Unità 2 - La superficie terrestre e le sue rappresentazioni Lezione 1 La forma della Terra e le sue approssimazioni Unità 2 - Lezione 1

Le domande guida Perché la Terra non ha la forma di una sfera perfetta? Che cosa si intende per ellissoide di rotazione? Che cosa si intende per geoide? Unità 2 - Lezione 1

Perché la Terra non ha la forma di una sfera perfetta? L’idea della sfericità della Terra risale a epoche molto lontane I viaggi di circumnavigazione dimostrarono la sfericità della Terra sulla base delle osservazioni dei naviganti Tuttavia la Terra non ha forma perfettamente sferica a causa degli effetti del moto di rotazione attorno al suo asse e delle irregolarità della sua superficie Unità 2 - Lezione 1

Una nave che scompare alla vista gradualmente dimostra la sfericità della Terra Figura 1.1 La Terra è “rotonda”. Una nave che scompare all’orizzonte conferma la sfericità della Terra. (In figura la curvatura è esagerata.) Unità 2 - Lezione 1

L’orizzonte è la circonferenza immaginaria che delimita la porzione di superficie terrestre riconoscibile da un osservatore in condizioni ideali di visibilità Figura 1.1 La Terra è “rotonda”. Una nave che scompare all’orizzonte conferma la sfericità della Terra. (In figura la curvatura è esagerata.) Unità 2 - Lezione 1

La Terra ruota attorno a un asse immaginario, chiamato asse di rotazione terrestre L’asse di rotazione passa per il centro della Terra e ne “buca” la superficie in due punti opposti detti poli geografici Figura 1.2 L’asse di rotazione terrestre è la retta immaginaria attorno a cui la Terra ruota; i punti d’intersezione con la superficie del pianeta sono detti poli. Unità 2 - Lezione 1

La rotazione terrestre determina una grande forza centrifuga diretta dall’asse di rotazione verso l’esterno, massima in corrispondenza dell’Equatore e via via minore avvicinandosi ai poli Figura 1.2 L’asse di rotazione terrestre è la retta immaginaria attorno a cui la Terra ruota; i punti d’intersezione con la superficie del pianeta sono detti poli. Unità 2 - Lezione 1

inferiore a quella del raggio equatoriale Per effetto del moto di rotazione della Terra il raggio equatoriale terrestre è un po’ più lungo del raggio polare terrestre Raggio equatoriale è di circa 6378Km Raggio polare è di circa 6357 Km. Ha un a lunghezza di circa 21 Km inferiore a quella del raggio equatoriale Figura 1.3 Una sfera schiacciata. Per effetto del moto di rotazione della Terra il raggio equatoriale terrestre è un po’ più lungo del raggio polare terrestre. Il primo misura circa 6378 km, il secondo circa 6357 km. Unità 2 - Lezione 1

A causa della differenza di 21 km tra il raggio polare e quello equatoriale che rende la Terra schiacciata ai Poli, si è passati dalla forma sferica a quello di ellissoide di rotazione che, tuttora, è il solido geometrico che più si avvicina alla forma reale del nostro Pianeta.  Unità 2 - Lezione 1

Che cosa si intende per ellissoide di rotazione? L’ellissoide di rotazione è il solido geometrico che si ottiene facendo ruotare un’ellisse di 180° attorno a uno dei suoi assi Nel caso della Terra tale asse è quello minore, cioè quello che congiunge i due poli L’ellissoide di rotazione rappresenterebbe la forma reale della Terra se la superficie terrestre fosse uniformemente liscia e le masse rocciose fossero distribuite in modo omogeneo Unità 2 - Lezione 1

Che cosa si intende per geoide? Figura 1.4 Il geoide, un solido “a forma di Terra”. Le irregolarità della superficie del pianeta e la mancanza di omogeneità nella sua struttura interna causano variazioni della forza di gravità da un punto all’altro della superficie terrestre. Per questo il filo a piombo non si dispone secondo la direzione che congiunge ogni luogo con il centro della Terra, ma viene deviato di un angolo che varia in relazione alla distribuzione delle masse superficiali e profonde. Il GEOIDE è un solido IDEALE Unità 2 - Lezione 1

Che cosa si intende per geoide? Figura 1.4 Il geoide, un solido “a forma di Terra”. Le irregolarità della superficie del pianeta e la mancanza di omogeneità nella sua struttura interna causano variazioni della forza di gravità da un punto all’altro della superficie terrestre. Per questo il filo a piombo non si dispone secondo la direzione che congiunge ogni luogo con il centro della Terra, ma viene deviato di un angolo che varia in relazione alla distribuzione delle masse superficiali e profonde. Il geoide è un solido ideale, approssimativamente sferico, la cui superficie coincide con il livello medio dei mari e le quote medie dei rilievi e delle depressioni; la superficie del geoide è perpendicolare in ogni suo punto alla direzione del filo a piombo (cioè alla forza di gravità). Unità 2 - Lezione 1

