Riassunto esame Geografia, prof. Macchia, libro consigliato Il globo terrestre, Palmieri, Parotto

Il globo terrestre: il pianeta Terra

Geodesia

Geodesia: disciplina che studia la forma e le dimensioni della Terra.

La forma della Terra

La Terra ha una superficie curva e convessa. Già Pitagora nel V sec. a.C., partendo da presupposti teorici, era giunto ad affermare la sfericità della Terra. La sfericità della Terra venne negata nel Medioevo e poi del tutto restaurata dagli Umanisti nel XV sec.

Prove della sfericità della Terra

• L'altezza delle stelle sull'orizzonte varia se ci si sposta lungo un meridiano terrestre.
• L'orizzonte sensibile aumenta le sue dimensioni quanto più si sale d'altitudine.
• Scomparsa e comparsa graduale degli oggetti all'orizzonte.
• Viaggi di circumnavigazione.
• Analogia con altri pianeti.
• L'ombra proiettata dal pianeta sulla Luna.
• La gravità agisce approssimativamente con la stessa forza in ogni punto della Terra.
• Immagini riprese dalle sonde spaziali.

Ellissoide di rotazione o sferoide

La forza centrifuga prodotta dal moto di rotazione ha causato una progressiva deformazione del pianeta, deprimendolo ai poli e rigonfiandolo lungo l'Equatore. L'ellissoide si ottiene facendo ruotare un'ellisse sul suo asse minore. Asse minore: asse polare. Asse maggiore: asse equatoriale (in realtà diviso in due assi di poco diseguali). La forza di gravità presenta valori di poco differenti in punti diversi del pianeta, deduciamo quindi che la forma del pianeta non è regolare.

Pendolo di Richer

Un pendolo che a Parigi compiva un'oscillazione completa in un secondo, se posto nella Guyana (vicino all'Equatore e quindi con una distanza maggiore dal centro della Terra) per compiere l'oscillazione impiegava più tempo. È prova dello schiacciamento polare. Ad oggi non si può definire la forma del pianeta né matematicamente né con un solido geometrico.

Geoide

Il geoide è definibile come la superficie equipotenziale (in cui, cioè, il potenziale gravitazionale ha valore uguale) che presenta i minimi scostamenti dal livello medio del mare. È una superficie perpendicolare in ogni punto alla direzione della verticale, cioè alla direzione della forza di gravità. A causa dello schiacciamento polare, la lunghezza dei meridiani non è costante e la lunghezza dei segmenti che sottendono l'angolo di un grado varia in progressione spostandosi dall'Equatore verso i poli.

Metro

In origine, venne definito come 1/10 000 000 del meridiano terrestre fra il polo nord e l'equatore. A seguito della rilevazione della non costanza della lunghezza dei meridiani è stato ridefinito.

Metro nuovo

La definizione lega l'unità di misura alla distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un dato tempo.

Le dimensioni della Terra

Circonferenza: 40.009 Km

Calcolo di Eratostene

Nel III sec. a.C., sapendo la distanza fra Alessandria d'Egitto e Siene (5000 stadi) e che in un dato giorno a Siene i raggi solari erano paralleli alla normale alla superficie terrestre in quel punto, Eratostene calcolò con uno scafe l'angolo che i raggi del sole, in quello stesso momento, formavano con la normale alla superficie in quel punto. L'angolo calcolato doveva essere lo stesso di quello disegnato al centro della Terra perché angoli corrispondenti. Conoscendo l'angolo e la lunghezza del segmento che l'angolo sottende, con una proporzione si può calcolare l'intera circonferenza.

Raggio medio terrestre: 6371 Km. Le misure ufficiali della Terra si basano sull'ellissoide internazionale, figura geometrica teorica, assunta come punto di riferimento dall'Unione Geodetica internazionale.

Le coordinate geografiche

Reticolo geografico

Paralleli e meridiani, entrambi di numero infinito.

Coordinate geografiche

Latitudine

Distanza angolare di un punto dall'Equatore, corrisponde al valore dell'angolo che sottende l'arco di meridiano che unisce il punto considerato con l'Equatore. La lunghezza dell'arco di grado varia al variare minimo della lunghezza dei meridiani, non costante. Il metodo più usato per calcolarla è misurare l'altezza di una stella (stella polare o croce del sud) sul piano dell'orizzonte.

