Stella madre Sole
Classificazione Pianeta terrestre
Parametri orbitali (all'epoca J2000)
Semiasse maggiore 149 597 887,5 km 1,000 000 112 4 UA
Perielio 147 098 074 km 0,983 289 891 2 UA
Afelio 152 097 701 km 1,016 710 333 5 UA
Circonf. orbitale 924 375 700 km 6,179 069 900 7 UA
Periodo orbitale 1,000 017 5 anni (365,256 366 giorni)
Velocità orbitale 29,291 km/s (min) 29,783 km/s (media)
30,287 km/(max)
Inclinazione rispetto all'equat. del Sole 7,25°
Eccentricità 0,016 710 219
Longitudine del nodo ascendente 348,739 36°
Argom. del perielio 114,207 83°
Satelliti 1: la Luna
Anelli 0
Dati fisici
Diametro equat. 12 756,274 km
Diametro polare 12 713,504 km
Diametro medio 12 745,594 km
Superficie 5,100 656 × 1014 m²
Volume 1,083 207 3 × 1021 m³
Massa 5,9742 × 1024 kg
Densità media 5,5153 × 103 kg/m³
Acceleraz. di gravità in superficie : 9,7801 m/s²
(all'equatore) (0,997 32 g)
Velocità di fuga 11 186 m/s
Periodo di rotazione 0,997 258 giorni
giorno sidereo (23,934 ore)
Velocità di rotazione (all'equatore) 465,11 m/s;
Inclinaz. dell'assesull'eclittica 23,439 281°
A.R. polo nord 0° (0 h 0 min 0 s)
Declinazione 90°
Temperatura superficiale : 184 K; -89,2 °C (min) 287,2 K; 14
°C (media)
331 K; 57,8 °C (max)
Pressione atm. 101 325 Pa
Albedo 0,367
La Terra è il terzo pianeta in ordine di distanza dal Sole e
il più grande
dei pianeti terrestri del
sistema solare, sia per quanto riguarda la massa sia per il diametro.
Questa, assieme al suo campo magnetico, la protegge dai raggi cosmici e dalla radiazione di origine solare.
La formazione della Terra è
datata a circa 4,54 miliardi di anni fa.
Essa possiede un satellite naturale, la Luna, la cui età,
stimata analizzando alcuni campioni delle
rocce più antiche,
è risultata compresa tra 4,29 e 4,56 miliardi di anni.
Il suo
asse di rotazione è inclinato rispetto alla perpendicolare
al piano
dell'eclittica: 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.
La superficie esterna è
suddivisa in diversi segmenti rigidi, o placche tettoniche,
che si spostano lungo la
superficie in periodi di diversi milioni di anni.
La parte interna, attiva dal
punto di vista geologico, è composta da uno spesso 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 e nichel.
Tutto ciò che
riguarda la composizione della parte interna della Terra resta comunque
una teoria
indiretta
ovvero mancante di verifica e osservazione diretta.
Importanti sono le influenze
esercitate sulla Terra dallo spazio esterno.
Infatti la Luna è
all'origine del fenomeno delle maree, stabilizza lo spostamento
dell'asse terrestre
ed ha
lentamente modificato la lunghezza del periodo di rotazione del pianeta
(rallentandolo);
un bombardamento di comete durante le fasi primordiali ha giocato
un ruolo fondamentale nella formazione degli oceani
e, in un periodo
successivo, alcuni impatti di asteroidi hanno provocato significativi
cambiamenti
delle caratteristiche
della superficie e ne hanno alterato la vita presente.
Il simbolo astronomico della Terra
è un cerchio con all'interno una croce :
la linea orizzontale rappresenta
l'equatore, mentre quella verticale un meridiano.
.
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Storia della Terra.
Gli scienziati sono riusciti a
ricostruire la storia della Terra.
La Terra e gli altri pianeti del sistema solare
si formarono 4,57 miliardi di anni fa.
Inizialmente liquefatto, il pianeta
gradualmente si raffreddò, formando una crosta terrestre
sempre più
di tipo granitico, simile all'odierna. La Luna si formò
subito dopo,
probabilmente a causa dell'impatto tra la Terra e un pianetino grande
quanto Marte
e avente
circa il 10% della massa della Terra conosciuto come Theia. Nell'urto
tra i
due corpi, un po' della massa di
questo piccolo corpo celeste si
unì alla Terra e una porzione fu espulsa nello
spazio,
ma abbastanza materiale
sopravvisse per formare un satellite orbitante.
