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La luna

Ricerca di Daniel Migliozzi

La Luna è il corpo celeste più vicino alla Terra, ed è anche il suo unico satellite (dal latino "compagno" – "guardia del corpo") naturale.

LA SUPERFICIE LUNARE

La Luna ha forma pressoché sferica e una superficie molto accidentata formata da numerosissime conche di crateri vulcanici o buche dovute all’impatto di meteoriti; altissime montagne (che possono superare gli 8000 metri) non disposte a catena, che si presume siano vulcani spenti.

La Luna è priva d’acqua e di atmosfera ed è caratterizzata da sbalzi di temperatura: da –100 °C nella parte non illuminata dal Sole a +120 °C nella parte riscaldata dalla stella; queste caratteristiche rendono impossibile la presenza di qualsiasi forma di vita. Anche osservata a occhio nudo la superficie della Luna è ricca di particolari. Il suolo presenta innanzitutto diversi tipi di caratteristiche: fra queste si constata che le zone più accidentate hanno un colore più chiaro, le zone meno accidentate hanno un colore più scuro e la loro colorazione molto regolare ricorda la superficie di un liquido. Al primo tipo corrispondono le “montagne” particolarmente numerose nell'emisfero australe, che coprono quasi i 2/3 della superficie visibile. Le regioni più piatte sono state chiamate “mari”, dai primi osservatori, prima di conoscerne l'esatta natura; queste coprono la parte rimanente. Le formazioni più caratteristiche e numerose presenti sia nella regione dei mari sia in quella delle montagne sono date dai crateri; la loro distribuzione è completamente casuale. Altre strutture presenti sono i rilles, cioè solchi a decorso vario, lunghi alcune centinaia di km e molto simili alle fosse tettoniche terrestri; sono state individuate faglie a scorrimento verticale od orizzontale, sviluppate anche per 200 km. Caratteristici sono pure alcuni rilievi collinari diffusi nei mari, detti rughe, che presentano qualche analogia strutturale con le catene a pieghe presenti sulla Terra; comunque si tratta di rilievi di entità limitata. Uno degli argomenti più dibattuti è sempre stato quello dell'origine dei mari e dei crateri, dovuti a fenomeni vulcanici secondo alcuni, alla caduta di meteoriti più o meno grandi e veloci secondo altri. I dati acquisiti in seguito alle esplorazioni lunari hanno confermato il ruolo delle meteoriti nel modellamento della superficie lunare e, nello stesso tempo, si sono osservate forme identiche a quelle che, sulla Terra, sono connesse con l'attività vulcanica; inoltre gli astronauti hanno rilevato ridotti fenomeni di tipo vulcanico.

La maggioranza dei selenologi ritiene attualmente che buona parte delle depressioni lunari, e in particolare quelle più estese, siano dovute all'impatto di meteoriti e ammette che fenomeni vulcanici possano essersi verificati all'interno delle depressioni, in seguito all'urto. I rilievi lunari sono formati da regolite, un materiale solido che riflette la luce più delle stesse chiazze nere, e non sono mai disposte a catene come sulla Terra.

 

LE ORIGINI

Per quanto riguarda la sua origine, gli scienziati non hanno ancora potuto formulare delle teorie certe, ma le ipotesi sulla sua formazione sono tre:

1)   ipotesi del distacco: si è formata staccandosi dalla Terra quando il nostro pianeta non si era ancora solidificato.

2)   ipotesi della cattura: la Luna, formatasi in un luogo lontano dalla Terra, in seguito a fenomeni di aggregazione e condensazione di particelle di materiale cosmico, è stata "catturata" dalla forza gravitazionale terrestre.

3)   ipotesi dell’accrescimento: si è formata in seguito all'addensamento di frammenti di materiale cosmico che girava intorno alla Terra.

L’ipotesi più accreditata e l’ultima.

La Luna si è formata 4,6 miliardi di anni fa, contemporaneamente alla Terra, prima allo stato liquido con una temperatura elevata e poi solidificatasi e raffreddatasi nel tempo.

Questo corpo celeste cominciò ad essere bombardato da meteoriti che portarono alla formazione di bacini e crateri. A causa di questi numerosi impatti la crosta si ruppe e cominciarono eruzioni laviche destinate a durare centinaia d’anni. Trascorso questo periodo la Luna diventò geologicamente inattiva.