Longitudine

Distanza angolare di un punto da un determinato meridiano, misurata sull'arco di parallelo che passa per quel punto. Il meridiano 0 è quello che passa per l'osservatorio di Greenwich. La lunghezza dell'arco di grado varia al variare della circonferenza dei paralleli. Per calcolarla si misura l'altezza del Sole nel momento della culminazione sul meridiano del luogo; si deve tener conto della declinazione solare: angolo che i raggi formano con il piano equatoriale.

Moto di rotazione

Moto intorno al proprio asse da Ovest a Est. Giorno sidereo = durata del moto di rotazione: 23h 56m 4s. Il giorno sidereo si allunga di 2 millesimi di secondo al secolo a causa dell'attrito delle maree. La Luna opera un'azione frenante sulla Terra perché ruota intorno alla Terra più lentamente di quanto la Terra non ruoti su sé stessa; la sua azione frenante è maggiore sui rigonfiamenti delle maree.

Velocità angolare

Uguale a tutte le latitudini tranne ai poli dove è nulla.

Velocità lineare

Al diminuire della velocità lineare diminuisce la forza centripeta. Varia con la latitudine. È massima all'Equatore.

Prove:

• Apparente spostamento diurno dei corpi celesti (se fossero le stelle a muoversi si dovrebbe ammettere che esse abbiano tutte velocità lineare proporzionale alla distanza dall'asse terrestre, in modo da muoversi come sistema solidale; ma a far ciò le stelle più lontane dovrebbero avere una velocità lineare maggiore a quella della luce).
• Analogia con altri pianeti.

Esperimenti di fisica

• Esperienza di Guglielmini: osservazione della caduta libera dei corpi.
• Pendolo di Foucault.
• Variazioni dell'accelerazione di gravità con la latitudine (2 cause: schiacciamento polare e forza centrifuga dovuta alla rotazione).

Leggi di Ferrel

La rotazione crea una forza apparente (Forza di Coriolis) che devia la direzione dei corpi in moto sulla superficie terrestre. La deviazione è verso destra nell'emisfero boreale, verso sinistra nell'emisfero australe. Fenomeno particolarmente importante per Oceanografia e Climatologia.

Conseguenze

Alternarsi del dì e della notte:

• Circolo di illuminazione: circolo massimo che separa l'emisfero illuminato da quello in ombra.

Moto di rivoluzione

I legge di Keplero: la distanza Terra-Sole varia.

• Perielio: minima distanza dal Sole (primi di Gennaio).
• Afelio: massima distanza dal Sole (primi di Luglio).
• Linea degli apsidi: unisce afelio e perielio.

Prove

• Analogia con gli altri pianeti.
• Periodicità di alcuni gruppi di alcune stelle cadenti.
• Aberrazione della luce (la luce ha un tempo di percorrenza per cui l'immagine che delle stelle noi abbiamo non corrisponde alla loro posizione reale).
• Diversa durata di giorno sidereo e giorno solare.
• La presenza dell'Eclittica del Sole: il moto apparente del Sole attraverso le dodici case dello Zodiaco.

Le stagioni

L'asse terrestre è inclinato di 66° e 33' rispetto al piano dell'orbita. Se l'asse terrestre non avesse inclinazione, il circolo di illuminazione passerebbe per i poli e la durata del giorno e della notte sarebbe sempre uguale.

Equinozi

Di primavera 21 Marzo, d'autunno 23 Settembre - il circolo di illuminazione passa per i poli.

Solstizi

• D'estate 21 Giugno - il Sole è allo Zenit sul Tropico del Cancro (23° 27' Nord).
• D'inverno 22 Dicembre - il Sole è allo Zenit sul Tropico del Capricorno (23° 27' Sud).

Linea degli equinozi

Linea che unisce i due punti dell'orbita in cui la Terra si trova al momento dei due equinozi.

Linea dei solstizi

Linea che unisce i due punti dell'orbita in cui la Terra si trova nel momento dei due solstizi. Il moto di rivoluzione legato all'inclinazione dell'asse crea quindi una gamma di differenti illuminazioni della Terra nel corso dell'anno che corrisponde all'alternarsi delle stagioni.

Stagioni astronomiche

Periodi compresi fra un solstizio e un equinozio.

Stagioni meteorologiche

Per convenzione, iniziano il primo giorno del mese in cui cade l'equinozio o il solstizio corrispondente.

Zone astronomiche

I due tropici e i circoli polari (66° 33') individuano cinque fasce caratterizzate da illuminazione differente.

Zona torrida

Il sole è allo Zenit di tutti i punti due volte all'anno.

Zone temperate (australe e boreale)

Il sole non è mai allo Zenit, i raggi arrivano più o meno obliqui.

Zone polari

I raggi sono tanto obliqui da non toccare la superficie terrestre in alcuni periodi.

