La forma della Terra: da sfera a geoide, una presentazione didattica

La forma della Terra

Unità A Lezione 2 La forma della Terra Qual è la forma della Terra? Come si individua un punto sulla superficie terrestre? IMPARARE SEMPRE PEARSONL'IDEA CENTRALE Grazie alle immagini ottenute dallo spazio da sonde e satelliti, siamo abituati a immaginare la Terra come una sfera prevalentemente azzurra che ruota nello spazio. La Terra, però, non è una sfera perfetta: oltre a essere leggermente schiacciata ai poli, presenta una superficie piena di asperità. Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 2L'IDEA CENTRALE Oggi sofisticati strumenti a bordo di satelliti permettono, in particolare, di ricostruire nel dettaglio la superficie del geoide, un solido costruito tracciando una superficie in ogni punto perpendicolare alla direzione della forza di gravità. Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 3

La sfera terrestre e i suoi punti di riferimento

1 La sfera terrestre e i suoi punti di riferimento In prima approssimazione, la forma della Terra è paragonabile a quella di una sfera. Su una sfera è impossibile distinguere un punto da un altro. Invece per la Terra è possibile individuare alcuni punti di riferimento .. La Terra ruota su se stessa attorno a un asse, l'asse di rotazione terrestre. Questo ci permette di identificare due punti di riferimento importanti: il Polo Nord e il Polo Sud, ovvero i punti d'incontro fra l'asse di rotazione e la superficie del pianeta. Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 4

Punti di riferimento della sfera terrestre

1 La sfera terrestre e i suoi punti di riferimento asse di rotazione Polo Nord emisfero boreale Equatore emisfero|australe 1 Polo Sud Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 5

L'Equatore e gli emisferi

1 La sfera terrestre e i suoi punti di riferimento Intersecando un piano perpendicolare all'asse di rotazione, in corrispondenza del centro della sfera terrestre, sulla superficie della Terra si origina una circonferenza, l'Equatore. 1 L'Equatore divide il pianeta in due emisferi: l'emisfero boreale, a nord, e l'emisfero australe, a sud Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 6

La Terra: una sfera schiacciata

1 La sfera terrestre e i suoi punti di riferimento Una sfera schiacciata All'inizio del XVIII secolo era già noto che il raggio terrestre non è uguale ovunque. Misurazioni successive confermarono che la Terra presenta un leggero schiacciamento ai poli dovuto al moto di rotazione attorno al proprio asse. Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 7

Raggio polare e raggio equatoriale

1 La sfera terrestre e i suoi punti di riferimento Una sfera schiacciata -r. - r = 21,38 km raggio polare (r) raggio equatoriale (r) Equatore Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 8

Velocità di rotazione e schiacciamento

1 La sfera terrestre e i suoi punti di riferimento Una sfera schiacciata La velocità di rotazione è maggiore per i punti della superficie terrestre che sono più distanti dall'asse di rotazione. I punti posti sull'Equatore, ad esempio, percorrono circa 40 000 km in 24 ore ruotando alla velocità di 1668 km/h Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 9

Ellissoide di rotazione

1 La sfera terrestre e i suoi punti di riferimento Pertanto, la forza centrifuga, che va dal centro verso l'esterno, in miliardi di anni ha determinato lo schiacciamento ai poli e l'espansione all'Equatore. 2 Ecco il motivo per cui il raggio equatoriale misura 6378,16 km, mentre il raggio polare ne misura 6356,78 Anche se la differenza è solo di 21 km circa, la Terra non può essere descritta come una sfera perfetta, ma piuttosto come un ellissoide di rotazione, un solido che si ottiene facendo ruotare un'ellisse attorno a uno dei suoi assi. Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 10

Il geoide: un modello specifico per la Terra

1 La sfera terrestre e i suoi punti di riferimento Un solido "fatto apposta" per la Terra L'ellissoide di rotazione è un modello adeguato per descrivere la forma della Terra, ma non è ancora il migliore perché non tiene conto delle irregolarità della superficie terrestre filo a piombo ellissoide geoide Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 11Per questa ragione gli scienziati hanno ideato un solido apposito, il geoide 3 Il geoide è un solido che si ottiene immaginando di estendere il livello medio del mare sotto tutte le terre emerse, in modo da ottenere una superficie regolare, perpendicolare in ogni suo punto alla direzione della forza di gravità. filo a piombo ellissoide geoide Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 12

Un reticolo per individuare i punti della superficie terrestre

2 Un reticolo per individuare i punti della superficie terrestre Polo Nord 80º N 60º N 40° N 20° N parallelo Equatore parallelo Polo Sud a Polo Nord 90° 75° 30° 09 meridiano b Polo Sud meridiano di Greenwich Equatore c Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 13

Il reticolato geografico

2 Un reticolo per individuare i punti della superficie terrestre Come possiamo individuare la posizione di un qualsiasi punto sulla superficie terrestre in modo inequivocabile? quel punto e non altri .. 4 Determinata la posizione dei poli e dell'Equatore, è possibile costruire un sistema di riferimento formato da una "rete", il reticolato geografico, che ci permette di stabilire in modo univoco la posizione di qualsiasi punto sulla superficie terrestre Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 14

