Luna - Le caratteristiche

In questo appunto viene descritta la luna, le sue caratteristiche, il moto della luna, la sua struttura interna, la sua origine e la sua evoluzione, le fasi lunari, le eclissi, le maree.

Definizione di Luna in geografia astronomica

.

E’ praticamente un corpo sferico e solido, privo di atmosfera. Non avendo l'atmosfera la superficie lunare è perfettamente visibile. La sua asse è lievemente ellittica, essendoci solo 4 km di differenza tra raggio polare e raggio equatoriale.
Analizzando la superficie lunare possiamo notare che tre sono gli elementi caratteristici:

1. aree montuose, con altopiani anche molto alti, formati da rocce molto antiche, di colore chiaro, che formano anche vere e proprie catene montuose;
2. aree pianeggianti;
3. crateri formati dall’impatto con meteoriti di varie dimensioni e di forma variabile, conseguenza della mancanza d’atmosfera; i mari lunari, formati da lave vulcaniche e basalti, di colore scuro e origine recente.

. Questo perché il suolo deriva da una continua degradazione causata dall'impatto con meteoriti. L'elemento chimico maggiormente presente nella composizione della Luna è l'ossigeno (53-63%), seguito da silicio (15-21%), fosforo, zolfo, cloro, potassio, calcio, ferro, manganese, alluminio, nichel e altri ancora in percentuali più basse. Se ne è dedotto che la roccia predominante sulla Luna sia il basalto, un tipo di roccia di origini vulcaniche assai diffusa sulla Terra. E' priva di un’atmosfera, per cui:

1. il passaggio dal giorno alla notte avviene in modo rapidissimo;
2. dalla luna il cielo appare nero con le stelle nettamente stagliate sopra;
3. manca l’acqua in qualsiasi forma;
4. si ha una fortissima escursione termica (anche per la rotazione molto lenta), 5)mancano fenomeni erosivi. la Luna non presenta tracce di gas rari in superficie, anche se non se ne può escludere l'esistenza in alcune cavità.

per ulteriori approfondimenti sulla Luna vedi anche qua

Il moto della Luna

La luna compie tre movimenti:

1. moto di rotazione intorno al proprio asse;
2. moto di rivoluzione intorno alla terra;
3. moto di traslazione con la terra intorno al sole.

Moto di rotazione: la luna ruota intorno al proprio asse in senso antiorario. Il periodo di rotazione dura circa 27 giorni e 7 ore. In questo stesso tempo la luna ruota anche intorno alla terra, compiendo quello che è chiamato moto di rivoluzione. Questo è il motivo per cui vediamo sempre la stessa faccia della luna.
Moto di rivoluzione: è il moto che compie la luna intorno alla terra, muovendosi in senso antiorario su un’orbita ellittica che ha la terra come uno dei due fuochi. (tale moto di rivoluzione è descritto dalle leggi di Keplero). La distanza Terra-Luna è quindi una distanza variabile (dal momento che l'orbita è ellittica) e distinguiamo così il perigeo (minima distanza) e l’apogeo (massima distanza). Il tempo che impiega la luna a compiere il moto di rivoluzione è detto mese siderale che corrisponde all’intervallo tra due successivi allineamenti della Luna e di una stella su un meridiano. L’intervallo tra due allineamenti Luna-Sole viene detto mese sinodico e dodici mesi sinodici costituiscono l’anno lunare.
Moto di traslazione: è il moto che la luna compie intorno al sole. Nel compierlo non segue un'orbita perfettamente ellittica, ma piuttosto ha un andamento sinuoso e la curva che viene descritta viene chiamata epicicloide e corrisponde ad un’eclissi deformata.

Struttura interna della Luna

. Quindi vi è un primo strato che è costituito dalla crosta. Sotto la crosta si trova il mantello e infine il nucleo:

1. La crosta ha uno spessore variabile con un valore medio di circa 60 km, e sembra che sia minore nella faccia che rivolge alla terra, ma non è ancora chiaro come ciò sia possibile.
2. Nel mantello vi sono sia materiali solidi che rigidi e ha uno spessore di 1000 km nel mantello superiore. Al di sotto di questo strato c'è il mantello inferiore, detto astenosfera, che si estende fino al nucleo ed è composto da materiali viscosi e plastici.
3. Il nucleo molto probabilmente non è pesante e denso come quello della terra, tuttavia in alcuni punti si pensa che vi sia una maggiore concentrazione di materiali pesanti, dal momento che la forza di gravità non è uguale su tutta la luna, ma presenta forti anomalie. Il raggio del nucleo è di circa 350 km. Sulla luna non dovrebbe esserci un campo magnetico, tuttavia le rocce lunari presentano un forte magnetismo, quindi, almeno durante la loro formazione, doveva esserci un campo magnetico.