Dopo vari viaggi su di essa si è potuto constatare che le ipotesi sulle eruzioni erano vere mentre quelle sulla presenza di mari era falsa, tutte e due dimostrate dalle zone nere presenti sulla superficie ben visibili anche ad occhio nudo (l’indurimento del magma aveva riempito i crateri di roccia nera, che dal nostro pianeta sembravano mari).

 

 LA STRUTTURA INTERNA

I geologi ritengono che questo satellite abbia una struttura stratificata:

Crosta; composta da regolite, ha uno spessore di 60 km sulla faccia rivolta verso la Terra mentre di circa 120 km sull'altra faccia.

Mantello; sotto la crosta, costituito da roccia dura e densa, e raggiunge gli 800 km di spessore.

Nucleo; il nucleo esterno è caldo e composto da roccia fusa, mentre quello interno è formato da ferro.

Dalle  analisi dei campioni lunari appare che l'abbondanza degli elementi più comuni è piuttosto uniforme e si differenzia da quella terrestre per una sovrabbondanza di alluminio, calcio e titanio, e per una deficienza di sodio, magnesio e ferro, e dell'idrogeno (praticamente assente sul nostro satellite).

 

I MOVIMENTI LUNARI

La Luna compie tre movimenti:

·         La rotazione attorno al proprio asse, da ovest verso est.

·         La rivoluzione attorno alla Terra lungo un'orbita ellittica di cui la Terra occupa uno dei fuochi.

·         La traslazione, assieme alla Terra, attorno al Sole.

I moti di rivoluzione e di rotazione hanno la stessa durata, per questo motivo il satellite mostra al nostro pianeta sempre la stessa faccia. Tale periodo è detto mese sidereo, ed è il tempo che occorre alla Luna per riprendere la stessa posizione rispetto alle stelle. Esiste anche il mese lunare (29 giorni, 12 ore, 44 minuti) che è il tempo impiegato a riprendere la stessa posizione rispetto alla Terra.

 

COME INFLUENZA LA VITA SULLA TERRA

Le fasi lunari

Le fasi lunari sono quelle “sezioni di luna” che si possono osservare dalla Terra in vari periodi [una settimana ciascuna].

1.      Novilunio (luna nuova): la luna è in congiunzione, ciò significa che si trova fra il Sole e la Terra; sorge al mattino e tramonta la sera ed è invisibile dal nostro pianeta perché la parte illuminata è rivolta verso il Sole.

2.      Primo quarto: la luna è in quadratura, ciò significa che le linee immaginarie che collegano Sole, Luna e Terra formano un angolo di 90°; sorge a mezzogiorno e tramonta a mezzanotte ed è visibile dal nostro pianeta per metà.

3.      Plenilunio (luna piena): la luna è in opposizione, ciò significa che la Terra si trova fra il Sole e la Luna; sorge la sera e tramonta la mattina ed è visibile l'intera faccia rivolta al nostro pianeta.

4.      Ultimo quarto: la luna è in quadratura. Sorge a mezzanotte e tramonta a mezzogiorno ed è visibile da nostro pianeta per metà.

Dal novilunio al plenilunio la Luna è detta crescente perché aumenta gradualmente la superficie visibile, mentre dal plenilunio al novilunio è detta calante perché diminuisce.

 

Le eclissi

A.           Eclissi lunare

Nel suo moto di rivoluzione intorno al Sole, dalla parte opposta a quella illuminata, la Terra proietta un cono d’ombra in cui sono riconoscibili 2 parti: l’ombra, a forma di cono, il cui vertice viene a trovarsi a 1.400.000 km oltre il pianeta; la penombra, a forma di tronco di cono, si allarga man mano che si allontana dalla Terra. Se il satellite è completamente immerso nel cono avviene un'eclissi totale; se si trova solo in parte nel cono avviene un'eclissi parziale; se si trova solamente immerso nel tronco di cono avviene un'eclissi di penombra.

 

B.      Eclissi solare

La Luna, come la Terra, quando è illuminata dl Sole proietta un cono d’ombra nello spazio; quest’ultimo è abbastanza lungo da poter raggiungere col suo apice il nostro pianeta al perigeo, ma non all’apogeo. La penombra è invece ampia e chiara.

Per le zone che si vengono a trovare nel cono l’eclissi è totale per quelle che cadono nella fascia di penombra è parziale. Se il cono d'ombra non raggiunge la superficie terrestre (quindi ad occultare il disco solare) l'eclissi è anulare: il Sole si presenta come un anello luminoso attorno al disco lunare.

