Pianeti terrestri e pianeti gioviani - Sintesi

Le leggi di Keplero

Il moto dei pianeti attorno al Sole è descritto dalle leggi di Keplero:

Prima legge: i pianeti descrivono orbite ellittiche aventi un fuoco comune in cui si trova il Sole.

Seconda legge: Il raggio che unisce il centro del Sole con il centro di un pianeta descrivi superfici con aree uguali in intervalli di tempo uguali (il pianeta si muove più velocemente se si trova più vicino al Sole, perielio, e più lentamente se si trova lontano dal Sole, afelio).

Terza legge: i quadrati dei tempi che i pianeti impiegano a percorrere le loro orbite sono proporzionali ai cubi delle loro distanze medie dal Sole.

Gravitazione universale

Come per tutti i corpi i pianeti sono soggetti alla gravitazione universale espressa nella legge di Newton: F= Gcon0 x Mxm/d2 dove Gcon0 è la costante di gravitazione universale, M e m sono le masse dei corpi e d la loro distanza tra i loro centri.

In base alle loro caratteristiche i pianeti vengono divisi in due gruppi:

Caratteristiche dei pianeti terrestri

Pianeti terrestri (o interni), cioè Mercurio, Venere, Terra e Marte


Pianeti gioviani (o esterni)
Le differenze tra i due gruppi sono numerose:


Le dimensioni, i pianeti gioviani sono più grandi


La densità, quella dei pianeti terrestri è 5 volte superiore a quella dell’acqua mentre quella dei pianeti gioviani è circa 1,5 volte o anche meno


La temperatura, i pianeti gioviani sono più freddi tanto che sono coperti di ghiacci


La natura dei materiali, i pianeti terrestri sono formati da rocce e metalli, i pianeti gioviani da gas e ghiacci


L’atmosfera, i pianeti terrestri sono privi di atmosfera o comunque è sottile e tenue, i pianeti gioviani sono avvolti in atmosfere dense e spesse


Il numero dei satelliti, i pianeti gioviani hanno moltissimi satelliti, i pianeti terrestri ne sono privi o comunque ne hanno pochissimi


Mercurio: il pianeta più interno

E’ il pianeta più interno del Sistema solare, poco più grande della Luna. La temperatura passa dai 425 °C al sole ai -175 °C all’ombra. E’, infatti, il pianeta con la più forte escursione termica tra il giorno e la notte a causa dell’assenza di un’atmosfera.


Sulla superficie le strutture più diffuse sono i crateri da impatto e le pianure lisce.


I crateri da impatto sono dovuti alla caduta di meteoriti. Il corpo che precipita si disintegra e nell’area di collisione si scava una depressione; il contraccolpo per l’urto violentissimo scaglia verso l’alto e tutto intorno una grande quantità di frammenti che ricadendo formano un orlo che circonda la cavità centrale, il cratere.


Le pianure lisce sono vaste colate di lave risalite dall’interno del pianeta quando il materiale si è fuso per l’energia liberata nei tremendi impatti.


L’alta densità del pianeta è dovuta alla presenza nel suo interno in gran parte da un nucleo di materiale metallico (molto denso).


Venere: effetto serra e geologia

Ha dimensioni e densità simili a quelle della Terra.


La alte temperature sono dovute all’effetto serra causato dalla densa atmosfera venusiana caratterizzata per il 97% da anidride carbonica.


Mentre sulla Terra l’anidride carbonica viene disciolta dall’acqua allo stato liquido e bloccata nella materia organica, su Venere l’alta temperatura per la maggiore vicinanza al Sole deve aver favorito una forte evaporazione dell’acqua.


La densa atmosfera di Venere lascia passare le radiazioni provenienti dal Sole ma ferma quelle riemesse dalla superficie con una diversa lunghezza d’onda, in modo da incrementare la temperatura del pianeta.


La parte più alta dell’atmosfera comprende una coltre di nubi trascinate da forti venti e partono dai poli in senso opposto avvolgendo il pianeta in ampie spirali saldandosi lungo la fascia equatoriale.


Su Venere sono presenti strutture geologiche complesse: sono presenti, infatti, in prevalenza pianure ondulate che presentano numerosi crateri da impatto e altopiani.


E’ formata da un nucleo di materiale molto denso, caldo ed almeno in parte fuso (sostanzialmente di ferro e nichel) avvolto da un mantello di rocce ricche di ferro e magnesio, a sua volta ricoperto da una crosta, che presenta vasti bacini depressi e zone rilevate, costituita da rocce molto eterogenee e molto meno dense.


Il pianeta è avvolto da un’atmosfera formata principalmente da azoto e ossigeno con tracce di altri gas. La temperatura media consente all’acqua di persistere allo stato liquido: circa ¾ della superficie del pianeta è formato dall’idrosfera.