Paralleli e Equatore

2 Un reticolo per individuare i punti della superficie terrestre Intersecando la superficie terrestre con piani immaginari paralleli al piano equatoriale si ottengono circonferenze chiamate paralleli L'Equatore è considerato il parallelo fondamentale o parallelo zero, mentre i due poli corrispondono rispettivamente al novantesimo parallelo a nord e a sud dell'Equatore Polo Nord 80º N 60° N 40º N 44 20º N parallelo 0 Equaltore parallelo Polo Sud Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 15

Numero e lunghezza dei paralleli

I paralleli sono 180: 90 a Nord e 90 a Sud dell'equatore. In ogni emisfero la lunghezza dei paralleli diminuisce via via che si allontanano dall'Equatore. 60° NORD 40° 20° 0° EQUATORE 20° SUD 40° 60° QT Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia

Meridiani e asse di rotazione

2 Un reticolo per individuare i punti della superficie terrestre Immaginiamo ora dei piani contenenti l'asse di rotazione della Terra Essi sono perpendicolari al piano dell'Equatore e la loro intersezione con la superficie terrestre definisce i meridiani Polo Nord - --- - - 90° 75° 30° 09 meridiano 1 Polo Sud Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 17

Meridiano fondamentale di Greenwich

2 Un reticolo per individuare i punti della superficie terrestre I meridiani sono semicirconferenze che uniscono i due poli e che tagliano perpendicolarmente l'equatore e i paralleli. Il meridiano fondamentale, o meridiano zero, è quello passante per l'Osservatorio di Greenwich, a Londra Polo Nord 90° 75° 30° 09 - - meridiano - Polo Sud Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 18

Numero e lunghezza dei meridiani

I meridiani sono 360, 180 a est di Greenwich e 180 a ovest di Greenwich. Ogni meridiano ha un antimeridiano che è la semicirconferenze posta a 180° da esso( dalla parte opposta). I meridiani hanno tutti la stessa lunghezza. OVEST EST 80°60° 40° 20° MERIDIANO DI GREENWICH 0° 20° 40°60° Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 19

Il reticolato geografico completo

2 Un reticolo per individuare i punti della superficie terrestre Il reticolato geografico è la rete formata da tutti i paralleli e i meridiani tracciati sulla superficie terrestre meridiano di Greenwich Equatore Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 20

Le coordinate geografiche

2 Un reticolo per individuare i punti della superficie terrestre Le coordinate geografiche 80° N 60° N 40° N 20° N 0° latitudine 38º N longitudine 77° O N S Equatore 80° O 60° O 40° O 20° O meridiano di Greenwich Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 21

Determinazione delle coordinate geografiche

2 Un reticolo per individuare i punti della superficie terrestre Le coordinate geografiche Come possiamo individuare la posizione esatta di un punto sulla superficie terrestre ? 5 Riferendoci al reticolato geografico possiamo stabilire l'esatta posizione di un punto della superficie determinando le sue coordinate geografiche, ovvero la latitudine e la longitudine Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 22

Latitudine: distanza dall'Equatore

2 Un reticolo per individuare i punti della superficie terrestre Le coordinate geografiche La latitudine è la distanza di un punto dall'Equatore e viene espressa in gradi, primi e secondi perché esprime il valore dell'angolo compreso fra il parallelo passante per quel punto e il piano equatoriale È necessario stabilire se si tratta di latitudine nord o latitudine sud, in relazione all'emisfero in cui ci si trova Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 23

Longitudine: distanza dal meridiano di Greenwich

2 Un reticolo per individuare i punti della superficie terrestre Le coordinate geografiche La longitudine è la distanza di un punto dal meridiano di Greenwich e viene espressa in gradi, primi e secondi, perché esprime la misura dell'angolo compreso fra il meridiano passante per quel punto e il meridiano fondamentale In questo caso, occorre specificare se la località si trova a ovest oppure a est del meridiano fondamentale, definendo la longitudine ovest o est Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 24

Orientarsi sulla superficie terrestre

3 Orientarsi sulla superficie terrestre est (alba)' ombra nord sud ovest (tramonto) Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 25

Punti cardinali e osservazione astronomica

3 Orientarsi sulla superficie terrestre Orientarsi significa compiere una serie di osservazioni per determinare i quattro punti cardinali:

• nord
• sud
• est
• ovest Per trovare questi punti di riferimento si può ricorrere all'osservazione del Sole e delle stelle

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Individuare sud e nord con il Sole

3 Orientarsi sulla superficie terrestre Il sud può essere individuato osservando il cammino apparente che il Sole compie ogni giorno Quando il Sole raggiunge nel cielo l'altezza massima della giornata indica la direzione del sud Il nord si trova in direzione opposta a quella del sud, e viene indicato dalla direzione dell'ombra proiettata da qualsiasi oggetto quando il Sole ha raggiunto nel cielo l'altezza massima della giornata Unità A, Lezione 2: La forma della Terra Fontana C Pearson Italia 27