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Tutti i movimenti della Terra

27 Giu

Proprio ieri, una nostra cara lettrice ci ha fatto una domanda molto interessante nella sezione:

Hai domande o dubbi?

Come potete leggere, si chiede se esiste una correlazione tra i moti della Terra e l’insorgere di ere di glaciazione sul nostro pianeta. Rispondendo a questa domanda, mi sono reso conto come, molto spesso, e non è certamente il caso della nostra lettrice, le persone conoscano solo i moti principali di rotazione e rivoluzione. A questo punto, credo sia interessante capire meglio tutti i movimenti che il nostro pianeta compie nel tempo anche per avere un quadro più completo del moto dei pianeti nel Sistema Solare. Questa risposta, ovviamente, ci permetterà di rispondere, anche in questa sede, alla domanda iniziale che è stata posta.

Dunque, andiamo con ordine, come è noto la Terra si muove intorno al Sole su un’orbita ellittica in cui il Sole occupa uno dei due fuochi. Questo non sono io a dirlo, bensì questa frase rappresenta quella che è nota come I legge di Keplero. Non starò qui ad annoiarvi con tutte le leggi, ma ci basta sapere che Keplero fu il primo a descrivere cinematicamente il moto dei pianeti intorno ad un corpo più massivo. Cosa significa “cinematicamente”? Semplice, si tratta di una descrizione completa del moto senza prendere in considerazione il perché il moto avviene. Come sapete, l’orbita è ellittica perché è la legge di Gravitazione Universale a spiegare la tipologia e l’intensità delle forze che avvengono. Bene, detto molto semplicemente, Keplero ci spiega l’orbita e come il moto si evolverà nel tempo, Newton attraverso la sua legge di gravitazione ci dice il perché il fenomeno avviene in questo modo (spiegazione dinamica).

Detto questo, se nel nostro Sistema Solare ci fossero soltanto il Sole e la Terra, quest’ultima si limiterebbe a percorrere la sua orbita ellittica intorno al Sole, moto di rivoluzione, mentre gira contemporaneamente intorno al suo asse, moto di rotazione. Come sappiamo bene, il primo moto è responsabile dell’alternanza delle stagioni, mentre la rotazione è responsabile del ciclo giorno-notte.

Purtroppo, ed è un eufemismo, la Terra non è l’unico pianeta a ruotare intorno al Sole ma ce ne sono altri, vicini, lontani e più o meno massivi, oltre ovviamente alla Luna, che per quanto piccola è molto vicina alla Terra, che “disturbano” questo moto molto ordinato.

Perche questo? Semplice, come anticipato, e come noto, due masse poste ad una certa distanza, esercitano mutamente una forza di attrazione, detta appunto gravitazionale, direttamente proporzionale al prodotto delle masse dei corpi e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. In altri termini, più i corpi sono massivi, maggiore è la loro attrazione. Più i corpi sono distanti, minore sarà la forza che tende ad avvicinarli. Ora, questo è vero ovviamente per il sistema Terra-Sole ma è altresì vero per ogni coppia di corpi nel nostro Sistema Solare. Se Terra e Sole si attraggono, lo stesso fanno la Terra con la Luna, Marte con Giove, Giove con il Sole, e via dicendo. Come è facile capire, la componente principale delle forze è quella offerta dal Sole sul pianeta, ma tutte queste altre “spintarelle” danno dei contributi minori che influenzano “in qualche modo” il moto di qualsiasi corpo. Bene, questo “in qualche modo” è proprio l’argomento che stiamo affrontando ora, cioè i moti minori, ad esempio, della Terra nel tempo.

Dunque, abbiamo già parlato dei notissimi moti di rotazione e di rivoluzione. Uno dei moti che invece è divenuto famoso grazie, o forse purtroppo, al 2012 è quello di precessione degli equinozi, di cui abbiamo già parlato in questo articolo:

Nexus 2012: bomba a orologeria

Come sapete, l’asse della Terra, cioè la linea immaginaria che congiunge i poli geografici ed intorno al quale avviene il moto di rotazione, è inclinato rispetto al piano dell’orbita. Nel tempo, questo asse non rimane fisso, ma descrive un doppio cono come mostrato in questa figura:

