Terra, www.astrosurf.com

Terzo pianeta in ordine di distanza dal Sole, la Terra si è formata 4,5 miliardi di anni fà insieme a tutti gli altri corpi che popolano il sistema solare. Essa ha una forma quasi sferica a causa delle differenti misure dei raggi polare ed equatoriale, che provocando uno schiacciamento in corrispondenza dei poli Nord e Sud, le conferiscono l'aspetto di un globo dalle estremità appiattite (geoide).



La sua superficie totale, che ammonta ad oltre 500 milioni di kmq (30% massa continentale - 70% massa liquida), la si può suddividere in due emisferi separati dall'equatore:

-emisfero settentrionale o boreale - detto anche continentale perchè composto in gran parte dalla terraferma;
-emisfero meridionale od australe - detto anche oceanico perchè composto per la maggior parte da oceani.

Ognuno di questi emisferi può essere a sua volta suddiviso in porzioni da cerchi di riferimento, i meridiani o linee di longitudine (circoli massimi passanti per i poli) ed i paralleli o linee di latitudine (cerchi paralleli all'equatore e perpendicolari all'asse terrestre), grazie ai quali è possibile rintracciare con precisione assoluta un qualsiasi punto sulla superficie terrestre conoscendo solo due valori:

-Longitudine - si misura da 0 a 180° a partire dal meridiano fondamentale di Greenwich, località nei pressi di Londra, positivamente verso Est e negativamente verso Ovest;
-Latitudine - compresa fra 0 e 90°, si conta a partire dall'equatore, positivamente verso il Nord e negativamente verso il Sud.
Ai fini astronomici e climatici inoltre, quattro paralleli, i due tropici ed i due circoli polari, sono molto importanti perchè delimitano alcune zone della Terra che vengono denominate:

-torrida - compresa fra il tropico del cancro ed il tropico del capricorno, i quali sono distanti dall'equatore 23,5°, l'uno in direzione nord e l'altro in direzione sud;
-temperata - compresa fra i tropici ed i circoli polari;
glaciale - compresa fra i poli ed i rispettivi circoli polari, che distano invece dall'equatore 66,5°.



La Terra come sappiamo è l'unico pianeta del sistema solare ad essere caratterizzato dal fenomeno della vita, per cui possiamo distinguere in essa una "biosfera", a sua volta così suddivisa:

-litosfera - la parte solida e quindi i 5 continenti Eurasia (Europa ed Asia), America (America settentrionale, centrale e meridionale), Africa, Oceania (Australia e le isole dell'Oceano Pacifico) ed Antartide;
-idrosfera - la massa liquida composta da mari (mediterranei o interni e costieri) ed oceani (Atlantico, Pacifico ed Indiano);
-atmosfera - l'involucro gassoso che avvolge il nostro pianeta composto per il 78% da azoto, per il 21 % da ossigeno e per il restante 1% da argon, anidride carbonica ed altri gas.

Oltre a queste esiste anche un'altra zona ancora più esterna e di natura ben diversa, la magnetosfera (definita anche come "fasce di Van Allen" dal nome dello scopritore), che ha la capacità di bloccare tutte le radiazioni cosmiche che giornalmente investono la Terra oltre a quella di interagire con le particelle del vento solare creando quei particolari fenomeni luminosi noti come aurore polari.



Morfologicamente invece la Terra è formata da strati di diversi materiali e densità, che sono stati studiati con trivellazioni del sottosuolo, ma soprattutto osservando l'attività sismica e vulcanica propria del pianeta. Rilevamenti dunque che hanno portato alla luce la struttura interna, che a partire dall'esterno verso la parte centrale è così composta:

-crosta - ricca di minerali, rocce eruttive, silicati, spessa un centinaio di km, forma uno strato che si estende anche al di sotto degli oceani;
-mantello - la parte intermedia, sede della materia che fluisce verso l'esterno sotto forma di lava, in cui si trovano strati di ossidi, silicati e solfuri metallici;
-nucleo - ricco di nichel e ferro, e caratterizzato da un diametro di 6000 km circa e da una temperatura di oltre 1000°C, è lo strato più interno e denso a cui sembra possano ricondursi le proprietà del magnetismo terrestre.



