IL PIANETA TERRA - Scuole Maestre Pie
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IL PIANETA TERRA Test di ingresso sulle conoscenze Il pianeta Terra Il pianeta Terra La forma e le dimensioni della Terra Disco piatto Sfera Ellissoide di rotazione Geoide Prove indirette della sfericità della Terra 1. 2. 3. L’altezza delle stelle sull’orizzonte varia se ci si sposta lungo un meridiano L’orizzonte aumenta di diametro con il crescere dell’altitudine dell’osservatore Altri…. Il calcolo di Eratostene Sulla base dell’ipotesi che la Terra fosse sferica, nel III secolo a.C. Eratostene di Cirene eseguì un mirabile calcolo della circonferenza terrestre che risultò 39.375 Km. Dati sperimentali: Alessandria e Assuan erano sullo stesso meridiano (arco); Misurò l’angolo che i raggi del Sole formavano con la verticale ad Alessandria il 21 giugno (giorno in cui i raggi erano perpendicolari ad Assuan): esso risultò pari a circa 1/50 della misura angolare di una intera circonferenza. Pertanto, moltiplicando per 50 la distanza tra Assuàn e Alessandria, Eratostene otteneva per la circonferenza terrestre la lunghezza di 39.375 km. esercizi Le coordinate geografiche Meridiani: circonferenze tutte uguali fra loro passanti per i due poli terrestri. Meridiani geografici: semicirconferenze comprese fra un polo e l’altro. Ad ognuno corrisponde un antimeridiano Le coordinate geografiche Paralleli Essi hanno diverse circonferenze Sono tutti paralleli fra loro, distanti di 1° L’equatore è il meridiano di riferimento Tale sistema è detto: reticolato geografico Le coordinate geografiche Longitudine misurata in gradi e frazioni di grado specifica se il punto è ad Est (E) o ad Ovest (W) Rappresenta la distanza angolare di P rispetto al meridiano di riferimento Le coordinate geografiche Latitudine misurata in gradi e frazioni di grado specifica se il punto è a Nord o a Sud Esprime da distanza angolare di P rispetto al parallelo di riferimento verso N o verso S Il pianeta Terra Attività per capire esercizi LA RAPPRESENTAZIONE DELLA TERRA Le carte geografiche: caratteristiche in punti Le carte geografiche sono rappresentazioni in piano della nostra superficie terrestre Ridotte: scala Simboliche Tematiche: si differenziano sulla base del loro contenuto Per essere esatte occorre che rispettino i criteri di: Equidistanza (rappresentazioni equidistanti) Equivalenza fra le aree (rappresentazioni equivalenti) Isogonia (rappresentazioni isogone o conformi) Proiezioni geografiche: rappresentazioni in piano del reticolato geografico Pure: il reticolato geografico è riportato geometricamente su una superficie ausiliaria piana Modificate: quando apporto «ritocchi» per ridurre le deformazioni nel passaggio da una superficie «sferica» (la sfera terrestre) a quella piana della superficie ausiliaria Convenzionali: il reticolato geografico si costruisce sulla base di relazioni matematiche fra punti della superficie terrestre (in funzione dello scopo della rappresentazione si rispetta almeno una delle seguenti relazioni vere: equidistanza, equivalenza, isogonia) Nessuna proiezione è migliore in assoluto: dipende da cosa vogliamo studiare, nessuna è una rappresentazione fedele del nostro Pianeta. La rappresentazione del Pianeta Terra Peculiarità e requisiti delle carte geografiche: i globi Posseggono tutti e tre i requisiti di equivalenza, equidistanza ed isogonia Mentre le carte geografiche rispettano al massimo uno di tali requisiti Proiezioni pure Nella proiezione conforme di Gauss si suppone di proiettare la superficie terrestre su un cilindro tangente a un meridiano e all’antimeridiano corrispondente. Si ottiene una carta nella quale il meridiano di tangenza e l’Equatore sono due linee rette perpendicolari, mentre gli altri meridiani e paralleli sono linee curve. Nello stretto settore che si estende per pochi gradi a Est e a Ovest del meridiano di tangenza questa proiezione può considerarsi equidistante e assicura deformazioni trascurabili. Proiezione modificata Come si rappresenta la Terra Esempio di carta geologica Mezzo per passare dai dati dell’osservazione alla ricostruzione (interpretazione) della storia dell’intera crosta terrestre Innumerevoli applicazioni pratiche Mezzo per registrare e tramandare le informazioni su: natura, distribuzione, struttura della crosta terrestre. Importanza della legenda! Inesauribile fonte di dati CURVE DI LIVELLO..UN ESEMPIO EMPIRICO Curve di livello e lettura del rilievo Gli “esempiempirici” - Si Modella MORFOLOGIE A PANETTONE… + + MORFOLOGIE A PANDORO… + + Come si rappresenta la Terra Il telerilevamento Utilizza sensori