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La Terra Non è Piatta

La Terra Non è Piatta

1. La Luna
Ora che l’umanità è convinta che la Luna non sia un pezzo di formaggio o una divinità giocherellona, i fenomeni che la riguardano sono ben chiari (dai cicli mensili alle eclissi). Tuttavia era un mistero non da poco per gli antichi greci che, nella loro missione per la conoscenza, fecero delle interessanti osservazioni che aiutarono l’umanità a capire la forma del nostro pianeta.
Aristotele, che fece molte osservazioni sulla natura sferica della Terra, notò che durante una eclissi lunare (quando cioè la Terra si posiziona tra il Sole e la Luna, proiettando la sua ombra su quest’ultima) l’ombra sulla superficie della Luna fosse tonda. Quella che si vede è l’ombra della Terra ed è un indizio non da poco sulla sua forma.

Dato che la Terra sta ruotando (se avete dubbi sulla questione potete consultare la voce sul pendolo di Foucalt su wikipedia) l’ombra ovale che costantemente produce ad ogni eclisse lunare prova non solo che la terra sia tonda, ma sferica, oltre ad ogni ombra di dubbio.
2. Le navi e l’orizzonte
Se siete stati recentemente ad un porto o semplicemente siete stati in spiaggia ad osservare l’orizzonte, probabilmente avrete notato un fenomeno interessante: le navi che stanno giungendo da lontano non “compaiono” sull’orizzonte (come dovrebbero fare se la Terra fosse piatta), ma “emergono” dal mare.
Ma le navi non si immergono e riemergono mentre entrano nel nostro campo visivo direte voi (tranne nei film de I Pirati del Caraibi, anche se possiamo presumere siano opere di fantasia). Il motivo per il quale sembra che le navi stiano “emergendo dalla onde” è perché la Terra è tonda e non piatta.

Immaginate una formica che cammina sulla superficie di una arancia, verso il nostro campo visivo. Se guardiamo frontalmente l’arancia, vedremo il corpo della formica emergere lentamente dall’orizzonte e questo per via della curvatura del frutto. Se si ripetesse l’esperimento su una lunga strada, l’effetto sarebbe leggermente diverso, ma simile: la formica si “materializzerebbe” più lentamente in base a quanto sia acuta la vostra vista.
3. Costellazioni che cambiano
Questa osservazione fu fatta originariamente da Aristotole (384-322 a.C), che arrivò alla conclusione che la Terra fosse tonda giudicando dalle differenti costellazioni che si possono vedere spostandosi dall’equatore.
Di ritorno da un viaggio in Egitto, Aristotele notò che “ci sono stelle che si vedono in Egitto e Cipro che non si possono vedere nelle regioni più a Nord”. Questo fenomeno è spiegabile solo se le persone stessero guardando le stelle da una superficie tonda. Aristotele prosegue e affermò che la Terra “non è di grandi dimensioni, altrimenti non sarebbe così apparente l’effetto con così piccoli spostamenti.” (De caelo, 298a2-10)
Più ci allontaniamo dall’equatore, più le costellazioni “conosciute” si muovono verso l’orizzonte e vengono sostituite da altre stelle. Questo non succederebbe se la Terra fosse piatta:
4. Ombre e bastoni
Se piantiamo un bastone nel terreno, questo produce un’ombra. Al passare del tempo l’ombra si sposta (e questo è il principio sul quale si basavano le antiche meridiane). Se la Terra fosse piatta le ombre proiettate da due diversi bastoni in posti differenti sarebbero uguali.
5. Dall’alto si vede più lontano
Vi trovate su un altopiano e guardate in avanti, verso l’orizzonte. Strizzate gli occhi e tirate fuori il vostro binocolo preferito e guardate attraverso di essi fino a dove i vostri occhi possono raggiungere.
Dopodiché salite sull’albero più alto che potete, più alto è meglio è, state giusto attenti a non fa cadere il binocolo. Guardate di nuovo, strizzate gli occhi e utilizzate di nuovo il binocolo per scrutare l’orizzonte.
Più in alto vi trovate e più lontano vedete. Di solito tendiamo a relazionare questo fenomeno con gli ostacoli, come case o alberi che ci ostacolano la vista e salendo di altezza abbiamo una visione migliore, ma non è la vera ragione. Anche se fossimo su un altopiano completamente sgombro con nessun ostacolo tra noi e l’orizzonte vedremmo molto più lontano da una altezza maggiore rispetto a quando siamo a livello del terreno.
Questo fenomeno è causato dalla curvatura della Terra e ovviamente non ci sarebbe se questa fosse piatta:

6. Volando su un aereo
Se avete mai preso un aereo, soprattutto in un viaggio lungo, potreste aver notato due fatti interessanti sulla Terra e aerei:
  1. Gli aerei possono viaggiare in una linea relativamente dritta per un periodo molto lungo e non cadere da nessun bordo. Possono addirittura fare il giro del mondo senza fermarsi mai.
  2. Se guardate fuori dal finestrino su un volo transatlantico potete, per la maggior parte del tempo, vedere la curvatura della Terra all’orizzonte. La migliore visione della curvatura era a bordo del Concorde, ma quei voli non ci sono più. Non vedo l’ora delle foto scattate dai voli della Virgin Galactic; l’orizzonte dovrebbe vedersi nella sua reale curvatura.
7. Guardando gli altri pianeti
La Terra è diversa dagli altri pianeti, questo è chiaro. Dopotutto abbiamo la vita e finora non abbiamo trovato altri pianeti dove ce ne sia. Tuttavia ci sono certe caratteristiche che tutti i pianeti hanno ed è oltremodo logico assumere che tutti i pianeti si comportino in un certo modo o che abbiano certe caratteristiche -soprattutto quando questi pianeti sono in posti differenti e sono stati creati in modo differente – e questo valga anche per il nostro pianeta.
In altre parole: se così tanti pianeti mostrano la stessa proprietà e si trovano in posti diversi e in circostanze diverse, è molto probabile che il nostro pianeta abbia la stessa proprietà. Tutte le nostre osservazioni mostrano pianeti che sono sferici (dato che sappiamo come si sono formati è anche logico che abbiano questa forma). A meno che ci sia un ottimo motivo per pensare altrimenti – e non c’è – possiamo concludere che per il nostro pianeta sia lo stesso.
Nel 1610, Galileo Galilei osservò le lune di Giove che ruotavano attorno ad esso. Le descrisse come dei piccoli pianeti che ruotavano attorno ad un pianeta più grande – una descrizione e osservazione che la Chiesa aveva grosse difficoltà ad accettare in quanto era in contrasto con il modello geocentrico, dove tutto ruotava attorno alla Terra (ne abbiamo parlato noi qui ndNeil). Queste osservazioni mostravano che gli altri pianeti (Giove, Nettuno e successivamente Venere) fossero tutti sferici e che orbitassero attorno al Sole.
Un pianeta piatto (il nostro o qualsiasi altro pianeta) sarebbe una osservazione incredibile, che andrebbe contro tutto quello che sappiamo sui pianeti e su come si comportano. Cambierebbe non solo tutto quello che sappiamo sulla formazione dei pianeti, ma anche sulla formazione delle stelle – il Sole dovrebbe comportarsi in maniera molto differente per essere compatibile con la teoria della terra piatta- quello che sappiamo sulle velocità e movimento nello spazio – orbite, gravità, ecc. In parole povere, non c’è solo
il sospetto che la Terra sia sferica. Lo sappiamo.

8. I fusi orari
L’ora di New York, nel momento in cui queste parole vengono scritte, è 12:00 PM. Il Sole è nel centro del cielo. A Pechino, sono le 12:00 AM, mezzanotte, e il Sole non si vede da nessuna parte. Ad Adelaide in Australia, l’ora è 1:30 AM. Più di 13 ore in avanti e qui il tramonto è passato da molto tempo, così tanto che il Sole sta per sorgere di nuovo in un nuovo giorno.
Questo può essere spiegato solo se la Terra è tonda e sta ruotando sul suo asse. Ad un certo punto, quando il Sole sta illuminando una parte della Terra, il lato opposto è scuro, e viceversa. Questo porta ai fusi orari e alle differenze di orario, soprattutto quelle superiori alle 12 ore.
Un altro fatto riguardo ai fusi orari e la questione Terra piatta/sferica: se il Sole fosse una fonte fissa (una fonte posizionata in modo tale da illuminare una zona specifica) e la Terra fosse piatta, noi potremmo vedere il Sole anche se non stesse brillando sopra di noi (come nel disegno qui sotto). Come possiamo vedere la luce di una faro sul palco al teatro, anche se ci troviamo nel pubblico al buio. L’unico modo per creare due zone con orari diversi dove una è nel buio più completo e nell’altro c’è la luce è con una Terra sferica.

9. Il centro di gravità
C’è un fatto interessante sulla massa: attira le cose a sé stessa. La forza di attrazione (gravità) tra due oggetti dipende dalla loro massa e dalla distanza tra di loro. In maniera semplice, la gravità tira verso il centro della massa degli oggetti. Per trovare il centro di gravità bisogna esaminare l’oggetto.
Consideriamo una sfera. Dato che una sfera a una forma costante, indifferentemente da dove ti trovi hai sotto di te la stessa quantità di sfera. Immaginiamo una formica su una sfera di cristallo. Dal punto di vista dell’insetto l’unica indicazione di movimento sarebbe il fatto che sta muovendo le proprie zampe. La forma della superficie rimane invariata. Il centro della massa della sfera è al centro della sfera, quindi la gravità attirerà qualsiasi cosa sulla superficie verso il centro – direttamente verso il basso – indifferentemente da dove si trovi.
Consideriamo un piano. Il centro della massa di un piano è al suo centro (più o meno), quindi la forza di gravità attirerà qualsiasi cosa si trovi sulla superficie verso il centro del piano. Questo significa che se vi trovaste sul bordo del piano la gravità vi attirerebbe verso il centro del piano, non verso il basso come ci capita normalmente.