L'attività vulcanica,
decisamente maggiore dell'odierna, produsse l'atmosfera primordiale,
molto ricca di biossido
di carbonio.
Il vapore acqueo condensandosi produsse gli oceani.
Circa 3,5 miliardi di anni fa nacque la prima forma di vita.
Lo sviluppo della fotosintesi permise
ad alcune forme di vita di assorbire l'energia solare; l'ossigeno,
prodotto
di scarto della fotosintesi, si accumulò nell'atmosfera e
creò uno strato di ozono (una forma di ossigeno molecolare)
nell'atmosfera superiore.
L'incorporazione di cellule più piccole in altre di
dimensioni maggiori fece
sì che si sviluppassero cellule più
complesse delle cellule procarioti,
chiamate eucarioti.
Protette dallo strato di ozono che impediva ai raggi
ultravioletti, dannosi per la vita,
di attraversare l'atmosfera le varie
forme di vita colonizzarono la superficie della Terra.
La primordiale struttura geologica di
microplacche continentali andò verso una primaria
aggregazione,
formando
dei continenti che occasionalmente si univano per formare un
supercontinente.
Circa 750 milioni di anni fa (mya), il
primo supercontinente conosciuto
(la Rodinia) cominciò a dividersi in continenti
più piccoli.
I
continenti in seguito si riunirono per formare la Pannotia, 600
– 540 mya, e
finalmente la Pangea,
che si divise in continenti più piccoli circa 180
milioni di anni fa ponendo le basi per la situazione geografica moderna.
Dal 1960 si è ipotizzato
che diverse ere glaciali tra i 750 e i 580 milioni di anni fa, durante
il
Neoproterozoico,
abbiano coperto di ghiaccio la maggior parte del pianeta. Questa
ipotesi (non ancora accettata dall'intera comunità
scientifica)
è conosciuta con il nome di Terra a palla di neve, e deve il
particolare interesse al fatto
che precede l'esplosione
del Cambriano, dove le forme di vita
multicellulari cominciarono a proliferare.
Successivamente al Cambriano, circa
530 milioni di anni fa, si sono succedute cinque estinzioni di
massa.
L'ultima
di esse, avvenuta 65 milioni di anni fa e probabilmente causata da una
collisione meteoritica,
provocò l'estinzione dei dinosauri e di altri animali, tra
cui le ammoniti, ma risparmiò alcuni piccoli animali, come i
mammiferi,
che
presero il sopravvento nel periodo successivo.
In seguito i mammiferi si
diversificarono, finché un animale africano, rassomigliante
a una
scimmia,
guadagnò l'abilità di mantenere una posizione
eretta.
Questa evoluzione
liberò le braccia e le mani dal compito della deambulazione,
permise
l'utilizzo di utensili,
incoraggiò la comunicazione al fine di provvedere a
una migliore nutrizione e creò i
presupposti per lo sviluppo di una
maggiore area cerebrale.
Lo sviluppo della agricoltura, e della
civiltà, permise agli esseri umani di plasmare la Terra
in un tempo così breve come
nessun'altra forma di vita era riuscita a fare,
influenzando sia la natura, sia la
quantità delle altre forme di vita.
La fase recente delle ere glaciali
incominciò circa 40 milioni di anni fa, intensificandosi
durante il
Pleistocene, circa 3 milioni di anni fa. Le regioni polari sono state
sottoposte a
svariati cicli di glaciazioni e disgeli, succedutisi ogni 40-100 000
anni.
L'ultima di queste fasi terminò 10 000 anni fa, lasciando il
pianeta in
una situazione morfo-climatica
abbastanza stabile fino ai giorni
nostri.
.
.
Età della Terra.
Modelli chimici basati sull'attuale
abbondanza di isotopi radioattivi
con lunghissimi tempi di decadimento
e
l'analisi composizionale di materiale non differenziato proveniente da
meteoriti
e dalla Luna datano la formazione
della Terra a 4,65 miliardi di anni
fa.
La difficoltà principale nella determinazione
dell'età
della Terra è legata al fatto che nessuna roccia
attualmente affiorante sul pianeta
presenta questa età; ciò è dovuto alla
natura fluida o plastica della
totalità della crosta terrestre
durante il primo miliardo di anni circa.
Inoltre
processi di differenziazione magmatica separavano in questa prima fase
i vari
elementi concentrandone
solo alcuni all'interno della crosta terrestre.
Questo frazionamento rende difficile stabilire con esattezza il
contenuto
iniziale di alcuni geocronometri
e pertanto non è possibile
calcolare con esattezza le abbondanze iniziali.