Origine ed evoluzione della Luna

Sulle origini della luna si hanno ancora numerose incertezze e sono state formulate tre ipotesi:

1. Ipotesi della fissione;
2. Ipotesi della cattura;
3. Ipotesi dell’accrezione.

: fu proposta da Darwin. Dal momento che la la densità della terra e della luna sono simili, Darwin sosteneva che la luna si sarebbe staccata dalla terra quando quest'ultima si stava formando a seguito di forti maree che avrebbero provocato la fissione, ossia l'espulsione di materiale terrestre che poi sarebbe andato a formare la luna.
Ipotesi dell’accrezione: secondo alcuni studiosi la luna si sarebbe formata per aggregazione di particelle in orbita attorno alla terra che avrebbero cominciato a condensarsi. Intorno ad un nucleo in formazione avrebbero potuto aggregarsi altre particelle aumentandone così la massa. (teoria maggiormente affidabile);
Ipotesi della cattura: è la più antica e ritiene che la terra avrebbe attratto la luna nella suo orbita. Non spiega, però, perché, a causa della forza di gravità la luna non si sia scontrata con la terra e abbia ridotto la sua velocità avvicinandosi abbastanza alla terra ed inserendosi in un'orbita stabile.

Le fasi lunari

, a sua volta diviso in quattro momenti caratteristici, detti fasi, a seconda della posizione in cui si trova la luna nella volta celeste.
La prima fase lunare si verifica quando il satellite, ruotando attorno alla Terra, si viene a trovare esattamente tra questa e il Sole, volgendo così verso il nostro pianeta la faccia in ombra e rimanendo invisibile. La Luna sorge e tramonta insieme al Sole. Questa fase è chiamata di congiunzione, o di Luna nuova, o novilunio. In seguito la Luna, allontanandosi gradatamente dalla posizione di novilunio in senso contrario a quello del moto apparente del Sole, esibisce via via la sua faccia illuminata. Questa apparirà dapprima sotto forma di una falce sottilissima, poi come una falce sempre più piena, fino a diventare un mezzo cerchio. In questa fase, detta primo quarto, la Luna si trova ad angolo retto rispetto alla linea Terra-Sole. La Luna sorge a mezzogiorno e tramonta a mezzanotte.

Giunta la Luna sul prolungamento della linea Sole-Terra, la porzione illuminata visibile assumerà la forma perfetta di un cerchio. Si ha allora la fase denominata di opposizione, o Luna piena, o plenilunio. La Luna, in questa fase, sorge al tramonto e tramonta all'alba. Dopo questa fase la superficie illuminata della Luna va progressivamente riducendosi, fino ad apparire ancora come un mezzo cerchio. In questo caso il satellite si trova in una posizione tale da formare un angolo retto rispetto alla linea Terra-Sole, ma dalla parte opposta a quella del primo quarto.
Questa fase prende quindi il nome di ultimo quarto e la Luna sorge a mezzanotte e tramonta a mezzogiorno. Da questo momento in poi il semicerchio illuminato diventerà sempre più sottile, mostrandosi a forma di una falce affilata, fino a
scomparire del tutto, essendo la Luna tornata in congiunzione. Riprende allora un nuovo ciclo di fasi lunari con le stesse modalità del precedente. In sintesi accade ciò:

1. quando la luna si trova in congiunzione con il sole e la terra si ha il novilunio e la luna offre la sua faccia non illuminata;
2. Quando invece la luna si trova in opposizione (Sole Terra Luna) si ha il plenilunio e dalla terra è visibile per intero la faccia illuminata dal sole e la luna appare come un disco pieno.

La luna impiega circa 15 giorni per passare dalla fase di luna nuova a quella di luna piena e in questo periodo modifica gradualmente il suo aspetto. In un anno si verificano 12 lunazioni, ovvero dodici mesi sinodici. Le fasi lunari si ripetono nello stesso momento dell’anno solo ogni 19 anni.

Le eclissi

impedendo ai raggi solari di raggiungere e rendere visibile il sole, mentre si parla di eclissi di sole se è la luna a porsi tra terra e sole.

Le maree

. La fase d’innalzamento è detta alta marea o flusso, l’abbassamento bassa marea o reflusso; il dislivello tra le due fasi è detto “ampiezza” della marea. Quando la luna si trova allo zenit di un mare il livello dell'acqua si innalza, dando luogo all'alta marea.
Le cause principali sono l’attrazione gravitazionale e la forza centrifuga dovuta alla rotazione della Terra. Per ragioni fisiche e morfologiche infine le maree si verificano con ritardo (“ora di porto”) variabile rispetto al passaggio effettivo della luna sullo zenit del mare.
Tutti questi fenomeni di maree hanno un notevole effetto sulla terra, per esempio nei processi d'erosione. Inoltre finiscono per alterare, anche se pur sempre per brevi periodi, il normale corso dei fiumi, come nel caso di una marea elevata. Infatti, si è osservato che i fenomeni di inondazioni non di rado sono collegati all'influenza della luna.