o radiometri di radiazioni elettromagnetiche Un sistema traduce questi dati in immagini: visione 3D del territorio Scopi: cartografici, risorse della Terra, studio dell’ambiente In senso antiorario ed opposto a quello apparente del sole I moti della Terra 4. Il moto di rotazione terrestre L’alternarsi del dì e della notte * 4. Il moto di rotazione terrestre Lo schiacciamento polare Diversa F centrifuga: diversa entità della deformazione 4. Il moto di rotazione terrestre La forza di Coriolis: è una forza solo apparente! * I moti della Terra Prove indirette del moto di rotazione terrestre Apparente spostamento dei corpi celesti da E verso O Analogia con gli altri pianeti Esperimento di Guglielmini (1791-1792 sulla Torre degli Asinelli a Bologna) Il corpo in caduta conserva una velocità lineare maggiore rispetto a quella del punto di arrivo che si trova più vicino all’asse di rotazione I moti della Terra La misura del giorno: il giorno solare dura circa 4 minuti di più rispetto al giorno sidereo La durata effettiva di una rotazione completa della Terra intorno all’asse, prendendo come punto di riferimento una stella a grande distanza, è detta giorno sidereo. Il giorno solare è invece l’intervallo di tempo che intercorre tra due successive culminazioni del Sole in un certo luogo. I moti della Terra Il moto di rivoluzione terrestre: rispetto ad un osservatore molto distante il moto si compie in senso antiorario. I moti della Terra La prova diretta e più sicura del moto orbitale della Terra è fornita da un fenomeno di natura fisica che venne scoperto nel 1727 da J. Bradley, dell’Osservatorio astronomico di Greenwich: si tratta dell’aberrazione della luce proveniente dagli astri. Bradley notò che quando noi osserviamo una stella con un telescopio, dobbiamo inclinarlo leggermente in avanti, nel senso del moto di rivoluzione della Terra, puntandolo su una posizione (S1) che è leggermente spostata rispetto a quella in cui si trova veramente la stella (S). Il fenomeno è spiegabile con il fatto che la luce proveniente dall’astro impiega un certo tempo a percorrere l’asse ottico del telescopio e ad arrivare fino al nostro occhio, e nel frattempo noi ci spostiamo in un punto dell’orbita terrestre che non è più quello di prima. Prove del moto di rivoluzione terrestre Analogia con gli altri pianeti del sistema solare Periodicità annua di alcune stelle cadenti Aberrazione della luce proveniente dagli astri (animazione di un fotone osservato da un telescopio in movimento) I moti della Terra La misura dell’anno: l’anno solare dura 5 ore e 48 minuti meno dell’anno sidereo Per anno sidereo si intende l’effettivo periodo di rivoluzione della Terra attorno al Sole. Esso corrisponde all’intervallo di tempo che passa tra due ritorni consecutivi del Sole nella stessa posizione rispetto alle stelle. Questo intervallo di tempo è di 365 giorni, 6 ore, 9 minuti e 10 secondi. L’anno solare (o anno tropico) è invece il tempo che intercorre tra due passaggi consecutivi del Sole allo Zenit su uno stesso tropico. A causa del fenomeno della precessione lunisolare, questo avviene un po’ prima che la Terra abbia completato la propria rivoluzione attorno al Sole. Per questa ragione, l’anno solare è un po’ più breve di quello sidereo: ha una durata di 365 giorni, 5 ore, 48 minuti e 46 secondi. Lo zenit è il punto immaginario che sta esattamente sopra la testa dell'osservatore. Il punto diametralmente opposto allo zenit invece, è detto nadir. Zenit e nadir sono anche chiamati poli dell'orizzonte. I moti della Terra L’alternanza delle stagioni * Per un punto P nell’emisfero boreale il di ha durata maggiore Per un punto P nell’emisfero australe la notte ha durata minore La differenza nella durata del di e della notte è sempre nulla all’equatore e della diversa inclinazione dell’asse terrestre Zenit nel tropico del cancro I moti della Terra I circoli polari ed i tropici (che sono circoli di illuminazione) dividono la superficie terrestre in 5 zone astronomiche: ridistribuzione dell’energia solare che influenza il clima e ed è causa di periodi detti glaciazioni I moti della Terra I moti millenari della Terra: causati dall’attrazione gravitazionale che altri corpi, soprattutto Sole e Luna, esercitano sulla Terra Variazione della direzione dell’asse terrestre L’orientamento L’orientamento Durante il dì Durante la notte L’orientamento Le coordinate geografiche: misurarle La misura delle coordinate geografiche La misura delle coordinate geografiche: la longitudine La misura della longitudine si basa sulla determinazione dell’ora locale. Non si tratta dell’ora indicata