Luna: caratteristiche, movimenti e fasi lunari

- 29 Set 2019 - Tag:

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La Luna è un satellite naturale, ovvero, un corpo celeste che ruota attorno ad un corpo diverso da una stella, che può essere un pianeta, come la Terra, un asteroide oppure un pianeta nano.

Essa è l’unico satellite naturale del pianeta Terra e spesso il suo nome viene, impropriamente, utilizzato come sinonimo dei satelliti naturali che orbitano attorno agli altri pianeti appartenenti al sistema solare.

La Luna: il satellite naturale del nostro pianeta

Questo corpo celeste, orbita intorno alla Terra ad una distanza di circa 384.400 km, non molto ampia, se si considera che è ben visibile ad occhio nudo, a tal punto da riuscire a scorgere i rilievi ed i crateri sulla sua superficie. Come ogni altro satellite naturale del sistema solare, la Luna, effettua dei movimenti di rotazione (sul proprio asse) e rivoluzione (attorno alla Terra).

Per essa, il periodo di rotazione è uguale a quello di rivoluzione e di conseguenza si dice che la Luna effettua una rotazione sincrona e proprio per questo motivo rivolge alla Terra, sempre, la stessa faccia. Il suo lato opposto è stato reso noto, soltanto, dopo le esplorazioni spaziali.

Nel suo moto di rivoluzione attorno alla Terra, la Luna, vista dal nostro pianeta, sembra assumere un aspetto diverso in base alla sua posizione rispetto al Sole. Queste apparenti, variazioni di sembianze, sono dette fasi lunari, che fin dai tempi più remoti, hanno influenzato il comportamento umano. Non a caso, molti popoli dell’antichità sostenevano che la Luna condizionasse i raccolti ed influisse su fertilità e carestia.

La formazione di questo corpo celeste risale a circa 4,5 milioni di anni addietro e si presume sia avvenuta per unione dei detriti rilasciati dalla collisione tra la Terra ed un corpo vagante della stessa grandezza del pianeta Marte. Come accennato inizialmente, la superficie lunare visibile ospita circa 300.000 crateri, tutti formatisi per impatto con meteoroidi, asteroidi o comete.

La Forma della Luna

Massa e grandezza del corpo lunare, sono più estese rispetto a quelle degli altri satelliti del sistema solare, ma allo stesso tempo, risultano essere più piccole rispetto all’infinità di corpi celesti presenti in tutto l’universo.

Guardando la Luna ad occhio nudo, dalla Terra, potremmo benissimo definirla di forma sferica, ma non è così. In realtà, essa ha una forma ellissoidale a tre assi. Nettamente diversa dalla Terra, nella sua atmosfera non sono presenti ne gas ne acqua.

La struttura del corpo lunare

Come già detto, si pensa che la Luna si sia formata, più o meno, 4,5 milioni di anni fa. Prima di allora, essa non era altro che un’immensa distesa di magma vulcanico. Le rocce lunari contengono un componente chiamato Kreep, un elemento del magma vulcanico che in origine costituiva la Luna. Questo componente, è risultato essere di rilevante importanza per lo studio approfondito dei vulcani lunari.

La Superficie lunare è composta da svariati elementi quali: potassio, magnesio, silicio, ossigeno, ferro, calcio, titanio, idrogeno, alluminio, uranio e torio. In riferimento ad alcuni dati forniti da studiosi, si è venuti a conoscenza che la Luna contiene, al suo interno, quasi, la stessa percentuale di alluminio che troviamo nel pianeta Terra.

Andando dalla superficie e scendendo, pian piano, fino al suo nucleo la Luna, come la Terra, presenta una crosta, di cui abbiamo già parlato, successivamente troviamo il mantello (in parte allo stato fuso) ed un nucleo che si suddivide in interno ed esterno.

Il nucleo interno della Luna è composto da ferro solido ed ha un raggio di circa 240 km, il nucleo esterno, invece, del raggio di circa 300 km, è composto maggiormente da ferro allo stato liquido. Subito dopo il nucleo, troviamo quella parte del mantello allo stato parzialmente fuso, del raggio di circa 500 km e composto, teoricamente, da una lega di ferro metallico, nichel e zolfo (in realtà la composizione di questo strato, non è stata ancora accertata appieno).