10. Immagini dallo spazio
Negli ultimi 60 anni di esplorazione spaziale abbiamo lanciato satelliti, sonde e persone nello spazio. Alcuni di questi sono tornati indietro, altri stanno ancora viaggiando nel nostro sistema solare, alcuni oramai addirittura oltre, e ci hanno trasmesso delle immagini fantastiche della Terra. In tutte queste foto la Terra è – adesso arriva… – sferica. La curvatura della Terra è visbile in tante, tante, tante, tante foto scattate da astronauti sulla ISS. Potete vedere una esempio pubblicato su Instagram dal comandante Scott Kelly

Sfericità della Terra
Il concetto di sfericità della Terra risale all'antica filosofia greca intorno alla fine del VI secolo a.C.,[1][2] ma rimase una questione di speculazione filosofica fino al III secolo a.C., quando l'astronomia ellenistica stabilì la forma sferica della Terra come un dato fisico. Il paradigma ellenistico fu gradualmente adottato in tutto il Vecchio Mondo durante la tarda antichità e il Medioevo.[3][4][5][6] Una dimostrazione pratica della sfericità della Terra venne conseguita dalla spedizione di circumnavigazione di Ferdinando Magellano e Juan Sebastián Elcano(1519-1521).[7]
Il concetto di una Terra sferica prese il posto di precedenti credenze in una Terra piatta. Nella prima mitologia mesopotamica, il mondo veniva raffigurato come un disco piatto galleggiante nel mare e circondato da un cielo sferico, costituendo ciò la premessa alle antiche mappe del mondo come quelle di Anassimandro ed Ecateo di Mileto. Esistono ulteriori fonti per le quali la Terra sarebbe una ziqqurat a sette strati, una montagna cosmica, accennata nell'Avesta e in antichi scritti persiani (vedi i sette climi), o una ruota, una ciotola o un piano a quattro angoli, accennato nel Rigveda.[8]
La consapevolezza che la figura della Terra è più accuratamente descritta come un ellissoide risale al XVIII secolo (Maupertuis). All'inizio del XIX secolo, l'appiattimento dell'ellissoide Terra venne determinato nell'ordine di 1/300 (Delambre, Everest). Il valore moderno è vicino a 1/298,25, come calcolato negli anni sessanta dal Sistema Geodetico della Terra (World Geodetic System) del Dipartimento della Difesa USA.[9]
Grecia Classica[modifica | modifica wikitesto]
Anche se la prima prova di una Terra sferica deriva da antiche fonti greche, non vi è alcun resoconto di come la sfericità della Terra sia stata scoperta.[10] Una plausibile spiegazione è che era "l'esperienza di viaggiatori che suggerì una tale spiegazione per le variazioni osservate nell'altitudine e nell'area delle stelle circumpolari, una variazione che era abbastanza netta negli insediamenti greci" attorno al Mar Mediterraneo orientale, in particolare quelli tra il delta del Nilo e la Crimea.
Secondo Diogene Laerzio, "Pitagora fu il primo greco a chiamare la terra rotonda, anche se Teofrasto attribuisce ciò a Parmenide e Zenone ad Esiodo".[11]
Pitagora
I primi filosofi greci avevano accennato ad una Terra sferica, sebbene con qualche ambiguità.[12] Pitagora (VI secolo aC) fu tra coloro dai quali, si dice, ebbe origine l'idea, ma ciò potrebbe derivare dalla pratica greca di attribuire ogni scoperta all'uno o all'altro dei loro antichi uomini saggi.[10] Qualche idea sulla sfericità della Terra sembra essere stata a conoscenza sia di Parmenide che di Empedocle nel V secolo aC,[13] e pur se l'idea non può essere attribuita con sicurezza a Pitagora, potrebbe tuttavia essere stata formulata nella scuola pitagorica nel V secolo aC[10][13], ad esempio da Archita,[14] Dopo il V secolo aC, nessuno scrittore greco di fama pensò che il mondo fosse altro che rotondo.[12]
Erodoto
Nelle Storie, scritto negli anni 431-425 aC, Erodoto respinge un resoconto del sole che splende a nord. Ciò si verifica quando si parla della circumnavigazione dell'Africa effettuata dai Fenici sotto Necao II 610-595 aC circa. (Le Storie, 4.43) Il suo commento sprezzante testimonia una diffusa ignoranza circa la declinazione invertita dell'eclittica nell'emisfero sud.
Platone
Platone (427-347 aC) viaggiò nell'Italia Meridionale per studiare la matematica pitagorica. Quando tornò ad Atene e fondò la sua scuola, anche Platone insegnava ai suoi studenti che la Terra era una sfera, pur dichiarandosi incapace di fornirne una dimostrazione razionale. La sua persuasione era giustificata nel Fedone con l'obiettivo di creare uno schema cosmologico geocentrico isotropo, che rendesse superflua la ricerca di un mezzo che sostenesse la Terra (l'aria per Anassimene; l'acqua per Talete).[15] Se l'uomo potesse volare alto sopra le nuvole, la Terra assomiglierebbe a ”una di quelle palle con rivestimento in pelle in dodici pezzi decorata con vari colori, come quelli usati dai pittori sulla terra“.[16] Nel Timeo, il suo unico lavoro che rimase disponibile in latino per tutto il Medioevo, si legge che il Creatore "ha fatto il mondo in forma di globo, tondo come fatto da un tornio, con i suoi estremi in ogni direzione equidistanti dal centro, la più perfetta e la più simile a se stesso di tutte le figure",[17] benché la parola "mondo" si riferisca di norma all'universo.
Aristotele
L'ombra tonda della Terra durante l'eclissi lunare - agosto 2008
Aristotele (384-322 aC) fu allievo modello di Platone e ”la mente della scuola”.[senza fonte] Aristotele osservava che ”ci sono stelle viste in Egitto e [...] a Cipro che non si vedono nelle regioni settentrionali”. Dal momento che ciò può accadere solo su una superficie curva, anche lui credeva che la Terra fosse una sfera ”non molto grande, perché altrimenti l'effetto di un così piccolo cambiamento di luogo non sarebbe stato così evidente.” (De caelo, 298a2-10)
Aristotele fornì argomenti fisici e osservazioni a sostegno dell'idea di una Terra sferica:
  • Ogni porzione della Terra tende verso il centro fino a formare una sfera per compressione e convergenza. (‘'De caelo, 297a9-21)
  • Viaggiatori che vanno a sud vedono le costellazioni meridionali salire più in alto sopra l'orizzonte
  • L'ombra della Terra sulla Luna durante una eclissi lunare è rotonda. (‘'De caelo, 297b31-298a10)
I concetti di simmetria, di equilibrio e di ripetizione ciclica permeavano i lavori di Aristotele. Nel suo Meteorologia egli divide il mondo in cinque zone climatiche: due zone temperate separate da una zona torrida vicino all'equatore, e due regioni fredde e inospitali, ”una vicina al nostro polo superiore o settentrionale e l'altra vicina al... polo sud” entrambe impenetrabili e cinte di ghiaccio (‘'Meteorologica, 362a31-35). Sebbene nessun essere umano possa sopravvivere nelle zone glaciali, le regioni meridionali temperate potrebbero essere abitate.
Epoca ellenistica[modifica | modifica wikitesto]
Archimede
Nel Libro primo del suo trattato Sui corpi galleggianti Archimede dimostra la sfericità degli oceani, implicando la sfericità dell'intero pianeta[18].
Eratostene
Eratostene (276-194 a.C.) stimò la misura della circonferenza della Terra nel 240 a.C. circa. Aveva sentito dire che al solstizio estivo a Siene il Sole era allo zenith, mentre ad Alessandria gettava ancora un'ombra. Utilizzando gli angoli differenti formati dalle ombre come base per suoi calcoli trigonometrici, stimò una circonferenza di 250.000 stadi. La lunghezza di un singolo 'stadio' non è conosciuta con precisione, ma il valore di Eratostene è errato soltanto del 2-4% circa.[19][20][21] Eratostene utilizzò stime approssimative e numeri approssimati, ma a seconda della lunghezza dello stadio, il suo risultato sta in un margine fra il 2% e il 4% della effettiva circonferenza, 40.008 km (24.860 miglia). Si noti che Eratostene poteva misurare la circonferenza della Terra soltanto presupponendo una distanza del Sole tanto grande che i raggi solari potessero essere considerati paralleli.
Seleuco di Seleucia
Seleuco di Seleucia (circa 190 aC), vissuto nella regione mesopotamica della Seleucia, dichiarò che la Terra è sferica e che, influenzato dalla teoria eliocentrica di Aristarco di Samo, orbita realmente attorno al Sole.
Posidonio
Nello stabilire la circonferenza terrestre, Posidonio (circa 135-51 aC) si affidò al metodo di Eratostene, osservando la stella Canopo invece del Sole. Nel Geographia di Tolomeo, il suo risultato viene preferito a quello di Eratostene. Posidonio, inoltre, espresse la distanza del Sole in raggi terrestri.
Impero romano[modifica | modifica wikitesto]
Dalle sue origini greche, l'idea di una terra sferica, come gran parte del pensiero astronomico greco, lentamente si diffuse in tutto il mondo e, in definitiva, divenne il punto di vista adottato in tutte le maggiori tradizioni astronomiche:[3][4][5][6]
In Occidente, l'idea era venuta in modo naturale ai Romani attraverso il lungo processo di fecondazione incrociata con la civiltà ellenistica. Molti autori Romani come Cicerone e Plinio fanno riferimento nelle loro opere alla rotondità della Terra come ad una cosa naturale.[22]
Strabone
Quando una nave è all'orizzonte, la sua parte inferiore è invisibile a causa della curvatura della Terra. Questo è stato uno dei primi argomenti a favore di un modello di terra rotonda.
È stato detto che la gente di mare ha probabilmente fornito la prima prova osservativa che la Terra non è piatta, sulla base di osservazioni dell'orizzonte. Questo argomento venne presentato dal geografo Strabone (circa 64 aC - 24 dC), il quale affermò che la forma sferica della Terra era probabilmente nota ai marinai di tutto il Mar Mediterraneo almeno dai tempo di Omero,[23] citando un verso dall'Odissea[24] come indicazione che il poeta Omero era già a conoscenza di ciò a partire dal VII o VIII secolo a.C. Strabone citò vari fenomeni osservati in mare, a suggerire che la Terra fosse sferica. Egli osservò che luci e terre elevate erano visibili ai marinai a distanze maggiori rispetto a quelle meno elevate, affermando che la causa di ciò era ovviamente la curvatura del mare.[25]
Claudio Tolomeo
Claudio Tolomeo (90-168 dC) visse ad Alessandria, centro di erudizione del II secolo. Nell'Almagesto, che doveva rimanere l'opera astronomica di riferimento per 14 secoli, sostenne molti argomenti a favore della sfericità della Terra. Tra essi, l'osservazione che in navigazione verso le montagne, queste sembrano sorgere dal mare, ad indicare che erano nascoste dalla superficie curva del mare. Inoltre, egli usa argomenti separati per la curvatura nord-sud della Terra e per quella est-ovest.[26]
Egli ha anche scritto una Geographia in otto volumi che tratta della Terra. La prima parte di Geographia è una discussione sui dati e metodi da lui utilizzati. Come per il modello del sistema solare nell'Almagesto, Tolomeo mise tutte queste informazioni in un grande schema. Assegnò le coordinate a tutti i luoghi e agli elementi geografici da lui conosciuti, in una griglia spaziale che si estendeva attorno al globo (anche se la maggior parte di questo lavoro è andato perso). La latitudine venne misurata dall'equatore, come lo è oggi, ma Tolomeo preferì esprimerla come lunghezza del giorno più lungo piuttosto che in gradi d'arco (la lunghezza del giorno del solstizio d'estate aumenta dalle 12h alle 24h, andando dall'equatore al circolo polare). Assegnò il meridiano di longitudine 0 alla terra più occidentale che conosceva, le Isole Canarie.
Geographia indicava i paesi di "Serica" e "Sinae" (Cina) all'estrema destra, oltre l'isola di "Taprobane" (Sri Lanka, sovradimensionata) e la "Aurea Chersonesus" (penisola del Sud-est asiatico).
Tolomeo ha anche ideato e fornito le istruzioni su come creare mappe di tutto il mondo abitato (‘'ecumene) e delle province romane. Nella seconda parte di ‘'Geographia ha fornito le necessarie liste topografiche, e le didascalie per le mappe. La sua ‘'ecumene si estende per 180 gradi di longitudine dalle isole Canarie nell'Oceano Atlantico verso la Cina, e di circa 81 gradi di latitudine dal Mar Artico fino al Indie Orientali e in profondità fino in Africa. Tolomeo era consapevole di conoscere solo un quarto del globo.