Le rocce più antiche
rinvenibili sul pianeta sono rocce continentali, si ritrovano nei
cratoni e hanno
un'età pari a 4,1 miliardi di anni.
La maggior parte della crosta oceanica
è più giovane, perché continuamente
riciclata dai meccanismi legati alla tettonica delle
placche: le rocce più antiche in questo tipo di crosta sono
giurassiche
e hanno un'età di 100 milioni di anni.
L'età della Terra fu
determinata da Clair Patterson nel 1953, utilizzando metodi
radiometrici legati al
decadimento dell'uranio.
Superficie.
La superficie terrestre può variare enormemente da luogo a
luogo.
Circa il 70,8% della superficie è
coperta da acqua; inoltre la maggior parte della piattaforma
continentale
si trova al
di sotto del livello marino. Nella parte sommersa del pianeta sono
presenti
tutte le caratteristiche tipiche
di un territorio montuoso, comprendenti un
sistema di dorsali medio oceaniche,
dei vulcani sommersi, delle fosse
oceaniche, dei canyons sottomarini, degli altipiani e delle piane
abissali.
Il
rimanente 29,2% emerso consiste di montagne, deserti, pianure,
altipiani
e altre zone geomorfologiche minori.
La superficie planetaria si modifica
costantemente secondo tempi geologici a causa dei movimenti delle varie
placche tettoniche
e dell'erosione; inoltre le sue caratteristiche geografiche,
create o deformate dai movimenti tettonici, sono sottoposte
agli
influssi meteorologici (pioggia, neve, ghiaccio, vento), a svariati
cicli
termici (ad es. gelo/disgelo delle zone
alpine o elevata escursione termica
giornaliera nel caso dei deserti) e all'azione chimica.
Infine, nel
modellamento del pianeta, sono compresi anche grandi eventi come
glaciazioni e
impatti meteorici.
Durante la migrazione di due placche
tettoniche continentali,
la crosta oceanica viene subdotta al di sotto dei margini di queste
ultime.
Nello stesso tempo, a causa della risalita di materiale mantellico,
nuova crosta oceanica viene generata lungo
margini divergenti nelle dorsali medio
oceaniche.
Questo ciclo sostituisce continuamente il materiale di crosta oceanica
in un processo
che ha portato essa ad avere
un'età minore di 100 milioni di anni.
La placca oceanica più
antica, localizzata nel Pacifico Occidentale, è stata
stimata con un'età di circa
200 milioni di anni.
Per comparazione la crosta continentale più antica,
datata grazie alla presenza di fossili, ha un'età di circa 3
miliardi di anni.
I movimenti subduttivi delle varie
placche vengono regolati da contrasti di densità; infatti le
placche
continentali
sono formate da rocce meno dense, specialmente da rocce intrusive, come
graniti e andesiti,
mentre quelle oceaniche sono formate da rocce
effusive, prevalentemente basaltiche.
Questa differenza costitutiva spiega il
perché nel contrasto tra due placche di tipologia differente
sia sempre
quella
oceanica ad andare in subduzione.
Differente sviluppo ha il caso in cui
le due placche appartengano allo stesso tipo, per cui intervengono
fattori
più sensibili
come gli sforzi e le direzioni di movimento.
Su entrambe le tipologie di crosta si
possono trovare, in casi favorevoli alla loro messa in posto, le rocce
sedimentarie.
Esse sono formate dall'accumulo di sedimenti in maniera
spesso così individuabile,
quando è presente una stratificazione, da poter
risalire indietro nel tempo alle condizioni presenti all'atto della
formazione
di ogni singolo strato e alla evoluzione di tali condizioni verso il
presente.
Inoltre le rocce sedimentarie sono le uniche in cui
possono esser ritrovati fossili,
fondamentali per una datazione precisa
della roccia stessa e per trarre informazioni paleoambientali su clima,
geografia,
fauna e sulla flora presente in quell'epoca.
Va aggiunto
anche che in tali rocce vengono ricercati e sfruttati quasi tutti i
principali giacimenti di idrocarburi e carboniferi.
Circa il 75% di tutta la superficie
dei continenti è coperta da sedimenti, sebbene essi formino
solamente circa
il 5% della crosta.
La terza tipologia di roccia presente sul pianeta, dopo
quelle vulcaniche (intrusive ed effusive) e quelle
sedimentarie,
è quella delle rocce metamorfiche. Esse derivano dalla
trasformazione di rocce
pre-esistenti di qualsiasi tipo
attraverso l'influenza di alte
pressioni, di alte temperature o di entrambe queste variabili.