Moto di precessione degli equinozi e di nutazione

Moto di precessione degli equinozi e di nutazione

Il moto dell’asse è appunto detto di “precessione degli equinozi”. Si tratta di un moto a più lungo periodo dal momento che per compiere un intero giro occorrono circa 25800 anni. A cosa è dovuto il moto di precessione? In realtà, si tratta del risultato di un duplice effetto: l’attrazione gravitazionale da parte della Luna e il fatto che il nostro pianeta non è perfettamente sferico. Perché si chiama moto di precessione degli equinozi? Se prendiamo la linea degli equinozi, cioè quella linea immaginaria che congiunge i punti dell’orbita in cui avvengono i due equinozi, a causa di questo moto questa linea si sposterà in senso orario appunto facendo “precedere” anno dopo anno gli equinozi. Sempre a causa di questo moto, cambia la costellazione visibile il giorno degli equinozi e questo effetto ha portato alla speculazione delle “ere new age” e al famoso “inizio dell’era dell’acquario” di cui, sempre in ambito 2012, abbiamo già sentito parlare.

Sempre prendendo come riferimento la figura precedente, notiamo che c’è un altro moto visibile. Percorrendo il cono infatti, l’asse della Terra oscilla su e giù come in un moto sinusoidale. Questo è noto come moto di “nutazione”. Perché avviene questo moto? Oltre all’interazione della Luna, molto vicina alla Terra, anche il Sole gioca un ruolo importante in questo moto che proprio grazie alla variazione di posizione relativa del sistema Terra-Luna-Sole determina un moto di precessione non regolare nel tempo. In questo caso, il periodo della nutazione, cioè il tempo impiegato per per compiere un periodo di sinusoide, è di circa 18,6 anni.

Andando avanti, come accennato in precedenza, la presenza degli altri pianeti nel Sistema Solare apporta dei disturbi alla Terra, così come per gli altri pianeti, durante la sua orbita. Un altro moto da prendere in considerazione è la cosiddetta “precessione anomalistica”. Di cosa si tratta? Abbiamo detto che la Terra compie un’orbita ellittica intorno al Sole che occupa uno dei fuochi. In astronomia, si chiama “apside” il punto di massima o minima distanza del corpo che ruota da quello intorno al quale sta ruotando, nel nostro caso il Sole. Se ora immaginiamo di metterci nello spazio e di osservare nel tempo il moto della Terra, vedremo che la linea che congiunge gli apsidi non rimane ferma nel tempo ma a sua volta ruota. La figura seguente ci può aiutare meglio a visualizzare questo effetto:

Moto di precessione anomalistica

Moto di precessione anomalistica

Nel caso specifico di pianeti che ruotano intorno al Sole, questo moto è anche chiamato di “precessione del perielio”. Poiché il perielio rappresenta il punto di massimo avvicinamento di un corpo dal Sole, il perché di questo nome è evidente. A cosa è dovuta la precessioni anomalistica? Come anticipato, questo moto è proprio causato dalle interazioni gravitazionali, sempre presenti anche se con minore intensità rispetto a quelle del Sole, dovute agli altri pianeti. Nel caso della Terra, ed in particolare del nostro Sistema Solare, la componente principale che da luogo alla precessione degli apsidi è l’attrazione gravitazionale provocata da Giove.

Detto questo, per affrontare il prossimo moto millenario, torniamo a parlare di asse terrestre. Come visto studiando la precessione e la nutazione, l’asse terrestre descrive un cono nel tempo (precessione) oscillando (nutazione). A questo livello però, rispetto al piano dell’orbita, l’inclinazione dell’asse rimane costante nel tempo. Secondo voi, con tutte queste interazioni e questi effetti, l’inclinazione dell’asse potrebbe rimanere costante? Assolutamente no. Sempre a causa dell’interazione gravitazionale, Sole e Luna principalmente nel nostro caso, l’asse della Terra presenta una sorta di oscillazione variando da un massimo di 24.5 gradi ad un minimo di 22.1 gradi. Anche questo movimento avviene molto lentamente e ha un periodo di circa 41000 anni. Cosa comporta questo moto? Se ci pensiamo, proprio a causa dell’inclinazione dell’asse, durante il suo moto, uno degli emisferi della Terra sarà più vicino al Sole in un punto e più lontano nel punto opposto dell’orbita. Questo contribuisce notevolmente alle stagioni. L’emisfero più vicino avrà più ore di luce e meno di buio oltre ad avere un’inclinazione diversa per i raggi solari che lo colpiscono. Come è evidente, insieme alla distanza relativa della Terra dal Sole, la variazione dell’asse contribuisce in modo determinante all’alternanza estate-inverno. La variazione dell’angolo di inclinazione dell’asse può dunque, con periodi lunghi, influire sull’intensità delle stagioni.

