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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.

Pioggia di animali morti

23 Giu

Diverse volte:

Moria di uccelli nel mondo

Moria di delfini nel Tirreno

Altra moria, questa volta di Mante

abbiamo parlato delle morie di animali che avvengono nel mondo. Su queste notizie, molto spesso, non mancano le ipotesi casstrofiste: inversione dei poli magnetici, modificazioni climatiche, allarmi dalla Terra, ecc. Come visto nei vari articoli, tutte queste ipotesi sono palesemente false. Purtroppo, ed e’ proprio il caso di dirlo, il responsabile, molto spesso, di queste insolite e macabre morie di massa e’ sempre l’uomo. In particolare, per quanto riguarda le varie morie di uccelli, molto spesso queste stragi avvengono a cavallo della notte di capodanno quando l’utilizzo di fuochi artificiali mandano in confusione gli animali fino a portarli alla morte.

Pioggia di pesci riportata in un'iscrizione del 1555

Pioggia di pesci riportata in un’iscrizione del 1555

Rimanendo su questa tematica, vorrei invece parlare adesso di un fenomeno diverso, la pioggia di animali. Con questo intendiamo proprio eventi in cui dal cielo possano piovere diverse specie animali: rane, rospi, pesci, ratti, ecc. A parte il racconto biblico di una delle piaghe d’Egitto, anche se puo’ sembrare strano ai piu’, questi fenomeni non sono assolutamente rari.

Diverse volte, anche non troppo tempo fa, si sentono notizie riguardanti strane piogge di animali avvenute in qualche parte del mondo. Per darvi qualche esempio:

Singapore 1861: per tre giorni piovono pesci gatto

Grecia 1981: pioggia di rane e girini

Serbia 2005: pioggia di rane dal cielo

Argentina 2007: pioggia di ragni

E questi sono solo alcuni esempi che potete leggere in rete. Come vedete, non si tratta assolutamente di eventi rari ma, soprattutto, le tipologie di animali che possono piovere sono davvero molteplici.

Da cosa dipendono questi fenomeni?

Come dimostrato da diversi studi, eventi del genere possono essere causati da forti venti e, soprattutto, da tornado. In particolare, trombe d’aria che si formano o che passano sopra specchi d’acqua, possono catturare mediante i loro venti, specie marine. La stessa cosa puo’ avvenire quando il tornado passa in prossimita’ di zone di terreno densamente popolate di qualche animale o, anche, su allevamenti.

Come arrivano a terra gli animali?

La risposta a questa domanda e’ in realta’ molteplice. In base alle diverse testimonianze, vengono evidenziate condizioni completamente diverse. In particolare, vengono riportati casi di animali ancora vivi quando cadono in terra, animali morti, spezzettati o anche surgelati. Addirittura, in alcuni casi, si riporta di eventi in cui gli animali sono ricaduti completamente avvolti da un blocco di ghiaccio.

La spiegazione a queste evidenze e’ del tutto comprensibile. In base alla tipologia di tempesta e alla forza del vento, gli animali possono essere trasportati piu’ o meno in quota, ma, soprattutto, piu’ o meno lontano dal punto di raccolta.

Quando gli animali vengono portati molto in alto, dove le temperature sono inferiori allo zero, molto probabilmente arriveranno a terra morti. In base poi alla permanenza in quota, potranno ricadere in uno stato piu’ o meno congelato.

Appare evidente che animali che vengono catturati e trasportati per un tragitto piu’ corto, possono ricadere a terra ancora vivi. Se la forza del vento poi e’ molto elevata, puo’ capitare, come accaduto ad esempio in Lousiana, che gli animali vengano praticamente tritati dalla forza del vento. In questo caso, la pioggia che arrivera’ a terra sara’ un misto di sangue e brandelli, cioe’ quello che rimane dei poveri animali intrappolati nella tromba d’aria.

Detto questo, appare evidente come fenomeni di questo tipo siano tutt’altro che rari. Pensate che addirittura in una localita’ delle Honduras, per la precisione nel paese di Yoro, ogni due anni si assiste con regolarita’ ad una pioggia di piccoli pesci. La popolazione ha addirittura istituito una festa a riguardo, detta proprio “festa della pioggia di pesce”, in cui i piccoli pesci, fino a 20 cm di lunghezza, vengono attesi per essere cucinati e mangiati.

Quella di mangiare le specie piovute dal cielo e’ un’attivita’ fatta in diverse occasioni di questo tipo. Se ci pensiamo, anche in alcuni racconti biblici e non solo, la pioggia di animali e’ vista come un segno della benevolenza del Creatore.

Anche in Italia, e precisamente in Calabria, nel 1890 si e’ avuto un fenomeno simile. In questo caso pero’, come riportato in precedenza, cio’ che cadde a terra furono solo i resti di alcuni uccelli praticamente macellati dalla violenza dei venti in quota. Come riportato, molto probabilmente si tratto’ di uccelli in volo spinti da correnti ascensionali troppo in quota e che, al termine del vento, sono poi ricaduti a terra.

Fenomeni simili sono poi riportati in tantissime parti del mondo. Nel 1997 uno sfortunato pescatore giapponese venne colpito da un calamaro surgelato proprio sulla testa. Il tizio rimase senza sensi per diversi giorni e riporto’ addirittura danni cerebrali. Se pensiamo ad un calamaro surgelato che arriva da chissa’ quale altezza in caduta libera, questo e’ del tutto comprensibile.

Analogamente, vengono riportate piogge di gelatina, ma in questo caso si potrebbe parlare di Star Jelly, di cui abbiamo parlato in questo post:

Gelatina di stelle in Inghilterra

o anche di pioggia di vermi in diverse localita’.

Concludendo, i fenomeni di pioggia di animali in diverse parti del mondo, sono tutt’altro che rari. Come visto nell’articolo, molto spesso si tratta di animali risucchiati da fenomeni ventosi come tornado e portati in quota. In queste condizioni, gli animali possono percorrere anche lunghi tragitti ad altezze differenti. In base a questi parametri, gli animali possono poi ricadere in terra ancora vivi, surgelati, chiusi in blocchi di ghiaccio o anche fatti a pezzi dalla violenza delle correnti. E’ comunque interessante, anche in questo caso, vedere come la natura possa riservarci fenomeni apparentemente stranissimi che pero’ hanno una spiegazione comprensibile scientificamente. Capiamo dunque che anche i vari racconti mitologici, antichi e anche biblici, possono veramente provenire da fatti reali anche se a volte puo’ sembrare assurdo nella naturale concezione degli eventi che vediamo.

 

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