Cinquantamila.it La storia raccontata da Giorgio Dell'Arti

Se un’astronave aliena entrasse nel Sistema solare, si accorgerebbe subito che la Terra è speciale: merito della Luna. Abituati a considerarla un mero ornamento del nostro pianeta, spesso non riflettiamo sul fatto che il suo ruolo è in realtà molto più importante. La massa della Luna è infatti circa 1/81 di quella della Terra: può sembrare poco, ma in tutto il Sistema solare non esiste un rapporto del genere, se si esclude il piccolo Plutone con il suo satellite Caronte. In effetti, Terra e Luna sono una sorta di pianeta doppio. Questa situazione ha influenzato tutta la storia del nostro pianeta sotto diversi punti di vista, e continuerà a farlo ancora nel futuro. Qualcuno si spinge addirittura a pensare che senza la Luna non si sarebbe mai potuta evolvere la vita. BILIARDO COSMICO E allora come sarebbe oggi la Terra senza Luna? L’ipotesi non è poi così lontana dalla realtà: dobbiamo infatti ad una serie di coincidenze orbitali la formazione del nostro satellite naturale. Secondo le teorie più accreditate, circa 4,5 miliardi di anni fa un corpo celeste grande quanto Marte entrò in collisione con la Terra, allora ancora in formazione. Fu il Big splash: come in un biliardo cosmico, una grande quantità di materiale fu scagliata via dall’impatto e si ricompose nello spazio, dando origine al nostro satellite. Nel sistema delle orbite cosmiche sarebbe bastata un’impercettibile deviazione perché questa catastrofe non avvenisse. E allora: come sarebbe stata la Terra se il Big splash non fosse mai avvenuto? Il cambiamento più evidente riguarderebbe le maree, causate dall’azione della forza gravitazionale della Luna sugli Oceani (vedi tavola a pag. 113). Le acque rivolte in un dato momento verso la Luna sono attratte da essa con maggior forza rispetto al resto del pianeta, che è un po’ più distante dal nostro satellite. Nell’emisfero opposto della Terra avviene un effetto simile, ma contrario: la forza gravitazionale della Luna è minore per i mari rispetto al resto del globo. In questo caso, quindi, il livello del mare si alza perché in realtà il suo fondale viene attratto dalla Luna in direzione opposta. Da queste dinamiche nascono gli innalzamenti oceanici. Agli altri due emisferi della Terra si hanno ovviamente due basse maree. Considerando la rotazione terrestre, i due rigonfiamenti e i due schiacciamenti si spostano tutto attorno al pianeta man mano che le varie zone passano sotto la Luna. MAREE STANCHE Il risultato è che, durante il giorno lunare (24 ore e 50 minuti), in ogni punto del globo si compie un intero ciclo di marea, con due innalzamenti e due abbassamenti. Anche il Sole gioca la sua parte, sebbene in misura minore: rafforza o indebolisce le maree provocate dal nostro satellite. Quando Terra, Luna e Sole sono allineati, allora le forze gravitazionali degli ultimi due si sommano creando le maree vive o equinoziali, più imponenti. Quando la Luna si trova di lato rispetto al Sole le forze gravitazionali vengono invece un po’ bilanciate, e allora le maree sono più leggere (maree stanche). E senza la Luna? Resterebbero solo piccole maree provocate dal Sole, molto meno evidenti. Un cambiamento di poco conto? Niente affatto: le maree possono marcare la differenza tra un pianeta vivo e uno morto. «Le maree» dice Chris Benn, del Gruppo di Telescopi Isaac Newton di La Palma, in Spagna «ritirandosi creano periodicamente pozze d’acqua isolate sulle zone costiere. Tre miliardi e mezzo di anni fa proprio in queste pozze le sostanze organiche presenti negli Oceani potrebbero essersi concentrate per effetto dell’evaporazione causata dal calore del Sole. è un passaggio fondamentale per la nascita della vita». Ma le maree hanno effetti ancora più ampi: il rigonfiamento creato dalla Luna sugli Oceani, infatti, è trascinato continuamente dalla rotazione della Terra, e quindi tende a girare alla stessa velocità del nostro pianeta, che compie una rotazione su se stessa in 24 ore. EFFETTO-FRENO Ma ancora una volta entra in gioco la forza di gravità della Luna (vedi tavola in questa pagina). Poiché questa compie la sua orbita in un tempo più lungo (poco più di 27 giorni), essa esercita sempre la sua attrazione sul rigonfiamento marino che quindi ruota più velocemente. Il risultato è che l’alta marea viene costantemente richiamata indietro, in modo da restare vicina alla Luna. Ma così facendo la massa d’acqua urta continuamente contro le coste e i fondali marini che seguitano a girare sotto di lei. Il risultato è un