Tarda antichità
La conoscenza della forma sferica della Terra è stata tramandata dal sapere della tarda antichità come una cosa naturale, sia nel neoplatonismo che nel primo cristianesimo. Per quanto nella Bibbia ebraica si alludesse alla sfericità della terra (Isaia 40:22), in maniera al dire il vero ancora oggi molto controversa per le diverse interpretazioni possibili del termine ebraico utilizzato[27], rimasero sulla concezione piatta di quest'ultima alcuni studiosi cristiani della prima ora come Lattanzio, Giovanni Crisostomo e Atanasio di Alessandria, ma questa rimase una corrente eccentrica e dotti autori cristiani come Basilio di Cesarea, Ambrosio Aureliano e Agostino d'Ippona erano evidentemente a conoscenza della sfericità della Terra. L'idea di una terra piatta è rimasta a lungo nel cristianesimo siriaco, la cui tradizione interpreta l'Antico Testamento in modo letterale, e gli autori di quella tradizione, come Cosma Indicopleuste, avrebbero rappresentato la Terra piatta fino al VI secolo. Quest'ultimo residuo dell'antico modello del cosmo scomparve durante il VII secolo, e dall'VIII secolo, inizio del periodo medievale, "nessun cosmografo degno di nota ha messo in dubbio la sfericità della Terra".[28]
Diffusione in Oriente[modifica | modifica wikitesto]
Con l'avvento della cultura greca in Oriente, l'astronomia ellenistica si espande verso est nell'antica India, dove la sua profonda influenza diventa evidente nel primi secoli dC.[29] Il concetto greco di una Terra sferica circondata dalle sfere dei pianeti, sostenuto con veemenza da astronomi come Varahamihira e Brahmagupta, soppiantò l'antica credenza cosmologica indiana in una terra a forma di disco piatto e circolare.[29][30] Le opere dell'astronomo e matematico indiano, Aryabhata (476-550 dC), trattano della sfericità della Terra e del moto dei pianeti. Le ultime due parti del suo opus magnum in sanscrito, Aryabhatiya, che sono state chiamate Kalakriya ("calcolo del tempo") e Gola ("sfera"), affermano che la Terra è sferica e che la sua circonferenza è di 4.967 yojana, che in unità moderne equivalgono a 39968 km, vicino al valore già calcolato da Eratostene nel III secolo aC.[31]Aryabhata afferma inoltre che la rotazione apparente degli oggetti celesti è dovuta alla effettiva rotazione terrestre. Aryabhatiya influenzò a sua volta la cultura medievale islamica.
Medioevo[modifica | modifica wikitesto]
La conoscenza della sfericità della Terra è sopravvissuta nel corpus medioevale di conoscenze attraverso la trasmissione diretta dei testi dell'antichità greca (Aristotele), e tramite autori come Isidoro di Siviglia e Beda il Venerabile. Essa divenne sempre più tracciabile con l'aumento dello scolasticismo e l'apprendimento medievale.[22] La diffusione di questa conoscenza al di là fuori dell'erudizione greco-romana fu inevitabilmente graduale, associata al ritmo di cristianizzazione dell'Europa. Ad esempio, la prima prova di conoscenza della forma sferica della Terra in Scandinavia è una traduzione del XII secolo in antico islandese di Elucidarius.[32]
Un elenco non esaustivo di più di un centinaio di scrittori latini e vernacolari dalla tarda antichità e dal Medioevo, consapevoli del fatto che la terra era sferica, è stato compilato da Reinhard Krüger, professore di letteratura cavalleresca all'Università di Stoccarda.[22]
Mondo cristiano[modifica | modifica wikitesto]
Terra sferica con le quattro stagioni. Illustrazione nel libro del XII secolo Liber Divinorum Operum di Ildegarda di Bingen
Isidoro di Siviglia
Il vescovo Isidoro di Siviglia (560-636) insegnò nella sua diffusa enciclopedia, Etimologie, che la Terra era rotonda. Mentre alcuni autori pensavano che si riferisse ad una Terra sferica,[33] questo ed altri scritti mettono in chiaro che egli riteneva che la Terra avesse forma di disco o di ruota.[34] Egli non ammetteva la possibilità che la gente abitasse agli antipodi, considerandoli una leggenda[35] e rilevando che non vi era alcuna prova della loro esistenza.[36]
Beda il Venerabile
Il monaco Beda il Venerabile (circa 672-735) scrisse nel suo influente trattato, De temporum ratione, che la Terra era rotonda, spiegando la diversa durata della luce del giorno da "la rotondità della Terra, perché non senza ragione viene chiamata 'il globo del mondo' nelle pagine della Sacra Scrittura e della letteratura ordinaria. Infatti, è collocata come una sfera al centro di tutto l'universo." (De temporum ratione, 32). Il gran numero di manoscritti superstiti di questo trattato, copiati per soddisfare il requisito carolingio che tutti i sacerdoti avrebbero dovuto studiare il computus, indica che molti, se non la maggior parte, dei sacerdoti venivano iniziati all'idea della sfericità della Terra.[37] Aelfric il grammatico parafrasò Beda in inglese antico, dicendo: "Ora la rotondità della Terra e l'orbita del Sole costituiscono l'ostacolo all'essere il giorno lungo uguale in ogni terra".[38]
Beda fu chiaro sulla sfericità della terra, scrivendo "Chiamiamo la terra un globo, non come se la forma di una sfera possa esprimere diversità da pianure e montagne, ma perché se tutte le cose sono racchiuse in un contorno, allora la circonferenza della terra raffigurerà un globo perfetto... In verità si tratta di una sfera posta al centro dell'universo; nella sua ampiezza è come un cerchio, e non circolare come uno scudo, ma piuttosto come una palla, e si estende dal suo centro con perfetta rotondità su tutti i lati ".[39]
Anania Shirakatsi
Lo studioso armeno del VII secolo Anania Shirakatsi descrisse il mondo come "un uovo con un tuorlo sferico (il globo), circondato da uno strato di bianco (l'atmosfera) e ricoperto da un guscio rigido (il cielo)".[40]
Alto Medioevo
Durante l'alto Medioevo, la conoscenza astronomica nell'Europa cristiana si estese al di là di ciò che venne trasmesso direttamente dagli autori antichi che l'avevano appreso dall'astronomia islamica medievale. Un primo destinatario di questa erudizione fu Gerbert d'Aurillac, il futuro papa Silvestro II.
Santa Ildegarda (Hildegard von Bingen, 1098-1179) raffigura più volte la terra sferica nella sua opera Liber Divinorum Operum.[41]
Giovanni Sacrobosco (ca. 1195-1256 dC) scrisse una famosa opera sull'astronomia basata su Tolomeo intitolata Tractatus de Sphaera, in cui egli considerava la Terra sferica.[42]
Tardo Medioevo
John Gower si prepara a colpire il mondo, una sfera con settori che rappresentano terra, aria e acqua (Vox clamantis, intorno al 1400)
La Divina Commedia di Dante Alighieri, scritta in italiano all'inizio del XIV secolo, ritrae la Terra come una sfera, discutendo le implicazioni di come altre stelle siano visibili nell'emisfero australe, della posizione diversa del Sole, e dei vari fusi orari della Terra. Inoltre, l'Elucidarium di Onorio Augustodunense (circa 1120), un importante manuale per l'istruzione del clero minore tradotto in medio inglese, francese antico, alto tedesco medio, russo antico, olandese medio, norvegese antico, islandese, spagnolo, e in diversi dialetti italiani, fa esplicito riferimento ad una Terra sferica. Allo stesso modo, il fatto che Bertoldo di Ratisbona (metà del XIII secolo) abbia utilizzato la Terra sferica come illustrazione di un sermone dimostra che poteva presumere questa conoscenza tra i suoi fedeli. Il sermone veniva tenuto in lingua vernacolare tedesca, e quindi non era destinato a un pubblico colto.
Le esplorazioni portoghesi in Africa e Asia, il viaggio di Cristoforo Colombo nelle Americhe (1492) e, infine, la circumnavigazione del globo di Ferdinando Magellano (1519-1521) hanno fornito prove pratiche per la forma globale della terra, mentre i coloni europei hanno seminato l'idea nelle colonie americane.
Mondo islamico[modifica | modifica wikitesto]
L'astronomia islamica ha ereditato l'idea di una terra sferica dall'astronomia greca.[43] Il contesto teoretico islamico era basato in gran parte sui contributi fondamentali di Aristotele (‘'De caelo) e Tolomeo (Almagesto), che ben si adattavano all'ipotesi che la terra fosse sferica e al centro dell'universo (modello geocentrico).[43]
I primi studiosi islamici riconoscevano sfericità della Terra,[44] e indussero i matematici musulmani a sviluppare la trigonometria sferica[45] al fine di eseguire ulteriori misurazioni e per calcolare la distanza e la direzione da qualsiasi punto sulla Terra alla Mecca. Ciò ha determinato la Qibla, o la direzione della preghiera musulmana.
Al-Ma'mun
Intorno all'830 dC, il califfo Al-Ma'mun incaricò un gruppo di astronomi e geografi musulmani di misurare la distanza da Tadmur (Palmyra) a al-Raqqa, nella moderna Siria. Essi trovarono che le città erano separate da un grado di latitudine e la distanza tra loro in arco di meridiano era di 66,6 miglia; così calcolarono che la circonferenza della Terra era di 24.000 miglia.[46]
Un'altra stima fornita dai suoi astronomi era di 56,6 miglia arabe (111,8 km) per grado, che corrisponde ad una circonferenza di 40.248 km, molto vicina ai valori moderni di 111,3 km per ogni grado e di 40.068 km per la circonferenza.[47]
Al-Farghānī
Al-Farghānī (latinizzato come Alfraganus) fu un astronomo persiano del IX secolo incaricato della misurazione del diametro della Terra, commissionata da Al-Ma'mun. La sua stima sopra riportata, per un grado (56,6 miglia Arabe) era molto più accurata rispetto alle 60,6 miglia romane (89,7 km) fornita da Tolomeo. Cristoforo Colombo utilizzò acriticamente la stima di Alfraganus come se fosse in miglia romane, invece che in miglia arabe, al fine di dimostrare una dimensione più piccola della Terra rispetto a quella proposta da Tolomeo.[48]
Biruni
Metodo di Biruni per il calcolo del raggio terrestre
Abu Rayhan Biruni (973-1048) utilizzò un metodo nuovo per calcolare con precisione la circonferenza della Terra, con il quale arrivò ad un valore che era vicino ai valori moderni per la circonferenza terrestre.[49] La sua stima di 6.339,9 km per il raggio terrestre era di soli 16,8 km inferiore al valore moderno di 6.356,7 km. A differenza dei suoi predecessori che avevano misurato la circonferenza della Terra osservando il Sole contemporaneamente da due luoghi diversi, Biruni sviluppò un nuovo metodo di utilizzo di calcoli trigonometrici in base all'angolo formato tra una pianura e la cima di una montagna che forniva misurazioni più accurate della circonferenza della Terra e rendeva possibile la misurazione da parte di una sola persona da una singola postazione.[50][51] Il metodo di Biruni cercava di evitare di "camminare per deserti torridi e polverosi" e l'idea gli venne quando si trovò sulla cima di un'alta montagna in India. Dalla cima della montagna, osservò l'angolo verso l'orizzonte che, insieme con l'altezza della montagna (che aveva calcolato in precedenza), gli consentì di calcolare la curvatura della Terra.[52][53] Egli fece uso anche dell'algebra per formulare equazioni trigonometriche e utilizzò l'astrolabio per misurare gli angoli.[54]
John J. O'Connor ed Edmund F. Robertson scrivono nel sito MacTutor della storia della matematica:
« Importanti contributi alla geodesia e alla geografia vennero forniti anche da Biruni. Egli introdusse le tecniche per misurare la terra e le distanza su di essa utilizzando la triangolazione. Trovò che il raggio terrestre era di 6339,6 km, un valore non ottenuto in Occidente fino al XVI secolo. Il suo ‘'Canone Masudico contiene una tabella con le coordinate di seicento luoghi, di quasi tutti dei quali aveva una conoscenza diretta.[55] »

Riepilogo delle prove della sfericità della terra

Le prove sono riportate in ordine cronologico approssimativo:
  • Navigando, si vedono in lontananza le montagne prima delle terre ai loro piedi, le vele delle barche prima dei loro scafi.
