13/11/21

Che cosa (o CHI) è la Terra?

Il presente articolo è stato inserito nella sezione d'archivio Pianeta Terra

 

Il concetto alla base di questo articolo  è di una semplicità disarmante, ma temo che non sia ancora stato recepito dalla gran parte della popolazione. Io l'ho usato, per cercare di inquadrare il pianeta Terra nel contesto cosmico, nelle quinte elementari. A quell'età c'è ancora entusiasmo e la risposta è stata di gran lunga positiva. Certamente, ho dovuto semplificare i vari punti, commettere piccoli e grandi errori, lasciando, però, immutato il concetto di base. Ho provato a riproporlo alle medie e già la situazione è diventata insostenibile. Gli alunni pensano ormai solo alla realtà virtuale, alla violenza, al menefreghismo, un lavoro  inutile... dato che non esiste più alcun interesse per ciò che è Natura (anche se poi vanno nei cortei per fingere interesse, ma pensando a tutt'altro). Lo ripropongo qui e spero che serva a qualcuno che abbia ancora voglia di imparare e di approfondire.

La lunga storia della Terra ci dice che non è malata e meno che mai per colpa di una piccola creatura arrogante ed egocentrica. E' questo "insetto" così ignorante che è malato, sia nel fisico che nella mente. Cerchi di adattarsi al più presto e riscopra l'umiltà. La Terra, ricordiamoci, può fare benissimo a meno di lui, come ha già fatto con i dinosauri.

QUI la presentazione in Powerpoint utilizzata per presentare l'argomento ai bambini delle elementari

 QUI la presentazione in pdf

 

La Terra è un pianeta roccioso. Come tale, deve essersi formato vicino al Sole e deve aver perso la sua atmosfera primaria. Spieghiamoci meglio...

Essendo vicino al Sole, fonte di luce e quindi di calore, non ha potuto formarsi utilizzando tutti composti chimici presenti nel disco protoplanetario originale. A certe temperature, molti composti chimici sublimano, ossia diventano gassosi e sono facilmente trascinati verso le zone più lontane dal vento solare, cioè da quella corrente di particelle e radiazioni che il Sole invia continuamente nello spazio. Ne consegue che, avendo pochi elementi chimici a disposizione che riescano a rimanere solidi, la sua massa è decisamente piccola. Essendo piccola, non ha abbastanza gravità da riuscire a trattenere i gas più leggeri, come l'idrogeno e l'elio, i composti principali del Sole e di tutto il disco protoplanetario originale. Abbiamo così un corpo piccolo senza alcuna atmosfera attorno ad esso.

Tuttavia, le reazioni di decadimento radioattivo hanno iniziato a scaldare l'interno della Terra ed essa ha passato un periodo, non troppo lungo, in cui è riuscita a fondere tutti gli elementi che la componevano. L'autogravitazione li ha tenuti assieme, ma, ovviamente, quelli più pesanti sono andati verso il centro e quelli più leggeri verso la superficie. In altre parole, ha subito una differenziazione. La rotazione del nucleo pesante nel suo centro ha probabilmente permesso di innescare una (o più) dinamo, capace di formare un campo magnetico piuttosto potente che circondasse il pianeta.

Poi il decadimento nucleare ha cominciato a perdere colpi e il pianeta ha iniziato a raffreddarsi, cominciando ovviamente dagli strati esterni che erano a contatto con lo spazio. Essendo un pianeta, non era in grado di innescare reazioni nucleari come le stelle e quindi non poteva fare altro che subire un raffreddamento continuo. Qual era, perciò, la situazione di questo piccolo pianeta che stava raffreddandosi sempre più?

Esso era in balia degli umori del Sole, ovvero la lampadina che inviava le sue radiazioni verso la Terra e la Terra non poteva fare altro che rifletterle, cercando di tenersene un po' per scaldare la sua superficie. Purtroppo, la temperatura rimaneva decisamente fredda e il destino della Terra sembrava segnato. Tuttavia, due fattori hanno giocato un ruolo decisivo: le comete e gli asteroidi che continuavano  a impattarlo, rifornendolo di acqua che riusciva a mantenersi allo stato liquido e, inoltre, permettevano al materiale ancora caldo e fuso che sopravviveva a una certa profondità, di trovare sbocchi verso l'esterno.

