita sono divise in biomi, contenenti flora e fauna dello stesso tipo. I biomi dei
cerchi polari sono quasi privi di forme di vita, mentre la maggior parte della biodiversità
è presente all'interno del bioma corrispondente all'equatore. L'evoluzione
degli equilibri tra questi biomi, dipende da molti fattori tra i quali i comportamenti
degli esseri viventi. Gaia, il pianeta che vive, continua la sua evoluzione in base
ai comportamenti posti in essere dai suoi stessi abitanti.
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I moti terrestri |
Per gli antichi non era facile capire che la Terra si muove da Ovest verso Est,
perché quando ci mettiamo con il naso all'insù la cosa che sembrerebbe più ovvia
è che tutto il resto del cielo si muove da Est verso Ovest.
Ogni 24 ore circa, giorno e notte si alternano. Ogni circa 365 giorni rivediamo
le stesse stelle e passiamo attraverso le stesse stagioni. I motivi, oggi lo
sappiamo, sono dovuti ai movimenti della Terra e non delle stelle né del Sole.
Oltre ai più famosi movimenti, rotazione e rivoluzione,
la Terra ne compie anche
altri che, tuttavia, hanno effetto soltanto in tempi che per l'uomo sono
lunghissimi.
Il moto della Terra nello spazio è in realtà complicatissimo: ruota su sé
stessa, ruota intorno al Sole ed insieme ad esso si muove intorno al centro
Galattico. Inoltre, insieme alla Galassia, si muove verso altri ignote e
sconosciute mete.
La comodità di analisi induce, tuttavia, a spezzettare il moto terrestre nelle
sue parti più semplici e fondamentali, quindi si parla di rotazione,
rivoluzione e precessione, generalmente.
LA ROTAZIONE TERRESTRE
La Terra ruota su sé stessa in un periodo di 23 ore 56 minuti e 04 secondi,
o anche 86164 secondi che per determinare il tempo viene arrotondato a 24 ore.
La circonferenza terrestre è 40.074 e la velocità di rotazione
all'equatore è
quindi pari al rapporto tra circonferenza e secondi, ovvero 465,1 m/s, percorsa
da Ovest verso Est. Ovviamente la velocità di rotazione
al polo è invece nulla.
La velocità lineare infatti è legata alla latidutine: è massima
all'equatore (come detto, 465,1 metri al secondo) e nulla ai poli. Con il
diminuire della velocità lineare diminuisce anche la forza centrifuga.
La velocità angolare è invece identica a qualsiasi latitudine,
visto che ogni punto appartenente ad una stessa longitudine compie lo stesso
giro nella stessa unità di tempo (ciò non accade per i corpi non solidi, come ad
esempio il Sole dotato di rotazione differenziale).
I luoghi
della Terra compiono nello stesso periodo di tempo un percorso di lunghezza
diversa in base alla latitudine considerata, quindi anche la velocità di
rotazione varia da latitudine a latitudine. L'effetto di Coriolis
è
quello per il quale corpi che si muovono lungo un meridiano nell'emisfero Nord
vengono deviati verso destra, mentre nell'emisfero Sud verso sinistra.
La Terra
rallenta con un ritmo di circa 2 millesimi di secondo ogni secolo, il che è
dovuto probabilmente alle forze di marea della Luna che frenano la Terra. La
Luna, infatti, ruota un po' più velocemente di quanto non faccia per orbitare
intorno alla Terra ma si tratta di una differenza che con il tempo (tanto tempo,
dal nostro punto di vista) è destinato a sparire.
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La
rotazione è il moto con il quale un pianeta ruota su sé stesso,
intorno al suo asse di rotazione. |
Legati alla rotazione ci sono i fenomeni legati alle giornate ma anche fenomeni
fisici del pianeta. Partendo dall'ultimo tipo di conseguenze, balza agli occhi
la forma della Terra, una forma sferoidale oblata (chiamata
geoide) schiacciata
ai poli ed allargata alla fascia equatoriale. La forma è proprio indotta dalla rotazione terrestre.
La conseguenza più ovvia e visibile da tutti della rotazione è, tuttavia,
l'alternarsi del giorno e della notte. In base alla rotazione
infatti è
calibrata la durata del giorno, imposta a 24 ore anche se non è proprio precisissima. La faccia rivolta al Sole avrà il giorno, quella nascosto avrà la notte. La durata relativa tra
giorno e notte, invece, dipende dall'inclinazione dell'asse terrestre rispetto
al piano dell'eclittica ed è legata al movimento di rivoluzione.