  • Salendo in luoghi sempre più elevati, si riesce a vedere sempre più in lontananza (perché l'orizzonte dovuto alla curvatura si allarga quanto più ci si alza).
  • Spostandosi verso nord, il sole è più basso nel cielo, mentre le stelle circumpolari sono più alte e altre stelle luminose come Canopo scompaiono dal cielo.
  • La terra getta un'ombra circolare sulla Luna durante un'eclissi lunare.
  • È possibile circumnavigare il mondo senza variare la propria direzione (cioè muovendosi, ad esempio, sempre verso est), si può cioè viaggiare attorno al mondo tornando al punto di partenza senza modificare l'angolo della propria traiettoria orizzontale.
  • I viaggiatori che circumnavigano la Terra osservano il guadagno o la perdita di un giorno rispetto a quelli che non lo fanno. (vedi anche Linea internazionale del cambio di data).
  • Tutti i pianeti del Sistema Solare sono sferici, così come i loro satelliti e il Sole stesso. Perché la Terra non dovrebbe esserlo?
  • Un satellite artificiale può fare il giro della terra di continuo e anche essere geostazionario.
  • La terra appare come un disco su fotografie scattate dallo spazio, a prescindere dal punto di osservazione.
  • Il Sole scompare al tramonto e riappare all'alba oltre la curvatura della Terra e conservando pressoché intatte le dimensioni apparenti mentre su una Terra Piatta esso si vedrebbe sparire al tramonto rimpiccolendosi e riapparire all'alba ingrandendosi.
  • Il sole, all'alba e al tramonto - mentre sembra scomparire o apparire da sotto l'orizzonte - sembra illuminare dal basso le nuvole, che assumono il tipico colore rossastro. Ciò non dimostra che la Terra sia sferica, ma implica che nel suo moto reciproco rispetto alla Terra, il Sole debba necessariamente abbassarsi per scomparire sotto l'orizzonte e non che possa semplicemente allontanarsi sopra le nuvole. Perciò qualunque modello a terra piatta che non prevede questo abbassamento (come ad esempio il modello della Flat Earth Society) è per forza sbagliato.
  • La faccia visibile della Luna si vede sottosopra da un emisfero all'altro mentre su una Terra Piatta essa si vedrebbe sempre allo stesso modo e, addirittura, da alcune zone dovrebbe vedersi anche la faccia nascosta della luna.
  • La volta celeste sembra ruotare in senso orario nell'emisfero nord, e in senso antiorario nell'emisfero sud. Ciò è incompatibile con qualunque modello a Terra Piatta, sia ferma che in movimento. Inoltre la volta celeste sembra ruotare attorno alla Stella polare nell'emisfero boreale e attorno alla Croce del Sud nell'emisfero australe.
  • Nell'emisfero boreale sono presenti costellazioni diverse da quelle dell'emisfero australe. Come riporta lo stesso Aristotele, più ci si muove verso sud più è visibile il cambiamento della volta celeste, ed infatti appaiono nuove stelle altrimenti invisibili a latitudini superiori.
Da un punto di vista ipotetico, alcuni di questi argomenti, se isolati, potrebbero avere anche spiegazioni alternative; ad esempio, l'ombra circolare proiettata da una eclissi lunare potrebbe essere causata da una terra a forma di disco, anche se ciò avverrebbe solo se la Terra fosse perpendicolare ai raggi solari, altrimenti la proiezione sarebbe ellittica. Allo stesso modo il movimento nord-sud delle stelle nel cielo spostandosi potrebbe voler dire che sono molto più vicine alla terra. Tuttavia gli argomenti, considerati nel loro insieme, si confermano reciprocamente.
La geodesia, chiamata anche geodetica, è la disciplina scientifica che si occupa della misurazione e della rappresentazione della Terra, del suo campo gravitazionale e dei fenomeni geodinamici (moto polare, maree della Terra e moto della crosta) nello spazio a tre dimensioni con il variare del tempo.
La geodesia riguarda principalmente il posizionamento e il campo di gravità, e gli aspetti geometrici delle loro variazioni nel tempo, ma riguarda anche lo studio del campo magneticoterrestre. Soprattutto nel mondo di lingua tedesca, la geodesia è divisa in geomisurazione ("Erdmessung" o "höhere Geodäsie"), che si occupa di misurare la Terra su scala globale, e rilevamento ("Ingenieurgeodäsie"), che si occupa di misurare alcune parti della superficie.
La forma della Terra può essere considerata in almeno due modi;
  • come forma del geoide, il livello medio degli oceani.
  • come forma della superficie di terra del nostro pianeta, compresa quella in fondo al mare.
Con misure sempre più accurate da parte della geodesia, dapprima si è scoperto che la forma del geoide non è una sfera perfetta, ma all'incirca uno sferoide oblato, uno specifico tipo di ellissoide. Misurazioni più recenti del geoide con un grado di precisione senza precedenti, hanno rivelato concentrazioni di massa sotto la superficie terrestre.
La Terra è il terzo pianeta in ordine di distanza dal Sole e il più grande dei pianeti terrestri del sistema solare, sia per massa sia per diametro.
È il luogo primigenio degli esseri umani e nel quale vivono tutte le specie viventi conosciute, l'unico corpo planetario del sistema solare adatto a sostenere la vita come da noi concepita e conosciuta. Sulla sua superficie, si trova acqua in tutti e tre gli stati (solido, liquido e gassoso) e un'atmosfera composta in prevalenza d'azoto e ossigeno che, insieme al campo magnetico che avvolge il pianeta, protegge la Terra dai raggi cosmici e dalle radiazioni solari.
La formazione della Terra è datata a circa 4,54 miliardi di anni fa.[5][6][7][8] Essa possiede un satellite naturale, la Luna, la cui età, stimata analizzando alcuni campioni delle rocce più antiche, è risultata compresa tra 4,29 e 4,56 miliardi di anni.[9] Il suo asse di rotazione è inclinato rispetto alla perpendicolare al piano dell'eclittica: questa inclinazione, combinata con la rivoluzione della Terra intorno al Sole, causa l'alternarsi delle stagioni.
Le condizioni atmosferiche primordiali sono state alterate in maniera preponderante dalla presenza di forme di vita, le quali hanno creato un diverso equilibrio ecologico plasmando la superficie del pianeta. Circa il 71% della superficie è coperta da oceani di acqua salata, mentre il restante 29% è rappresentato dai continenti e dalle isole.
La superficie esterna è suddivisa in diversi segmenti rigidi, o placche tettoniche, che si spostano lungo la superficie in periodi di diversi milioni di anni. La parte interna, attiva dal punto di vista geologico, è composta da uno spesso strato relativamente solido o plastico, denominato mantello, e da un nucleo, diviso a sua volta in nucleo esterno, dove si genera il campo magnetico, e nucleo interno solido, costituito principalmente da ferro e nichel. Tutto ciò che riguarda la composizione della parte interna della Terra resta comunque una teoria indiretta ovvero mancante di verifica e osservazione diretta.
Importanti sono le influenze esercitate sulla Terra dallo spazio esterno. Infatti la Luna è all'origine del fenomeno delle maree, stabilizza lo spostamento dell'asse terrestre e ha lentamente modificato la lunghezza del periodo di rotazione del pianeta (rallentandolo); un bombardamento di comete durante le fasi primordiali ha giocato un ruolo fondamentale nella formazione degli oceani e, in un periodo successivo, alcuni impatti di asteroidi hanno provocato significativi cambiamenti delle caratteristiche della superficie e ne hanno alterato la vita presente.
Il simbolo astronomico della Terra è un cerchio con all'interno una croce (⊕, occasionalmente anche ♁): la linea orizzontale rappresenta l'equatore, mentre quella verticale un meridiano.

Terra
Terra
L'Asia fotografata dal Deep Space Climate Observatory il 22 ottobre 2011Stella madreSoleClassificazionePianeta terrestreParametri orbitali(all'epoca J2000)Semiasse maggiore149 597 887,5 km
1,000 000 112 4 UAPerielio147 098 074 km
0,983 289 891 2 UAAfelio152 097 701 km
1,016 710 333 5 UACirconf. orbitale924 375 700 km
6,179 069 900 7 UAPeriodo orbitale1,000 017 5 anni
(365,256 366 giorni)Velocità orbitale
29,291 km/s (min)
29,783 km/s (media)
30,287 km/s (max)
Inclinazione rispetto
all'equat. del Sole7,25°Eccentricità0,016 710 219[1]Longitudine del
nodo ascendente348,739 36°Argom. del perielio114,207 83°Satelliti1: la LunaAnelli0Dati fisiciDiametro equat.12 756,274 kmDiametro polare12 713,504 kmDiametro medio12 745,594 kmSuperficie5,094953216 × 1014 Volume1,08321 × 1021 [1]Massa
5,9726 × 1024 kg [1]
Densità media5,514 × 103 kg/m³ [1]Acceleraz. di gravità in superficie9,7801 m/s²all'equatore
(0,997 32 g)Velocità di fuga11 186 m/s [1]Periodo di rotazione0,997 270 giorni siderei (23,9345 ore)[1]Velocità di rotazione
(all'equatore)465,11 m/s ;Inclinaz. dell'asse
sull'eclittica23,439 281°A.R. polo nord0° (0 h 0 min 0 s)Declinazione90°Temperatura
superficiale
184 K ;[2] −89,2 °C(min)
287,2 K ;[3] 14 °C(media)
331 K ;[4] 57,8 °C (max)
Pressione atm.101 325 PaAlbedo0,367Modifica dati su Wikidata · Manuale
La Terra è il terzo pianeta in ordine di distanza dal Sole e il più grande dei pianeti terrestri del sistema solare, sia per massa sia per diametro.
È il luogo primigenio degli esseri umani e nel quale vivono tutte le specie viventi conosciute, l'unico corpo planetario del sistema solare adatto a sostenere la vita come da noi concepita e conosciuta. Sulla sua superficie, si trova acqua in tutti e tre gli stati (solido, liquido e gassoso) e un'atmosfera composta in prevalenza d'azoto e ossigeno che, insieme al campo magnetico che avvolge il pianeta, protegge la Terra dai raggi cosmici e dalle radiazioni solari.
