Geodesia e gravimetria

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Geodesia e gravimetria

La forma della Terra.

La forma della Terra non può essere determinata matematicamente, ne è perfettamente identificabile con quella di un solido geometrico: è una forma del tutto propria e particolare.

I popoli delle civiltà più antiche, nell’impossibilità di abbracciare con lo sguardo diretto l’intera forma della Terra, ebbero l’idea che essa fosse piana e poco estesa, simile a un grande disco circondato dall’oceano e limitato superiormente dalla cupola del firmamento.
L’area che riusciamo ad abbracciare con lo sguardo è sempre limitata da una linea grossolanamente circolare, cha chiamiamo orizzonte sensibile, lungo la quale sembra che la volta celeste si congiunga con il suolo o con il mare.

Nel V sec. a.C. Pitagora, su presupposti teorici, giunse al riconoscimento della sfericità della Terra.

Il Medioevo rivide l’idea della Terra piatta farsi strada, ma nell’Umanesimo, con la riscoperta degli studi di Aristotele e Tolomeo, si confermò la forma sferica.
Lo sviluppo delle conoscenze seguì il presente iter:

Curvatura della superficie terrestre
Sfericità d’insieme del pianeta
Forma ellissoidale della Terra
Definizione di un solido speciale, detto geoide.

Ecco le prove di valore storico che documentano la sfericità della Terra:

l’orizzonte va aumentando di diametro con il crescere dell’altitudine del punto di osservazione. L’orizzonte sensibile limita la porzione di superficie terrestre che riusciamo ad abbracciare con lo sguardo, in ogni direzione intorno a noi. Poiché la Terra ha una forma curva e convessa, questo limite è dato dalla linea lungo la quale le visuali dell’osservatore sono tangenti alla superficie terrestre; quindi, l’orizzonte sensibile si presenta come un circolo che aumenta di estensione con l’aumentare dell’altezza del punto di osservazione.

i raggi di una stessa stella incidono in angoli diversi sui vari luoghi della Terra. L’altezza della Stella Polare, ossia l’angolo che i suoi raggi formano con il piano dell’orizzonte, varia col variare della posizione dell’osservatore sulla superficie terrestre. L’altezza aumenta se ci si sposta verso Nord e diminuisce, fino a che la stella scompare del tutto, se si procede verso sud. Se la Terra non fosse pressoché sferica, l’altezza della Stella Polare sarebbe sempre la stessa in ogni punto della superficie terrestre.

la gravità agisce approssimativamente secondo i raggi di una sfera. Diversi valori della forza di gravità stanno a testimoniare che vari punti della superficie terrestre si trovano a diversa distanza dal centro (à osservazioni gravimetriche).
guardando una nave che prende il largo, questa sembra affondare, cioè scompare prima lo scafo e infine le vele; se la Terra fosse piatta, si osserverebbe che la nave, allontanandosi, diventa sempre più piccola, ma comunque la si vedrebbe sempre tutta intera.
l’analogia con gli altri pianeti.
durante le eclissi di Luna, la Terra si interpone tra il Sole e la Luna e proietta su quest’ultima un’ombra dal contorno pressoché circolare.

Naturalmente, quando si parla della sfericità della Terra, non si tiene conto delle irregolarità della superficie, che alterano la forma geometrica in modo impercettibile rispetto alla superficie, al volume e alla massa totali: il monte Everest (8 872 m) corrisponde a 1/700 del raggio terrestre.

Se la Terra fosse omogenea e immobile, la sua forma sarebbe una sfera perfetta: in realtà, essa non è omogenea ed è caratterizzata da un moto di rotazione attorno al proprio asse. La forza centrifuga che si genera determina una progressiva deformazione del pianeta, deprimendolo ai poli e rigonfiandola lungo il piano equatoriale, ossia in corrispondenza del piano perpendicolare all’asse e passante per il suo centro.

La forma che ne risulta è poco dissimile da quella di un ellissoide di rotazione (o sferoide), un solido che si ottiene facendo ruotare idealmente un’ellisse attorno al suo asse minore.
L’asse minore dell’ellissoide terrestre è identificabile con la distanza fra i due poli (asse polare), mentre asse maggiore dovrebbe corrispondere al diametro dell’Equatore terrestre, ossia al diametro della circonferenza determinata dall’intersezione di un piano perpendicolare all’asse, e passante per il centro, con la superficie della Terra. Recenti studi hanno dimostrato che l’equatore non è perfettamente circolare, pertanto si potrebbe parlare di ellissoide a tre assi, nel quale i due assi equatoriali differiscono per poche centinaia di metri.
In base agli studi geodetici si è deciso di identificare la forma del nostro pianeta con quella di un solido la cui superficie è perpendicolare in ogni suo punto alla direzione del filo a piombo; al corpo delimitato da tale superficie è stato dato il nome di geoide.
La superficie del geoide è equipotenziale, poiché in ogni punto è uguale il lavoro compiuto per allontanare a distanza infinita un determinato oggetto.
Teoricamente il geoide può essere immaginato come la figura che la Terra assumerebbe se si considerasse come parametro il livello medio del mare, colmando le eventuali depressioni e cancellando tutti i rilievi.
Rispetto all’ellissoide, il geoide si presenta un po’ rigonfio in corrispondenza dei continenti e leggermente depresso in corrispondenza degli oceani (la differenza è di circa 120 m). Per utilizzare il termine “ellissoide” bisognerebbe parlare di un poliedro terrestre, cioè di un ellissoide sormontato da rilievi che hanno posizioni ed altitudini conosciute.
Le alterazioni della superficie conferiscono alla Terra un aspetto piriforme.

Fonte: http://ospitiweb.indire.it/~udmm0002/Didattica/3A_B/Scienze/La%20forma%20della%20Terra.doc

Sito web da visitare: http://ospitiweb.indire.it

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