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livello elementare.
ARGOMENTO: GEOLOGIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: PIANETA
parole chiave: Geodesia, geoide
Siamo abituati a vedere il nostro pianeta come una bellissima sfera blu da dove si stagliano i continenti, con diverse sfumature date dalle nuvole che li coprono. In realtà, mi dispiace deludervi, la forma della Terra non è propriamente così .. . Fermi … prima di partire con le tesi astruse dei terrapiattisti, fatemi finire: la forma del nostro pianeta, da un punto di vista geometrico, è in realtà più simile ad un ad una grande patata bitorzoluta e la “colpa” è della forza di gravità che non agisce in modo uniforme sulla Terra, contribuendo a formare le irregolarità del campo gravitazionale. Le variazioni di gravità possono essere dovute alla densità delle rocce, alla conformazione dei fondali oceanici ed ai movimenti continui del mantello terrestre, creando di fatto una superficie irregolare la cui conoscenza è fondamentale per la geodesia moderna. Mi aspetto qualche scetticismo ma dovete considerare che queste variazioni sono talmente piccole che non sono visibili a occhio nudo su scale temporali umane, ma sono comunque essenziali per misurazioni precise del livello del mare, dell’altitudine e della forza di gravità.
Quest’estate la NASA ha diffuso una nuova spettacolare visualizzazione del geoide che mostra queste differenze sulla Terra. Immaginatevi la Terra senza acqua (difficile a pensarlo visto che si tratta di quasi l’ottanta per cento della superficie terrestre); senza gli oceani del mondo la superficie presenterebbe degli evidenti rigonfiamenti e avvallamenti che trasformerebbero la visione del pianeta alla quale siamo abituati in maniera significativa. Come premesso, tutto dipende dal fatto che la sua massa è distribuita in modo non uniforme all’interno e sulla superficie della Terra e il suo campo gravitazionale risulta irregolare in quanto montagne, fosse oceaniche e le variazioni della densità delle rocce all’interno del pianeta lo influenzano.
Perchè si è dovuto ricorrere a questo modello?
L’Uomo, per motivi pratici, ha sempre cercato di approssimare la forma della Terra per creare carte geografiche quanto più precise. Questi modelli nel tempo si sono evoluti e il geoide, come viene chiamato, è di fatto un modello matematico considerando un livello del mare immaginario che avvolge l’intero pianeta anche sotto i continenti, di fatto non corrispondendo alla forma reale della superficie fisica della Terra. Graficamente un geoide può essere definito come la superficie di tutti i mari non soggetti all’azione di venti, onde e maree, che si prolunga sotto i continenti.
Le visualizzazioni della NASA mostrano il geoide in scala reale (a sinistra) e con le variazioni di altezza amplificate di 10.000 volte (a destra). © Mark SubbaRao (NASA/GSFC)
Nella visualizzazione della NASA, le variazioni dell’altezza del geoide sono state amplificate di un fattore 10.000 ma, in realtà, la differenza tra i suoi punti più alto e più basso è di soli 191 metri, con 85 metri al di sopra del livello di riferimento intorno all’Islanda e 106 metri al di sotto a sud dell’India. Va compreso che le variazioni nell’altezza della superficie del geoide sono correlate alle anomalie di densità presenti all’interno della Terra; questo comporta che, oltre ai vantaggi da un punto di vista di trasposizione cartografica, le misurazioni del geoide ci aiutano a comprendere anche la struttura interna del pianeta. Ad esempio i calcoli mostrano che la forma geoidale di una crosta ispessita (ad esempio, nelle alture orogeniche prodotte dalle collisioni dei continenti) è positiva, quindi condizionata anche dalla convezione del mantello ovvero da quel processo mediante il quale il calore interno della Terra genera correnti circolari nel mantello, guidando il movimento delle placche tettoniche e la deriva dei continenti.
Come ricorderete in altri articoli, le placche tettoniche sono in continuo movimento, modificando in tempi geologici in maniera significativa la distribuzione e la forma dei continenti; in pratica i loro rapporti reciproci mutano nel tempo e le strutture che si trovano ai margini possono migrare, invertire il loro movimento, originare nuove zone di subduzione e nuovi centri di espansione. Ad esempio, una dorsale oceanica che migra verso un margine continentale attivo, diventa inattiva, facendo cessare l’espansione oceanica e può originare una faglia che diventa il nuovo limite di placca di tipo conservativo. Il nostro pianeta è quindi un corpo geologico attivo che muta costantemente come testimoniano tutte le attività sismiche e vulcanologiche che a volte sconvolgono aree del pianeta. La disponibilità di costellazioni di satelliti ci permette oggi di monitorare i cambiamenti della superficie del pianeta e valutarne le continue mutazioni.
La visualizzazione del Geoide offerta dalla NASA si basa su oltre un miliardo di osservazioni raccolte da diciannove satelliti in 15 anni. Tra questi figurano la missione della NASA Gravity Recovery and Climate Experiment e il satellite dell’Agenzia spaziale europea Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer. Questo modello, oltre che per la cartografia, il rilievo del territorio e la navigazione, ha però anche una funzione importante: studiare il campo gravitazionale terrestre e capire come si modifica a secondo di movimenti delle acque, del livello dei ghiacci e quando le grandi masse si spostano sul pianeta.
Riferimento
NASA SVS | Il Geoide
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