Luna98 - Tesina per scuola media

La Luna-discorso d’esame . Arber Caslli 2012

Teoria dell'accrescimento

dell'accrescimento

La teoria presuppone che la Terra

e la Luna si formarono assieme nello stesso periodo a

In

partire dal disco di accrescimento primordiale.(

astronomia, un disco di accrescimento è una struttura

formata da materiale che cade in una sorgente di campo

gravitazionale.) 7

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Il disco di accrescimento di un buco nero in una rappresentazione

artistica della NASA.

In questa teoria, la Luna si formò dai materiali che

circondavano la proto-Terra, analogamente a come si

formarono i pianeti attorno al Sole. Questa ipotesi però

non spiega in modo soddisfacente la scarsità di ferro

metallico sulla Luna.

Teoria dell’ Impatto.

Secondo questa teoria la Luna si sarebbe formato a

impatto:

seguito di un il corpo si sarebbe formato in un

in una

punto di Lagrange relativo alla Terra ossia 8

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posizione gravitazionalmente stabile lungo l’orbita del

pianeta. Diventato il corpo troppo grande per restare nel

punto di Lagrange si schianta contro la Terra, con un

angolo di 45°; i frammenti per il meccanismo

dell’accrezione avrebbero dato origine al corpo.

Attualmente la teoria dell'impatto gigante è quella

maggiormente accettata dalla comunità scientifica. Fu

William K. Hartmann Donald

proposta nel 1975 da e

R. Davis i quali ipotizzarono l'impatto di un corpo delle

Theia o Orpheus

dimensioni di Marte (che è chiamato )

con la Terra. Da quest'impatto si sarebbe generato

abbastanza materiale, nell'orbita circumterrestre, da

permettere la formazione della Luna.

Uno studio del maggio 2011 condotto dalla NASA porta

elementi che tendono a smentire questa ipotesi. Lo

studio, eseguito su campioni vulcanici lunari, ha

permesso di misurare nel magma lunare una

concentrazione d'acqua 100 volte superiori a quelle

precedentemente stimate. Secondo la teoria dell'impatto

l'acqua dovrebbe essersi dissolta quasi completamente

durante l'impatto mentre dai dati qui ricavati la quantità

d'acqua stimata è simile a quella presente nella crosta

terrestre. 9

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Illustrazione della teoria dell’impatto. 10

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Illustrazione del Grande Impato visto dal Polo Sud. 11

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3. Caratteristiche fisiche, composizione

chimica, struttura interna e esterna della

Luna

3.1 Caratteristiche fisiche : Unico satellite naturale

della Terra e più interno di tutti gli altri del Sistema

Solare, la Luna è un corpo celeste privo di luce propria; è

priva di atmosfera e per questo sempre ben visibile; e lontana dal nostro

pianeta 384 400 km.

Rappresentazione in scala della distanza Terra-Luna

Diametro Diametro Superficie Volume Massa Densità Accelerazione

Equatoriale polare (m³) (kg) (g/cm ) di gravità

(m²)

(km) (km) (m/s)

13

1738.1 1738 3,8 2,2 7,35 3,34 1,62

10 19

10 22

10

Rispetto agli altri satelliti naturali del sistema solare la

Luna è eccezionalmente grande rispetto al pianeta

attorno a cui orbita. Infatti ha un diametro pari ad un

quarto ed una massa pari a 1/8 di quella terrestre. Questi

valori ne fanno il secondo satellite naturale per le

dimensioni relative a quelle del suo pianeta madre. 12

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Le dimensioni della Luna rapportate a quelle della Terra.

Il passaggio da dì a notte è molto brusco, così come

l’escursione termica: la temperatura raggiunge 110 °C

sulla faccia illuminata mentre in quella oscura scende a –

150 °C. Ciò è dovuto alla mancanza di atmosfera. 13

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3.2 Composizione chimica: Più di 4,5 miliardi di

anni fa, la superficie della Luna era un oceano di magma

liquido. Gli scienziati pensano che uno dei componenti

delle rocce lunari detto KREEP, acronimo

K Rare Earth

dell'espressione inglese (potassio),

Elements P

(terre rare), e (fosforo), rappresenti l'ultimo

resto del magma originario. Il KREEP è composto da quelli

che gli scienziati chiamano "elementi incompatibili":

elementi che non possono entrare a far parte delle

strutture dei cristalli, e che quindi rimangono inutilizzati

KREEP

sulla superficie del magma. Per i ricercatori, il è

un marcatore utile per determinare la storia del

vulcanismo lunare e tracciare la cronologia degli impatti

da parte di comete e altri oggetti celesti.

