IL PIANETA TERRA - LA POSIZIONE DEI LUOGHI SULLA TERRA

LE DIMENSIONI DELLA TERRA

Numerosi sono stati i tentativi eseguiti fin dall'antichità per determinare le dimensioni del nostro pianeta ma quello di cui abbiamo notizie più sicure è quello eseguito 515d36f da Eratostene di Cirene nel III sec. a.C. Egli riteneva che le città di Alessandria d'Egitto e Siene ( l'odierna Assuàn ) fossero situate sullo stesso meridiano; conosceva la loro distanza di 5000 stadi, e sapeva inoltre che a mezzogiorno del 21 Giugno a Siene i corpi non producevano ombra, che cioè in quell'istante il Sole era sulla verticale di quella città. Egli misuro con uno scafe l'angolo che i raggi del Sole formavano con la verticale, in quello stesso istante, ad Alessandria: esso risultò pari a 1/50 circa della misura angolare di un intera circonferenza. Poiché il sole si trova ad un enorme distanza da noi e quindi i raggi che da esso giungono alla terra si possono considerare paralleli tra loro, questo angolo doveva essere uguale a quello che la verticale di Siene faceva, al centro della terra con quello di Alessandria. Pertanto moltiplicando per 50 il valore lineare dell'arco corrispondente Erostene, otteneva per la circonferenza terrestre meridiana la lunghezza di 250000 stadi egiziani, che dovrebbero corrispondere a 39375 Km: valore sorprendentemente vicino a quello di oggi.

IL RETICOLATO GEOGRAFICO

Immaginiamo un piano perpendicolare all'asse terrestre e passante per il centro della terra. Tale piano dividerà la sfera terrestre in due emisferi: quello settentrionale o boreale ( dalla parte del polo nord ), quello meridionale o australe ( dalla parte del polo sud ). L'intersezione tra la superficie terrestre ed altri piani perpendicolari all'asse sono i paralleli (180), questi pur avendo la stessa ampiezza angolare (360°) saranno di lunghezza minore all'equatore. Se poi immaginiamo di tagliare la sfera terrestre con assi perpendicolari al piano equatoriale abbiamo i meridiani (360 tra meridiani e anti-meridiani). La rete tra meridiani e paralleli è detta reticolato geografico.

LA POSIZIONE DEI LUOGHI SULLA TERRA

• La latitudine: è la distanza angolare di un punto dall'equatore e può essere nord o sud, a seconda se il punto si trovi nell'emisfero boreale o australe. La latitudine è espressa in gradi.
• La longitudine: è la distanza angolare di un punto da un determinato meridiano, misurati sull'arco di parallelo che passa per quel punto e può essere ovest o est. Anche la longitudine è espressa in gradi.

LE LEGGI DI KEPLERO

1. I pianeti descrivono orbite ellittiche, quasi complanari, aventi tutte un fuoco comune in cui si trova il Sole.
2. Il raggio ( raggio vettore ) che unisce il centro del Sole al centro di un pianeta descrive superfici con aree uguali in intervalli di tempo uguali.
3. I quadrati dei tempi che i pianeti impiegano a percorrere le loro orbite ( periodi di rivoluzione ) sono proporzionali ai cubi delle loro distanze medie dal Sole.

I MOVIMENTI DELLA TERRA

I movimenti principali del nostro pianeta sono:

• Il movimento di rotazione che la terra compie attorno al proprio asse, da ovest verso est. La durata di questo movimento è di 23h 56m 4s, cioè un giorno sidereo e non è del tutto uniforme, infatti, misure eseguite con "orologi atomici" hanno dimostrato l'esistenza di diverse piccolissime variazioni.
• Il movimento di rivoluzione che la terra compie descrivendo un'orbita ellittica intorno al sole in senso antiorario. Come sappiamo dalla I legge di Keplero la distanza tra la terra ed il Sole varia a seconda che la terra si trovi in afelio ( massima distanza dal sole: primi di Luglio ) o in perielio ( minima distanza dal sole: primi di Gennaio ) e da questo deriva anche il variare delle stagioni. Il tempo che la terra impiega a compiere un orbita completa è di 365d 6h 9m 10s e viene denominato anno sidereo.
• Abbiamo anche alcuni moti millenari: il moto di traslazione che la terra esegue assieme al sole e gli altri corpi del sistema solare in direzione della costellazione di Ercole e la partecipazione al moto di recessione della galassia, cioè alla probabile espansione dell'universo.