attrito che finisce per rallentare la rotazione della Terra. Ma non è tutto: poiché la gravitazione funziona in tutti e due i sensi, la massa d’acqua rigonfiata tende ad attirare verso di sé la Luna, facendola accelerare. In questo modo il nostro satellite, girando più velocemente, si sposta in un’orbita più elevata. Entrambi i fenomeni sono stati dimostrati scientificamente: ogni secolo la Luna si allontana da noi di quattro metri mentre la Terra rallenta la sua rotazione di 1,6 millisecondi. Il primo a ipotizzare questo fenomeno fu George Darwin, figlio di Charles, padre dell’evoluzionismo. Spingendo i calcoli all’indietro nel tempo troviamo una situazione molto diversa da quella attuale: la Terra ruotava più velocemente, e la Luna era molto più vicina. L’effetto-freno del nostro satellite è stato imponente: i calcoli mostrano che, senza la Luna, la Terra avrebbe delle giornate cortissime, della durata di appena otto ore. STAGIONI IRREGOLARI Un pianeta così veloce avrebbe un clima decisamente diverso da quello attuale. «Gli effetti meteorologici di una variazione della rotazione terrestre» dice Dario Camuffo, dell’Istituto di Scienze dell’atmosfera e del clima del CNR «sarebbero per lo più legati ai cambiamenti nella forza di Coriolis (l’effetto che crea circolazioni di aria in senso antiorario nell’emisfero Nord del pianeta ed in senso orario in quello Sud, ndr). Facciamo per assurdo l’esempio di un pianeta che non ruoti affatto: se in una zona si verifica una variazione di pressione dell’atmosfera, l’aria si sposterà rapidamente per colmare qualsiasi differenza. Praticamente le zone di bassa o alta pressione esisterebbero per tempi brevissimi. Con la rotazione del globo, e quindi con la comparsa della forza di Coriolis, le cose vanno molto diversamente: attorno a queste aree si creano circolazioni atmosferiche che non fanno sparire subito le differenze». Se allora la Terra ruotasse più velocemente, anche la forza di Coriolis sarebbe aumentata, e quindi le circolazioni sarebbero più imponenti, con venti più forti. Il risultato è che le aree di bassa ed alta pressione durerebbero più a lungo. «Ma gli effetti più importanti» continua Camuffo «li vedremmo probabilmente nelle correnti oceaniche. Come avviene per l’atmosfera, anche le masse d’acqua sono influenzate dal fenomeno, quindi qualsiasi modifica nella forza di Coriolis porterebbe a deviazioni del loro percorso. Se consideriamo il ruolo che le correnti oceaniche hanno per il clima, anche una piccola variazione del loro percorso avrebbe effetti notevoli». La Luna, insomma, ha frenato le irrequietezze giovanili della Terra. E l’ha anche tenuta sulla giusta strada, mantenendo ben ferma la sua inclinazione rispetto al Sole. «Diversi ricercatori» aggiunge Benn «hanno fatto notare che un grande satellite può portare benefici alla vita che si sta sviluppando su un pianeta per il suo effetto di stabilizzazione dell’asse di rotazione». Con un’asse di rotazione (la linea immaginaria che collega polo Sud e polo Nord) più instabile - come quello di Marte, ad esempio - le stagioni non sarebbero regolari: la Terra oscillerebbe come una trottola urtata mentre gira, e nel corso di pochi secoli estate e inverno comincerebbero a invertirsi. SPOSTATO IL BARICENTRO DELLA TERRA Ecco i doni fatti al nostro pianeta dalla sua sorella: una meteorologia stabile, un pianeta più accogliente, e magari più protetto dalle insidie dell’universo: «Dobbiamo anche considerare» continua Benn «gli effetti dell’impatto da cui sarebbe nata la Luna. Il riscaldamento del nucleo terrestre provocato da quella catastrofe avrebbe permesso alla Terra di avere un forte campo magnetico, che scherma la Terra dagli effetti dannosi dei raggi cosmici». Quel legame iniziato in modo così rude ha un’ultima particolarità, che modifica la forma dell’orbita della Terra. Il centro di gravità del sistema Terra-Luna, infatti, non è il centro della Terra (vedi tavola in questa pagina) ma è spostato di 4.000 km in direzione del nostro satellite. In altri termini, poiché il raggio della Terra è di circa 6.300 km, Terra e Luna girano entrambe attorno ad un punto situato a 2.000 km di profondità sotto la crosta terrestre, e questo fa sì che la Terra sembri oscillare in armonia con la Luna, come se pattinassero assieme. Per questo possiamo dare ai nostri lettori un piccolo consiglio: la prossima volta che osservate la Luna, guardate con cura anche la terra attorno a voi. Senza quel disco luminoso in cielo, tutto sarebbe molto diverso. Americo Bonanni

AMERICO BONANNI