Nella mitologia greca la Terra era identificata con Gea, madre dei Giganti e dei Titani, che in seguito venne battezzata dai romani come Tellus. Per gli egizi era invece la dea Geb.

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Giorno

Uno degli aspetti piu' affascinanti della Terra, l'alternarsi del giorno e della notte, è causato dal moto di rotazione terrestre che avviene in direzione da Ovest verso Est, attorno ad un asse passante per i poli Nord e Sud che risulta inclinato di 23,5° rispetto alla perpendicolare del piano orbitale, l'eclittica. La durata dell'intero periodo che viene definito giorno, multiplo dell'unità di misura del tempo (il secondo), può essere espressa secondo due metodi diversi:

-Giorno siderale - intervallo di tempo compreso fra due successivi passaggi di una stella al meridiano e dunque dopo due allineamenti della Terra con la stella. Dura 23 ore 56 minuti e 4 secondi;
-Giorno solare - periodo compreso fra due transiti consecutivi del Sole al meridiano e dunque dopo due allineamenti della Terra con esso. Dura 24 ore.



La differenza fra i due è una conseguenza del contemporaneo moto orbitale del nostro pianeta, che oltre ad aver compiuto un giro attorno al proprio asse di rotazione, si è nel frattempo spostato lungo la propria orbita facendo quindi variare anche la direzione di allineamento con il Sole. Ragion per cui, per riallinearsi nuovamente, la Terra deve percorrere ancora quell'altro tratto di orbita in più, che corrisponde appunto allo spostamento apparente e giornaliero dell'astro maggiore. Tutto questo non vale per le stelle, perchè queste sono talmente lontane che è possibile considerarle fisse.

A causa della rotazione del nostro pianeta la superficie terrestre sarà quindi di volta in volta illuminata per un 50% e per la restante parte immersa nel buio. Tuttavia nel valutare questa caratteristica, almeno per quanto riguarda le rispettive durate del periodo diurno e di quello notturno, bisogna considerare anche l'inclinazione dell'asse terrestre ed il fatto che esso si mantenga sempre parallelo a se stesso durante l'intero moto di rivoluzione. Ogni parallelo della Terra verrà tagliato allora dalla linea del terminatore (la retta che separa il giorno dalla notte) in maniera diversa a seconda del periodo dell'anno, e quindi della posizione orbitale, e della sua latitudine.



Infatti all'equatore (lat. 0°), dove il Sole è praticamente perpendicolare all'orizzonte, la durata del giorno e quella della notte saranno costanti tutto l'anno, di contro ai poli (lat.90°), dove il Sole appare parallelo all'orizzonte, si avranno invece sei mesi di luce e sei mesi di buio, mentre alle latitudini intermedie tutto varierà proporzionalmente in funzione della distanza dall'equatore.

Inoltre, sorgendo ad oriente e tramontando ad occidente, il Sole descriverà un moto apparente diurno caratterizzato da archi di ampiezza differente che intersecheranno a loro volta l'orizzonte in punti diversi a seconda dei mesi. Per cui quando la Terra si troverà agli equinozi, questi corrisponderanno esattamente ai punti cardinali Est ed Ovest, mentre al solstizio d'inverno ed al solstizio d'estate, essi risulteranno spostati di 23,5° rispettivamente verso Sud e verso Nord.

Essendo l'arco descritto al solstizio d'estate piu' ampio, ne conseguirà che il Sole rimarrà sopra l'orizzonte per un tempo maggiore e dunque che le ore di luce saranno di piu' di quelle notturne. Naturalmente la situazione si presenterà invertita al solstizio d'inverno, mentre agli equinozi, dove l'arco diurno è pari a quello notturno, le durate del giorno e della notte risulteranno uguali.



Esistono comunque luoghi sulla Terra, di latitudine prossima a quella dei circoli polari, dove in determinati periodi dell'anno non fa mai buio essendo il cielo illuminato dalla luce crepuscolare (le cosiddette "notti bianche"). Infatti l'atmosfera terrestre con il suo potere di diffondere i raggi luminosi che la attraversano, rende il passaggio dal giorno alla notte graduale, a differenza di quanto avviene invece negli altri pianeti dove, mancando uno strato atmosferico denso come il nostro, tutto questo avviene in modo netto.