PROVE E CONSEGUENZE DELLA ROTAZIONE TERRESTRE

1. Apparente spostamento diurno dei corpi celesti: per ammettere che gli astri girano attorno alla terra bisognerebbe ammettere che questi abbiano velocità lineari esattamente proporzionali alle loro distanze rispetto alla terra. Quindi i corpi celesti più lontani dovrebbero avere velocità maggiore di quella della luce, cosa impossibile perché sappiamo che è la massima possibile nell'universo.
2. Analogia con gli altri pianeti: se tutti gli altri pianeti mostrano un evidente moto rotatorio assiale non abbiamo motivo di ritenere che solo il nostro pianeta debba esserne privo.
3. Esperienza del Guglielmini ( caduta libera dei corpi ): questo esperimento era già stato previsto da Newton ed enunciato da Galileo ma solo il Guglielmini dal 1791-1792 eseguì numerose prove sulla torre degli Asinelli a Bologna. Egli getto un corpo dall'alto e si accorse che questo in superficie risultava spostato verso est di 17mm.
4. Esperienza di Foucault: Foucault sospese sulla cupola del Panthéon un pendolo costituito da un filo lungo 68m a cui era sospesa una sfera di 30 Kg. A quest'ultima applicò un'asticina che sfiorava un grande disco ricoperto di sabbia sul pavimento. Dai segni che l'asticina tracciava si poté osservare che il piano delle oscillazioni pendolari girava a poco a poco in senso orario.
5. Legge di Ferrel: a causa della rotazione terrestre, un corpo qualsiasi che si muove liberamente sulla terra viene deviato dalla sua direzione iniziale verso destra se si trova nell'emisfero boreale o sinistra se si trova nell'emisfero australe. Questa forza deviante è detta forza di Coriolis.
6. Alternarsi del dì e della notte: a causa della forma pressoché sferica della terra e del moto di rotazione, i raggi solari illuminano in ogni istante solo la parte di superficie terrestre che è rivolta verso il sole. La parte illuminata e quella non della terra non può essere divisa da un meridiano, ma da una fascia detta appunto fascia dei crepuscoli e/o delle aurore.

PROVE E CONSEGUENZE DELLA RIVOLUZIONE TERRESTRE

• Analogia con gli altri pianeti: anche in questo caso vediamo che tutti i pianeti hanno un moto di rivoluzione attorno al sole regolato dalle leggi di Keplero. Perché la terra no?
• Periodicità annua di alcuni gruppi di stelle: la terra si muove nello spazio descrivendo un'orbita di forma tale che la consente di passare periodicamente attraverso regioni in cui sono presenti sciami di materia cosmica.
• L'aberrazione della luce proveniente dagli astri: quando noi osserviamo una stella, la direzione secondo cui la vediamo non è quella effettiva, ma è una direzione apparente. Il fenomeno è spiegato dimostrando che la luce che arriva dall'astro impiega tempo nel frattempo noi ci spostiamo. Per questo il telescopio va leggermente spostato e l'angolo formato dalla prima posizione del telescopio alla seconda è detto angolo di aberrazione.

LE STAGIONI

LE STAGIONI ASTRONOMICHE

Le stagioni astronomiche non coincidono del tutto con le stagioni metereologiche, cioè con il reale andamento del tempo meteorologico e del clima. Per questo la superficie terrestre di è divisa in cinque parti caratterizzate da condizioni diverse di riscaldamento chiamate zone astronomiche:

1. La zona torrida (o intertropicale), delimitata dai due tropici e divisa in due dall'Equatore.
2. La zona temperata boreale, compresa fra il tropico del Cancro e il circolo polare Artico.
3. La zona temperata australe, tra il tropico del Capricorno e il circolo polare Antartico.
4. La calotta polare artica, che si estende dal circolo polare artico al Polo nord.
5. La calotta polare antartica, dal circolo polare antartico al Polo sud.

I MOTI TERRESTRI CON PERIODI MILLENARI

Esaminando il moto annuo della Terra, abbiamo detto che l'asse terrestre si mantiene parallelo a se stesso nel corso della rivoluzione; in realtà se potessimo eseguire osservazioni prolungate per alcune migliaia di anni, ci renderemo conto che la sua direzione va lentamente mutando. Difatti, l'attrazione combinata del Sole e della Luna tendono a raddrizzare l'asse mentre la rapida rotazione della Terra, come in una comune trottola, tende a mantenere immutata la posizione. Le due forze si compongono e ne deriva un movimento che fa descrivere nell'asse terrestre due coni con il vertice al centro della Terra. Questo moto doppio-conico, detto precessione luni-solare, avviene con piccole nutazioni, ossia oscillazioni dell'asse terrestre. Questo comporta:

• Che il prolungamento dell'asse terrestre non vada a cadere sempre in corrispondenza della Stella polare;
• Che gli equinozi e i solstizi anticipano ogni anno la loro posizione sull'Eclittica (precessione degli equinozi);
• Lo spostamento della linea degli absidi, per cui gli equinozi invertono la loro posizione, facendo mezzo giro rispetto alla linea degli absidi.