Marte: geologia e atmosfera

Per molti aspetti è simile alla Terra: la durata del giorno come l’inclinazione dell’asse di rotazione sono pressoché uguali. Intorno a Marte ruotano due satelliti, Phobos e Deimos.


L’atmosfera è molto rarefatta ed è formata per il 95% da anidride carbonica. La temperatura superficiale è di -55 °C.


La superficie di Marte è stata modellata da numerosi processi: bombardamento meteoritico, attività vulcanica, movimenti crostali, erosione, deposizione.


Il vulcanismo è da tempo estinto, ma la sua attività è testimoniata da imponenti vulcani come il Mons Olympus alto 25 000 m (il più alto del Sistema solare). Sono cessati anche i movimento della crosta. Importante è stato il modellamento dovuto a erosione e deposizione eolica.


Marte conserva tracce di permanenza dell’acqua, come dimostrano numerosi canali (effetto serra che ha causato lo scioglimento del permafrost, ma che poi si è intensificato comportando l’evaporazione dell’acqua).


Giove e i suoi satelliti

L’atmosfera di Giove appare solcata da bande chiare e scure che si alternano disposte parallelamente all’equatore interrotte da macchie rosse o biancastre (una di queste è la Grande macchia rossa). Il calore proveniente dal Sole e dall’interno del pianeta causano moti convettivi con formazione di nubi dovute alla condensazione dell’ammoniaca. L’alta velocità di rotazione del pianeta costringe le nubi a formare le lunghe bande: le zone chiare sono quelle dei gas che risalgono, quelle scure sono invece quelle in cui i gas ridiscendono. Le macchie chiare e scure sono perturbazioni cicloniche.


L’atmosfera è molto spessa ed esercita una pressione tale che l’idrogeno è allo stato liquido. A circa 24 000 km di profondità l’idrogeno liquido passa a idrogeno metallico liquido e ancora più in profondità c’è un nucleo di rocce e metalli pesanti. Il pianeta quindi è una sfera liquida, formata per l’85% da idrogeno e per il 15% da elio, con un involucro gassoso ed un nucleo solido.


Attorno a giove ruotano 16 satelliti, i quattro più grandi detti galileiani sono Io, Europa, Ganimede e Callisto.


Io presenta un’intensa attività vulcanica, maggiore di quella in qualunque altro corpo del Sistema solare. Esercita un forte campo magnetico dovuto al nucleo metallico.


Europa ha una superficie bluastra coperta da ghiacci, è presente dell’acqua liquida sul fondo dell’oceano a contatto con il mantello. E’ un buon candidato per ospitare forme di vita.


Ganimede è il più grande satellite del Sistema solare ed è composto per il 40% da acqua ghiacciata. Sulla superficie è presente ozono e ha una sottile atmosfera di ossigeno.


Callisto ha una superficie costellata da crateri da impatto, fatta di ghiaccio misto a detriti rocciosi nelle parti più scure. Nei crateri la presenza di ghiaccio pulito fa sì che essi risaltino come macchie bianche. L’interno del pianeta è completamente congelato.


Saturno e i suoi anelli

E’ formato da un grosso involucro di gas che avvolge il nucleo di idrogeno liquido.


L’atmosfera presenta un’alternanza di fasce più chiare e più scure.


Il pianeta è circondato da una struttura di anelli formati da frammenti di ghiaccio e polveri ognuno in rotazione su una propria orbita.


Saturno ha 18 satelliti, di cui il più importante è Titano, grande il doppio della Luna. E’ l’unico dotato di una vera e propria atmosfera. Nel terreno è presente metano liquido e nell’atmosfera, costituita per lo più da azoto, si trovano numerosi elementi di quella che si ritiene sia stata l’atmosfera terrestre primitiva.


Ha un’asse di rotazione che giace quasi sul piano dell’orbita e di conseguenza volge alternativamente i due poli verso il Sole.


Urano: struttura e atmosfera

E’ avvolto da un’ atmosfera di idrogeno, elio e metano ed è freddissimo. Negli strati più alti dell’atmosfera sono presenti formazioni di brine e nelle zone verso l’equatore ci sono sistemi di nubi che girano intorno al pianeti spinti da forti venti.


La struttura interna è formata da un nucleo roccioso avvolto da un oceano formato degli stessi elementi dell’atmosfera ma allo stato liquido.


Ha dieci sottili anelli e almeno 17 satelliti.


Nettuno: oceano di gas liquidi

E’ costituito da un oceano di gas liquidi, soprattutto metano, coperto da un’atmosfera sede di complessi moti circolari. Anch’esso ha una struttura a fasce e bande.


A causa della grande distanza dal Sole la forte attività dell’atmosfera è dovuta alla forza interna. Pertanto si pensa che il nucleo sia ancora in parte liquido.


Ha tre anelli e almeno 8 satelliti.