Le eclissi e le maree
Le eclissi
La Terra e la Luna possono essere considerati come corpi opachi di forma quasi sferica. Sono perciò illuminati soltanto sull’emisfero rivolto verso il Sole mentre dalla parte opposta inviano nello spazio dei coni d’ombra la cui ampiezza dipende non solo dalle dimensioni dei due corpi e da quelle del Sole ma anche dalle distanze variabili alle quali si trovano rispetto al Sole. Il cono d’ombra della Terra presenta una lunghezza di circa 1.4 milioni di km. (circa 1.382.000 Km.) con oscillazioni dovute al variare della distanza Terra-Sole.
Il cono d’ombra della Luna ha una lunghezza media di 373.500 km.
La base di questo cono è data dalla linea di confine tra la zona illuminata e quella buia sulla Terra mentre l’asse è un prolungamento della retta che unisce il centro del Sole con quello della Terra (T-S).
Dato che la Distanza Terra –Sole, non è fissa, ma varia durante l’anno anche la lunghezza del cono varierà e la Luna passerà all’interno solo in determinate condizioni. Oltre a questo cono se ne produce un altro di penombra il cui vertice si trova sull’asse T-S ma il vertice dalla parte del Sole e non opposto ad esso.
- Le eclissi di Luna
Quando la Luna si trova in opposizione al Sole, cioè quando la fase è piena, ed in corrispondenza con un nodo si verifica un’eclisse di Luna.
L’eclisse può essere totale o parziale.
E’ totale quando la Luna transita vicino all’asse del cono e quindi è totalmente immersa nell’ombra mentre è parziale quando transita lontano dal centro ed in parte nel cono d’ombra e quindi parte della superficie lunare non viene totalmente oscurata.
Durante un’eclisse si possono distinguere diverse fasi: entrata nella penombra, entrata nell’ombra, uscita dall’ombra ed uscita dalla penombra. La Luna entra nel cono di penombra da ponente e ne esce da occidente. In media il tempo che il satellite impiega ad attraversare la penombra è di 1h mentre quello nell’ombra è di 2.5h, quindi un’eclisse dura in totale 4.5h.
La durata molto lunga di questo fenomeno fa si che più della metà della superficie terrestre possa godersi lo spettacolo.
Oltre alle eclissi parziali e totali la Luna è soggetta anche a quelle che si definiscono eclissi di penombra .Questo fenomeno è molto più frequente rispetto agli altri due ma dato che la luminosità della Luna diminuisce di poco la maggior parte delle volte passa inosservato. Durante un’eclisse di penombra la Luna non passa nel cono d’ombra ma soltanto in quello di penombra.
- La colorazione cuprea
Durante la fase di totalità di un’eclisse di Luna, ciò che colpisce maggiormente l’osservatore è che il nostro satellite non scompare totalmente, come accade durante un’eclisse del Sole, ma viene il disco rimane visibile assumendo una colorazione rossastra che varia da evento ad evento.
A causa della presenza dell’atmosfera terrestre, che rifrange una parte dei raggi solari, la Luna continua a ricevere un po’ di luce anche durante le eclissi totali; questa parte dei raggi solari che viene filtrata e rilasciata, una volta deviata come radiazione verso il rosso, viene riflessa dalla superficie lunare e attraversa di nuovo la nostra atmosfera. Pertanto, durante le eclissi lunari, è possibile eseguire osservazioni sul comportamento della nostra atmosfera, che viene attraversata due volte dai raggi luminosi. Ad esempio, dopo un’eruzione vulcanica, la presenza delle polveri nell’alta atmosfera provocherà una maggiore deviazione rispetto al normale di conseguenza il disco eclissato assumerà delle tonalità rosse più cupe.
Grazie alla colorazione che la Luna assume durante le eclissi è stata stesa una scala per la classificazione delle eclissi.
- Osservazioni durante un’eclisse di luna
Durante un’eclisse è possibile determinare il tempo che l’ombra terreste impiega per oscurare un determinato cratere.
Queste osservazioni furono tra le prime ad essere fatte dopo l’applicazione del telescopio all’astronomia. Precise registrazioni ci pervengono già dal 1700 grazie ai Gesuiti che si trovavano in Italia ed in Cina ed agli astronomi bolognesi.