La formazione della Terra è datata a circa 4,54 miliardi di anni fa.[5][6][7][8] Essa possiede un satellite naturale, la Luna, la cui età, stimata analizzando alcuni campioni delle rocce più antiche, è risultata compresa tra 4,29 e 4,56 miliardi di anni.[9] Il suo asse di rotazione è inclinato rispetto alla perpendicolare al piano dell'eclittica: questa inclinazione, combinata con la rivoluzione della Terra intorno al Sole, causa l'alternarsi delle stagioni.
Le condizioni atmosferiche primordiali sono state alterate in maniera preponderante dalla presenza di forme di vita, le quali hanno creato un diverso equilibrio ecologico plasmando la superficie del pianeta. Circa il 71% della superficie è coperta da oceani di acqua salata, mentre il restante 29% è rappresentato dai continenti e dalle isole.
La superficie esterna è suddivisa in diversi segmenti rigidi, o placche tettoniche, che si spostano lungo la superficie in periodi di diversi milioni di anni. La parte interna, attiva dal punto di vista geologico, è composta da uno spesso strato relativamente solido o plastico, denominato mantello, e da un nucleo, diviso a sua volta in nucleo esterno, dove si genera il campo magnetico, e nucleo interno solido, costituito principalmente da ferro e nichel. Tutto ciò che riguarda la composizione della parte interna della Terra resta comunque una teoria indiretta ovvero mancante di verifica e osservazione diretta.
Importanti sono le influenze esercitate sulla Terra dallo spazio esterno. Infatti la Luna è all'origine del fenomeno delle maree, stabilizza lo spostamento dell'asse terrestre e ha lentamente modificato la lunghezza del periodo di rotazione del pianeta (rallentandolo); un bombardamento di comete durante le fasi primordiali ha giocato un ruolo fondamentale nella formazione degli oceani e, in un periodo successivo, alcuni impatti di asteroidi hanno provocato significativi cambiamenti delle caratteristiche della superficie e ne hanno alterato la vita presente.
Il simbolo astronomico della Terra è un cerchio con all'interno una croce (⊕, occasionalmente anche ♁): la linea orizzontale rappresenta l'equatore, mentre quella verticale un meridiano.
Indice
  • 1Etimologia
  • 2Storia della Terra
    • 2.1Età della Terra
  • 3Caratteristiche fisiche
    • 3.1Forma
    • 3.2Geosfera
      • 3.2.1Proprietà chimico-fisiche della geosfera
      • 3.2.2Tettonica delle placche
    • 3.3Superficie
    • 3.4Atmosfera
      • 3.4.1Atmosfera superiore
    • 3.5Magnetosfera
    • 3.6Biosfera
    • 3.7Idrosfera
    • 3.8Criosfera
  • 4La Terra nel sistema solare
    • 4.1Cenni di teoria geocentrica e di non sfericità della Terra
    • 4.2Luna e sua influenza
  • 5Geografia
  • 6Clima e tempo atmosferico
  • 7Risorse naturali e utilizzo del suolo
  • 8Rischi naturali e ambiente
  • 9Popolazione umana
  • 10Nazioni e governo planetario
  • 11Futuro
  • 12La Terra nella mitologia e nella fantascienza
  • 13Note
  • 14Bibliografia
    • 14.1Pubblicazioni
  • 15Voci correlate
  • 16Altri progetti
  • 17Collegamenti esterni
Etimologia
Il termine "terra" deriva dall'omologo latino terra, che probabilmente era originariamente tersa (sottinteso materia) vale a dire secca, arida correlata al verbo torreo presente in "torrido"; dalla radice indoeuropea tars- con il significato di essere secco, disseccarsi che trovasi nel sanscrito trsyami, nel tedesco Durst, nell'inglese thirst e nel greco τερσαίνω.
Storia della Terra[modifica
Lo stesso argomento in dettaglio: Storia della Terra.
La Terra vista dalla Luna.
Gli scienziati da secoli effettuano ricerche volte a ricostruire la storia della Terra. Secondo le ipotesi più aggiornate, la Terra e gli altri pianeti del Sistema Solare si formarono 4,57 miliardi di anni fa.[10] Inizialmente liquefatto, il pianeta gradualmente si raffreddò, formando una crosta terrestre sempre più di tipo granitico, simile all'odierna. La Luna si formò subito dopo, probabilmente a causa dell'impatto tra la Terra e un pianetino grande quanto Marte e avente circa il 10% della massa della Terra,[11] conosciuto come Theia.[12] Nell'urto tra i due corpi, un po' della massa di questo piccolo corpo celeste si unì alla Terra e una porzione fu espulsa nello spazio, ma abbastanza materiale sopravvisse per formare un satellite orbitante.
L'attività vulcanica, decisamente maggiore dell'odierna, produsse l'atmosfera primordiale, molto ricca di biossido di carbonio. Il vapore acqueo condensandosi produsse gli oceani.[13] Circa 3,5 miliardi di anni fa nacque la prima forma di vita.[14]
Lo sviluppo della fotosintesi permise ad alcune forme di vita di assorbire l'energia solare; l'ossigeno, prodotto di scarto della fotosintesi, si accumulò nell'atmosfera e creò uno strato di ozono (una forma di ossigeno molecolare [O3]) nell'atmosfera superiore. L'incorporazione di cellule più piccole in altre di dimensioni maggiori fece sì che si sviluppassero cellule più complesse delle cellule procarioti, chiamate eucarioti.[15] Protette dallo strato di ozono che impediva ai raggi ultravioletti, dannosi per la vita, di attraversare l'atmosfera le varie forme di vita colonizzarono la superficie della Terra.[16]
La primordiale struttura geologica di microplacche continentali andò verso una primaria aggregazione, formando dei continenti che occasionalmente si univano per formare un supercontinente. Circa 750 milioni di anni fa il primo supercontinente conosciuto (la Rodinia) cominciò a dividersi in continenti più piccoli; i continenti in seguito si riunirono per formare la Pannotia (600–540 milioni di anni fa) e finalmente la Pangea, che si divise in continenti più piccoli circa 180 milioni di anni fa[17] ponendo le basi per la situazione geografica moderna.
Dal 1960 si è ipotizzato che diverse ere glaciali tra i 750 e i 580 milioni di anni fa, durante il Neoproterozoico, abbiano coperto di ghiaccio la maggior parte del pianeta. Questa ipotesi (non ancora accettata dall'intera comunità scientifica) è conosciuta con il nome di Terra a palla di neve, e deve il particolare interesse al fatto che precedette l'esplosione del Cambriano, dove le forme di vita multicellulari cominciarono a proliferare.[18]
Successivamente al Cambriano, circa 530 milioni di anni fa, si sono succedute cinque estinzioni di massa.[19] L'ultima di esse, avvenuta 65 milioni di anni fa e probabilmente causata da una collisione meteoritica, provocò l'estinzione dei dinosauri e di altri animali, tra cui le ammoniti, ma risparmiò alcuni piccoli animali, come i mammiferi, che presero il sopravvento nel periodo successivo. In seguito i mammiferi si diversificarono, finché un animale africano, rassomigliante a una scimmia, guadagnò l'abilità di mantenere una posizione eretta.[20]Questa evoluzione liberò le braccia e le mani dal compito della deambulazione, permise l'utilizzo di utensili, incoraggiò la comunicazione al fine di provvedere a una migliore nutrizione e creò i presupposti per lo sviluppo di una maggiore area cerebrale. Lo sviluppo della agricoltura, e della civiltà, permise agli esseri umani di plasmare la Terra in un tempo così breve come nessun'altra forma di vita era riuscita a fare,[21] influenzando sia la natura, sia la quantità delle altre forme di vita.
La fase recente delle ere glaciali incominciò circa 40 milioni di anni fa, intensificandosi durante il Pleistocene, circa 3 milioni di anni fa. Le regioni polari sono state sottoposte a svariati cicli di glaciazioni e disgeli, succedutisi ogni 40-100 000 anni. L'ultima di queste fasi terminò 10 000 anni fa, lasciando il pianeta in una situazione morfo-climatica abbastanza stabile fino ai giorni nostri.[22]
Età della Terra[modifica | modifica wikitesto]
Modelli chimici basati sull'attuale abbondanza di isotopi radioattivi con lunghissimi tempi di decadimento e l'analisi composizionale di materiale non differenziato proveniente da meteoriti e dalla Luna datano la formazione della Terra a 4,65 miliardi di anni fa. La difficoltà principale nella determinazione dell'età della Terra è legata al fatto che nessuna roccia attualmente affiorante sul pianeta presenta questa età; ciò è dovuto alla natura fluida o plastica della totalità della crosta terrestre durante il primo miliardo di anni circa. Inoltre processi di differenziazione magmatica separavano in questa prima fase i vari elementi concentrandone solo alcuni all'interno della crosta terrestre. Questo frazionamento rende difficile stabilire con esattezza il contenuto iniziale di alcuni geocronometri e pertanto non è possibile calcolare con esattezza le abbondanze iniziali.
Le rocce più antiche rinvenibili sul pianeta sono rocce continentali, si ritrovano nei cratoni e hanno un'età pari a 4,1 miliardi di anni. La maggior parte della crosta oceanica è più giovane, perché continuamente riciclata dai meccanismi legati alla tettonica delle placche: le rocce più antiche in questo tipo di crosta sono giurassiche e hanno un'età di 100 milioni di anni.
L'età della Terra fu determinata da Clair Patterson nel 1953, utilizzando metodi radiometrici legati al decadimento dell'uranio.[23]
Caratteristiche fisiche[modifica | modifica wikitesto]
Lo stesso argomento in dettaglio: Geofisica.
La Terra è il maggiore sia per dimensione sia per massa dei quattro pianeti terrestri (insieme a Mercurio, Marte e Venere), composto per lo più da roccia e silicati; tale termine è contrapposto ai giganti gassosi, pianeti appartenenti al sistema solare esterno. Sempre tra i pianeti terrestri è quello con la maggiore densità, la più alta gravità e il più forte campo magnetico.[24]
Forma[modifica | modifica wikitesto]
Lo stesso argomento in dettaglio: Figura della Terra.
La forma della Terra è simile ad uno sferoide. Più precisamente si dice che è un geoide, solido che per definizione ha la forma della Terra. Un geoide è molto simile ad un ellissoidegenerato dalla rotazione di un'ellisse attorno al proprio asse minore, detto ellissoide di riferimento, rispetto al quale il geoide ha uno scostamento massimo di 100 metri.
Il diametro medio dell'ellissoide di riferimento è circa 12 742 km , tuttavia, in maniera più approssimativa, si può definire come 40 009 km /π, dato che il metro è stato originariamente definito come 1/10 000 000 della distanza tra l'equatore ed il polo nord passando per Parigi.[25]
La rotazione della Terra è la causa del rigonfiamento equatoriale, che comporta un diametro equatoriale di 43 km maggiore di quello polare.[26] Le maggiori deviazioni locali sulla superficie sono: il Monte Everest, con 8 850 m (sopra il locale livello del mare) e la Fossa delle Marianne, con 10 924 m (sotto il locale livello marino). Se si paragona la Terra a un perfetto ellissoide essa ha una tolleranza di circa una parte su 584, o dello 0,17% che è minore dello 0,22% di tolleranza ammesso nelle palle da biliardo.[27] A causa della presenza del rigonfiamento, inoltre, il luogo maggiormente distante dal centro della Terra è situato attualmente sul Monte Chimborazo in Ecuador.[28]
Geosfera[modifica | modifica wikitesto]
Lo stesso argomento in dettaglio: Geosfera.