Finito qui? Non ancora. Come detto e ridetto, la Terra si muove su un orbita ellittica intorno al Sole. Uno dei parametri matematici che si usa per descrivere un’ellisse è l’eccentricità, cioè una stima, detto molto semplicemente, dello schiacciamento dell’ellisse rispetto alla circonferenza. Che significa? Senza richiamare formule, e per non appesantire il discorso, immaginate di avere una circonferenza. Se adesso “stirate” la circonferenza prendendo due punti simmetrici ottenete un’ellisse. Bene, l’eccentricità rappresenta proprio una stima di quanto avete tirato la circonferenza. Ovviamente, eccentricità zero significa avere una circonferenza. Più è alta l’eccentricità, maggiore sarà l’allungamento dell’ellisse.

Tornando alla Terra, poiché l’orbita è un’ellisse, possiamo descrivere la sua forma utilizzando l’eccentricità. Questo valore però non è costante nel tempo, ma oscilla tra un massimo e un minimo che, per essere precisi, valgono 0,0018 e 0,06. Semplificando molto il discorso, nel tempo l’orbita della Terra oscilla tra qualcosa più o meno simile ad una circonferenza. Anche in questo caso, si tratta di moti millenari a lungo periodo ed infatti il moto di variazione dell’eccentricità (massimo-minimo-massimo) avviene in circa 92000 anni. Cosa comporta questo? Beh, se teniamo conto che il Sole occupa uno dei fuochi e questi coincidono nella circonferenza con il centro, ci rendiamo subito conto che a causa di questa variazione, la distanza Terra-Sole, e dunque l’irraggiamento, varia nel tempo seguendo questo movimento.

A questo punto, abbiamo analizzato tutti i movimenti principali che la Terra compie nel tempo. Per affrontare questo discorso, siamo partiti dalla domanda iniziale che riguardava l’ipotetica connessione tra periodi di glaciazione sulla Terra e i moti a lungo periodo. Come sappiamo, nel corso delle ere geologiche si sono susseguiti diversi periodi di glaciazione sul nostro pianeta, che hanno portato allo scioglimento dei ghiacci perenni e all’innalzamento del livello dei mari. Studiando i reperti e la quantità di CO2 negli strati di ghiaccio, si può notare una certa regolarità dei periodi di glaciazione, indicati anche nella pagina specifica di wikipedia:

Wiki, cronologia delle glaciazioni

Come è facile pensare, molto probabilmente ci sarà una correlazione tra i diversi movimenti della Terra e l’arrivo di periodi di glaciazione più o meno intensi, effetto noto come “Cicli di Milanković”. Perché dico “probabilmente”? Come visto nell’articolo, i movimenti in questione sono diversi e con periodi più o meno lunghi. In questo contesto, è difficile identificare con precisione il singolo contributo ma quello che si osserva è una sovrapposizione degli effetti che producono eventi più o meno intensi.

Se confrontiamo i moti appena studiati con l’alternanza delle glaciazioni, otteniamo un grafico di questo tipo:

Relazione tra i periodi dei movimenti della Terra e le glaciazioni conosciute

Relazione tra i periodi dei movimenti della Terra e le glaciazioni conosciute

Come si vede, è possibile identificare una certa regolarità negli eventi ma, quando sovrapponiamo effetti con periodi molto lunghi e diversi, otteniamo sistematicamente qualcosa con periodo ancora più lungo. Effetto dovuto proprio alle diverse configurazioni temporali che si possono ottenere. Ora, cercare di trovare un modello matematico che prenda nell’insieme tutti i moti e li correli con le variazioni climatiche non è cosa banale e, anche se sembra strano da pensare, gli eventi che abbiamo non rappresentano un campione significativo sul quale ragionare statisticamente. Detto questo, e per rispondere alla domanda iniziale, c’è una relazione tra i movimenti della Terra e le variazioni climatiche ma un modello preciso che tenga conto di ogni causa e la pesi in modo adeguato in relazione alle altre, non è ancora stato definito. Questo ovviamente non esclude in futuro di poter avere una teoria formalizzata basata anche su future osservazioni e sull’incremento della precisione di quello che già conosciamo.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Il battito naturale … della Terra

16 Apr

Come sappiamo bene, le speculazioni lanciate in vsita del 21 dicembre 2012, in parte continuano anche oggi per cercare di mantenere attivo l’interesse delle persone a questo genere di eventi.