 

Le maree

Le maree sono movimenti ritmici e periodici [ogni 6 ore], e consistono nell'alternarsi di un sollevamento (alta marea o flusso) e di un abbassamento (bassa marea o riflusso) dell'acqua del mare.

Durante il giorno avvengono generalmente due flussi e due riflussi alternati, la marea cioè cambia ogni 6 ore circa. Le maree sono causate dall’azione di attrazione della Luna e del Sole sulle acque marine. Questo satellite ha però un effetto maggiore perché, pur essendo più piccola della stella, è più vicina alla Terra, su cui esercita un’attrazione più che doppia rispetto a quella del Sole. La funzione della stella è di rinforzo (quando Terra-Luna-Sole sono allineati) o di indebolimento (se non lo sono). La Luna attira le acque della parte più vicina più fortemente di quanto non attiri la terra solida. Questo fa sì che le acque si gonfino verso la Luna in un’alta marea diretta; anche nella dalla Terra opposta al satellite, si verifica un'alta marea indiretta, che è dovuta alla forza centrifuga. L'ampiezza tra le maree (cioè la differenza tra i livelli raggiunti durante l'alta e la bassa marea) varia da luogo a luogo: nel Mediterraneo è dell'ordine di qualche decina di centimetri, lungo le coste degli oceani può essere anche di tre metri, nei golfi e negli stretti può arrivare a 15-18 metri.

 

LE SCOPERTE

Le prime fotografie della faccia nascosta furono registrate dal satellite sovietico “Luna III” il 7 ottobre 1959: comprendevano circa i tre quarti della superficie prima mai osservata ed erano caratterizzate da scarsa nitidezza e dalla mancanza di dettagli dovuta al fatto che si trattava di foto in Luna piena, cioè scarse di ombre, per cui non si vedevano crateri ma solo mari. Seguirono poi le riprese delle sonde americane “Ranger” e “Lunar Orbiter” che ottennero ottime fotografie: queste mostrano sulla faccia nascosta una grande ricchezza di crateri di probabile formazione vulcanica. Le conoscenze si allargarono ancora dopo le riprese delle sonde sovietiche “Luna 9” e “Luna 13” (nel novembre 1968, costituirono un progresso decisivo verso la conquista della Luna) e di quelle americane che, raggiungendo o circumnavigando il suolo lunare, poterono darci le prime informazioni sulla sua natura e consistenza. Va ancora segnalato il lancio americano dell'“Apollo 8”: per la prima volta una capsula con tre uomini a bordo circumnavigò il nostro satellite. La capsula, lanciata da Cape Kennedy il 21 dicembre 1968, ammarò nell'Oceano Pacifico il 27 dicembre dopo aver compiuto dieci orbite intorno alla Luna. Il 21 luglio 1969, la navicella “Apollo 11” atterrò sulla Luna e due astronauti, N. Armstrong ed E. Aldrin, calpestarono per la prima volta il suolo lunare. Nel 1973 un satellite radioastronomico fu situato su un orbita lunare a 1.100 km d'altezza. Abbandonata per qualche decennio, l'esplorazione lunare è stata ripresa nel 1990 dal giapponese “Muses- A”, che ha effettuato misurazioni dell'ambiente e numerose prove tecniche; quattro anni dopo una sonda statunitense ha riacceso l'interesse rilanciando l'ipotesi di presenza d'acqua sul satellite così da incoraggiare i progetti di basi permanenti. Il “Lunar-A” giapponese è stato così realizzato per posizionare sulla Luna strumenti di rivelazione di dati sismici e sul flusso di calore, mentre “Lunar Prospector”, lanciato nel 1998 e situato in orbita lunare a 100 km, ha potuto stendere una carta geochimica lunare dettagliata. Infine il progetto Euromoon2000, europeo, si prefiggeva di esplorare nel 2001, con due micro-rover, il cratere ‘Pace Celeste’ alla ricerca dell'acqua. 

L’orbita lunare interseca il piano dell’orbita terrestre in due punti detti nodi, la linea

che li unisce è detta linea dei nodi; solo lungo questa linea Sole, Terra e Luna possono essere perfettamente allineati, dando luogo al fenomeno delle eclissi.

Quando il Sole e la Luna sono allineati l’innalzamento delle acque è maggiore (marea viva)

Quando il Sole e la Luna non sono allineati l’innalzamento delle acque è minore (marea stanca)

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