GEOIDE Le irregolarità della superficie del pianeta e la mancanza di omogeneità nella sua struttura interna causano variazioni della forza di gravità da un punto all’altro della superficie terrestre. Per questo il filo a piombo non si dispone secondo la direzione che congiunge ogni luogo con il centro della Terra, ma viene deviato di un angolo che varia in relazione alla distribuzione delle masse superficiali e profonde. Unità 2 - Lezione 1

1. Oceano 2. Ellissoide di riferimento 3. Filo a piombo locale 4 1. Oceano 2. Ellissoide di riferimento 3.  Filo a piombo locale 4. Continente 5. Geoide (la superficie del geoide non coincide con quella dell’ellissoide: il geoide tiene conto delle irregolarità della superficie terrestre). Unità 2 - Lezione 1

Non è possibile utilizzare il geoide per la creazione di PLANIMETRIE perché i dati derivanti dalla proiezione sul geoide della superficie terrestre non possono essere descritti su un piano. Di conseguenza questa superficie viene utilizzata solo in riferimento alle quote. Unità 2 - Lezione 1

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Recentemente, il German Geodetic Research Institute (DGFI) di Monaco di Baviera, ha proposto un nuovo tipo di geoide: basato sulla distribuzione della forza gravitazionale sulla superficie della Terra, i cui dati sono stati raccolti con molta precisione da un satellite artificiale (GOCE) dell’ESA. La notizia, riportata sul sito dell’ESA, l’Ente Spaziale Europeo, e da comunicati stampa, è stata riproposta anche da Victoria Jaggard il 15 settembre 2011, sul National Geographic Italia. Unità 2 - Lezione 1

L’immagine elaborata da Stefan Fichtel mostra il geoide terrestre con depressioni e protuberanze di diversi colori, modellato solo in funzione dei valori della gravità della Terra. Certo, in quanto a bellezza, non è paragonabile alle foto dallo spazio del pianeta azzurro! Unità 2 - Lezione 1

GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer), il satellite lanciato nel 2009 dall’ESA (European Space Agency) con il compito di tracciare una mappa ad alta risoluzione del nostro pianeta sta per rientrare a Terra. E come spesso succede in questi casi, sarà un rientro piuttosto violento. Il satellite, che pesa circa una tonnellata, ha infatti esaurito lo scorso 21 ottobre il suo combustibile e ha iniziato a scendere gradualmente di quota. Entro il 9 novembre dovrebbe entrare nell’atmosfera dove, secondo gli esperti, si disintegrerà quasi del tutto. Unità 2 -

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La forma della Terra deriva da molteplici forze (abbiamo visto la forza centrifuga e la forza gravitazionale.) che agiscono sulle sue masse (in parte solide ed in parte fluide) ed ha quindi una forma irregolare. Il solido che descrive più fedelmente la forma della Terra è il geoide. Il geoide non ha forma descrivibile in termini geometrici Unità 2 - Lezione 1

Che cosa si intende per geoide? Figura 1.4 Il geoide, un solido “a forma di Terra”. Le irregolarità della superficie del pianeta e la mancanza di omogeneità nella sua struttura interna causano variazioni della forza di gravità da un punto all’altro della superficie terrestre. Per questo il filo a piombo non si dispone secondo la direzione che congiunge ogni luogo con il centro della Terra, ma viene deviato di un angolo che varia in relazione alla distribuzione delle masse superficiali e profonde. La superficie del geoide è perpendicolare in ogni suo punto alla direzione del filo a piombo, cioè alla forza di gravità Unità 2 - Lezione 1

Le misure della Terra sono state calcolate facendo riferimento al solido reale che è equivalente all’ellissoide di rotazione internazionale Le misure dell’ellissoide di rotazione internazionale sono state calcolate nel 1908 e sono state confermate dalle più recenti rilevazioni compiute dai satelliti artificiali Unità 2 - Lezione 1

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Le parole chiave Polo geografico Geographic Pole Equatore Equator Ellissoide di rotazione Ellipsoid of Rotation Geoide Geoid Unità 2 - Lezione 1

Sai rispondere? Su quali osservazioni erano basate le prime ipotesi sulla sfericità della Terra? Sull’osservazione della forma dell’ombra che la Terra proietta sulla superficie lunare durante l’eclisse di Luna e sulle osservazioni compiute dai naviganti Quali considerazioni hanno portato gli studiosi a ritenere la Terra non perfettamente sferica? Gli effetti del suo moto di rotazione e le irregolarità della sua superficie Unità 2 - Lezione 1

Sai rispondere? Come si era giunti a ritenere l’ellissoide di rotazione il solido geometrico con forma più simile a quella reale della Terra? La rotazione terrestre determina un rigonfiamento nelle parti più prossime all’Equatore e uno schiacciamento nelle zone polari Perché i geofisici hanno introdotto il geoide come modello per spiegare la forma della Terra? Perché la forma della Terra non è riferibile esattamente ad alcun solido geometrico dato che la superficie terrestre presenta molte irregolarità Unità 2 - Lezione 1