Planetologia - il pianeta Terra

La Terra

La forma della Terra

La Terra ha forma sferica e ciò è stato dimostrato attraverso diverse prove:

• L'altezza delle stelle varia a seconda della nostra posizione
• L’orizzonte va aumentando di diametro con il crescere dell’altitudine del punto di osservazione
• Quando arriva una nave ne vediamo prima le vele e soltanto dopo lo scafo; mentre se fosse piatta vedremmo subito tutta la nave per intero
• Durante l’eclissi di Luna, la Terra proietta la sua ombra sferica sulla luna
• Per analogia con gli altri pianeti (anch’essi tutti sferici)

In realtà, però, non è una sfera perfetta, in quanto la forza centrifuga che deriva dalla sua rotazione attorno al proprio asse, l’ha portata ad una deformazione. La Terra è dunque diventata un ellissoide di rotazione (o sferoide), cioè il solido che si ottiene facendo ruotare un’ellisse attorno al suo asse minore. L’asse minore della Terra è costituito dall’asse polare (distanza fra i due poli), mentre l’asse maggiore (asse equatoriale) dovrebbe essere l’equatore, ma in realtà esso non è perfettamente circolare. L’ellissoide della Terra è quindi dato non da due, ma tre assi, ma il terzo è poco distante dall’equatore.

La Terra, però, non può essere identificata perfettamente con un modello matematico. Per questo la si identifica con il termine di “geoide”, solido la cui superficie è perpendicolare in ogni suo punto alla direzione del filo a piombo. La forma del geoide è paragonabile alla forma che assumerebbe la Terra se il livello medio del mare si estendesse in continuità anche dove si trovano le terre emerse, colmando depressioni e cancellando rilievi. In ogni punto del geoide, il lavoro necessario per portare un determinato oggetto dalla superficie del geoide ad una distanza infinita è uguale.

Le dimensioni della Terra

Il raggio della Terra è di circa 6000 km. Eratostene (III secolo a.C.) cercò di misurare la Terra: egli sapeva che Alessandria e Siene erano sullo stesso meridiano, che il 21 giugno a mezzogiorno a Siene i corpi non producevano ombra (il sole quindi era sulla verticale della città) e che in quello stesso istante ad Alessandria i raggi del sole e la verticale formavano 1/50 dell’angolo giro. Essendo i raggi del sole paralleli tra loro, questo angolo doveva essere uguale a quello che la verticale di Siene faceva, al centro della Terra con quello di Alessandria. Egli moltiplicò quindi la distanza tra le due città (5000 stadi) per 50 ed ottenne così la dimensione della Terra: 39375 km. La misurazione di Eratostene è molto vicina a quella reale, misurata con strumenti più precisi.

Lo schiacciamento polare

La dimostrazione dello schiacciamento polare della Terra fu effettuata alla fine del XVII secolo da J. Richer: egli notò che un pendolo a Parigi compiva un’oscillazione completa in un secondo, mentre a Caienna presentava oscillazioni più lente. Il periodo di oscillazione è inversamente proporzionale al valore dell’accelerazione di gravità (T=2π√l/g) e ciò significa che la forza di gravità diminuiva quando si è più vicini all'equatore.