Terra, il gioiello del Sistema Solare

by Ivan Berdini on

E ora, è finalmente arrivato il momento di occuparci del terzo pianeta del Sistema Solare, un pianeta che conosciamo bene e che spesso diamo per scontato: la Terra.

Earth_Eastern_Hemisphere

Di NASA – http://visibleearth.nasa.gov/view_detail.php?id=2429http://veimages.gsfc.nasa.gov//2429/globe_east_540.jpg, Pubblico dominio, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=512571

Secondo la mia opinione non esiste nulla di più bello nel nostro sistema planetario. Essa è l’unico pianeta a noi noto capace di sostenere forme di vita ed è anche (ovviamente) il pianeta più conosciuto di tutti, visto che ci viviamo sopra e quindi è più facile studiarlo. Le sue particolarità sono moltissime, infatti è unica nel Sistema Solare.

Dati fisici

•    diametro medio 12.745 Km (il più grande dei pianti “terrestri” o interni);
•    distanza media da Sole 149.597.887 Km;
•    periodo orbitale (anno sidereo) 365 giorni, 6 ore, 9 minuti e 10 secondi;
•    periodo di rotazione (giorno sidereo) 23 ore, 56 minuti e 4 secondi;
•    l’unico satellite naturale è la Luna, alla quale sarà dedicata un’appendice alla fine dell’articolo;
•    accelerazione gravitazionale media sulla superficie 9,8 m/s2;
•    inclinazione attuale dell’asse rispetto all’eclittica 23°33’.

Il diametro equatoriale è maggiore di alcune centinaia di chilometri rispetto a quello polare per via della rotazione che il pianeta compie intorno al suo asse, infatti il valore del diametro presete nel precedente elenco è medio. Anche la distanza dal Sole è un valore medio, in quanto l’orbita di un pianeta intorno alla propria stella è ellittica, questo vuol dire che è presente un diametro maggiore (detto afelio) e un diametro minore (detto perielio). Anche l’accelerazione gravitazionale è media, perché ai poli è maggiore che all’equatore per via della forza centrifuga generata dalla rotazione terrestre che contrasta quella di gravità.

Le cause astronomiche delle stagioni

Di Four_season_german_infotext.svg: *Four_season_blank.svg: w:de:User:Horst Frank, Gothika (blank vector image)Questo file grafico vettoriale è stato creato con Adobe Illustrator. – Four_season_german_infotext.svg, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12855166

Per via dell’inclinazione dell’asse di rotazione l’emisfero illuminato dal Sole varia durante l’anno, variando anche l’incidenza della radiazione solare e quindi le temperature medie sulla superficie. Tutto questo è volgarmente noto come l’alternarsi delle stagioni (che variano di numero in base alla latitudine).

Atmosfera

L’atmosfera della Terra è formata da azoto (N2) per il 78%, da ossigeno (O2) per il 21% e per un 1% formato da svariati altri gas in tracce: anidride carbonica (CO2), vapore acqueo (H2O), argon (Ar) e molti altri.  Per l’elevata quantità di ossigeno l’atmosfera si dice “ossidante”, perché ha il potere di ossidare moltissimi elementi. Ma non è sempre stata così, infatti miliardi di anni fa la sua composizione chimica era completamente diversa e aveva un potere “riducente” (il contrario di “ossidante”). In pratica un agente ossidante tende a acquisire elettroni a un’altra specie chimica, mentre un riducente tende a cedere degli elettroni; approfondiremo meglio la questione in un prossimo articolo.

La composizione chimica dell’atmosfera è stata radicalmente cambiata dall’attività delle vita fotosintetiche a partire da circa 3 miliardi di anni fa: si può dire che essere abbiano “inquinato” l’atmosfera con l’ossigeno, infatti la vita non sarebbe mai potuta apparire nella nostra attuale atmosfera. Si deve anche dire che, per via della sua elevatissima reattività, l’ossigeno non può rimanere sospeso in atmosfera a lungo: la quota è mantenuta uguale dall’attività fotosintetica di piante, alghe e alcuni batteri, che librano costantemente nell’aria immense quantità di ossigeno. Se per ipotesi la vita fotosintetica si estinguesse, l’ossigeno presente in atmosfera di esaurirebbe nel giro di pochi anni, perché reagirebbe con ogni materiale ossidabile presente sulla superficie.

La composizione qui citata è valida solo per la fascia che va da 0 a 12 Km di quota: la composizione varia radicalmente procedendo verso lo spazio. Lo spessore atmosferico totale è di circa 2.000 Km, anche se la densità rimane apprezzabile fino ai 690 Km circa, oltre la densità è minima fino ad arrivare a qualche sporadica molecola vagante. Uno dei componenti più importanti è l’ozono (O3) presente fra i 12 Km e i 50 Km di quota (detto anche stratosfera), in quanto assorbe la gran parte delle radiazioni ultraviolette emesse dal Sole, che sarebbero molto dannose per le forme di vita per via del loro potere mutageno.