Tra le tante ipotesi fatte (e ovviamente smentite da quello che NON e’ successo il 21/12) ne abbiamo una che spesso richiama molta attenzione a su cui molti lettori mi hanno chiesto di esprimere il mio parere.

Mi sto riferendo alla cosiddetta “Risonanza di Schumann”, anche detta il battito naturale della Terra.

Cosa sarebbe questa risonanza?

Formalmente, la risonanza di Schumann e’ composta da un gruppo di picchi di risonanza del campo elettromagnetico terrestre con frequenze basse di tipo ELF.

In parole povere?

Meccanismo di formazione della risonanza di Schumann

Meccanismo di formazione della risonanza di Schumann

Riferendoci alla figura a lato, come vedete la nostra Terra e’ circondata da un particolare strato detto ionosfera. Per chi e’ pratico, lo spazio tra il nostro pianeta e appunto la ionosfera agisce come una gigantesca guida d’onda in grado di propagare segnali. Detto in altri termini, i due strati si comportano un po’ come le piastre di un enorme condensatore sferico, la terra caricata negativamente e la ionosfera con carica positiva.

Questa guida d’onda viene eccitata dalle scariche dei fulmini che avvengono in atmosfera e per la sua struttura puo’ essere posta in risonanza per alcune frequenze particolari. Esistono dunque dei valori di frequenza che si propagano con intensita’ maggiore e proprio a questi ci riferiamo parlando di Risonanza di Schumann.

Da quanto detto, appare evidente che ci dovrebbero essere piu’ valori di risonanza ed infatti i valori misurati sono 7.8, 14.3, 20.8, 27.3, 33.8 Hz e altre di intensita’ minore. La frequenza fondamentale, quella a cui ci si riferisce quando si parla di battito naturale della Terra, e’ quella piu’ bassa, pari a 7.8Hz.

Bene, fin qui abbiamo capito cosa sarebbe la risonanza di Schumann e da dove trae origine questo gruppo di frequenze.

Ora, quali sono le ipotesi mosse sulla risonanza di Schumann e che dovrebbero farci capire che ci stiamo avvicinando alla fine del mondo?

Detto in parole molto semplici, secondo alcuni catastrofisti, la frequenza fondamentale sarebbe in costante e continuo aumento. In particolare, quando la frequenza fondamentale raggiungera’ il valore di 13Hz, allora potranno avvenire fenomeni catastrofici a livello mondiale.

Quali eventi dobbiamo attenderci arrivati a 13Hz?

Senza entrare troppo nello specifico, si parla chiaramente di interruzione della rotazione terrestre, seguita poi da una ripresa in verso contrario, annullamento del campo magnetico terrestre e risonanza con la nostra ghiandola pineale in grado di annullare cerebralmente tutti gli esseri umani.

Per prima cosa, non vi e’ assolutamente nessuna misura che mostri un rallentamento della rotazione terrestre con i limiti dichiarati in questi articoli. Inoltre, e’ impensabile che dall’oggi al domani la Terra possa smettere di ruotare per poi riprendere in verso contrario come niente fosse.

Riguado alla diminuzione del campo magnetico terrestre, ne abbiamo parlato in questo post:

Inversione dei poli terrestri

Come visto, il polo nord magnetico e’ in lento e costante movimento. Questo pero’ non significa assolutamente che il valore del campo stia diminuendo anzi, come visto sempre nei post riportati, essendo il campo magnetico un vettore, sommando tutte le componenti si vede come il modulo, se vogliamo il valore complessivo, non stia assolutamente diminuendo nel tempo.

Animazione del cervello con la pineale in rosso

Animazione del cervello con la pineale in rosso

Per quanto riguarda invece la ghiandola pineale, questa e’ una particolare struttura del nostro cervello che regola il rilascio di melatonina. Come sapete, questo ormone regola i meccanismi sonno/veglia e, come vedremo tra poco, proprio questo punto e’ stato sfruttato per convincere di alcune teorie che definire esotiche e’ troppo. Solo per curiosita’, la ghiandola pineale ha da sempre riscosso interesse, anche tra le popolazioni piu’ antiche, perche’ e’ l’unica struttura non replicata nel cervello, essendo posta esattamente al centro.

Chi avrebbe proposto la teoria dell’aumento della frequenza?