Il processo metamorfico può
essere di varia intensità, provocando sia una semplice
ricristallizzazione di alcune
specie minerali
verso altre maggiormente stabili, sia la parziale
fusione e deformazione della roccia,
trasformandola in una completamente
differente. Attraverso i processi di fusione, si crea inoltre una
circolazione
di fluidi caldi all'interno della roccia. All'interno di questi fluidi
vengono portati in soluzione e
concentrati, laddove presenti,
elementi rari altrimenti dispersi in quantità
infinitesimali.
Le rocce metamorfiche
o i depositi derivanti dal loro smantellamento, pertanto, sono uno dei
luoghi preferenziali di ricerca
di giacimenti di materie prime, di pietre
e metalli preziosi.
I minerali maggiormente abbondanti
sulla superficie terrestre sono i silicati, i quali includono
principalmente: quarzo,
feldspato, anfibolo, mica, pirosseno e olivina. Tra i
minerali carbonatici, invece, i più comuni sono: calcite,
aragonite e dolomite.
La componente pedologica e la parte più esterna della Terra,
nonché
la più sottile,
e riguarda il suolo e i processi che portano alla sua
formazione.
La
pedosfera si pone come contatto tra la litosfera, l'atmosfera,
l'idrosfera e
la biosfera.
Si calcola che la parte arabile di superficie sia il 13,31%
della superficie emersa, con solo il 4,71% di essa utilizzata per
colture
permanenti. Quasi il 40% della terra è attualmente
utilizzata per agricoltura
e pastorizia, con una stima di circa
1,3 × 109 ettari (3,3
× 109 acri) a uso agricolo e 3,4 × 109 ettari (8,4
× 109 acri) di pastorizia.
Il rilievo della superficie terrestre
varia dal punto più basso (-418 m del Mar Morto)
a una stima del 2005 della
massima altitudine di 8848 m della cima del Monte Everest;
inoltre l'altezza
media della terra posta al di sotto del livello marino è di
686
m.
La
Terra nel sistema solare.
.
.
La rotazione terrestre.
La Terra ruota da ovest verso est una volta al giorno, inteso come
giorno siderale,
attorno all'asse che unisce
il Polo Nord al Polo Sud in 23 ore, 56 minuti e 4,091 secondi.
È
per questo che il sole e tutte le stelle sorgono a est e tramontano a
ovest compiendo un
movimento nel cielo
a una velocità di circa 15°/h o 15'/min.
Inoltre
la Terra ruota attorno al Sole, a una distanza media di 150 000 000 km
in un anno
siderale.
La sua velocità di orbita è di circa 30 km/s (108
000 km/h), veloce
abbastanza da coprire il diametro del
pianeta (circa 12 600 km) in 7 minuti,
e la distanza dalla Luna (384 000 km) in 4 ore.
La Terra si muove quasi in linea
retta, dato che il "raggio di curvatura dell'orbita terrestre
è
piccolissimo,
perché la direzione del moto varia di circa un grado al
giorno".
Ha un satellite naturale, la Luna, che
le gira attorno in 27,32 giorni.
Visti dal Polo Nord terrestre, tutti
questi movimenti si svolgono in senso antiorario.
I piani dei movimenti non sono
precisamente allineati: l'asse della Terra è inclinato di
23,5 gradi rispetto alla
perpendicolare
del piano Terra-Sole, e il piano Terra-Luna è
inclinato di cinque gradi, cosa che impedisce il verificarsi di due
eclissi
(una solare
e una lunare) ogni mese, e le rende invece un evento raro.
Sempre a causa
dell'inclinazione dell'asse terrestre, la posizione del Sole nel cielo
e
l'incidenza delle sue radiazioni
(vista da un osservatore posto sulla superficie)
varia nel corso dell'anno.
Ad esempio, un osservatore posto a una latitudine
settentrionale, quando il polo nord è inclinato verso il
sole,
noterà dei periodi di luce giornaliera più lunghi
e un clima più temperato,
mentre disporrà di meno ore di luce e di un clima
più
rigido nel caso opposto. Al di sopra
dei due circoli polari si raggiunge il caso estremo di alternanza di
lunghi
periodi di assenza di luce (chiamati notti polari), a periodi di non
tramonto del Sole.
Questa relazione tra il clima e
l'inclinazione dell'asse terrestre viene definita tramite le 4
stagioni.
Esse,
dal punto di vista astronomico, sono determinate dai solstizi (i punti
di
massima inclinazione verso e contro il Sole)
e dagli equinozi (punti in cui
l'inclinazione è perpendicolare alla direzione del
Sole).