Le cose, perciò, cambiarono decisamente. Le eruzioni vulcaniche parossistiche scaraventavano verso lo spazio molti gas e la stessa acqua veniva trasformata in vapore. Si creò, così, uno strato gassoso più pesante dell'idrogeno ed elio che il vento solare non riusciva a strappare, dato che la gravità della Terra riusciva ad avere la meglio. Vapor d'acqua, quindi, e tanta anidride carbonica. Essa ha avuto un ruolo fondamentale e "benefico", in quanto era disponibile a diventare il cibo per le creature che stavano nascendo negli oceani. Essa, con l'aiuto dell'energia solare, si trasformava in zuccheri, cibo fondamentale per tutta la "vita". Non solo, ma la "vita" si teneva gli zuccheri e liberava ossigeno, andando a cambiare drasticamente lo strato gassoso che circondava ormai tutto il pianeta, in altre parole formava la sua atmosfera secondaria che è quella che ancora esiste, pur con tutte le sue variazioni.

La figura che segue mostra in modo molto schematico quanto abbiamo detto.

Dall'alto a sinistra: la Terra nasce abbastanza fredda, circondata da un'atmosfera primigenia di gas leggero. Il vento solare lo trascina via con sé. A questo punto, inizia il riscaldamento interno dovuto al decadimento degli elementi radioattivi. La Terra si fonde e gli elementi pesanti vanno verso il centro, mentre quelli leggeri salgono in superficie. Si attua il processo di differenziazione. Mentre la crosta inizia a raffreddarsi e a diventare solida, cadono asteroidi e comete che portano acqua, ma che permettono anche al materiale fuso sottostante di uscire allo scoperto. Attorno al pianeta si forma uno strato gassoso "pesante" che non riesce a essere strappato dal vento solare. Nasce poi la vita che si ciba di CO2 e inizia a produrre ossigeno.

La situazione Sole-Terra era ora ben diversa. Il Sole continuava a inviare la sua luce che veniva riflessa come calore dalla superficie terrestre, ma che non riusciva a perdersi completamente nello spazio e contribuiva a tenere la temperatura decisamente più calda di quando non avesse ancora fatto. A questo punto è iniziata una continua ricerca dell'equilibrio tra ciò che il Sole regalava e ciò che la Terra si teneva stretta. Questo scambio di favori è stato -ed è-, ovviamente, mediato dall'atmosfera e dal campo magnetico. Essi sono in  grado di rispondere alle variazioni del flusso solare (e non solo) in modo da riottenere un equilibrio.

Sì, ma quale equilibrio? Sempre lo stesso? Assolutamente no. Consideriamo solo il Sole che, ricordiamo, è il vero comandante di ciò che capita sulla Terra (ma vedremo che non è il solo). Esso ha periodi di stanca e periodi di attività a causa di meccanismi che ancora non si conoscono perfettamente. L'atmosfera deve quindi adattarsi a queste variazioni intrinseche della stella e deve cambiare la sua risposta per permettere alla vita di svolgere i suoi compiti. Non sempre l'equilibrio raggiunto può dare tutto a tutti. Chi resta deve sapersi adattare e magari prendere il sopravvento su chi comandava prima. La nostra stella innesca la risposta atmosferica e causa drastici cambiamenti, più o meno periodici, nell'equilibrio termico della superficie terrestre.

La Terra, ha imparato a fronteggiarli caso per caso, mettendo in azione anche i suoi oceani, con le loro correnti legate al riscaldamento di una zona piuttosto che di un'altra, grazie all'inclinazione dell'asse di rotazione rispetto al piano orbitale. Probabilmente, per essere un po' melodrammatici, lo ha fatto e lo continua a fare per cercare di preservare la vita biologica. Forse, però, la Terra pensa solo a se stessa e risponde secondo schemi fisici ben stabiliti. Che poi le creature viventi siano capaci di adattarsi è un discorso che a lei potrebbe interessare ben poco. Comunque sia, questo è quanto è successo.