3.3 Struttura interna La Luna è un corpo celeste

:

internamente differenziato: come la nostra Terra ha una

crosta geochimicamente distinta, un mantello e un

nucleo.

La parte interna del nucleo, con un raggio di 240 km, è

ricca di ferro allo stato solido ed è circondata da un

guscio esterno fluido costituito principalmente da ferro

liquido, con un raggio di circa 300 km. Attorno al nucleo

si trova una fase parzialmente fusa con un raggio di circa

500 km. La sua composizione non è stata del tutto

chiarita, ma si dovrebbe trattare di ferro metallico in lega

con piccole quantità di zolfo e nickel; sono le analisi della

variabilità della rotazione lunare a indicare che esso è

almeno parzialmente fuso. Si ritiene che questa struttura

si sia sviluppata attraverso una cristallizzazione

frazionata dell'oceano magmatico che avvolgeva il 14

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satellite 4,5 miliardi di anni fa, al tempo della sua

formazione. Struttura interna della Luna.

3.4 Struttura esterna Galileo

: Quando nel 1609 puntò

il suo telescopio sulla Luna scoprì che la sua superficie

non era liscia, bensì corrugata e composta da vallate,

monti alti più di 8 000 m e crateri.

La superficie lunare si presenta suddivisa in zone

chiare e zone scure. Le prime costituiscono le cosiddette

terre alte, zone rilevate ed accidentate, formate da

altopiani, colline o vere e proprie catene montuose, che 15

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rappresentano oltre l’85% della superficie lunare. Le terre

alte formano la parte di crosta originaria, modificata solo

dagli impatti meteorici. La superficie dei mari è coperta

da uno spesso strato di detrito, detto regolite , formato

da ceneri, lave basaltiche

sminuzzate e sferule vetrose, prodotto dagli impatti delle

meteoriti sulle rocce lunari. Sulla Luna non sembrano

esservi stati fenomeni tettonici complessi come quelli

che hanno originato il rilievo terrestre. I basalti

evidenziano invece un’attività vulcanica con età di 3-4

miliardi di

anni. Le emissioni di lave provenienti dal mantello si sono

verificate quando la crosta era ancora sottile, in

conseguenza delle fratture prodotte da violenti impatti

meteoritici. Sono dovuti agli impatti delle meteoriti, che,

per l’assenza di atmosfera, risultano particolarmente

violenti. Spesso i crateri sono circondati dal materiale

roccioso sollevato dall’urto. Gli impatti meteorici sono

l’unico agente modificatore attuale della superficie

lunare, morta ad ogni altro avvenimento geologico. La

ridotta gravità lunare non riesce a trattenere i gas e

quindi la Luna, come già detto, è priva di atmosfera (e di

acqua). A causa di ciò sulla superficie lunare manca

qualsiasi forma di modellamento (ad esclusione degli

impatti meteorici). Il cielo lunare inoltre è nero, non vi

sono albe o tramonti e l’escursione termica è fortissima.

La crosta delle terre alte è formata da anortosite, roccia

intrusiva ricchissima in plagioclasi, rara sulla Terra; i mari

sono invece riempiti di detriti ed effusioni basaltiche. Il

mantello sottostante, di natura silicatica, sarebbe diviso

in una parte superficiale rigida (simile al mantello

litosferico terrestre) ed in una più profonda plastica 16

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(simile all’astenosfera terrestre). Al centro abbiamo infine

il nucleo metallico.

4.Orbita e rotazione .

