STELLE E NUVOLE: UNA TEORIA SULLE RELAZIONI TRA ASTRONOMIA E CLIMA
1° Domanda: il nostro pianeta ha un clima stabile?
STELLE E NUVOLE
ALCUNI DATI SUL
CLIMA TERRESTRE
La temperatura
media sulla
superficie terrestre
è di circa 15 °C
sopra lo 0: ciò
permette la
coesistenza delle
fasi solida, liquida
e gassosa
dell’acqua.
Così “a caldo” verrebbe da rispondere: no! Perché siamo subito
portati a pensare ai mutamenti meteorologici quotidiani, al
“tempo che fa”, se c’è il sole o la pioggia, la nebbia o le nuvole.
Inoltre, al telegiornale si sente spesso parlare dei danni causati
dai tornado, enormi tempeste contro le quali è quasi impossibile
difendersi.
Ma questo è quello che accade se pensiamo a piccole zone
della Terra (come la nostra città o regione) e in intervalli di tempo
limitati.
3 tornado sopra le coste
statunitensi
Se invece guardiamo il problema dal punto di vista astronomico
e quindi consideriamo la Terra come uno dei 9 pianeti del
Sistema Solare ci accorgiamo che la risposta non è così
scontata. E’ infatti il suo clima globale che dobbiamo valutare,
confrontandolo anche con quello degli gli altri pianeti.
Vedremo allora che la nostra risposta sarà: sì il nostro pianeta ha
un clima stabile ed è proprio grazie a questa caratteristica che la
Terra è un ambiente adatto alla vita ed è quindi un pianeta
speciale.
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2° Domanda: com’è, allora, il clima su altri
pianeti del Sistema Solare?
Mercurio è il pianeta più vicino al Sole,
tre volte più vicino di quanto lo sia la Terra.
Esso compie una rivoluzione attorno al Sole
in circa 88 giorni e ruota su se stesso in 58,6
giorni terrestri. La combinazione di questi
due periodi fa sì che la durata di un giorno
"mercuriano" sia pari a 176 giorni terrestri.
Una così prolungata esposizione al Sole fa sì
che la faccia illuminata raggiunga anche i
452 gradi di temperatura mentre sull'altra
faccia,quella non esposta, la temperatura si abbassa sino ai -180
gradi. Questa forte escursione termica non è dovuta solo al moto
di rotazione ma anche alla mancanza di atmosfera, la cui
presenza avrebbe attenuato le differenze di temperatura tra le
varie zone grazie alla sua capacità di trattenere il calore.
Mercurio è quindi un deserto gelido e bollente con una
escursione termica di ben 600 °C!!
Venere è il secondo pianeta in ordine di distanza dal Sole ed è
anche il più vicino a noi.
A differenza di Mercurio esso possiede un’atmosfera, è infatti
ricoperto da una spessa coltre di nubi responsabile dell' effetto
serra, che è presente anche qui sulla Terra: la radiazione solare
giunge al suolo e, riscaldandolo, perde l’energia che le
permetterebbe di essere riflessa all'esterno. Parte di questa
radiazione resta quindi intrappolata al di sotto delle nubi e
riscalda il pianeta. Su Venere questo effetto è molto più intenso
che sulla Terra a causa della diversa composizione chimica
dell’atmosfera, inoltre il pianeta è più vicino al Sole e quindi
riceve una maggior quantità di radiazione. Per questi motivi su
Venere la temperatura media raggiunge i 464oC: una
temperatura così alta da poter fondere un metallo!
Marte, quarto pianeta del Sistema Solare, è quello che
conosciamo meglio. Nonostante la temperatura media sulla sua
superficie varii da 14 gradi sotto lo zero a –120°C, anch’esso
presenta il fenomeno dell’alternarsi delle stagioni, tanto da
fornire un paragone interessante per quanto riguarda le relazioni
tra i climi planetari e l’Astronomia! Avremo infatti occasione di
Temperatura media della riparlarne più avanti.
superficie di Marte = 40°C
Dopo Marte vengono Giove, Saturno, Urano e Nettuno, 4 pianeti
sotto zero,
gassosi e molto grandi il cui clima non ha molto senso
paragonare a quello della Terra, che appartiene invece alla
“famiglia” dei pianeti rocciosi come Mercurio, Venere e Marte.
