Capitolo 1: Il Pianeta Terra nell'universo, una presentazione di Scienze

Il metodo scientifico

La terra nell'universo
le caratteristiche del pianeta terra

Le scienze integrate

Le scienze integrate sono un insieme di tante discipline:

• la CHIMICA: studia la composizione e le trasformazioni chimiche della
  materia
• la FISICA: studia le trasformazioni fisiche e le leggi che regolano i
  moti della materia
• le SCIENZE DELLA TERRA: studia il pianeta terrestre e le sue sfere
• la BIOLOGIA: studia gli esseri viventi e le loro relazioni
• l'ASTRONOMIA: studia i corpi celesti

si definiscono INTEGRATE perchè hanno bisogno l'una dell'altra per
spiegare a pieno il mondo che ci circonda

Come si fa scienza?

Metodo scientifico

2010-WWW.ARSENALIDIGITALI.IT

?
[*]

1. OSSERVARE
   IL FENOMENO

2
Formulare una domanda
FORMULARE
· DOMANDE
3.
FORMULARE
- IPOTESI
47
4 FARE GLI
· ESPERIMENTI
5.
REGISTRARE E
ANALIZZARE I DATI
6
TRARRE UNA
CONCLUSIONE

Osservare un fenomeno
formulare una domanda
Formulare un'ipotesi
Sperimentare
Raccolta e analisi dei dati
Smentisce
L'ipotesi
Trarre una conclusione
Conferma
l'ipotesi
Pubblicare il risultato

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Come si fa scienza?

Tutti gli scienziati, sia che studino piccoli fenomeni
comuni, sia che studino i grandi temi dell'universo,
seguono il METODO SCIENTIFICO, detto anche
metodo sperimentale.
Dopo la conferma di un'ipotesi è possibile
formulare:

• una TEORIA: un enunciato che spiega quel
  fenomeno
• una LEGGE: che è una teoria supportata da
  spiegazioni che usano formule matematiche

Dươ kin (1803)
+
Thomson (1934)
(positive and negative chargecs)
+
+
+
Tuchecong ( 18.11)
Bohr |1913)
(onorgy lovets)
Schrödingar (1020)
(electron cloud model)
A[X]
V =
At

La Terra e gli altri corpi nell'universo

La Terra è uno dei PIANETI che ruotano
attorno al Sole, la nostra STELLA.
Nel sistema solare ci sono anche altri corpi
celesti (o astri):
SATELLITI: astri di forma abbastanza
sferica che orbitano attorno ad un pianeta.
Il nostro satellite naturale è la Luna
PIANETI NANI: una volta classificati come
pianeti, sono in realtà troppi piccoli per
avere un'orbita indipendente e non farsi
"deviare" dalla forza di gravità dei pianeti
vicini (es. Plutone)
PIANETA: corpo celeste di forma
più o meno sferica, che può essere
roccioso o gassoso, che orbita
attorno ad una stella perchè è
trattenuto dalla sua forza di gravità.
STELLA: corpo celeste composto da
gas che brucia grazie a reazioni
termonucleari che producono
energia e LUCE. La forza di gravità
di una stella è molto grande e riesce
a trattenere in orbita vicino a sé i
pianeti e altri corpi celesti

Corpi celesti nell'universo

COMETE: masse di roccia e ghiaccio con orbite
allungatissime, ad ogni passaggio vicino ad una
stella sublimano e si consumano lasciando una scia
luminosa (coda).
ASTEROIDI: corpi rocciosi più piccoli e irregolari dei
pianeti. Si trovano "sparsi" tra una galassia e l'altra o
in zone specifiche (es fascia di asteroidi tra Marte e
Giove)
METEORITI: piccoli asteroidi che vengono "catturati"
da un pianeta e entrano nella sua atmosfera ... e a
volte si schiantano -> stelle cadenti
Altri corpi celesti sono le polveri intergalattiche, i
buchi neri, i quasar, le nebulose

L'organizzazione dell'universo

Gli astri nell'universo non sono disposti
casualmente ma sono raggruppati in GALASSIE,
separate tra loro ... da nulla.
Una Galassia: è un insieme di stelle e pianeti
"vicini" tra loro nell'universo. La nostra galassia si
chiama Via Lattea. Le galassie possono avere
molte forme diverse.
Anche all'interno delle galassie gli astri non sono
disposti casualmente, ma sono organizzati in
SISTEMI di pianeti, satelliti, asteroidi e comete
che orbitano attorno ad una Stella. il nostro
sistema è il sistema solare.
..