Il primo che parlo’ di queste modificazioni della frequenza di Schumann fu Gregg Braden. Braden si definisce un ricercatore del ponte tra scienza e spiritualita’ e basa le sue informazioni su antichi testi e documenti che sarebbero stati consultati nel corso dei suoi viaggi nel centro America. Come e’ facilmente immaginabile, nessuno ha mai visto questi testi ne’ tantomeno Braden ha mai dichiarato dove fossero custodite le sue fonti.

Cosa sostiene dunque Braden?

Secondo questo “ricercatore”, la frequenza di Schumann, come anticipato, sarebbe in rapido aumento e arrivati a 13Hz la popolazione mondiale dovrebbe cadere in un sonno profondo prima di risvegliarsi al cosiddetto “punto zero”. Se ripensate a quanto detto riguardo alla ghiandola pineale e alla melatonina, capite subito come viene creata questa connessione. Inoltre, nel momento in cui si giungera’ ai fatidici 13Hz, la rotazione della terra cessera’, il campo magnetico sparira’, ecc, ecc.

Premesso che non ci sono le fonti per dichiarare una cosa del genere, cerchiamo di capire se effettivamente la frequenza di Schumann sia in aumento come sostenuto. Ovviamente, delle ipotetiche conseguenze abbiamo gia’ parlato, e “disinnescato” la loro pericolosita’. Nonostante questo, cerchiamo  di capire se effettivamente ci sono evidenze dell’aumento della frequenza fondamentale.

Come accade per molti parametri della Terra, anche la frequenza di Schumann viene continuamente monitorata da diversi istituti e enti in giro per il mondo. Perche’ lo fanno? Ovviamente non perche’ preoccupati da quanto dice Braden, ma solo per ambiti di ricerca. La frequenza di Schumann rappresenta un importante parametro in relazione, ad esempio, ai fenomeni dell’inquinamento, al numero di fulmini che avvengono nel mondo, ma anche come monitoraggio del riscaldamento globale. Detto questo, appare evidente il perche’ questa frequenza sia monitorata con tanto interesse.

Ovviamente, avere diverse stazioni di monitoraggio nel mondo, ci consente di verificare immediatamente quanto sostenuto da Braden. Vi riporto un grafico estrapolato dal database del NCEDC della California e che mostra proprio i valori misurati per questo parametro:

Valori della frequenza di Schumann misurati nel corso del tempo

Valori della frequenza di Schumann misurati nel corso del tempo

Tra sinistra e destra trovate solo lo stesso parametro posto su due scale temporali differenti, ma sostanzialmente quello che conta e’ l’andamento. Bene, secondo Braden, la frequenza avrebbe gia’ raggiunto i 10Hz e sarebbe ancora in rapida crescita. Voi vedete i 10Hz, ma soprattutto la rapida crescita negli anni? Ovviamente, la risposta e’ no!

Le oscillazioni visibili nel grafico, dell’ordine dei 0,3Hz, sono delle normali oscillazioni stagionali, da sempre studiate, e ben comprese a livello scientifico.

Portando come prova dati scientifici veri, non chiacchiere da bar, possiamo dunque smentire immediatamente quanto sostenuto da Braden. Non vi e’ assolutamente nessun aumento in corso della frequenza fondamentale di Schumann e, come visto, anche le ipotesi sulle conseguenze del punto zero, possono essere facilmente smentite sempre portando dati scientifici inconfutabili.

Nell’ultimo periodo poi, sono stati fatti egli studi per cercare di mettere in relazione la frequenza di Schumann con dei meccanismi cerebrali particolari. Al contrario di quanto vorrebbero farvi credere su alcuni siti, si tratta di normalissimi studi scientifici che tendono a trovare le relazioni tra il nostro cervello, in particolare il comportamento di alcune ghiandole, e questa risonanza in cui siamo costantemente immersi. Senza dover citare dati e prove, la frequenza di Schumann viene creata dalla struttura stessa della nostra Terra. C’e’ oggi, come c’era ieri e come c’era 1000 anni fa. Dimostrato il valore costante di questo parametro, non vedo proprio nessuna connessione tra questa frequenza e strani meccanismi cerebrali che dovrebbero insorgere oggi.

Concludendo, la risonanza di Schumann e’ un gruppo di frequenze caratteristiche che vengono create nella guida d’onda tra la Terra e la ionosfera. Si tratta di onde ELF da sempre presenti e, come visto dai dati, costanti nel tempo. Detto questo, sono completamente assurde le ipotesi portate circa il continuo aumento della frequenza fondamentale, cosi’ come le idee catastrofiste che dovrebbero realizzarsi quando la frequenza raggiungera’ i 13Hz.

 

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