Il solstizio
invernale cade il 21 dicembre, quello estivo il 21 giugno; mentre i due
equinozi cadono,
quello primaverile il 20 marzo e quello autunnale il 23
settembre.
L'alternanza delle stagioni
è opposta da un emisfero terrestre
all'altro, data l'opposta inclinazione dell'asse,
comportando ad esempio, la
presenza in quello nord dell'estate e in quello sud dell'inverno.
L'angolo di inclinazione 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. L'orientazione dell'asse varia
secondo una precessione intorno a 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
e un anno
tropico.
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
(per informazioni circa altre
ere, controlla precessione e cicli di Milankovic).
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
attorno alla Terra devono rimanere all'interno di questo raggio in ogni
punto della loro orbita per non venire
strappati alla presa gravitazionale
della Terra ed essere immessi in un'orbita eliocentrica: la sfera di
Hill cambia leggermente
di dimensioni lungo l'orbita della Terra aumentando
gradualmente fino all'afelio e diminuendo gradualmente fino al
perielio
Cenni di teoria geocentrica e di non
sfericità della Terra.
Poiché la Terra è molto grande, osservando dalla
superficie non è immediatamente evidente che abbia
forma geoidale,
leggermente appiattita, schiacciata ai poli e con un lieve
rigonfiamento all'equatore.
Per questa ragione le antiche civiltà,
come quella mesopotamica, e i primi filosofi greci, come Talete,
ritennero che la
Terra fosse piatta. Un primo passo verso il riconoscimento della forma
reale fu
compiuto da Anassimandro,
che concepì la terra come un cilindro sospeso
nello spazio, immaginando quindi di avere
cielo non solo sopra la propria testa
ma anche al di sotto dei propri piedi.
La forma sferica fu infine
riconosciuta sulla base di deduzioni basate su osservazioni, quali il
variare delle
osservazioni astronomiche
con la latitudine, l'osservazione delle
eclissi di luna e il confronto con la forma della luna e del sole.
I Greci, circa 2500 anni fa,
cominciarono per primi a sostenere che la terra fosse una
sfera.
Le prime
testimonianze della sfericità terrestre ci arrivano da
Pitagora (VI-V secolo a.C.) e da
Parmenide (V secolo a.C.);
poi Aristotele (384 a.C.-322 a.C.) portò
le prime dimostrazioni e infine Eratostene (274 a.C.-196 a.C.) fece le
prime
misurazioni.
Gli studiosi del Basso Medio Evo, poi,
come Guglielmo di Conches, Giovanni di Sacrobosco, Ruggero
Bacone,
Tommaso
d'Aquino, Brunetto Latini, Dante Alighieri, Giovanni Buridano e altri
sostennero la sfericità del nostro
pianeta con argomenti, per lo
più di questo genere:
Il sole, a mezzogiorno, indica il sud
qualsiasi sia il nostro punto di osservazione: se la terra fosse
piatta, non sarebbe così;
l'ombra proiettata dalla terra sulla luna, durante un'eclissi parziale,
è un arco di cerchio;
la parte che per prima scompare di una nave all'orizzonte è
la chiglia.
È da considerarsi infondata la moderna credenza che nel
Medioevo la Terra fosse comunemente ritenuta piatta.
Ancora oggi non mancano tuttavia i
sostenitori della forma piatta della Terra, molti dei quali aderiscono
alla
Flat Earth Society
(Società della Terra Piatta).
L'errata supposizione della piattezza
della Terra nelle civiltà più antiche, era dovuta
alla mancata conoscenza
della natura centrale
della forza di gravità, che permette di
avere il cielo sempre come alto e il centro della Terra sempre come
basso
e quindi
superare l'apparente paradosso che si dovesse camminare con la testa
rivolta
verso il "basso"
dall'altra parte della Terra (paradosso che
però già Anassimandro aveva saputo superare).
Si ritenne molto più a
lungo che la Terra fosse al centro dell'universo perché si
ha l'impressione
che siano tutti gli altri corpi celesti a girare intorno a essa;
inoltre osservando il
cielo di notte si ha l'impressione che
sia una volta incurvata sulla Terra,
illusione dovuta all'immensità dello spazio.
Anche se la teoria
eliocentrica fu proposta per primo da Aristarco di Samo nel III secolo
a.C.,
la teoria
geocentrica, anche a causa della precisione di misurazione astronomica
necessaria a confutarla, fu quella dominante
fino alla fine del Medioevo.