L'organizzazione dell'universo: la Via Lattea

Sole
Noi siamo DENTRO alla via lattea, in
uno dei suoi bracci. La possiamo quindi
vedere solo da dentro, e da alcune zone
particolarmente buie ed isolate del
mondo ci appare come una scia
luminosa di stelle nel cielo (in realtà
vediamo uno dei suoi bracci, non tutta
la galassia).
CURIOSITÀ: la via lattea vista da
"sopra" è fighissima, come un disco
rotante. In realtà nessuno la può
vedere, sono tutte immagini ricostruite.
Vista di lato è un disco schiacciato a
causa della forza centrifuga

La Terra è un pianeta speciale

La vita è possibile solo perché:

• è abbastanza vicino al Sole
  ("solo" 150 milioni di Km) e
  ruota su se stessa di un giro
  ogni 24 ore
  temperatura
  perfetta
  acqua solida,
  liquida
  aeriforme
  +
• giuste dimensioni e densità
  forza di
  gravità
  atmosfera
  respirabile
• composizione chimica
  perfetta
  gas non tossici
  VITA !!

Un pianeta fatto a "sfere"

Per comodità di studio possiamo suddividere la
terra in 4 sfere:
IDROSFERA: è l'insieme di tutte le acque (solide,
liquide e gassose) presenti sulla terra
ATMOSFERA: è lo strato di gas che circonda il
pianeta
LITOSFERA: è lo strato roccioso che dà la forma
e la struttura al pianete
BIOSFERA:è l'insieme di tutti gli esseri viventi
sulla Terra
ATMOSFERA
BIOSFERA
LITOSFERA
IDROSFERA
000
In realtà queste sfere sono strettamente interconnesse tra di loro e modificare
l'equilibrio di una vuol dire alterarne un'altra

Antroposfera: un parere personale

Negli ultimi anni si è sempre più parlato di
ANTROPOSFERA facendo riferimento a
tutte quelle componenti del pianeta che
l'uomo sfrutta, utilizza, modifica o altera con
le sue attività.
Questa parola non mi piace per niente
perchè non meritiamo assolutamente una
"sfera tutta nostra" ma dobbiamo imparare a
convivere sul pianeta senza sfruttarlo, ma
trovando un equilibrio con tutte le altre sfere.
EGO
ECO

La Terra cambia nel tempo

Riferimenti temporali

13 Miliardi di anni fa: Big Bang
e origine dell'universo
4,5 miliardi a.f: origine del
sistema solare e della Terra
3,5 miliardi a.f: prime forme di
vita sulla terra (nell'acqua)
300 milioni di anni fa: primi
esseri viventi sulla terraferma
3 milioni di anni fa: primi
ominidi
4,6 -+ 3,8 miliardi di anni fa La
Terra si forma, passa allo stato
fuso e poi si solidifica la crosta.
L'atmosfera primordiale viene
persa e sostituita dai gas
esalati dal sottosuolo, ma non
c'è ossigeno nell'aria. Si forma
l'idrosfera per condensazione
del vapore acqueo.
1
2
3
5
Origine
della vita
6
7
8
9
10
11
12
Fossili
più antichi
13
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19
Compare la
fotosintesi
20
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23
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25
26
Compaiono
le cellule
eucariotiche
Organismi
pluricellulari
27
28
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30
700 -+ 600 milioni di anni fa
C'è una rapida diversificazione
di forme di vita complesse, che
popolano le acque marine e
raggiungono grandi
dimensioni. Compaiono i primi
vertebrati, cioè i pesci.
27
28
29
30
Abbondanti
resti fossili
di forme viventi
acquatiche
Prime piante
terrestri
Prime piante
con i fiori
3-1 milioni di anni
fa Compaiono i primi
ominidi, ovvero i
nostri antenati.
Primi animali
terrestri
Abbondanti insetti
Primi mammiferi
Dominano i
dinosauri
Grande diffusione
dei mammiferi
10
5
Primi ominidi
ZANICHELLI
3,8 -> 2,8 miliardi di anni fa
Compaiono i primi organismi
unicellulari, che vivono nelle
acque calde dei mari
primordiali. Si sviluppano le
prime forme di vita capaci di
liberare ossigeno, che si
accumula lentamente nell'aria.
200.000 anni fa: Homo sapiens
300 milioni di anni fa
Avviene la conquista della
terraferma da parte di
vegetali e animali. Vaste
foreste coprono i
continenti, popolati da
forme di vita di ogni genere.
Foreste che
formeranno
i giacimenti
di carbone
Primi uccelli