Tutto qui? No di certo... esistono altri meccanismi che, pur non così diretti come le radiazioni solari, possono avere ruoli decisivi sui cambiamenti climatici (adesso sì che possiamo e dobbiamo usare questo termine!). Ad esempio, quando il Sole è in periodo di stanca, il suo "vento" soffia di meno e i raggi cosmici passano più tranquillamente. La loro lotta con l'atmosfera e il campo magnetico è un'operazione stupefacente. La ricerca di un nuovo equilibrio causa una formazione sempre più numerosa di nubi che a loro volta causano un abbassamento della temperatura superficiale.

Ancora più importanti, però,  sono forse i cambiamenti orbitali. La Terra non rivolve attorno al Sole secondo un perfetto cerchio e oltretutto non vive da sola, ma è costretta a subire le perturbazioni degli altri pianeti e della sua stessa Luna (che in generale tende ad aiutarla). Ciò comporta inclinazioni diverse dei raggi solari, allontanamenti e avvicinamenti alla nostra stella e tante alte variazioni dinamiche che comportano variazioni estreme di temperatura su scale di tempo millenarie. A causa di esse, l'equilibrio della Terra passa da periodi in cui la essa diventa un'enorme sfera di ghiaccio (Terra "palla di neve") a quelli in cui non vi è un grammo di ghiaccio su tutta la superficie. E questo continuerà a ripetersi. Equilibri raggiunti, ma con situazioni veramente differenti.

Povera vita biologica... eppure è sempre riuscita a risollevarsi, magari cambiando i suoi attori. Le cose, però, sono ancora più complicate. Il Sole è l'oggetto più grande del Sistema Solare, tuttavia i pianeti maggiori (ma non solo quelli) tendono a farlo spostare continuamente, anche se di poco, rispetto al baricentro dell'intero sistema.

La figura mostra il movimento “fittizio” del baricentro del Sistema Solare rispetto al Sole considerato fermo. Ma la figura sarebbe del tutto simile, eliminando il cerchio del Sole e considerando il baricentro come punto fisso centrale e la curva quella descritta dal centro del Sole. E’ solo una questione di sistema di riferimento e non certo un problema concettuale.

Su scale di tempo più piccole, solo di secoli, la distanza tra Sole e Terra muta anche per queste piccole variazioni comportando notevoli oscillazioni della temperatura, magari non paragonabili alle glaciazioni, ma sicuramente più che importanti per le creature viventi, sia verso il freddo che verso il caldo. Cambiamenti climatici su periodi più corti, meno intensi, ma assorbiti in modo più o meno accettabile dalle differenti specie biologiche che popolano la Terra. Tra queste specie ve n'é una nata da pochissimo, ma che è stata in grado di studiare questi eventi. Sì, studiarli va bene, ma comprenderli a fondo è tutta un'altra cosa. Oltretutto, grazie alle sue capacità mentali e tecnologiche, questa specie vorrebbe poter intervenire sugli equilibri della Natura. Illusione, ovviamente, ma tentar non nuoce, anche se per fare tentativi realistici bisognerebbe prima capire con cosa si ha a che fare e questo è ancora bel lontano dalla conoscenza umana.

Ciò che si può fare, nel frattempo, è adattarsi, cercare di seguire le regole naturali (limitare i rifiuti e l'immissione di veleni dell'aria) e studiare, continuare a studiare senza arroganza né troppa sicurezza in se stessi. Ciò è proprio quello che non sta succedendo. L'uomo, l'ultimo arrivato, crede di poter agire sugli equilibri della Terra, sia nel bene che nel male. Illuso, povero illuso. E, poi conclude il tutto ergendosi a paladino dei fenomeni che si ripetono più o meno drastici da miliardi di anni. Lui crede fermamente di poter invertire certe tendenze e, soprattutto, salvare il pianeta.