L'interno della Terra, detto anche geosfera, è costituito da rocce di diversa composizione e fase (solida, principalmente, ma talvolta anche liquida).
Grazie allo studio dei sismogrammi si è giunti a considerare l'interno della terra suddiviso in una serie di gusci; difatti si è notato che le onde sismichesubiscono fenomeni di rifrazione nell'attraversare il pianeta. La rifrazione consiste nella modifica della velocità e della traiettoria di un'onda quando questa si trasmette a un mezzo con differente densità. Si sono potute così rilevare superfici in profondità in cui si verifica una brusca accelerazione e deviazione delle onde, e in base a queste sono state identificate quattro zone sferiche concentriche: la crosta, il mantello, il nucleo esterno e il nucleo interno.
L'interno della Terra, come quello degli altri pianeti terrestri, è diviso chimicamente in una crosta formata da rocce da basiche ad acide, un mantelloultrabasico e un nucleo terrestre composto principalmente da ferro. Il pianeta è abbastanza grande da avere un nucleo differenziato in un nucleo interno solido e un nucleo esterno liquido, che produce un debole campo magnetico a causa della convezione del suo materiale elettricamente conduttivo. La capacità elettrica della Terra vale invece 710 μF , abbastanza piccola in rapporto alle sue dimensioni.[29] Dal punto di vista delle proprietà meccaniche, la crosta e la porzione superiore del mantello formano la litosfera, rigida; mentre una porzione intermedia del mantello, che si comporta in un certo senso come un fluido enormemente viscoso, costituisce l'astenosfera.
Materiale proveniente dall'astenosfera si riversa continuamente in superficie attraverso vulcani e dorsali oceaniche non conservando però la composizione originale perché soggetto a cristallizzazione frazionata.
Lo schema seguente riassume le profondità, la caratteristica principale per la definizione dei vari gusci che compongono la Terra e la loro densità:
Profondità (km)Porzione terrestreProprietàDensità
g/cm³0-60Litosfera: varia tra i 5 km e i 120 km; comprende crosta e la parte più superficiale del mantello superiore.fisiche0-35Crosta: varia tra i 5–10 km di quella oceanica, ai 30-70 di quella continentale.chimiche2,2-2,935-60Mantello litosferico o litosfera densa: parte superficiale del mantello superiore.fisiche3,4-4,435-2900Mantello terrestrefisiche e chimiche3,4-5,6100-700Mantello superiore, di cui la parte superficiale si associa alla litosfera. La parte più spessa è detta astenosfera, di 100–250 km di spessore. La parte inferiore è definita "zona di transizione" verso il mantello superiore, o mesosfera, da non confondere con l'omonimo strato atmosferico.fisiche700-2900Mantello inferiore, di circa 2000 km di spessore.fisiche2900-5100Nucleo esternofisiche e chimiche9,9-12,25100-≈6375Nucleo internofisiche e chimiche12,8-13,1
Proprietà chimico-fisiche della geosfera[modifica | modifica wikitesto]
Tabella degli ossidi della Crosta terrestre di F. W. ClarkeCompostoFormuladiossido di silicioSiO259,71%ossido di alluminioAl2O315,41%ossido di calcioCaO4,90%ossido di magnesioMgO4,36%ossido di sodioNa2O3,55%ossido di ferroFeO3,52%ossido di potassioK2O2,80%triossido di ferroFe2O32,63%acquaH2O1,52%diossido di titanioTiO20,60%anidride fosforicaP2O50,22%Totale99,22%
La massa della Terra è circa di 5,98 × 1024 kg (ovvero quasi 6000 trilioni di tonnellate). Essa aumenta nel tempo al ritmo di 107kg/anno a causa della cattura di materiale cosmico.[30]
È costituita principalmente da
  • ferro (32,1%)
  • ossigeno (30,1%)
  • silicio (15,1%)
  • magnesio (13,9%)
  • zolfo (2,9%)
  • nichel (1,8%)
  • calcio (1,5%)
  • alluminio (1,4%)
  • altri elementi (1,2%)
Si ritiene che il nucleo sia costituito principalmente da ferro (88,8%) con piccole quantità di nichel (5,8%) e zolfo (4,5%).[31]
Il geochimico F. W. Clarke ha calcolato che poco più del 47% della crosta terrestre è composta da ossigeno. I costituenti più comuni sono rappresentati dagli ossidi; cloro, zolfo e fluoro sono le uniche importanti eccezioni, sebbene la loro presenza totale nelle rocce sia inferiore all'1%. Gli ossidi principali sono i silicati, gli ossidi di alluminio, di ferro, di calcio, magnesio, potassio e di sodio. I silicati sono la componente acida della crosta terrestre, andando a rappresentare e costituire tutti i principali minerali delle rocce intrusive. Analizzando 1672 campioni di tutti i tipi di rocce, Clarke ha dedotto che il 99,22% di esse erano composte da solo 11 ossidi (vedi tabella a destra), mentre i rimanenti costituenti erano presenti solo in quantità veramente ridotte.[32]
La temperatura all'interno della Terra aumenta con un gradiente geotermico di circa 25 °C /km nella crosta, per poi diminuire a 0,7 °C-0,8 °C/km nelle altre zone (è direttamente collegata alla pressione). Raggiunge i 5 270 K (circa 5 000 °C ) e una pressione di 3 600 kbar nella porzione di nucleo interno. Il calore interno è stato generato in parte durante la formazione del pianeta e da allora ulteriore calore è stato continuamente generato dal decadimento radioattivo di isotopi dell'uranio, del torio e del potassio. Il calore trasmesso dall'interno all'esterno del pianeta deriva dai moti convettivi del mantello, anche se, essendo le rocce cattive conduttrici termiche, rappresenta solo un ventimillesimo dell'energia che il pianeta riceve dal Sole.
La densità media della Terra è di 5,515 g/cm³ , rendendolo il pianeta più denso del Sistema Solare. Tuttavia non è costante, ma cresce all'aumentare della profondità. Nella crosta terrestre passa da 2,2 a 2,9 g/cm³ , per aumentare progressivamente nel mantello, con una densità che va da 3 a 5,6 kg/dm³, fino a giungere nel nucleo a valori compresi tra i 9 e i 13,5 kg/dm³.[33]
Tettonica delle placche[modifica | modifica wikitesto]
Lo stesso argomento in dettaglio: Tettonica delle placche.
1- Astenosfera; 2- Litosfera; 3- Punto caldo; 4- Crosta oceanica; 5- Placca in subduzione; 6- Crosta continentale; 7- Zona di rift continentale (Nuovo margine di placca); 8- Placca a margine convergente; 9- Placca a margine divergente; 10- Placca a margine trasforme; 11- Vulcano a scudo; 12- Dorsale oceanica; 13- Margine di placca convergente; 14- Strato vulcano; 15- Arco isola; 16- Placca 17- Astenosfera; 18- Fossa
Mappa delle placche tettoniche della Terra
In accordo con la teoria della tettonica delle placche, che è oramai accettata dalla quasi totalità degli esperti in Scienze della Terra, la zona più esterna della Terra è suddivisa in due parti: la litosfera, comprendente la crosta terrestre e la parte più superficiale del mantello superiore, e l'astenosfera che forma la parte più interna e profonda del mantello. L'astenosfera si comporta come un liquido surriscaldato che fa muovere le placche litosferiche, ed è estremamente viscoso.[34]
La litosfera sostanzialmente galleggia sulla astenosfera ed è suddivisa in quelle che comunemente sono chiamate placche tettoniche. Queste placche sono segmenti rigidi che si muovono le une rispetto alle altre secondo tre tipologie di movimento: convergente, divergente e trasforme. Un'ultima tipologia di movimento avviene quando due placche si muovono lateralmente rispetto a un'altra, utilizzando una faglia strike-slip.
Tramite gli spostamenti di queste placche il pianeta è stato plasmato, alternando momenti in cui era presente un solo super-continente, a situazioni simili alla odierna. Esistono le placche litosferiche di tipo continentale e di tipo oceanico. Inoltre la collisione tra due o più placche tettoniche è la base per la genesi delle catene montuose, sulla parte di placca litosferica di tipo continentale; mentre una loro divergenza può portare alla nascita di una dorsale oceanica, sulla parte di placca litosferica di tipo oceanica e; quindi, di nuova crosta.
Pertanto i limiti tra le placche tettoniche sono zone di elevata attività geologica e di intensi sforzi, e lungo di esse si concentrano la maggior parte delle aree sismiche, con terremoto anche di forte intensità, e delle aree vulcaniche.
Le placche principali sono:[35]
Nome della placcaAreaCopertura106 km²106 mi²Placca africana61,323,7AfricaPlacca antartica60,923,5AntartidePlacca australiana47,218,2AustraliaPlacca euroasiatica67,826,2Asia e EuropaPlacca nordamericana75,929,3Nord America e nord-est SiberiaPlacca sudamericana43,616,8Sud AmericaPlacca pacifica103,339,9Oceano Pacifico
Numerose sono le placche minori o di più piccola dimensione, tra esse le principali sono: la Placca indiana, la Placca arabica, la Placca caraibica, la Placca di Nazca lungo la costa occidentale del Sud America e la Placca di Scotia nell'Oceano Atlantico meridionale. Le placche a movimento più rapido si trovano nelle zone oceaniche, con la Placca di Cocos che si sposta con un tasso di 75 mm/anno[36] e la Placca pacifica che si sposta con un tasso di 52–69 mm/anno. All'estremo, la placca con il movimento più lento è quella euroasiatica, in movimento con un tasso medio di circa 21 mm/anno.[37]
Superficie[modifica | modifica wikitesto]
Lo stesso argomento in dettaglio: Superficie terrestre e Pedosfera.
La superficie terrestre può variare enormemente da luogo a luogo. Circa il 70,8%[38] della superficie è coperta da acqua; inoltre la maggior parte della piattaforma continentale si trova al di sotto del livello marino. Nella parte sommersa del pianeta sono presenti tutte le caratteristiche tipiche di un territorio montuoso, comprendenti un sistema di dorsali medio oceaniche, dei vulcani sommersi,[26] delle fosse oceaniche, dei canyon sottomarini, degli altopiani e delle piane abissali. Il rimanente 29,2% emerso consiste di montagne, deserti, pianure, altopiani e altre zone geomorfologiche minori. La superficie planetaria si modifica costantemente secondo tempi geologici a causa dei movimenti delle varie placche tettoniche e dell'erosione; inoltre le sue caratteristiche geografiche, create o deformate dai movimenti tettonici, sono sottoposte agli influssi meteorologici (pioggia, neve, ghiaccio, vento), a svariati cicli termici (ad es. gelo/disgelo delle zone alpine o elevata escursione termica giornaliera nel caso dei deserti) e all'azione chimica. Infine, nel modellamento del pianeta, sono compresi anche grandi eventi come glaciazioni e impatti meteorici. Durante la migrazione di due placche tettoniche continentali, la crosta oceanica viene subdotta al di sotto dei margini di queste ultime. Nello stesso tempo, a causa della risalita di materiale mantellico, nuova crosta oceanica viene generata lungo margini divergenti nelle dorsali medio oceaniche.