Fenomeni e forze che modellano la Terra

Anche l'aspetto del pianeta è cambiato ed è stato modellato da due tipi di
FENOMENI E FORZE:
ENDOGENI

• Movimenti delle placche ->
  orogenesi (formazione delle catene
  montuose) e formazione di
  depressioni
• Attività vulcanica
• Terremoti
  Fenomeni che creano o distruggono le
  MACROSTRUTTURE del paesaggio
  CATENA MONTUOSA
  INTRACONTINENTALE
  CADSTA CONTINENTALE
  ESOGENI
• Agenti atmosferici: pioggia, vento,
  umidità
• Moto dell'acqua marina e dolce
• ghiacciai
• carsismo
  Fenomeni che creano o modellano le
  MICROSTRUTTURE del paesaggio
  tramite 3 processi:

-
erosione
-
trasporto
-
deposizione

Il tempo geologico e i cambiamenti della Terra

I cambiamenti avvengono in un tempo
lunghissimo detto TEMPO GEOLOGICO per
cui ce ne accorgiamo solo nel momento in cui
avvengono in modo rapido e disastroso, ad
esempio con una frana, un terremoto o
un'eruzione vulcanica.
La maggior parte dei processi sono però
lunghi e lenti. I fiumi scavano centimetro dopo
centimetro le valli per milioni di anni.
Anche gli esseri viventi modificano il
paesaggio: gli alberi impediscono le frane e
sostengono le pareti montuose, alcuni animali
scavano profondamente il terreno fino a
causarne invece la frana.
B
L'acqua erode il suolo e
modella il paesaggio.
il fiume Colorado sta scavando il Grand
Canyon da 50 milioni di anni !!

La carta d'identità del pianeta Terra

NOME: Terra
ASTRO: Pianeta
ETÀ': 4,5 Miliardi di anni
TEMPERATURA MEDIA: 15 gradi
MASSA: 6 milioni di miliardi di
miliardi di Kg
RAGGIO MEDIO: 6371 Km
VOLUME: 1000 miliardi di Km3
DENSITÀ': 5,51 g/cm3 (massa :
volume)
MATERIALE: Roccia
GRAVITÀ: 9,81 m/s2
MOVIMENTI:
· ROTAZIONE (su se stessa): circa 24 h
· RIVOLUZIONE (attorno al Sole): circa
365g
Terra
Luna
Rotazione
Sole
Rivoluzione
SATELLITI: 1, la Luna

La forza di gravità

e' quella forza che attira due corpi l'uno verso l'altro, in
base alla loro massa.
Questi due corpi possono essere di dimensioni e masse
molto diversi, come la Terra e la Prof. Scartabellati, o
simili, come la Terra e Venere. Quando le masse sono
molto diverse un corpo riesce a tenere l'altro "legato" a
se.
La forza di gravità determina 2 effetti importanti:

• tutti i corpi in caduta libera su un pianeta cadono
  verso il basso e lo fanno con un'accelerazione di
  gravità che cambia da un pianeta all'altro.
• la gravità attira anche i liquidi (come gli oceani) e i
  gas (come l'atmosfera).

Corpo
celeste
Accelerazione
di gravità
(m/s2)
Mercurio
3,70
Venere
8,87
Terra
9,81
Luna
1,62
Marte
3,71
Giove
27,79
Saturno
11,44
Urano
8,69
Nettuno
11,15