Maree lunatiche

Maree lunatiche
Caro professor Peruso,
mi si dice che la luna è la causa delle maree. È mai possibile che il nostro piccolo satellite sia la
causa di effetti tanto grandi?
Cari saluti, Silvano Tersini.
Ho chiesto a questo proposito un’opinione a mia figlia. Si è ricordata di un cartone animato
nel quale la “Pimpa” (il personaggio amato da molti bambini) scopre che la luna ogni giorno si tuffa
nel mare per farsi il bagno. La conseguenza è piuttosto ovvia: per quanto piccolo sia il satellite, il
livello degli oceani sale e da qui nasce l’alta marea. Mi pare una spiegazione assolutamente
simpatica e degna di attenzione, perché mette in evidenza il ruolo che davvero ha la luna in questi
fenomeni importanti ed, a volte, veramente maestosi (penso a Mont St. Michel, in Francia, in cui
un’abbazzia diventa un’isola durante l’alta marea). Inizio con il dirvi che il nostro fedele satellite, in
un certo senso, continua a fare una danza roteante con noi, con la nostra Terra, da quando è nato.
Non so se avete presente il gioco che due bambini fanno tenendosi le mani, guardandosi in faccia,
ed iniziano a girare attorno ad un punto che sta più o meno a metà strada fra di loro. Se non riescono
a trattenersi e si lasciano andare, la caduta è pressoché inevitabile. Immagino che abbiate anche
presente cosa succede in questo gioco se uno dei due bambini è molto più pesante dell’altro, oppure,
in modo del tutto equivalente, se a fare la piroetta è un’adulto che tiene per le braccia un bambino
molto più leggero. La persona pesante ruota attorno ad un punto più o meno fisso ed è il bambino a
muoversi (a svolazzare) ad una certa distanza (la lunghezza delle braccia) da questo punto. Non è
più vero, insomma, che i due “danzatori” si dividono democraticamente il moto di rotazione. Ruota
(quasi) solo quello leggero. Il punto che rimane fermo si chiama centro di massa ed è tanto più
vicino ad uno dei due corpi quanto più questo è più pesante dell’altro (meglio: quando ha massa più
grande).
Cosa c’entra tutto questo con le maree? Ci arrivo. La Terra e la Luna sono molto simili a due
bambini (anzi, un adulto molto pensante, la Terra, ed un bambinetto leggero leggero, la Luna) che
fanno il gioco sopra descritto. Al posto di una fune materiale, a trattenere i due corpi nella loro
danza c’è la forza di gravità. Come già raccontato in questa rubrica, fu il sublime Newton più di tre
secoli fa a capire l’universalità di questa forza ed a chiamarla in causa per spiegare i moti complessi
dei pianeti nel sistema solare (e poi delle stelle nelle galassie e delle galassie a loro volta) osservati
da Brahe e descritti da Kepler. E’ una forza che agisce in modo diverso a seconda delle masse dei
corpi coinvolti (cresce con esse) e della distanza fra di essi (descresce con essa). Osserva in
particolare che se una delle masse raddoppia anche la forza raddoppia, ma se la distanza raddoppia
la forza diviene quattro volte più debole (si parla di diminuzione quadratica dell’intensità). Questa
forza agisce dunque a varie distanze su tutte le masse presenti, incluse le acque che costituiscono gli
oceani del nostro pianeta. La conclusione più semplice che si può trarre da questa considerazione è
che la Luna attrae a sé la Terra (e la Terra fa lo stesso con la Luna, però questo non è importante
qui), ma che attira anche la massa fluida degli oceani. Siccome gli oceani rivolti verso la Luna sono
in media più vicini ad essa di quanto non lo sia la parte solida della Terra, che si può pensare
concentrata al centro del pianeta, ci si aspetta che l’attrazione che tali oceani subiscono sia
maggiore di quella sentita dalle rocce terrestri. Ecco dunque “l’effetto Pimpa”, ossia il
rigonfiamento degli oceani causati dalla Luna che, pur non tuffandosi nelle acque, è comunque in
grado di innalzarne il livello attirandoli verso di essa.
Finita la risposta? No, c’è un problema, e mica da poco: con questa spiegazione si può certo
capire un “rigonfiamento” – chiamiamolo pure con il suo nome, marea – una volta al giorno, visto
che la terra impiega un giorno per fare un giretto su se stessa. Il fatto è che di maree al giorno ce ne
sono due e non una sola, chiedetelo a qualunque marinaio. Qualcosa non va, evidentemente! La
spiegazione è, ancora una volta, da ricercarsi nell’azione della favolosa forza gravitazionale.