dall’orologio, ma di quella ricavabile – con appositi strumenti e calcoli complessi – dalla posizione del Sole nel suo moto apparente attorno alla Terra. Nelle 24 ore il Sole raggiunge il culmine del suo arco giornaliero via via su tutti i 360 meridiani di grado del globo. Il Sole in un’ora si muove apparentemente di 15°; il che significa che per spostarsi da un meridiano al successivo, cioè per spostarsi di 1°, impiega 4 minuti. Per conoscere la longitudine di un luogo si calcola la differenza (in minuti) fra l’ora locale del luogo e l’ora locale di Greenwich e poi si divide per 4, ottenendo così il numero di meridiani che separano la località dal meridiano di riferimento. La misura delle coordinate geografiche La misura delle coordinate geografiche La misura delle coordinate geografiche: la latitudine Il metodo utilizzato più di frequente per determinare la latitudine di un luogo consiste nel misurare – sempre con strumenti appositi – l’altezza di una stella sul piano dell’orizzonte. La misura delle coordinate geografiche I fusi orari La misura delle coordinate geografiche I fusi orari L’ora valida per ciascuna località si chiama ora locale (detta anche ora vera) e lo è per tutti i luoghi situati sullo stesso meridiano, e solo per essi. Tale ora è detta ora civile. Al sistema dei fusi orari viene associata la linea internazionale del cambiamento di data, che corrisponde all’incirca all’antimeridiano del meridiano fondamentale. Se si attraversa la linea andando dall’America all’Asia – ossia da Est verso Ovest – bisogna spostare la data al giorno successivo; se, al contrario, si va dall’Asia all’America – cioè da Ovest a Est – bisogna ripetere la data del giorno in corso (una bizzaria solo apparente!). La misura delle coordinate geografiche La bizzarria è solo apparente, come dimostra il seguente esempio. Supponiamo che sul meridiano di Greenwich sia mezzanotte di una domenica. Nelle località a Ovest, cioè verso gli Stati Uniti d’America, è ancora domenica: a New York è tardo pomeriggio della domenica, sulla costa del Pacifico è primo pomeriggio di domenica, e arrivati sul meridiano opposto a Greenwich è mezzodì di domenica. Al contrario, se ci spostiamo da Greenwich verso Est troveremo che sull’Europa orientale è già lunedì, anche se è ancora notte, tra l’India e la Cina è lunedì mattina presto, in Giappone è tarda mattinata e sul meridiano opposto a Greenwich è mezzodì del lunedì. Quindi in entrambi i casi nel tredicesimo fuso è mezzodì, ma se ci arriviamo da Ovest è mezzodì di domenica, mentre se ci arriviamo da Est è mezzodì del lunedì. Il campo magnetico terrestre Il campo magnetico terrestre Il campo magnetico è un campo vettoriale generato nello spazio dal moto di una carica elettrica o da un campo elettrico variabile nel tempo. Il campo magnetico terrestre Il campo magnetico terrestre Le caratteristiche della Luna Le caratteristiche della Luna La Luna, pur avendo dimensioni minori e non essendo adatta alla vita, presenta molte analogie con la Terra. Visto che molto probabilmente i due corpi si sono formati nello stesso periodo e a partire dagli stessi costituenti, la Luna può essere una fonte di informazioni anche sul passato del nostro Le caratteristiche della Luna • • • • • Nel 1959 il Lunik 3 (URSS) passa dietro la Luna e trasmette le prime immagini della «faccia nascosta». Nel 1966 il Lunik 9 (URSS) esegue il primo «atterraggio» morbido, senza equipaggio. I primi due astronauti, N. Armstrong ed E.E. Aldrin della missione Apollo 11, hanno messo piede sulla Luna nel luglio del 1969. Nel 1971 Apollo 15 depone sulla Luna la prima automobile pilotata da un uomo, il «Lunar Roving Vehicle». L’ultima missione Apollo avviene nel dicembre 1972. La quantità di dati provenienti dagli strumenti lasciati in funzione sul satellite e dai campioni riportati sulla Terra è imponente. Alla conclusione delle missioni Apollo risultavano prelevati in totale di circa 382 kg di campioni di polvere e rocce lunari, percorsi dall’uomo un centinaio di kilometri sulla superficie lunare, eseguiti 34 esperimenti in orbita e molti altri direttamente sulla Luna, riprese centinaia di migliaia di immagini da vicino e lasciate una sessantina di apparecchiature scientifiche, rimaste a lungo in funzione. I moti della Luna e le fasi lunari I moti della Luna e le fasi lunari I moti della Luna e le fasi lunari I moti della Luna e le fasi lunari Il mese sinodico ed il mese sidereo I moti della Luna e le fasi lunari Le eclissi Domande per il ripasso Test di ripasso Laboratorio delle competenze Approfondimento: i sistemi di posizionamento satellitari