Edited by Sè#9 - 14/12/2005, 21:08

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Stagioni

Il fenomeno delle stagioni è causato dall'inclinazione dell'asse terrestre e dal moto di rivoluzione del nostro pianeta attorno al Sole. La Terra infatti, orbitando secondo una traiettoria di forma ellittica, descrive praticamente un piano che a sua volta viene chiamato eclittica.

Durante questo tragitto essa mantiene l'asse di rotazione parallelo a se stesso, toccando in determinati periodi dell'anno quei quattro punti fondamentali che segnano il principio di ciascuna stagione, e che corrisponderanno ad altrettanti ed analoghi punti del percorso solare apparente essendo questo la proiezione celeste dell'orbita terrestre. Ragion per cui avremo:



Equinozio di Primavera - 21 marzo
# Inizia la primavera nell'emisfero boreale e l'autunno in quello australe.
# Al polo Sud inizia la notte polare, mentre al polo Nord il giorno polare.
# La durata del giorno e quella della notte sono uguali.
# Il Sole sorge e tramonta rispettivamente ad Est e ad Ovest, e passa per l'equatore celeste (punto d'Ariete).

Solstizio d'Estate - 21 giugno
# Inizia l'estate nell'emisfero boreale e l'inverno in quello australe.
# Al polo Nord il Sole rimane sopra l'orizzonte per sei mesi, mentre al polo Sud ne rimane sotto per altrettanto.
# La durata del giorno è massima nell'emisfero boreale e minima in quello australe.
# Le giornate iniziano a decrescere nell'emisfero boreale e a crescere in quello australe.
# Il Sole sorge a Nord-Est e, passando al meridiano alla distanza massima di +23,5° dall'equatore celeste, tramonta a Nord-Ovest.

Equinozio d'Autunno - 23 settembre
# Inizia l'autunno nell'emisfero boreale e la primavera in quello australe.
# Al polo Nord inizia la notte polare, mentre al polo Sud il giorno polare.
# La durata del giorno e quella della notte sono uguali.
# Il Sole sorge e tramonta rispettivamente ad Est e ad Ovest e passa per l'equatore celeste (punto della Bilancia).

Solstizio d'Inverno - 21 dicembre
# Inizia l'inverno nell'emisfero boreale e l'estate in quello australe.
# Al polo Sud il Sole rimane sopra l'orizzonte per sei mesi, viceversa al polo Nord ne rimane sotto per altrettanto.
# La durata del giorno è massima nell'emisfero australe e minima in quello boreale.
# Le giornate iniziano a decrescere nel primo e a crescere nell'altro.
# Il Sole sorge a Sud-Est, passa al meridiano ad una distanza di -23,5° dall'equatore celeste e tramonta a Sud-Ovest.

Gli equinozi, chiamati anche punto d'Ariete e punto della Bilancia perchè nell'antichità il Sole appariva proiettato sulle omonime costellazioni, corrispondono quindi a quei due punti della sfera celeste dove il Sole transita per l'equatore celeste, ovvero alle intersezioni di questo con l'eclittica, i nodi orbitali, che a loro volta si distinguono in:

-ascendente (eq. primavera) - quando la Terra passa dal Sud della sfera celeste al Nord;
-discendente (eq. autunno) - quando sei mesi dopo essa si muove nella direzione opposta.



I solstizi rappresentano invece i punti dell'orbita terrestre di massima distanza dall'equatore celeste, ovvero quelli del percorso apparente del Sole in cui questo inverte la direzione di marcia:

-solstizio d'estate - quello situato piu' a Sud nei cui pressi si trova anche quello di massima distanza della Terra dal Sole (afelio);
-solstizio d'inverno - il punto piu' a Nord dall'equatore celeste, nelle cui vicinanze si trova anche quello di minima distanza dal Sole (perielio).

Da questo si denota che il maggior riscaldamento del nostro pianeta nella stagione estiva non dipende dalla distanza, ma dall'angolo d'incidenza con cui i raggi solari colpiscono la superficie e che ammonta in estate a circa 70° e d'inverno a circa 23°. Conseguentemente, a causa dell'asse terrestre che si mantiene inclinato e parallelo a se stesso, la Terra volgerà verso il Sole, al solstizio d'estate il polo Nord, e dunque l'emisfero boreale, ed al solstizio d'inverno il polo Sud, e dunque l'emisfero australe.