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Rotazione terrestre e gravità
Un'altra implicazione della rotazione terrestre è legata alla forza di gravità.La forza centrifuga all'equatore (forza espressa in Newton che
agisce su un grammo massa, in rotazione insieme alla Terra) è pari a 0,03392 m/s2,
che - confrontato con l'accelerazione di gravità pari a 9,81 m/s2 -
rappresenta soltanto lo 0,346%. La gravità all'equatore è quindi ridotta dalla rotazione,
ma solo di circa un terzo percento. Inoltre, all'equatore ne viene
modificata la direzione: invece di essere diretta verso il centro della Terra è
un po' inclinata verso l'equatore. Ne segue una curiosa conseguenza: se la
gravità tende a convergere verso l'equatore, dovrebbe accadere che una parte di
acqua e di materiale terrestre scivoli verso l'equatore sia dall'emisfero nord
sia dall'emisfero sud, quasi a creare una collinetta proprio in prossimità
dell'equatore. Quando la pendenza di questa collinetta viene a pareggiare la
direzione modificata della forza di gravità, questo flusso di materiale viene
infine bloccato. Sembra un discorso un po' astruso ma in realtà non è così:
pensate infatti al rigonfiamento della Terra all'equatore
e vi
renderete subito conto che la collinetta è bella che presente sul nostro
pianeta. Grazie al rigonfiamento, infatti, la superficie terrestre è sempre
perfettamente perpendicolare all'effettiva forza di gravità. Giove, con un
raggio pari ad 11 raggi terrestri ma con un tempo di rotazione di appena 10 ore,
ha una forza centrifuga molto maggiore e la conseguenza è uno spostamento della
direzione più marcato, il che rende necessario un rigonfiamento equatoriale di
Giove più marcato rispetto a quello terrestre, come infatti è (del 6,5% circa). |
La rotazione
della Terra, alla quale ci si riferisce anche con il termine moto diurno
dal momento che dalla sua durata origina il giorno, ha un verso che ovviamente è
univoco e va da Ovest verso Est intorno al proprio asse, con la conseguenza che
gli astri passano davanti ai nostri occhi muovendosi da Est verso Ovest in
quello che è definito moto apparente degli astri. In effetti non sono
loro a muoversi, ma la Terra. Tuttavia, anche questo verso è del tutto
soggettivo. Un osservatore che si trova al Polo Nord, infatti, vede le stelle
passare da Est ad Ovest così come descritto: la Terra ruoterebbe in senso
antiorario ed i corpi
celesti passerebbero in senso orario. Un osservatore posto al Polo Sud, invece,
guarderebbe la Terra dal basso verso l'alto, ed il suo moto gli apparirebbe in
senso orario, con la conseguenza che i corpi celesti si muoverebbero in senso
antiorario da Ovest verso Est.
LA RIVOLUZIONE TERRESTRE
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La rivoluzione è il moto che i corpi celesti percorrono intorno
ad un centro di massa
in grado di attrarli gravitazionalmente. |
A lungo questo movimento è stato ignorato, sia per dogma di fede sia per
mancanza di strumentazioni adatte a capire che in effetti è la Terra a ruotare
intorno al Sole. Anche oggi, se ci dovessimo basare su ciò che vediamo, avremmo
difficoltà a dire se è il Sole che si muove o la Terra. Del resto l'errata
interpretazione a qualcosa è servita, altrimenti Dante non avrebbe mai chiuso la
Divina Commedia con la meravigliosa frase "l'Amor che move il Sole e l'altre
stelle" per rivolgersi a Dio.
Passando dal sistema geocentrico,
classico cattolico, a quello eliocentrico,
più
scientifico e dovuto essenzialmente a Copernico e
Galilei, si è arrivati dapprima a capire perfettamente, con Keplero, il movimento dei pianeti e poi a trovarne le leggi in grado di
descriverlo con Newton
e Einstein.
La rivoluzione terrestre è quindi il moto ellittico (in realtà
l'ellisse è appena accenata visto che l'eccentricità dell'orbita è soltanto
0,017) che la Terra, come gli altri pianeti
del Sistema Solare, percorre intorno al Sole, il quale occupa uno dei fuochi
dell'ellisse (prima legge di Keplero). Sappiamo che il moto
terrestre accelera in prossimità del perielio
e decelera in prossimità dell'afelio (seconda legge di Keplero).
Durante il suo movimento, effettuato ad una media di 30 km/s, un osservatore
terrestre vedrà il Sole muoversi nei vari periodi dell'anno, passando da una costellazione
ad un'altra esattamente come se fosse il Sole a muoversi rispetto alla Terra e
rispetto alle stelle fisse. In realtà, il Sole è fermo rispetto alla Terra ed
anche rispetto alle stelle che fanno da sfondo, quindi il suo è un moto apparente.
Orbitando da Ovest ad Est, in senso orario, anche il movimento del Sole sembrerà
andare da Ovest ad Est (non ci stiamo riferendo al movimento giornaliero del
Sole, che per l'emisfero boreale sorge ad Est e tramonta ad
Ovest, ma del movimento annuale).
Questa direzione è definita come moto diretto, mentre una
rivoluzione in senso inverso viene detta moto retrogrado.