L’utilizzo di questi tempi di transito è la determinazione della forma e della dimensione dell’ombra terrestre
Sempre durante le eclissi si può assistere al fenomeno dell’occultazione di una stella o di un pianeta da parte della Luna, come, per esempio, accade durante l’eclisse del 23 novembre 755 quando fu occultato il pianeta Giove (evento riportato da Simeone di Durham, monaco)
Inoltre, durante l’eclissi nella zona oscurata si può avere la fortuna di osservare il "brillamento" o "flash" di luce emesso da corpi meteorici che si impattano sulla superficie. La loro velocità di caduta, in assenza di atmosfera e della sua azione frenante, da luogo alla distruzione completa del corpo proveniente dal cosmo; infatti pare che sulla Luna non si trovino i resti delle meteoriti.
Le maree
Le maree sono cambiamenti periodici del livello del mare visibili a lungo periodo.
Il ritmico elevarsi ed abbassarsi del livello marino è noto fin dall’antichità. Questo fenomeno fu spiegato in modo soddisfacente da Isaac Newton attraverso la Legge di gravitazione universale secondo la quale due corpi esercitano uno sull’altro una forza di attrazione.
Supponiamo che la Terra sia ricoperta da uno strato uniforme di acqua. La forza di attrazione lunare non riesce ad attrarre a se la Terra ma riesce provocare un rigonfiamento nella massa d’acqua dalla sua parte. Oltre a questo rigonfiamento se ne forma uno diametralmente opposto. Perché?
Si deve considerare che la Terra è in rotazione attorno al suo asse e che la forza di attrazione lunare è minore dalla parte opposta al satellite. Quindi questa zona risente maggiormente della forza centrifuga e si forma il rigonfiamento. I rigonfiamenti si spostano con la rotazione della Luna attorno alla Terra. Un osservatore che si trovi sulla superficie terrestre ruota insieme al nostro pianeta e man mano che si avvicina al rigonfiamento vedrà il livello marino innalzarsi e successivamente abbassarsi, quando ha sorpassato il rigonfiamento. Il fenomeno osservato è detto marea.
Quando il livello del mare è minimo si parla di bassa marea mentre quando è massimo si è in una fase di alta marea. Il dislivello tra l’altezza dell’alta marea e della bassa marea è definito: escursione di marea.
Il comportamento reale delle maree si discosta in parte dai modelli studiati perché gli oceani non ricoprono totalmente la superficie terrestre. Da bacino a bacino varia la forma, la dimensione e la profondità dell’acqua.
In un giorno si possono verificare dalle due alle quattro maree.
Se si verificano un’alta ed una bassa marea si parla di maree diurne mentre se si verificano due alte e due basse maree, queste si definiscono maree semidiurne.
Durante le maree diurne l’escursione è minima mente per le maree diurne la differenza di livello può anche essere notevole.
Dato che l’orbita lunare è inclinata di circa 5° rispetto a quella terrestre la Luna durante la sua rotazione intorno alla Terra si troverà ad una diversa altezza rispetto all’equatore. Di conseguenza nello stesso luogo si possono verificare maree con escursioni diverse.
Anche il Sole influisce, anche se minormente rispetto alla Luna, sulle maree attirando le maree attirando le masse d’acqua verso di se.
Quando la Luna è nuova o piena le maree sono massime in quanto si sommano le forze di attrazione del Sole e della Luna. Si definiscono tali maree: sigiziali. Quando la Luna è al Primo o all’ultimo quarto, quindi forma un angolo di 90° con il Sole e la Terra, le maree sono minime perché la forze di attrazione di Sole e Luna so contrastano. In questo caso le maree sono di quadratura.
Come detto prima nelle diverse parti del globo le maree hanno durata e d’escursione differente. La maggiore escursione di marea si registra nella Baia di Fundy in Nord America, con una variazione di 22 m. Segue la più famosa località di Mont-Saint-Michelle dove il livello sale di 14 m. Nel Mediterraneo, a causa della forma molto irregolare, l’escursione di marea varia da luogo a luogo, si passa dai 90 cm del Mar Adriatico ai 14 cm del Golfo di Genova. In alcune località geografiche, inoltre, l’assetto geomorfologico può determinare insieme alle favorevoli correnti eoliche fenomeni di risonanza ed aumentare l’escursione di marea, come accade per la Laguna Veneta quando soffiano i venti orientali.