forma e dimensioni della terra

Cognome....................................................................... Nome ............................................................................. FORMA E DIMENSIONI DELLA TERRA Quando il 6 settembre 1522 l’unica nave superstite della spedizione del navigatore portoghese Ferdinando Magellano fece ritorno in Spagna, dopo la prima circumnavigazione del globo, fornì al mondo la prova “sperimentale” della sfericità della Terra. I dubbi di chi ancora si ostinava a ritenere la Terra piatta, come era credenza ancora diffusa nel Medioevo, furono dissipati. Del resto, prove indirette che la Terra fosse sferica e non piatta, come appare al senso comune, erano state avanzate fin dall’antichità; per esempio, il fatto che una nave che si allontana scompare a poco a poco al di là dell’orizzonte, mentre se si avvicina appaiono per prime le vele più alte e poi a poco a poco tutto il resto; oppure il fatto che l’ombra che la Terra proietta sulla Luna durante le eclissi lunari è sempre di forma circolare, cosa che non potrebbe accadere se il nostro pianeta fosse piatto. Proprio questa fu una delle osservazioni con cui nel IV secolo a.C. il filosofo Aristotele intese provare la sfericità della Terra, una convinzione comune tra i pensatori greci già dal VI secolo a.C., allorché fu abbandonata l’idea che la Terra fosse un disco piatto. La Terra, tuttavia, non è una sfera perfetta: infatti, risulta leggermente schiacciata ai Poli, i due punti della superficie attraverso i quali passa l’asse di rotazione e leggermente rigonfia all’Equatore. Cerchiamo di capire la ragione. In un corpo in rotazione su se stesso, come appunto è la Terra, agisce una forza centrifuga, una forza apparente orientata in modo perpendicolare alla direzione del moto, che tende ad allontanare ogni sua particella componente rispetto all’asse di rotazione; questa foza è proporzionale alla velocità linerare di rotazione, che per ogni punto è data dal rapporto tra lo spostamento subito e il tempo impiegato. Per un punto posto esattamente ai Poli la velocità di rotazione è nulla; a mano a mano che ci allontaniamo dai Poli, la velocità di rotazione aumenta, fino a raggiungere un valore massimo quando il punto si trova su una circonferenza posta alla stessa distanza dai Poli e perpendicolare all’asse di rotazione, detta Equatore; la sua lunghezza è di 40.077 km, per cui un punto posto all’Equatore si muove a una velocità di 40.077 km/24 h, pari a circa 1670 km/h. Poiché all’Equatore la velocità lineare è massima, anche l’effetto della forza centrifuga è massimo e tende a concentrare materia in questa regione, causandone un “rigonfiamento”; ai Poli si determina quindi un “appiattimento”, come viene visualizzato a sinistra.
Il raggio equatoriale è di 21,5 km più lungo del raggio polare e la forma della Terra si avvicina a quella di un ellissoide di rotazione, solido geometrico ottenuto facendo ruotare un’ellisse attorno a uno degli assi. Per ogni uso pratico si fa riferimento ai valori dell’ellissoide calcolati nel 1909 dallo studioso statunitense John F. Hayford. La circonferenza massima si ha in corrispondenza dell’Equatore (circolo equatoriale); ogni circolo meridiano passante per i Poli, ha un valore minore. In tabella sono riportati i dati principali relativi alla Terra. DALL’ELLISSOIDE AL GEOIDE Effettuando misurazioni molto precise sulla superficie terrestre basate sul “modello geometrico” dell’ellissoide, gli scienziati si sono resi conto che i risultati ottenuti erano diversi da quelli teoricamente prevedibili. Utilizzando, per esempio, strumenti come il filo a piombo per individuare la verticale dei vari luoghi e stabilire quindi il rispettivo piano orizzontale, si è osservato che la direzione indicata, che è quella lungo cui agisce la forza di gravità in ogni dato punto (verticale fisica), non coincide con la verticale geometrica, che dovrebbe passare per il centro della Terra. La causa di queste deviazioni sono le irregolarità della superficie della Terra, dovute alla presenza di catene montuose e depressioni e la non omogenea distribuzione delle masse rocciose sotto la crosta terrestre: come conseguenza, la forza di gravità varia leggermente da punto a punto. Se immaginiamo di unire tra loro tutte le superific piane che si possono stabilire per mezzo del filo a piombo, si ottiene un solido di forma irregolare, leggermente diverso dall’ellissodie, detto geoide: è un solido ideale non geometrico, la cui superficie è perpendicolare in ogni punto alla direzione della forza di gravità. RISPONDI ALLE DOMANDE SUL QUADERNO 1.
2.
Perché la Terra non ha la forma di una sfera perfetta? Che cos’è il geoide e in che cosa differisce dall’ellissoide?