L'inclinazione dell'eclittica rispetto all'asse di rotazione
terrestre è di 66° 34', che si traduce in una inclinazione di 23° 26'
dell'eclittica rispetto all'equatore (obliquità). Ai primi di luglio la Terra si
trova in afelio,
mentre ai primi di gennaio si trova in perielio,
quindi non è vero che quando la Terra è più vicina al Sole fa più caldo,
dipendendo dall'inclinazione dell'asse di rotazione.
Si è accennato al caldo ed al freddo, ed infatti dalla rivoluzione
derivano altre importanti conseguenze. Una è legata alla durata dell'anno,
visto
che la rivoluzione viene compiuta in circa 365 giorni e 6 ore circa. Le sei ore
vengono recuperate ogni quattro anni, nell'anno bisestile aggiungendo il
ventinovesimo giorno al mese di Febbraio.
Altra fondamentale conseguenza è data dall'alternarsi delle stagioni:
l'inclinazione dell'asse terrestre e dell'orbita terrestre rispetto al piano
dell'eclittica fanno in modo che i raggi del Sole non colpiscano
perpendicolarmente sempre l'equatore terrestre, cosa che si avrebbe se la Terra
avesse una inclinazione assiale pari a 0° ed una inclinazione rispetto
all'eclittica pari a 0°. La perpendicolarità all'equatore si ha soltanto in due
punti dell'orbita, corrispondenti agli equinozi. Tra un equinozio e l'altro, il Sole colpirà perpendicolarmente prima un
emisfero e poi un altro, determinando l'estate nell'emisfero che accoglie i
raggi in maniera perpendicolare.
LA PRECESSIONE
Nel 128 a.C. Ipparco da Nicea notò che tutte le stelle
avevano subito una variazione posizionale di 2° di longitudine
rispetto alle misurazioni effettuate un secolo e mezzo prima. Il fenomeno,
stimato allora in 45'' annui, venne chiamato precessione.
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La precessione è un movimento conico molto lento, effettuato dall'asse
di rotazione terrestre attorno ad una posizione media corrispondente ad una direzione
normale rispetto al piano dell'eclittica. |
Nella pratica, l'attrazione gravitazionale che sulla Terra esercitano Sole e
Luna agisce sul rigonfiamento terrestre a livello di equatore, con la conseguenza che l'asse di rotazione terrestre, pur mantenendo la
propria inclinazione rispetto all'eclittica
nel lungo periodo, compia attorno all'asse della stessa un movimento tipico di
una trottola, descrivendo un cono rovesciato con angolo di circa 23°26' percorso
in 25.800 anni circa. In pratica, prolungando l'asse terrestre verso l'alto
potremmo verificare che questo disegna sulla sfera celeste una ellisse, proprio
come il movimento di una trottola che gira.
 Il risultato
della precessione è che il punto in cui l'eclittica interseca l'equatore celeste varia,
e dal momento che il punto di intersezione è il punto di equinozio
ne deriva che l'equinozio stesso varia. Per tale motivo, il processo viene
chiamato
precessione degli equinozi. Per la precisione, si tratta di un moto
retrogrado, nel senso che la sua direzione è opposta a quella del moto apparente
del Sole ed è proprio per questo che si parla di "precessione":
l'equinozio di un anno non si verifica dopo un anno preciso rispetto al precedente,
ma una frazione di tempo prima. Il periodo di questo processo è ancora di 25.800 anni, pari (con i
calcoli più precisi di quelli di Ipparco) a 50'',25 annui.
Una delle conseguenze più evidenti è la disposizione delle costellazioni zodiacali:
nel momento in cui fu determinato il punto di intersezione tra eclittica ed
equatore (punto di quinozio), questo era nella costellazione dell'ariete, da
cui il nome di punto di ariete. Da allora, 2100 anni fa più o meno, la retrogradazione del nodo
è stata di circa 25° ed oggi il punto di ariete è in realtà occupato dalla
costellazione dei Pesci. Per questo si siano sostituite le costellazioni
zodiacali con i segni zodiacali, caselle fittizie di 30° di ampiezza stabilite
soltanto per mantenere il nome dato in passato. Il punto di ariete compie un
giro completo di eclittica in 25.800 anni, proprio la durata della precessione dal momento
che è legato ad essa.
L'impatto di un cambio di direzione dell'asse terrestre, inoltre, fa si che i
riferimenti sulla sfera celeste vengano spostati leggermente (per la Terra è 1
giorno ogni 71,6 anni).
Dal punto di vista temporale, invece, la precessione degli equinozi determina la
differenza tra anno sidereo ed anno solare:
l'anno solare è calcolato in base al passaggio del Sole sul punto di ariete, ma
visto che questo, anno dopo anno, anticipa di 20 minuti circa, l'anno solare
dura meno rispetto all'anno sidereo.
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