Moti millenari

Moto di traslazione

Il Sistema solare tutto si sposta verso la Costellazione di Ercole.

Moto di recessione della Galassia

Dovuto probabilmente all'espansione dell'Universo.

Mutamento dell'inclinazione dell'asse terrestre

Varia con un periodo medio di 40.000 anni.

Precessione luni-solare

L'attrazione combinata di Sole e Luna sul rigonfiamento equatoriale tende a raddrizzare l'asse terrestre. A tale azione si oppone la forza del moto di rotazione terrestre. Le due forze si compongono: l'asse terrestre descrive un moto doppio conico con asse nel centro della Terra. Poiché le distanze relative Sole-Terra-Luna mutano, muta di conseguenza il valore della forza esercitata sull'asse terrestre che quindi si muove in senso circolare in maniera oscillatoria (nutazioni).

Precessione degli equinozi

Lo spostamento dell'asse di rotazione terrestre causa di conseguenza il cambiamento di posizione del piano dell'Equatore celeste. Quindi cambia l'intersezione fra il piano dell'Eclittica e il piano dell'Equatore celeste. Poiché gli Equinozi sono determinati sia dall'Eclittica sia dall'Equatore, gli Equinozi si spostano. Poiché la precessione luni-solare ha senso orario, anche la precessione degli Equinozi ha senso orario. Non cambiano data perché il nostro calendario si basa sull'anno solare, non sull'anno sidereo. In conseguenza dello spostamento degli Equinozi cambia la posizione occupata dal Sole sull'Eclittica.

Spostamento della linea degli apsidi

A causa dell'attrazione esercitata sulla Terra dagli altri pianeti, la linea degli apsidi si muove in senso antiorario, andando incontro agli Equinozi.

Variazione dell'eccentricità dell'orbita

L'orientamento

Bussola

Conosciuta dai Cinesi fin dal 2600 a.C. Introdotta in Europa da Flavio Gioia fra i naviganti amalfitani nel XII sec.

Declinazione magnetica

Angolo formato fra l'ago della bussola e il meridiano geografico del luogo. Ciò è dovuto al fatto che i poli magnetici non coincidono precisamente con i poli geografici.

Coordinate polari

Definiscono la posizione relativa di un punto.

Azimut

Distanza angolare compresa tra la linea che congiunge l'osservatore con il polo Nord e la direzione in cui cade la perpendicolare di un punto all'orizzonte, calcolata muovendosi in senso orario.

Distanza

Misura lineare fra l'osservatore e il punto considerato.

Unità di misura del tempo

Giorno sidereo

23h 56m 4s. Corrisponde al tempo trascorso tra due passaggi successivi di una stella su un determinato meridiano della superficie terrestre.

Giorno solare

Tempo trascorso fra due culminazioni successive del Sole su uno stesso meridiano. Dura circa 24h. È più lungo perché la Terra, oltre che ruotare su stessa, ruota anche intorno al Sole, quindi compiuta un'intera rotazione perché il Sole cada sul medesimo punto la Terra deve compiere un arco di rotazione supplementare pari all'arco percorso sull'orbita.

Giorno solare medio

24h. Ovvia alla diversa durata del giorno solare nei vari periodi dell'anno.

Anno sidereo

È il periodo della rivoluzione terrestre. Corrisponde all'intervallo di tempo che passa fra due ritorni consecutivi del Sole nella stessa posizione fra le Stelle.

Anno tropico o anno solare

Tempo che intercorre fra due passaggi successivi del Sole allo Zenit dello stesso tropico. La sua durata è di circa 20 minuti più breve rispetto all'anno sidereo. Il nostro anno corrisponde all'anno tropico, poiché è questo a definire l'alternarsi delle stagioni.

Ora nazionale

Corrisponde all'ora vera del meridiano passante per la capitale.

Fusi orari

Ideati dall'astronomo italiano Quirico Filopanti nel 1859. La superficie terrestre è divisa in 24 fusi. L'ora del primo fuso orario, che ha per meridiano centrale quello di Greenwich, è detto tempo universale.

Linea internazionale del cambiamento di data

Divide il tredicesimo fuso in due parti aventi stessa ora ma giorno diverso.

Ora estiva

Adottata nel corso delle due guerre mondiali in alcuni Stati europei in modo da poter godere di un'ora in più di luce e di risparmiare energia elettrica.

Calendari

Calendario romano antico

12 mesi lunari, 355 giorni. Ogni due anni si aggiungeva un mese intercalare di 22 giorni per recuperare rispetto all'anno solare.