Alla luce di queste considerazioni risulta dunque evidente come le massime temperature non si registrino in Giugno, quando i raggi solari colpiscono la Terra piu' direttamente, bensì in Luglio ed Agosto, fatto comunque spiegabile con l'idrosfera, la massa liquida del nostro pianeta, che praticamente costituisce un gigantesco accumulatore di calore.

C'è da dire infine che le quattro stagioni, in ragione della diversa velocità orbitale della Terra, maggiore al perielio e minore all'afelio, hanno una diversa durata ognuna dall'altra.

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Moto di rotazione e di rivoluzione

La Terra non è statica nello spazio, ma compie alcuni movimenti (moti) molto importanti per l'osservazione astronomica e per i fenomeni che da essi ne scaturiscono:

-Moto di rotazione - porta la Terra a girare su se stessa in senso antiorario (da Ovest verso Est), attorno ad un asse inclinato di 23,5° e passante per i poli Nord e Sud. Da esso derivano l'alternanza del giorno e della notte e l'apparente moto del cielo. Dura circa 24 ore (giorno).
-Moto di rivoluzione - il moto orbitale che il nostro pianeta compie attorno al Sole in un arco di tempo pari a 365,25 giorni (anno), e che avviene secondo una traiettoria di forma ellittica che lo porta ad una distanza variabile da un massimo di 152 milioni di km (afelio) e ad un minimo di 147 milioni di km (perielio).



I moti terrestri non sono regolari, ma subiscono delle leggere variazioni che alla lunga, se non corretti, porterebbero ogni stagione ed il calendario a non corrispondere piu' con gli stessi fenomeni astronomici da cui dipendono.

In primo luogo la rotazione della Terra, che subisce rallentamenti per effetto delle maree, seguita dall'asse terrestre, che a causa dell'attrazione gravitazionale esercitata sulla Terra dal Sole e dalla Luna, descrive nel tempo un movimento in senso contrario a quello orbitale, simile a quello di una trottola, disegnando appunto un cono di apertura di 23,5°.

Una conseguenza sarà allora la migrazione del polo Nord celeste, attualmente rappresentato grosso modo dalla stella polare, che varia descrivendo un cerchio nell'arco di circa 26000 anni e puntando a stelle differenti. Oscillando l'asse trascina con sè anche l'equatore, che perciò segue l'identico movimento, modificando quindi anche le intersezioni del piano equatoriale con l'eclittica e dunque i nodi.



Il risultato è che, se pur lentamente, cambiano anche i punti equinoziali che ogni anno vengono raggiunti in anticipo dal nostro pianeta (20 minuti prima). Tutto ciò si ripercuote sui sistemi di coordinate astronomiche che si contano a partire dal punto d'ariete (equinozio di primavera), che variando trascina con sè tutti gli altri valori facendo quindi slittare il percorso apparente del Sole rispetto ai 12 segni zodiacali.



Questo fenomeno, detto precessione degli equinozi, introduce l'anno tropico di 365,24 giorni, che rappresenta l'intervallo di tempo fra due successivi passaggi della Terra all'equinozio di primavera, e che quindi risulta essere inferiore a quello siderale di circa 20 minuti. Su di esso è basato l'anno civile, che essendo di 365 giorni necessita dell'aggiunta di un giorno ogni quattro anni per compensare la differenza di 6 ore con quello tropico. Ciò si ottiene con l'introduzione dell'anno bisestile di 366 giorni, che appunto contiene quel giorno in piu' inserito per consuetudine il 29 di febbraio.

Fra gli altri moti minori che interessano il nostro pianeta vi sono inoltre la nutazione ed il moto di traslazione. La prima è una oscillazione causata dall'influenza gravitazionale della Luna, che comporta un andamento ondulatorio della traiettoria dell'asse terrestre nell'ambito del moto di precessione con un periodo che è pari a quello di rotazione dei nodi lunari, e perciò di 18,6 anni. Nell'altro caso si tratta invece di quel movimento che la Terra compie insieme a tutto il sistema solare attorno al centro della galassia.