La forma della Terra: storia, misurazioni e coordinate geografiche

1.Curvatura della superficie terrestre: Variazione dell’orizzonte sensibile (la parte visibile diventa tanto più ampia quanto l’osservatore si alza dalla superficie).

2.Comparsa o scomparsa di un oggetto; le navi, mano a mano che si allontanano dal punto di osservazione, sembrano scomparire oltre l’orizzonte.

3.L’angolo che la stella polare forma col piano dell’orizzonte varia con la latitudine.

4.

Eclissi e ombra terrestre

Durante le eclissi di luna l’ombra proiettata dalla terra sul satellite è circolare (Aristotele).

5. Circumnavigazione del globo (1521 Magellano

6.Analogia con gli altri pianeti
Oggi la sfericità del nostro pianeta è documentata dalle fotografie satellitari; non risulta però una sfera perfetta in quanto lo sarebbe se fosse immobile, ma il movimento di rotazione ha fatto si che si schiacciasse ai poli e si rigonfiasse all’equatore.

La terra è quindi uno sferoide o meglio un ellissoide di rotazione; ma considerando le varie accidentalità superficiali che presenta la terra (le quali rappresentano circa 1/600 del raggio terreste e che sono quindi insignificanti) è definita propriamente come geoide. La sua superficie è equipotenziale (è uguale il lavoro per portare un punto dalla superficie all’infinito): variando quindi la distanza dal centro varia anche la gravità (diminuzione della gravità nella zona equatoriale perché all’Equatore la forza centrifuga dovuta alla rotazione terrestre e normale all’asse di rotazione della Terra contrasta la forza gravitazionale, a mano a mano che si sale verso i poli la forza centrifuga contrasta la gravità solo con una sua componente = la gravità aumenta fino ai poli, dove la forza centrifuga è nulla).

Misurazioni di Eratostene

Eratostene sapeva che a Siene (l'attuale Assuan, in Egitto), in un momento preciso dell'anno, il sole illuminava il fondo dei pozzi. Questo evento si ripeteva ogni anno a mezzogiorno del Solstizio d'estate e dipendeva dal fatto che i raggi del sole cadevano verticalmente e che quindi la nostra stella in quel momento era allo zenit. In quel momento, un bastoncino piantato verticalmente a terra non avrebbe proiettato nessuna ombra. Egli notò che ad Alessandria, dove egli viveva, nello stesso giorno e alla stessa ora i raggi del Sole non erano perpendicolari ma formavano un angolo di 7,2° con la verticale.

Eratostene assunse, correttamente, che la distanza del Sole dalla Terra fosse molto grande e che quindi i suoi raggi fossero praticamente paralleli quando raggiungono la superficie terrestre. Inoltre considerava che la Terra dovesse avere forma sferica.

La differenza di inclinazione di 7,2° dipende dalla curvatura della superficie terrestre che cambia il punto di vista dal quale gli abitanti delle due città vedono il Sole.

Egli ragionò in questo modo: l'angolo di 7,2° è congruente all'angolo che ha per vertice il centro della Terra e i cui lati passano rispettivamente per Alessandria e Siene (infatti sono angoli corrispondenti). Si tratta quindi di una "distanza angolare" tra le due città, pari a un cinquantesimo dell'angolo giro.

Ciò significa anche che la distanza "effettiva" tra le due città (ritenuta di 5.000 stadi) è un cinquantesimo della circonferenza terrestre.

Eratostene moltiplicò per 50 questo valore, ottenendo 250.000 stadi: la prima misura scientifica della circonferenza terrestre.

Misurazioni astrogeodetiche recenti

Dalle più recenti misurazioni astrogeodetiche risulta che:

raggio equatoriale = 6378,16 km – raggio polare = 6356,78 km – la loro differenza è detta schiacciamento polare e ci dice quindi che il semiasse polare è più corto di circa 1/298 di quello equatoriale.
L’equatore è la linea immaginaria che individua la circonferenza massima della sfera terrestre e la divide in due emisferi [meridionale / australe – settentrionale / boreale].

I piani paralleli al piano individuato dalla linea equatoriale sono chiamati paralleli e chiaramente in prossimità dei poli sono sempre più piccoli ; invece se tagliamo la terra in tanti piani contenti l’asse determiniamo tanti circoli massimi di uguale dimensione e passanti per i poli, essi sono chiamati meridiani (meridiani di grado (semicirconferenze) = 360° e si usa chiamare l’altra metà di un meridiano antimeridiano).

Reticolo geografico e coordinate

L’intersezione tra meridiani e paralleli, che sono infiniti, forma il reticolo geografico (formato da trapezi e triangoli sferici).

Per definire la posizione assoluta di un punto sulla superficie terrestre c’è bisogno di determinare:

► Latitudine: è la distanza angolare di un punto dall’equatore.

► Longitudine: è la distanza angolare di un punto da un determinato meridiano. Il meridiano iniziale è quello di Greenwich (Londra).

► Declinazione celeste: è la distanza angolare tra l’astro considerato e il piano dell’equatore celeste.

► Ascensione retta: è la distanza angolare dall’astro dal meridiano celeste che passa per il punto di ariete, scelto come meridiano iniziale sulla sfera celeste.

► Altitudine o quota: è la distanza in metri dal livello del mare.

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