Calendario giuliano

Introdotto da Cesare. L'anno solare era calcolato di 365 giorni e 6 ore, si stabilì quindi un anno di 365 giorni più ogni 4 anni un giorno in più per recuperare per le 6 ore.

Calendario gregoriano

L'anno solare considerato dal calendario giuliano era superiore di circa 11 minuti, ciò provocò uno scollamento con l'anno solare. Il problema per Papa Gregorio XIII era che se il calendario fosse rimasto immutato, la Pasqua si sarebbe celebrata in estate. La riforma venne ideata dal medico Luigi Giglio. I 10 giorni vennero eliminati per decisione politica; fu stabilito che fra gli anni secolari (tutti bisestili nel calendario giuliano) venissero considerati bisestili solo quelli il cui gruppo di cifre precedenti i due zeri è divisibile per 4. Il calendario gregoriano sarà valido fino al 4317 d.C.

Calendario musulmano

Basato sul mese lunare. L'età maomettana (Egira) incomincia dalla data della fuga di Maometto dalla Mecca a Medina (622 d.C.).

Calendario ebraico

Basato sull'anno lunare. Annus mundi: per noi 3761 a.C.

La crosta terrestre: minerali e rocce

Molecola

La più piccola particella di una sostanza che ne conserva tutte le caratteristiche.

Elemento

Sostanza formata da atomi tutti col medesimo numero atomico.

Composto

Quando due o più atomi diversi si legano insieme.

Miscele

Formata da due o più sostanze che conservano ognuna le proprie caratteristiche.

Miscuglio

Miscela eterogenea, le sostanze restano separate.

Soluzione

Miscela omogenea, non è possibile distinguere le singole sostanze componenti.

Stati di aggregazione

Solido

Le sostanze hanno forma e volume proprio.

Liquido

Le sostanze hanno un loro volume, ma prendono la forma del recipiente che le contiene.

Gassoso

Le sostanze non hanno né forma né volume definiti.

Crosta continentale

Parte di crosta terrestre che corrisponde alle terre emerse e la loro continuazione sotto il mare.

Crosta oceanica

Parte di crosta terrestre che si estende sotto gli oceani.

Minerali

Struttura cristallina

Impalcatura interna di atomi regolare e ordinata.

Abito cristallino o cristallo

L'aspetto macroscopico del minerale.

Reticolo cristallino

Struttura tridimensionale in cui si ordinano gli atomi.

Forme cristalline semplici

Esempi: cubi, prismi, piramidi.

Forme cristalline composte

Proprietà fisiche

• Durezza
• Sfaldatura: tendenza a rompersi per superfici piane.
• Lucentezza: misura il grado in cui la luce viene riflessa.
• Metallica: la luce viene assorbita e quindi le sostanze sono opache.
• Non metallica: tipica dei corpi più o meno trasparenti.
• Colore: idiocromatici (sostanze che presentano sempre lo stesso colore) e allocromatici (presentano colori diversi a seconda delle impurità rimaste intrappolate nel reticolo).
• Densità: dipende dal tipo di reticolo cristallino.

Specie minerali

Unità di base che comprendono tutti gli individui minerali che condividono lo stesso tipo di reticolo strutturale e composizione chimica.

Silicati

Gruppo più diffuso e numeroso. Costituiti essenzialmente da ossigeno e silicio, i due elementi più abbondanti della crosta terrestre. SiO = la forma è di un tetraedro₄. Al tetraedro si possono legare diversi cationi. L'alluminio può sostituire parte del silicio, formando alluminosilicati, fra cui i feldspati, gruppo di minerali più numerosi della crosta terrestre.

Non silicati

Formazione

Cristallizzazione: in generale passaggio da un insieme di atomi disordinati a elementi ordinati. Cristallizzazione per raffreddamento di un materiale fuso (magma, lava). Precipitazione da soluzioni acquose calde in via di raffreddamento. Sublimazione di vapori caldi. Evaporazione di soluzioni acquose, soprattutto marine. Attività biologica. Trasformazioni allo stato solido di minerali già formati dovute a cambiamenti di pressione e/o temperatura.

Roccia

Aggregato naturale di diversi minerali. Esistono tre processi litogenetici:

Processo magmatico

Caratterizzato dalla presenza iniziale di materiale fuso (magma).

Processo sedimentario

Legato all'erosione e al successivo accumulo dei materiali rocciosi.

Processo metamorfico

Caratterizzato dalla trasformazione di rocce già esistenti che vengono a trovarsi in condizioni ambientali diverse da quelle originarie.