Le caratteristiche lunari

Come abbiamo detto inizialmente, la superficie lunare è caratterizzata dai numerosi crateri, dal diametro e profondità variabili. Il più grande cratere lunare, si trova sulla faccia nascosta della Luna. Esso prende il nome di Bacino Polo Sud-Aitken ed ha un diametro di 2500 km per una profondità di 13 km (essa raggiunge il punto più basso della superficie lunare). Invece, il punto più elevato si trova sul bordo nord-est dello stesso cratere. Altri crateri, dalle dimensioni, abbastanza, sostenute ricoprono il resto della superficie lunare. Va inoltre detto, che l’emisfero nascosto, oltre ad avere una quantità superiore di bacini, ha un’elevazione media, maggiore, rispetto all’emisfero visibile dalla Terra.

La presenza di acqua sulla Luna

Abbiamo appena detto che il territorio lunare è ricco di crateri e bacini, ma la presenza di acqua allo stato liquido è al quanto inesistente. La quantità presente è stata fornita dalle comete (ricche di acqua) che nel corso dei secoli hanno impattato col suolo lunare.

L’acqua presente sulla Luna viene, dunque, scomposta ne i suoi elementi principali (idrogeno ed ossigeno) dalla luce solare e la maggior parte di essa si disperde istantaneamente nello spazio. Esistono, però, delle ipotesi a sostegno della presenza di acqua sulla Luna, nelle zone perennemente all’ombra oppure all’interno della crosta lunare.

Nello specifico, alcuni dei suoi crateri polari, non ricevono mai luce solare a causa delle loro elevate profondità e di conseguenza, si ipotizza che all’interno di questi possa essere presente acqua sotto forma di ghiaccio. La conferma della presenza di depositi di ghiaccio, nell’area del Polo Sud lunare, è arrivata nel 2009, quando, in seguito alle ultime missioni lunari, è stato possibile raccogliere dati utili che portassero a tali conclusioni.

La presenza di acqua sul territorio lunare, è di fondamentale importanza per il genere umano, in quanto, darebbe la possibilità, in futuro, di colonizzare la Luna senza la necessità di trasportarvi l’acqua dalla Terra.

L’atmosfera lunare e le condizioni del territorio

Altra caratteristica del satellite terrestre è quella di non possedere una vera e propria atmosfera, come quella della Terra. Su di essa è presente una debolissima attrazione gravitazionale, tant’è che la sua atmosfera, può essere paragonata al vuoto.

Il suolo lunare ha delle temperature particolari. Durante i periodi di luce, la temperatura può, anche, sfiorare i 110 °C, per poi scendere a -150 °C nei giorni di buio.

Come la Terra, anche la Luna registra attività sismiche. Le missioni lunari Apollo, hanno fatto si che venissero sbarcati sulla luna anche dei sismografi. Questi hanno registrato per molti anni l’attività sismica lunare, che è risultata essere molto più bassa di quella terrestre.

Nel corso di un anno, ad esempio, pur registrando all’incirca un migliaio di terremoti, questi non hanno mai superato il secondo grado della scala Richter. Lo sviluppo di terremoti a bassa intensità, è dovuto all’assenza di movimenti della crosta lunare.

I movimenti della Luna

Abbiamo accennato inizialmente che la Luna, come ogni altro satellite naturale appartenente al sistema solare, compie i movimenti di rivoluzione e rotazione. Un particolare fenomeno è, invece, quello della librazione. Inoltre, c’è anche da ricordare che la Luna va, progressivamente, allontanandosi dalla Terra.

La rivoluzione lunare

Il movimento di rivoluzione che la Luna compie attorno al pianeta Terra, impiega 27 giorni, 7 ore, 43 minuti e 12 secondi. Questo lasso di tempo impiegato, viene chiamato mese siderale. In realtà però, chi osserva la Luna dalla Terra, conterà 29 giorni e mezzo tra una nuova Luna e la successiva. Ciò avviene a causa del contemporaneo movimento di rivoluzione della Terra (per l’esattezza trascorreranno 29 giorni, 12 ore, 44 minuti e 2,9 secondi).