Suggestiva immagine dell’alta atmosfera, ripresa dalla ISS

Idrosfera

Osservando immagini della Terra dallo spazio salta subito all’occhio il colore blu dell’oceano, infatti l’idrosfera è una caratteristica unica della Terra: è solo grazie alla presenza di acqua liquida che la vita ha potuto fiorire. Il termine idrosfera indica l’insieme di tutta l’acqua presente sulla superficie (oceani, laghi, fiumi, ghiacciai, ecc.) che con la sua complessa dinamica ha un ruolo importantissimo nella regolazione del clima e nell’interazione della Terra con la Luna. Il 71% della superficie è ricoperto dagli oceani, che formano il 97% di tutta l’acqua del pianeta, il maggiore bacino d’acqua è l’Oceano Pacifico.

L’interno del pianeta

La superficie vera e propria (o crosta) è divisa in svariate placche, poche grandi e molte piccole, che si muovono su uno strato di materiale parzialmente fluido detto astenosfera. Le interazioni fra le placche (scontri, scorrimenti e allontanamenti) provocano fenomeni come i terremoti e i vari tipi di vulcanismo. Gli studi sulle onde sismiche hanno dimostrato che l’interno del pianeta è formato da molti strati dalle diverse caratteristiche fisiche (temperatura, densità, composizione, ecc.), ecco uno schema in cui sono mostrati i principali:

Di Dake – Opera propria (Software: Inkscape), CC BY-SA 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=809709

  1. Crosta continentale (più spessa)
  2. Crosta oceanica (meno spessa e più densa)
  3. Mantello superiore
  4. Mantello inferiore
  5. Nucleo esterno
  6. Nucleo interno

A. Discontinuità di Mohorovic

B. Discontinuità di Gutemberg

C. Discontinuità di Lehman

Notare la differenza fra il nucleo esterno e quello interno: sono entrambi composti di una lega di ferro (Fe) e nichel (Ni) ma mentre l’esterno è liquido per l’alta temperatura, l’interno e solido per l’elevatissima pressione. Potete immaginare il nucleo come un enorme oceano di metallo fuso profondo migliaia di chilometri che racchiude un nocciolo di metallo spesso qualche altro migliaio di chilometri.

Il campo magnetico della Terra

Proprio l’interazione fra questi due strati genera la magnetosfera, ovvero il campo magnetico che circonda il nostro pianeta e che induce l’ago polarizzato di una bussola a puntare verso il nord magnetico. La magnetosfera ha un’importante funzione di protezione: deflette la gran parte delle particelle cariche emesse costantemente dal Sole (vento solare) che altrimenti eroderebbero via la nostra atmosfera rendendo la vita impossibile. Le uniche particelle che riescono a passare sono quelle che vengono risucchiate dal campo magnetico sui poli, che reagendo con l’atmosfera, generano il bellissimo fenomeno conosciuto come aurora polare (boreale o australe a seconda dell’emisfero in cui si verifica).

Di NASA – http://sec.gsfc.nasa.gov/popscise.jpg, Pubblico dominio, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=192450

La Luna

Di Gregory H. Revera – Opera propria, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=11901243

Questa appendice è dedicata al grande satellite naturale della Terra: la Luna. Sebbene essa non sia il più grande satellite del sistema solare, è tuttavia il satellite più grande rapportato alle dimensioni del pianeta che accompagna.

La Luna ha un dimetro di 1.738 Km e dista mediamente 384.400 Km dalla Terra. Il suo periodo orbitale è di 27 giorni, 7 ore e 43 minuti (mese sidereo), che è esattamente lo stesso tempo che impiega a ruotare intorno al suo asse; è per questo che la Luna ci rivolge sempre la stessa faccia: alla distanza cui si trova la velocità di rotazione è identica a quella di rivoluzione.

La sua gravità provoca sulla Terra il famoso effetto mareale, ovvero la variazione del livello dei mari al suo passaggio; in realtà la gravità lunare distorce anche l’atmosfera e in misura minore la litosfera. L’enorme massa degli oceani terrestri provoca un aumento della velocità orbitale del satellite, quindi la Luna si allontana molto lentamente dalla Terra.
La Luna è famosa anche perché è stato il primo (e finora unico) corpo celeste visitato da un equipaggio umano: sono “allunate” con successo le missioni Apollo 11, Apollo 12, Apollo 14, Apollo 15, Apollo 16 e Apollo 17. La missione Apollo 13 è stata colpita dal famoso incidente, ben raccontato dal celebre e omonimo film del 1995 diretto da Ron Howard.

Written by: Ivan Berdini

Zoologo, naturalista, divulgatore scientifico e appassionato di fotografia.