Quando vi ho detto che la Luna attira a sè le acque ad essa relativamente vicine, ho dimenticato di
includere le acque (ovvero gli oceani) che si trovano dalla parte opposta del globo terrestre rispetto
alla Luna. Queste masse fluide sono ad una distanza maggiore non solo delle acque che la Luna sta
attirando a sè con decisione, ma anche della massa terrestre (o, meglio, del suo centro). Siccome
queste acque sono più lontane, risultano meno fortemente attratte, e dunque possono “allontanarsi”
dalla terra verso il lato opposto della Luna. Potremmo anche dire che la parte rocciosa della Terra si
avvicina di più alla Luna di quanto non faccia la parte liquida.
Il tutto comporta, spero vi sia chiaro, un rigonfiamento degli oceani di pari entità di quello
provocato dall’attrazione lunare “diretta”. In pratica: da una parte della terra le acque salgono
perché sono attratte dalla Luna più del resto, agli antipodi esse salgono perché sono attratte (sempre
dalla Luna) meno del resto! Risultato: due rigonfiamenti al giorno, ovvero la doppia alta marea.
Qualcuno osa chiedere perché ci sono anche due basse maree al giorno? Pensateci un po’: se il
livello dell’acqua sale a causa delle alte maree, da qualche parte dovremo pur prendere “in prestito”
questa eccedenza. Insomma: gli oceani da qualche parte si gonfiano a spese di altre parti che si
sgonfiano. Ecco dunque spiegato il ruolo (essenziale) della Luna nel regolare le maree terrestri con
la loro periodicità quotidiana, anzi, doppiamente giornaliera. Volendo essere pignoli, le maree si
succedono con un ritmo leggermente più lento (circa 12 ore e 25 minuti) perché quello che conta
per definirne la periodicità è il tempo richiesto dalla Luna per ritornare sullo stesso meridiano
terrestre (che è pari infatti a circa 24 ore e 50
minuti). Inoltre succede che le maree sono
comunque un po’ in ritardo rispetto il passaggio
della Luna a causa di vari fenomeni, come gli attriti
e l’inerzia dell’acqua.
Non si può puoi dimenticare che c’è
qualcun altro in cielo che si diverte ad influire
sull’evoluzione delle maree terrestri. Ovviamente
non sto parlando di influssi astrali strampalati. E’ il
Sole che, benché molto più lontano dalla Terra
rispetto alla Luna (circa 400 volte più distante!) è
enormemente più grande e riesce così a farsi ancora
sentire, modificando a volte in modo rilevante
l’andamento delle maree. In particolare, quando il
Sole e Luna sono allineati rispetto alla Terra, il loro
effetto gravitazionale viene amplificato ed induce
maree di intensità corrispondemente più grande. Ciò avviene con le fasi di plenilunio e Luna nuova.
Ovviamente la luminosità del nostro satellite non è causa delle aumentate maree (sia alte che basse):
il disco lunare ci appare pieno o buio perché esso è allineato con il Sole e, sempre a causa
dell’allineamento, le forze gravitazionali combinate del Sole e della Luna sono aumentate, come
sopra detto. Tutto qui. Queste situazioni di maree estreme sono dette “sigiziali”.
Concludo facendo osservare che, seppure le maree siano fenomeni possenti (nella baia di
Fundy, in Canada, raggiungono i 20 metri di altezza!), l’effetto lunare è imporante solo perché si
applica a masse fluide colossali (quelle oceaniche, per l’appunto). Chi pensa che la Luna sia capace
di modificare ritmi e flussi su scala molto più piccola (ad esempio le culture agricole o le nascite dei
bambini) dovrebbe fermarsi e riflettere un po’. La gravità lunare è praticamente irrilevante su queste
scale (la massa dell’acqua contenuta in un essere umano è una frazione ridicolmente piccola di
quella presente in un oceano!) e, comunque sia, anni di statistiche e studi sistematici escludono ogni
collegamento fra i ritmi biologici dell’ecosistema e quelli lunari. Per non parlare di quelli di altri
pianeti, delle altre stelle e delle galassie. Con buona pace degli astrologi. Se devo raccontare
storielle preferisco rifarmi alla “Pimpa”, che tutto sommato è più vicina alla soluzione giusta ... .
[a cura di Stefano Oss]