Sarebbe come paragonare la digestione del Mammut Manny a
quella di Scrat che mangia solo ghiande!
Ultimo troviamo Plutone, nuovamente di tipo roccioso ma
talmente lontano dal Sole (40 volte la Terra) da raggiungere
temperature superficiali di oltre 200 °C sotto lo 0! Anche di
Plutone avremo occasione di parlare più avanti.
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3° Domanda: quali sono gli eventi, su
scala astronomica, che possono
rendere instabile il clima di un pianeta?
Beh! Le prime
cose che vengono in mente a tutti voi saranno
sicuramente gli impatti di asteroidi e comete.
Ma, anche se più frequenti nel lontano passato, questi eventi
avvengono con una probabilità talmente bassa che, parlando
delle possibili cause di mutamenti climatici, non vengono presi in
considerazione.
Per questo troverete maggiori
informazioni
sulla
scheda
di
approfondimento n° 1, “Qual è
l’effetto sul clima di un impatto
meteorico e la sua probabilità?”,
alla fine di questo manuale.
Uno, invece, dei più probabili fattori modificatori del clima
potrebbe essere una variazione della quantità di radiazione
solare ricevuta da un pianeta e la causa più ovvia di tale
variazione non può che essere una variazione dell’emissione
dell’energia prodotta dal Sole stesso.
Se il Sole, ad esempio, variasse all'improvviso la quantità di
energia che emette (e quindi cambiasse anche la quantità che
arriva sul pianeta), il clima subirebbe delle drastiche variazioni.
Sappiamo, per esempio, che ciò accadrà sicuramente in un
lontano futuro, tra 5 miliardi di anni, quando il Sole avrà finito il
suo combustibile interno (l'idrogeno) e si trasformerà in una
gigante rossa.
Nonostante le variazioni a cui è soggetta la nostra stella siano
molteplici e continue è solo da pochi anni che sofisticati
strumenti installati su satelliti hanno iniziato a fornire registrazioni
accurate del flusso di energia solare ed in particolare del flusso
che riceve il nostro pianeta. E’ il caso per esempio della sonda
SOHO che in questi ultimi anni ci ha chiarito diversi punti sul Sole.
Se volete sapere qualcosa in più sulle variazioni del flusso solare
andate alla scheda di approfondimento n° 2, “Che tempo fa sul
Sole?”, alla fine del manuale.
SCHEDE DI
APPROFONDIMENTO
N°1 Qual è l’effetto sul
clima di un impatto
meteorico e la sua
probabilità?
N°2 Che tempo fa sul
Sole?
Per indicare il flusso di energia solare che arriva su un
pianeta il termine corretto da usare è INSOLAZIONE
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Ma ci sono altri fattori che possono modificare nel tempo il clima
di un pianeta e diminuirne la stabilità.
Infatti la variazione di quantità di luce solare ricevuta da un
pianeta può cambiare a causa della variazione della sua
posizione e della geometria del suo moto rispetto al Sole e non a
mutamenti interni alla nostra stella.
Guardando queste immagini RIASSIUMIAMO:
potete, per esempio, avere
un’idea di come cambia
l’insolazione man mano che ci I fenomeni su scala
allontaniamo dal Sole
astronomica che possono
modificare il clima di un
Qui siamo sulla Terra
pianeta sono:
1°. Impatti di comete e
asteroidi sulla superficie
del pianeta
2°. Variazione del flusso
Qui siamo su Marte
solare che raggiunge il
pianeta,
la
quale
può
essere a sua volta dovuta
a due fattori diversi
a)
variazione
flusso
di
del
radiazione
prodotta dal Sole
E qui su Giove… Brrr Che
freddo!
b)
variazione
posizione
e
della
della
geometria del moto
del pianeta rispetto al
Ma non è tutto qui: questo ultimo punto è un po’ complesso e
iniziamo ad approfondirlo con la prossima domanda tornando
anche a occuparci della Terra e a cercare una spiegazione del
freddo bestiale che ha costretto me e i miei amici a migrare a
Sud ben 18.000 anni fa…
Sole
E’ di quest’ultimo
punto che ci
occuperemo ora!
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