Salvare da cosa? Ma come si permette di essere così egocentrico? La Terra sa benissimo come rispondere alle variazioni dovute al carattere del Sole, all'arrivo dei raggi cosmici, alle perturbazioni planetarie, raggiungendo sempre un equilibrio. Alla Terra importa poco che tipo di equilibrio raggiunga, a lei interessa solo non essere polverizzata da un calore troppo grande, anche se sa che quando il Sole starà per finire il suo carburante principale, sarà costretta ad accettare questa fine. Questa è la Natura!

Gli stessi animali hanno imparato ad adattarsi, non tutti nel modo migliore e molte specie sono scomparse perché non in grado di saper rispondere ai vari equilibri, di diversa durata, raggiunti. Tuttavia, se qualcuno scompare vi è sempre qualcuno che prende il suo posto: la vita riesce a stare dietro alle "pazzie" solari e terrestri, senza arroganza e senza ergersi a vera dominatrice della Natura di cui è soltanto una infinitesima parte.

E non abbiamo ancora parlato degli eventi del tutto estranei al sistema Terra-Sole. Gli stessi vulcani possono benissimo iniziare a diventare devastanti e frequenti a causa dei movimenti interni della Terra. Movimenti che permettono la vita, ma anche tragedie temporanee. Niente di nuovo, però... la Terra cerca e trova un equilibrio e chi si sa adattare ben venga. Sappiamo, infatti, molto bene come siano cambiati i continenti sulla Terra e come continuino a spostarsi, causando fratture, innalzamento di montagne, sparizione di mari, ecc...

Ancora più devastanti sono gli impatti con asteroidi e comete del diametro di pochi chilometri. Loro possono cambiare rapidamente e drasticamente la composizione dell'atmosfera e la Terra deve intervenire con una certa fatica a ritrovare un equilibrio. Pazienza se il 70, 80 o 90% delle creature viventi vengono cancellate. Qualcuna saprà (e ha saputo) nascondersi, proteggersi e rifiorire.

No, cari amici, la Terra non si ammala mai, cerca solo e soltanto una nuova configurazione di equilibrio con il Sole, i meccanismi dinamici, la pioggia stellare, gli eventi esterni e interni. Tutto ciò lo sa fare benissimo e da tanto tempo. Lo sta facendo anche adesso e se l'uomo non vuole adattarsi e cercare, quindi, di sopravvivere al meglio... peggio per lui. Non creda, certo, di essere in grado di influire su quella coperta meravigliosa che è la nostra atmosfera e il nostro campo magnetico.

Non lo dica nemmeno e nemmeno pensi di essere in grado di peggiorare la vita della "creatura" Terra. Piccole punzecchiature che lei sa benissimo risolvere quasi con noncuranza (come ha dimostrato nel suo passato). Mi sembra quasi di vederla sorridere e scrollare sconsolata la testa. Forse sta perfino pensando se non sia meglio trovare un equilibrio molto critico e fare sparire quella specie così arrogante e ignorante. Mille volte meglio gli orsi polari, i coccodrilli o, perché no, i delfini!

3 commenti

  1. michele celenza

    Vincenzo tu hai scritto:

    "ad esempio, quando il Sole è in periodo di stanca, il suo "vento" soffia di meno e i raggi cosmici passano più tranquillamente. La loro lotta con l'atmosfera e il campo magnetico è un'operazione stupefacente."

    Se ho ben capito in questa fase si ha il riscaldamento massimo della Terra e perché non viceversa quando il Sole è in fase di massima attività?

    Perché quando il vento solare è più basso i raggi cosmici possono passare con più facilità?

  2. No, caro Michele, quando aumentano i raggi cosmici si formano più nubi e la temperatura si abbassa (e viceversa). Il vento solare porta via con sé i raggi cosmici e fa un po' come una scopa che spazza via la polvere. Idem per il campo magnetico... se diminuisce i raggi comici posso più facilmente raggiungere la Terra e non essere incanalati solo verso i poli.

    Ne abbiamo già parlato più volte... ad esempio qui, ma non solo

    http://www.infinitoteatrodelcosmo.it/2017/12/19/eccezionale-risultato-sul-clima-scoperto-legame-raggi-cosmici-formazioni-nuvolose/

     

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