Carta della Terra rappresentante le altimetrie e le batimetrie. Dati del Centro dati nazionale geofisico Americano (NGDC) TerrainBase Digital Terrain Model, ngdc.noaa.gov.
Questo ciclo sostituisce continuamente il materiale di crosta oceanica in un processo che ha portato essa ad avere un'età minore di 100 milioni di anni. La placca oceanica più antica, localizzata nel Pacifico Occidentale, è stata stimata con un'età di circa 200 milioni di anni. Per comparazione la crosta continentale più antica, datata grazie alla presenza di fossili, ha un'età di circa 3 miliardi di anni.[39][40]
I movimenti subduttivi delle varie placche vengono regolati da contrasti di densità; infatti le placche continentali sono formate da rocce meno dense, specialmente da rocce intrusive, come graniti e andesiti, mentre quelle oceaniche sono formate da rocce effusive, prevalentemente basaltiche. Questa differenza costitutiva spiega il perché nel contrasto tra due placche di tipologia differente sia sempre quella oceanica ad andare in subduzione. Differente sviluppo ha il caso in cui le due placche appartengano allo stesso tipo, per cui intervengono fattori più sensibili come gli sforzi e le direzioni di movimento.
Su entrambe le tipologie di crosta si possono trovare, in casi favorevoli alla loro messa in posto, le rocce sedimentarie. Esse sono formate dall'accumulo di sedimenti in maniera spesso così individuabile, quando è presente una stratificazione, da poter risalire indietro nel tempo alle condizioni presenti all'atto della formazione di ogni singolo strato e alla evoluzione di tali condizioni verso il presente. Inoltre le rocce sedimentarie sono le uniche in cui possono esser ritrovati fossili, fondamentali per una datazione precisa della roccia stessa e per trarre informazioni paleoambientali su clima, geografia, fauna e sulla flora presente in quell'epoca. Va aggiunto anche che in tali rocce vengono ricercati e sfruttati quasi tutti i principali giacimenti di idrocarburi e carboniferi.
Circa il 75% di tutta la superficie dei continenti è coperta da sedimenti, sebbene essi formino solamente circa il 5% della crosta.[41] La terza tipologia di roccia presente sul pianeta, dopo quelle vulcaniche (intrusive ed effusive) e quelle sedimentarie, è quella delle rocce metamorfiche. Esse derivano dalla trasformazione di rocce preesistenti di qualsiasi tipo attraverso l'influenza di alte pressioni, di alte temperature o di entrambe queste variabili.
Il processo metamorfico può essere di varia intensità, provocando sia una semplice ricristallizzazione di alcune specie minerali verso altre maggiormente stabili, sia la parziale fusione e deformazione della roccia, trasformandola in una completamente differente. Attraverso i processi di fusione, si crea inoltre una circolazione di fluidi caldi all'interno della roccia. All'interno di questi fluidi vengono portati in soluzione e concentrati, laddove presenti, elementi rari altrimenti dispersi in quantità infinitesimali. Le rocce metamorfiche o i depositi derivanti dal loro smantellamento, pertanto, sono uno dei luoghi preferenziali di ricerca di giacimenti di materie prime, di pietre e metalli preziosi.
I minerali maggiormente abbondanti sulla superficie terrestre sono i silicati, i quali includono principalmente: quarzo, feldspato, anfibolo, mica, pirosseno e olivina.[42] Tra i minerali carbonatici, invece, i più comuni sono: calcite, aragonite e dolomite.[43] La componente pedologica e la parte più esterna della Terra, nonché la più sottile, e riguarda il suolo e i processi che portano alla sua formazione. La pedosfera si pone come contatto tra la litosfera, l'atmosfera, l'idrosfera e la biosfera. Si calcola che la parte arabile di superficie sia il 13,31% della superficie emersa, con solo il 4,71% di essa utilizzata per colture permanenti. Quasi il 40% della terra è attualmente utilizzata per agricoltura e pastorizia, con una stima di circa 1,3 × 109 ettari (3,3 × 109 acri) a uso agricolo e 3,4 × 109 ettari (8,4 × 109 acri) di pastorizia.[44]
Il rilievo della superficie terrestre varia dal punto più basso (−418 m del Mar Morto) a una stima del 2005 della massima altitudine di 8848 m della cima del Monte Everest; inoltre l'altezza media della terra posta al di sotto del livello marino è di 686 m.[45]
Atmosfera[modifica | modifica wikitesto]
Gli strati dell'atmosfera terrestre
Lo stesso argomento in dettaglio: Atmosfera terrestre.
La Terra ha un'atmosfera relativamente spessa, composta per il 78% di azoto, per il 21% di ossigeno e per l'1% di argon, più tracce di altri gas tra cui il biossido di carbonio e l'acqua. L'atmosfera separa la superficie terrestre dall'ambiente inospitale dello spazio, blocca buona parte delle radiazioni solari nocive, modera le temperature sulla superficie ed è il veicolo di trasporto del vapore acqueo e di altre sostanze gassose. I suoi vari strati, la troposfera, la stratosfera, la mesosfera, la termosfera e l'esosfera sono diversi attorno al globo e variano anche assieme alle stagioni.
È proprio dell'atmosfera il fenomeno dell'effetto serra, consistente nell'assorbimento e riemissione dell'infrarosso termico da parte di alcune specie gassose. I principali gas responsabili di questo fenomeno sono il diossido di carbonio, il vapore acqueo, il metano e l'ozono. L'effetto serra, in misura adeguata, è fondamentale per la vita sul pianeta; infatti senza questo "scudo termico", la temperatura media della superficie terrestre sarebbe di circa −18 °C, incompatibile con il mantenimento dell'acqua allo stato liquido e, di conseguenza, con la vita.[38]
Atmosfera superiore[modifica | modifica wikitesto]
Al di sopra della troposfera, l'atmosfera è solitamente suddivisa in: stratosfera, mesosfera e termosfera. Ciascuna di queste zone possiede una tipica variazione della temperatura in funzione dell'altitudine. Proseguendo in altitudine, si incontra la esosfera e successivamente la magnetosfera (dove avviene l'iterazione tra il campo magnetico terrestre e il vento solare).[46] Una fondamentale zona per la vita presente sul pianeta è l'ozonosfera, parte della stratosfera in cui una elevata concentrazione di ozono scherma la superficie terrestre dai raggi ultravioletti. La linea di Kármán, situata a 100 km di altitudine, è comunemente usata per definire il confine tra l'atmosfera terrestre e lo spazio.[47][48]
Luna ripresa dall'orbita terrestre parzialmente oscurata dalla presenza dell'atmosfera.
A causa della elevata energia termica, alcune molecole della parte esterna dell'atmosfera riescono ad accelerare fino a raggiungere una velocità tale che permette loro di fuggire dalla gravità del pianeta. L'effetto è che l'atmosfera è in lentissima, ma costante perdita di materia nello spazio. Dato che l'idrogeno ha un peso molecolare basso, raggiunge la sua velocità di fuga più rapidamente e più facilmente rispetto ad altre molecole, e abbandona l'atmosfera a un tasso maggiore.[49] Per questo motivo, la Terra è in un ambiente ossidante, piuttosto che riducente, con importanti conseguenze sulla natura chimica della vita. Tuttavia l'atmosfera ricca di ossigeno riesce a preservare la maggior parte dell'idrogeno rimanente legandolo sotto forma di molecole di acqua.[50]
Magnetosfera[modifica | modifica wikitesto]
Lo stesso argomento in dettaglio: Campo geomagnetico.
La magnetosfera è un fenomeno naturale, un dipolo magnetico con poli non coincidenti con quelli geografici — e non statici — e avente momento dipolare (asse) inclinato di 11,3° rispetto all'asse di rotazione terrestre. Nonostante le numerose ipotesi sulla presenza di questo campo, le teorie si sono orientate verso un modello analogo a quello di una dinamo ad autoeccitazione. L'intensità del campo magnetico terrestre non è costante nel tempo, ma subisce notevoli variazioni. Esse hanno portato, nel corso delle ere geologiche, alla deriva dei poli magnetici rispetto ai continenti e a ripetuti fenomeni di inversione del campo, con scambio reciproco dei poli magnetici Nord e Sud. Il magnetismo terrestre ha una notevole importanza per la vita sulla Terra. Infatti esso si estende per svariate decine di migliaia di chilometri nello spazio, formando una zona chiamata magnetosfera, la cui presenza genera una sorta di "scudo" elettromagnetico che devia e riduce il numero di raggi cosmici che se arrivassero alla superficie del pianeta porterebbero alla sua sterilizzazione. Dall'interazione tra raggi cosmici (vento solare) e magnetosfera viene originato lo splendido fenomeno detto aurora boreale.
Biosfera[modifica | modifica wikitesto]
Lo stesso argomento in dettaglio: Biosfera e Vita.
La Terra è l'unico pianeta conosciuto ospitante la vita.
Le forme di vita del pianeta compongono la biosfera. Le teorie correnti pongono la sua nascita a qualche centinaio di milioni di anni dopo la formazione del pianeta, tra 3,5 e 4 miliardi di anni fa. La biosfera è divisa in vari biomi, abitati da una popolazione di flora e fauna all'incirca simile. Sulla terra, i biomi sono separati principalmente secondo la latitudine. I biomi a nord del circolo polare artico e a sud del circolo polare antartico sono relativamente vuoti di vita animale e vegetale, mentre quelli più popolati si trovano vicino all'equatore.
La complessa interazione fra biosfera e singole forme di vita ha portato alcuni autori all'ipotesi Gaia secondo la quale la vita sulla terra è possibile grazie al comportamento degli esseri viventi che mantengono una delicata omeostasi.
Idrosfera[modifica | modifica wikitesto]
Lo stesso argomento in dettaglio: Idrosfera e Ciclo dell'acqua.
Emisfero ovest della Terra, fotografato dalla NASA.
Il termine Idrosfera si riferirebbe ai soli oceani, tuttavia tecnicamente include tutti i mari interni, i laghi, i fiumi e l'acqua di falda fino a 2000 m di profondità.
La Terra è l'unico pianeta del sistema solare la cui superficie ospita acqua liquida. L'acqua copre il 71% della superficie terrestre ed è suddivisa in un 97% di acqua salata e un 3% di acqua dolce, il cui 68% circa è sotto forma di ghiaccio.[51][52]
L'acqua suddivide il pianeta in cinque oceani e sette continenti.
Il punto più profondo sotto la massa d'acqua è rappresentato dalla Fossa delle Marianne nell'oceano Pacifico con −10 911 m;[53] mentre la profondità media degli oceani è di 3,794 m, più di cinque volte l'altezza media dei continenti.[45]
La massa stimata dell'acqua oceanica è di circa 1,35 x 1018 tonnellate, comparabili a 1/4400 dell'intera massa terrestre; essa inoltre occupa un volume di 1,386 x 109 km³.
La media salina all'interno dell'acqua oceanica è di 35 g/l: tuttavia, essendo tale valore legato agli apporti esterni di acqua e all'evaporazione (temperatura), può aumentare considerevolmente in bacini chiusi o diminuire in zone ad acque molto fredde. Tali sali provengono dalla diretta emissione vulcanica o dallo smantellamento chimico e fisico effettuato nel tempo a discapito delle rocce magmatiche.[54]
Le masse acquee sono, inoltre, enormi serbatoi di sostanze gassose, possiedono un'importante funzione termoregolatrice e mitigatrice del clima e sono agenti attivi dal punto di vista geomorfologico. Al loro interno vive un intero ecosistema acquatico, completo dal punto di vista della piramide alimentare e integrato con quello di superficie, nonché rivelatosi fondamentale per lo sviluppo umano passato e presente.