4.1 Orbita : La Luna compie un'orbita ellittica

completa della sfera celeste, calcolata rispetto alle stelle

fisse, in media ogni 27,321661 giorni, pari a 27 giorni, 7

ore, 43 minuti e 11,5 secondi (mese siderale). Il suo

periodo tropicale medio, calcolato da equinozio a 17

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equinozio, è invece di 27,321582 giorni, pari a 27g 07h

43m 04,7s. Un osservatore sulla Terra conta circa 29,5

giorni tra una nuova luna e la successiva, per via del

contemporaneo movimento di rivoluzione terrestre. Più

esattamente il periodo sinodico medio tra due

congiunzioni solari è di 29,530589 giorni, cioè 29d 12h

44m 02,9s. Nel corso di un'ora si muove nel cielo di una

distanza prossima alla sua dimensione apparente, circa

mezzo grado. La Luna rimane sempre in una regione del

cielo chiamata

lo Zodiaco, che si estende circa 8 gradi sopra e sotto

l'eclittica. Essa viene attraversata dalla Luna ogni 2

settimane .

Moto della luna durante un periodo sinodico, che è 29 d 12 h 44,0 min. Il

periodo sinodico è il tempo che impiega un oggetto, osservato dalla Terra,

per ritornare nella stessa posizione del cielo, rispetto al Sole.

4.2 Il moto : Il moto di rotazione della Luna è il

movimento che compie intorno all'asse lunare nello

stesso senso della rotazione terrestre, da Ovest verso

Est, con una velocità angolare di 13° al giorno. La durata

18

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è quindi uguale a quella del moto di rivoluzione pari a 27

giorni 7 ore 43 minuti 12 secondi. Questo è il motivo per

cui la Luna rivolge alla Terra sempre la stessa faccia.

L'attrazione che la Terra esercita sul rigonfiamento

equatoriale più che sulle zone polari sulla Luna provoca

in essa delle oscillazioni di lieve entità, le librazioni, che

insieme alle librazioni apparenti, connesse alle posizioni

che la Luna assume rispetto alla Terra, ci consentono di

vedere un po' più della metà della superficie lunare (circa

il 59%).

4.3 Le facce della Luna : La faccia visibile della

Luna dalla terra è sempre la stessa in quanto il suo

periodo di rotazione è esattamente uguale al suo periodo

orbitale. La parte visibile corrisponde al 59% del suolo

lunare. La faccia nascosta della Luna è stata esplorata

solo a partire dal 10 ottobre 1959, quando la cosmonave

sovietica Luna 3 la fotografò per la prima volta. 19

La Luna-discorso d’esame . Arber Caslli 2012

La faccia visibile della Luna.

Avremo quindi un momento in cui la faccia del nostro

satellite sarà totalmente in ombra ( Luna nuova ), e

successivamente aumenterà la superficie visibile fino ad

arrivare al massimo ( Luna piena ) per poi decrescere

,gradualmente, e diminuire la zona illuminata. L'intero

ciclo dura 29 giorni, 12 ore, 43 minuti e 11 secondi. Nella

fase in cui si presenta come una sottile falce si potrà 20

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intravvedere la parte in ombra, in quanto illuminata dalla

luce riflessa della Terra ( Luce cinerea ).

4.4 Le fasi lunari A seconda della posizione lungo

:

la propria orbita la Luna è vista da ogni località della

Terra con angolazioni diverse, e così la sua superficie

appare completamente, parzialmente o per niente

illuminata dalla luce solare diretta.

Partendo infatti dalla fase di Luna Nuova essa inizia a

mostrare la classica falce che cresce ogni giorno sino a

diventare un disco nella fase di Luna Piena, per

cominciare quindi a decrescere successivamente sino

ad annullarsi nuovamente in una Luna Nuova.

L'intero ciclo delle fasi lunari, praticamente

l'intervallo di tempo compreso fra due fasi uguali,

dura circa 29,5 giorni è viene chiamato anche periodo

sinodico o lunazione. Esso si compone di quattro fasi

principali, separati a loro volta da altrettanti momenti

intermedi che in successione vengono definiti:

L u n a N u o v a - La Luna si trova nella stessa

 direzione del Sole (congiunzione), e perciò

tramonta e sorge con esso. Non è visibile,

essendo occultata dall'intensa luce solare,

anche se nei giorni immediatamente precedenti

o seguenti, quando essa mostra una esile falce,

è debolmente illuminata dalla luce cinerea ossia

dai raggi solari riflessi dal nostro pianeta. Ha

un'età di 0 giorni. 21

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L u n a C r e s c e n t e - La Luna mostra un

 disco parzialmente illuminato per meno della

metà che è rivolto verso Ovest.