Nel sistema solare, la Luna è uno dei pochi satelliti naturali ad avere dimensioni sostenute in proporzione alla Terra. Nel resto del sistema, soltanto il satellite Caronte, appartenente a Plutone, ha grandi dimensioni rispetto al pianeta. Altri satelliti paragonabil,i come dimensioni, alla Luna, sono quelli di Giove e Saturno. Pianeti simili alla Terra come Mercurio e Venere, non hanno satelliti e Marte ne ha di piccolissimi.

La rotazione lunare

Il movimento di rotazione, invece, è quello che la Luna compie intorno al proprio asse. Il verso di rotazione lunare è uguale a quello della Terra (da Ovest verso Est) ed ha una durata identica a quella del moto di rivoluzione, ovvero, 27 giorni, 7 ore, 43 minuti ed 11,6 secondi. Data, dunque, tale coincidenza, da qualunque punto di osservazione della Terra, la Luna mostrerà sempre la stessa faccia.

La librazione lunare

Un fenomeno particolare del satellite terrestre è quello della librazione. A tal proposito, venendo a conoscenza del fatto che il movimento di rivoluzione lunare non è del tutto circolare e che la velocità di rotazione e la distanza dalla Terra, variano leggermente durante un’orbita, i movimenti di rivoluzione e rotazione, subiscono delle variazioni minime, tali da creare delle oscillazioni lievi chiamate librazioni.

Queste variazioni, permettono ad alcuni punti della luna di essere visibili dalla Terra in alcuni frangenti di tempo. Il risultato complessivo di questo fenomeno, porta a rendere visibile, dalla Terra, poco più di metà della superficie lunare.

L’allontanamento della Luna dalla Terra

Grazie alle missioni lunari del passato, è stato possibile stabilire, con estrema precisione, la distanza tra la Luna e la Terra e grazie a ciò, è stato possibile venire a conoscenza del fatto che la stessa Luna, si va progressivamente allontanando dal nostro pianeta (3,8 centimetri all’anno). Questo allontanamento è dovuto alle cosiddette forze di marea della Luna sul nostro pianeta.

Le fasi lunari

Le fasi lunari, sono i cambiamenti nell’aspetto della Luna, osservata dalla Terra, dovuti all’illuminazione del Sole ed alla posizione che la Luna assume rispetto ad esso, nell’arco di tempo di un mese sinodico, ovvero, un mese lunare.

Le fasi lunari sono, visivamente, conosciute fin dall’antichità. Da quando l’uomo ha cominciato ad abitare il pianeta Terra, esse sono state continuamente osservate da tutti i popoli delle varie epoche.

Le fasi lunari, essenzialmente, sono due. Una denominata crescente (tutte le volte che la parte visibile illuminata aumenta), e l’altra chiamata calante (quando la parte illuminata diminuisce). I punti culminanti di queste due fasi, si hanno quando la faccia visibile della Luna è del tutto illuminata e quando è del tutto oscurata.

Nel primo caso si ha, dunque, il plenilunio (Luna piena) e nel secondo il novilunio (Luna nuova). Tra questi due posizioni estreme, ne esistono altre due intermedie, chiamate quadrature e si verificano quando la Terra, la Luna ed il Sole, si trovano nelle posizioni dei vertici di un triangolo rettangolo ipotetico.

Ovviamente, in entrambi i casi della faccia di Luna illuminata dal Sole, si vedrà soltanto quella rivolta verso la Terra, ovvero, un quarto di luna. Queste due fasi intermedie, vengono chiamate: primo quarto ed ultimo quarto. Un particolare fenomeno che si può riscontrare durante la fase di Luna nuova, fa notare che la parte di luna oscurata, presenta un lieve chiarore.

Ciò accade perché i raggi solari che colpiscono la Terra, vengono da essa stessa, riflessi sulla Luna, che a sua volta li proietta indietro verso la Terra con intensità luminosa minore, tale da far percepire il leggero chiarore di cui si è parlato poc’anzi.