La presenza di acqua liquida sulla superficie terrestre è una combinazione delle giuste caratteristiche orbitali, del vulcanismo, della gravità, dell'effetto serra, del campo magnetico e dell'atmosfera ricca di ossigeno. Ci sono varie ipotesi che Europa, un satellite di Giove, ospiti dell'acqua liquida sotto lo strato di ghiacci che ricopre interamente la superficie.[55]
La Terra è in effetti oltre il bordo esterno delle orbite che permetterebbero a un pianeta di essere abbastanza caldo per formare acqua liquida. Senza una qualche forma di effetto serra, l'acqua della Terra congelerebbe. Alcuni reperti paleontologici sembrano indicare che in un tempo precedente i 650 milioni di anni fa l'effetto serra si ridusse a tal punto da portare alla formazione della cosiddetta Terra a palla di neve; questa ipotesi, comunque, non è accettata da tutti i paleontologi, i quali contestano le prove riportate e la possibilità che questo fenomeno possa verificarsi.[56][57]
Sugli altri pianeti, come Venere, l'acqua gassosa è dissociata dagli ultravioletti solari, e l'idrogeno è ionizzato e soffiato via dal vento solare. L'effetto è lento, ma inesorabile. Si pensa che questa sia la causa della mancanza d'acqua di Venere. Privato dell'idrogeno, l'ossigeno reagisce con la superficie e viene inglobato in minerali solidi.
Sulla Terra, uno scudo di ozono assorbe la maggior parte degli ultravioletti energetici nell'alta atmosfera, riducendo questo effetto.
Infine il vulcanismo, aiutato dagli effetti di marea della Luna, emette continuamente vapore d'acqua dall'interno. La tettonica a placche della Terra ricicla il carbonio e l'acquamediante la subduzione di zone ricche di sedimenti, convertendoli in magma ed emessi dai vulcani come biossido di carbonio gassoso e vapore.
Le correnti oceaniche, inoltre, sono ritenute causa di una particolare oscillazione dell'asse di rotazione terrestre, detta oscillazione di Chandler.
Criosfera[modifica | modifica wikitesto]
Lo stesso argomento in dettaglio: Criosfera.
La criosfera è la porzione di superficie terrestre coperta dall'acqua allo stato solido e che comprende le coperture ghiacciate di mari, laghi e fiumi, le coperture nevose, i ghiacciai, le calotte polari ed il suolo ghiacciato in modo temporaneo o perenne (permafrost). È una parte integrante del sistema climatico globale con importanti connessioni e retroazionigenerate attraverso la sua influenza sulla radiazione solare assorbita dalla superficie, sui flussi di umidità, sulle nuvole, sulle precipitazioni, sull'idrologia e sulla circolazione atmosferica ed oceanica.
La Terra nel sistema solare[modifica | modifica wikitesto]
Lo stesso argomento in dettaglio: Movimenti della Terra.
La rotazione terrestre.
Confronto delle dimensioni dei quattro pianeti terrestri: da sinistra, Mercurio, Venere, la Terra e Marte.
La Terra ruota da ovest verso est una volta al giorno, inteso come giorno siderale, attorno all'asse che unisce il Polo Nord al Polo Sud in 23 ore, 56 minuti e 4,091 secondi. È per questo che il sole e tutte le stelle sorgono a est e tramontano a ovest compiendo un movimento nel cielo a una velocità di circa 15°/h o 15'/min. Inoltre la Terra ruota attorno al Sole, a una distanza media di 150 000 000 km in un anno siderale. La sua velocità di orbita è di circa 30 km/s (108 000 km/h), veloce abbastanza da coprire il diametro del pianeta (circa 12 600 km) in 7 minuti, e la distanza dalla Luna (384 000 km) in 4 ore.[58]
Ha un satellite naturale, la Luna, che le gira attorno in 27,32 giorni.
Visti dal Polo Nord terrestre, tutti questi movimenti si svolgono in senso antiorario.
I piani dei movimenti non sono precisamente allineati: l'asse della Terra è inclinato di 23,5 gradi rispetto alla perpendicolare del piano Terra-Sole, e il piano Terra-Luna è inclinato di cinque gradi, cosa che impedisce il verificarsi di due eclissi (una solare e una lunare) ogni mese, e le rende invece un evento raro. Sempre a causa dell'inclinazione dell'asse terrestre, la posizione del Sole nel cielo e l'incidenza delle sue radiazioni (vista da un osservatore posto sulla superficie) varia nel corso dell'anno. Ad esempio, un osservatore posto a una latitudine settentrionale, quando il polo nord è inclinato verso il sole, noterà dei periodi di luce giornaliera più lunghi e un clima più temperato, mentre disporrà di meno ore di luce e di un clima più rigido nel caso opposto. Al di sopra dei due circoli polari si raggiunge il caso estremo di alternanza di lunghi periodi di assenza di luce (chiamati notti polari), a periodi di non tramonto del Sole.
Questa relazione tra il clima e l'inclinazione dell'asse terrestre viene definita tramite le 4 stagioni. Esse, dal punto di vista astronomico, sono determinate dai solstizi (i punti di massima inclinazione verso e contro il Sole) e dagli equinozi (punti in cui l'inclinazione è perpendicolare alla direzione del Sole). Il solstizio invernale cade il 21 dicembre, quello estivo il 21 giugno; mentre i due equinozi cadono, quello primaverile il 20 marzo e quello autunnale il 23 settembre. L'alternanza delle stagioni è opposta da un emisfero terrestre all'altro, data l'opposta inclinazione dell'asse, comportando ad esempio, la presenza in quello nord dell'estate e in quello sud dell'inverno.
L'angolo di inclinazione è relativamente stabile se considerato su lunghi periodi, tuttavia esso compie un lento e irregolare moto (conosciuto come nutazione), con un periodo di 18,6 anni. L'orientazione dell'asse varia secondo una precessione intorno a un cerchio completo in un ciclo di poco più di 25 800 anni. La presenza di una precessione è la causa dello sfasamento tra un anno siderale e un anno tropico. Entrambe le variazioni del movimento dell'asse derivano dalla mutevole attrazione del Sole e della Luna sulla parte equatoriale del pianeta. Anche la velocità di rotazione del pianeta non è costante, ma varia nel tempo secondo un fenomeno noto come "variazione della lunghezza del giorno".[59]
In tempi moderni il perielio cade il 3 gennaio, mentre l'afelio circa il 4 luglio (per informazioni circa altre ere, controlla precessione e cicli di Milanković). La differenza in termini energetici ricevuti dal Sole tra la posizione di perielio e quella di afelio è del 6,9% a favore del primo; inoltre dal momento in cui l'emisfero meridionale è orientato verso il Sole, a quello in cui il pianeta raggiunge il punto di perielio, tale emisfero percepisce una leggera maggiore energia rispetto all'emisfero nord durante l'intero anno. Questa differenza, seppure presente, è decisamente poco significativa rispetto all'energia totale derivante dal cambiamento di orientazione dell'asse, e, nella sua parte maggiore, viene assorbita e compensata dalla più alta presenza di masse acquee dell'emisfero meridionale.[60]
La sfera di Hill (sfera gravitazionale di influenza) della Terra è di circa 1,5 Gm (1 496 620 km circa) di raggio.[61][62] Questa è la massima distanza alla quale l'influenza gravitazionale del pianeta è più forte di quella solare e dei pianeti. Gli oggetti in orbita attorno alla Terra devono rimanere all'interno di questo raggio in ogni punto della loro orbita per non venire strappati alla presa gravitazionale della Terra ed essere immessi in un'orbita eliocentrica: la sfera di Hill cambia leggermente di dimensioni lungo l'orbita della Terra aumentando gradualmente fino all'afelio e diminuendo gradualmente fino al perielio.
Cenni di teoria geocentrica e di non sfericità della Terra[modifica | modifica wikitesto]
Lo stesso argomento in dettaglio: Sistema geocentrico e Terra piatta.
Poiché la Terra è molto grande, osservando dalla superficie non è immediatamente evidente che abbia forma geoidale, leggermente appiattita, schiacciata ai poli e con un lieve rigonfiamento all'equatore. Per questa ragione le antiche civiltà, come quella mesopotamica, e i primi filosofi greci, come Talete, ritennero che la Terra fosse piatta. Un primo passo verso il riconoscimento della forma reale fu compiuto da Anassimandro, che concepì la terra come un cilindro sospeso nello spazio, immaginando quindi di avere cielo non solo sopra la propria testa ma anche al di sotto dei propri piedi. La forma sferica fu infine riconosciuta sulla base di deduzioni basate su osservazioni, quali il variare delle osservazioni astronomiche con la latitudine, l'osservazione delle eclissi di luna e il confronto con la forma della luna e del sole.
I Greci, circa 2500 anni fa, cominciarono per primi a sostenere che la terra fosse una sfera. Le prime testimonianze della sfericità terrestre ci arrivano da Pitagora (VI-V secolo a.C.) e da Parmenide (V secolo a.C.); poi Aristotele (384 a.C.-322 a.C.) portò le prime dimostrazioni e infine Eratostene (274 a.C.-196 a.C.) fece le prime misurazioni.
Gli studiosi del Basso Medio Evo, poi, come Guglielmo di Conches, Giovanni di Sacrobosco, Ruggero Bacone, Tommaso d'Aquino, Brunetto Latini, Dante Alighieri, Giovanni Buridano e altri sostennero la sfericità del nostro pianeta con argomenti, per lo più di questo genere:
  1. Il sole, a mezzogiorno, indica il sud qualunque sia il punto di osservazione: se la terra fosse piatta, non sarebbe così;
  2. l'ombra proiettata dalla terra sulla luna, durante un'eclissi parziale, è un arco di cerchio;[63]
  3. la parte che per prima scompare di una nave all'orizzonte è la chiglia.
È da considerarsi infondata la moderna credenza che nel Medioevo la Terra fosse comunemente ritenuta piatta.[64]
Ancora oggi non mancano tuttavia i sostenitori della forma piatta della Terra, molti dei quali aderiscono alla Flat Earth Society (Società della Terra Piatta).
L'errata supposizione della piattezza della Terra nelle civiltà più antiche, era dovuta alla mancata conoscenza della natura centrale della forza di gravità, che permette di avere il cielo sempre come alto e il centro della Terra sempre come basso e quindi superare l'apparente paradosso che si dovesse camminare con la testa rivolta verso il "basso" dall'altra parte della Terra (paradosso che però già Anassimandro aveva saputo superare).
Si ritenne molto più a lungo che la Terra fosse al centro dell'universo perché si ha l'impressione che siano tutti gli altri corpi celesti a girare intorno a essa; inoltre osservando il cielo di notte si ha l'impressione che sia una volta incurvata sulla Terra, illusione dovuta all'immensità dello spazio. Anche se la teoria eliocentrica fu proposta per primo da Aristarco di Samonel III secolo a.C., la teoria geocentrica, anche a causa della precisione di misurazione astronomica necessaria a confutarla, fu quella dominante fino alla fine del Medioevo.
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