Concludendo, in merito alle fasi lunari, resta da dire che nell’arco di tempo di un anno, considerando che un mese sinodico è formato da 29 giorni e mezzo, si avranno 12 successioni di fasi lunari, chiamate lunazioni.

L’eclissi lunare

L’eclissi lunare è un fenomeno che si genera per via dell’ombra della Terra, che oscura del tutto o parzialmente la superficie lunare visibile. Questa si verifica quando la Luna si trova nella fase di piena, con l’allineamento di Sole, Terra e Luna, lungo Il piano dell’eclittica.

Riguardo tale allineamento, c’è da dire che l’ombra che si viene a creare per frapposizione della Terra, tra la Luna ed il Sole, è di forma conica e, solitamente, nelle eclissi lunari il cono d’ombra della Terra è più grande della stessa Luna e quest’ultimo, è sempre accompagnato da un cono ancor più ampio, chiamato cono di penombra.

A tal proposito, è possibile avere diversi tipi di eclissi lunari, ovvero, l’eclissi totale (quando la Luna entra totalmente nel cono d’ombra), l’eclissi parziale (quando la Luna entra parzialmente nel cono d’ombra) e l’eclissi penombrale (quando la Luna entra parzialmente o totalmente nel cono di penombra).

L’eclissi totale

L’eclissi lunare totale si ha, nella fattispecie, quando la Luna attraversa tutta la fascia d’ombra della Terra, cioè a dire che passa, prima dal cono di penombra, raggiungendo il cono d’ombra, per poi tornare nel cono di penombra. L’eclissi di Luna totale è quella più considerata e più interessante da osservare, grazie ai colori rossastri che si vengono a creare per via della rifrazione data dai raggi del Sole che attraversano l’atmosfera della Terra e per l’oscuramento parziale che essa subisce prima di entrare e dopo essere uscita dal cono d’ombra.

L’eclissi parziale

L’eclissi lunare parziale si verifica quando la luna viene ad oscurarsi in parte, per via del fatto che non si trova sufficientemente vicina all’eclittica e di conseguenza non è nelle condizioni di poter attraversare totalmente i coni di penombra e d’ombra della Terra.

L’eclissi penombrale

L’eclissi di Luna penombrale si verifica quando la Luna attraversa soltanto i coni di penombra terrestri. Di solito, un fenomeno del genere è poco vistoso. Può capitare che si riesca a vedere solo una piccola parte dell’ombra. Nel caso in cui la Luna attraversi totalmente il cono di penombra, allora si ha un’eclissi penombrale totale. Se invece la Luna attraversa in parte il cono di penombra, si avrà un’eclissi penombrale parziale.

Le missioni lunari e la “conquista” della Luna

La prima missione lunare si ebbe nel 1959, con il lancio della sonda denominata Luna 1, da parte dell’Unione Sovietica, grazie alla quale fu tentato un sorvolo ravvicinato del satellite.

A questa, seguirono altre missioni, con il lancio di altre sonde Sovietiche, per mezzo delle quali si riuscì ad ottenere la prima immagine della faccia nascosta, successivamente l’allunaggio del primo lander ed ancora, il lancio del primo orbiter, quando nel 1969, gli Stati Uniti d’America, con la famosa missione dell’Apollo 11, riuscirono a compiere il primo vero e proprio allunaggio umano. Gli americani toccarono il suolo lunare, il 20 luglio del 1969 e durante la missione raccolsero e portarono sulla Terra numerosi campioni di roccia lunare.

Dalla data della missione Apollo 11, l’interesse per le esplorazioni del territorio lunare, cominciarono a scemare, fino ad arrivare ai primi anni ’90 con la prima missione giapponese Hiten e successivamente la statunitense Clementine, fino ad arrivare agli anni Duemila, con missioni lunari dedicate alla ricerca di acqua sotto forma di ghiaccio a ridosso dei poli lunari, messe in atto da agenzie statunitensi, europee, giapponesi, cinesi ed indiane. Inoltre, di recente, è stato pensato di voler riportare un equipaggio di astronauti sul territorio lunare, stavolta, con l’intento di stabilirvi una base di ricerca fissa.

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