La Terra non sta mai ferma: ruota su se stessa come una trottola e contemporaneamente viaggia intorno al Sole, generando il giorno, la notte e l'alternarsi delle stagioni.
Un pianeta in movimento perpetuo
Quando guardiamo il pavimento della nostra aula, abbiamo la netta sensazione di trovarci su una superficie immobile e solidissima sotto i nostri piedi. In realtà ci troviamo a bordo di un'enorme astronave naturale che si muove costantemente nello spazio a velocità impressionanti, senza che noi possiamo accorgercene. La Terra compie infatti diversi movimenti contemporaneamente, e i due principali si chiamano rotazione e rivoluzione, studiati per la prima volta in modo scientifico da Niccolò Copernico nel Cinquecento. Il motivo per cui non percepiamo questi spostamenti è che ci muoviamo insieme al pianeta, esattamente come un passeggero seduto in un treno che procede a velocità costante non sente di muoversi. Per capire i fenomeni che osserviamo ogni giorno, come il sorgere del Sole o il cambiamento delle stagioni, dobbiamo immaginare la Terra come una sfera leggermente schiacciata ai poli, chiamata geoide. Comprendere questi moti è fondamentale anche perché regolano la vita biologica, i climi e persino il nostro modo di misurare il tempo attraverso orologi e calendari.
Il moto di rotazione e l'alternarsi del giorno
La rotazione è il movimento che la Terra compie girando su se stessa attorno a una linea immaginaria chiamata asse terrestre, inclinata di circa 23 gradi e 27 primi rispetto alla perpendicolare al piano dell'orbita. Questo asse passa per i due poli, Nord e Sud, e la Terra ruota da ovest verso est, completando un giro intero in circa 24 ore, intervallo che chiamiamo giorno solare. Proprio a causa di questo movimento abbiamo l'alternanza tra il dì e la notte: la metà del pianeta esposta al Sole è illuminata, mentre l'altra metà rimane al buio. Un esempio quotidiano molto chiaro è quello dell'alba: noi diciamo che il Sole sorge, ma in realtà è la nostra città che, ruotando insieme alla Terra, si affaccia gradualmente verso la stella. La velocità di rotazione all'equatore è di circa 1670 chilometri all'ora, mentre diminuisce man mano che ci avviciniamo ai poli, dove diventa praticamente nulla. Tra le conseguenze più importanti della rotazione ricordiamo anche la suddivisione del globo in 24 fusi orari, che spiega perché quando a Roma sono le tre del pomeriggio a New York sono solo le nove del mattino.
Il moto di rivoluzione e le stagioni
Il secondo movimento fondamentale della Terra è la rivoluzione, cioè il viaggio che il nostro pianeta compie intorno al Sole lungo un'orbita di forma ellittica leggermente schiacciata. Per percorrere l'intero tragitto la Terra impiega 365 giorni, 6 ore e qualche minuto, ed è proprio per recuperare quelle sei ore di troppo che ogni quattro anni inseriamo un giorno aggiuntivo, dando origine all'anno bisestile. La rivoluzione, combinata con l'inclinazione costante dell'asse terrestre, è la causa diretta dell'alternarsi delle stagioni durante l'anno. Quando l'emisfero boreale, dove si trova l'Italia, è inclinato verso il Sole, riceve raggi più diretti e di maggiore intensità, generando l'estate, mentre nello stesso periodo nell'emisfero australe è inverno. Un esempio molto evidente lo notiamo confrontando il Natale: a Roma lo festeggiamo con cappotti e talvolta con la neve, mentre a Sydney, in Australia, le persone vanno in spiaggia in costume da bagno. La distanza dal Sole, invece, conta molto meno di quanto si pensi, dato che la Terra è leggermente più vicina alla nostra stella proprio nei mesi invernali del nostro emisfero.
Equinozi, solstizi e durata del dì
Nel corso della rivoluzione esistono quattro date particolari, chiamate equinozi e solstizi, che segnano i passaggi astronomici tra una stagione e l'altra in modo molto preciso. Gli equinozi cadono intorno al 21 marzo e al 23 settembre, e in questi due giorni la durata del dì e quella della notte sono praticamente identiche in ogni punto del pianeta, dato che i raggi solari colpiscono perpendicolarmente l'equatore. I solstizi, invece, si verificano intorno al 21 giugno e al 22 dicembre e rappresentano rispettivamente il giorno più lungo e il giorno più corto dell'anno nell'emisfero boreale. Pensiamo a Milano in estate: il 21 giugno il Sole sorge prestissimo, intorno alle 5:36, e tramonta molto tardi, verso le 21:15, regalandoci moltissime ore di luce per giocare all'aperto. Lo stesso giorno, però, a Buenos Aires accade esattamente il contrario, perché si trovano nel solstizio d'inverno e hanno la notte più lunga dell'anno. Queste differenze si fanno ancora più estreme avvicinandoci ai poli, dove durante l'estate il Sole può rimanere visibile per giorni interi, dando vita al famoso fenomeno del sole di mezzanotte.
Altri movimenti e le prove dei moti terrestri
Oltre alla rotazione e alla rivoluzione, la Terra compie anche altri movimenti più lenti, chiamati moti millenari perché impiegano migliaia o decine di migliaia di anni per compiersi del tutto. Tra questi il più noto è la precessione degli equinozi, in cui l'asse terrestre descrive lentamente un cono nello spazio, simile a quello che disegna una trottola quando sta per cadere, con un periodo di circa 26.000 anni. Ma come facciamo a essere certi che la Terra si muova davvero, se i nostri sensi ci ingannano e ci fanno credere che sia ferma? Una prova famosissima è l'esperimento del pendolo realizzato dal fisico francese Léon Foucault nel 1851: un lungo pendolo appeso alla cupola del Pantheon di Parigi mostrò di cambiare gradualmente il piano di oscillazione, fenomeno spiegabile solo ammettendo che la Terra ruoti. Un'altra prova è la deviazione delle correnti marine e dei venti, dovuta alla cosiddetta forza di Coriolis, che agisce solo su corpi in movimento su una superficie rotante. Anche lo schiacciamento ai poli e il rigonfiamento all'equatore, misurabile con grande precisione dai satelliti artificiali, conferma in modo definitivo che il nostro pianeta gira velocemente intorno al proprio asse.
Ricorda
I punti chiave da tenere a mente sono i seguenti: la Terra compie la rotazione su se stessa in 24 ore, generando il dì e la notte, e la rivoluzione intorno al Sole in 365 giorni e 6 ore, generando le stagioni. L'asse terrestre è inclinato di 23 gradi e 27 primi, e questa inclinazione costante è la vera causa dell'alternanza stagionale nei due emisferi. Equinozi e solstizi segnano i momenti astronomici di passaggio tra le stagioni, mentre prove scientifiche come il pendolo di Foucault dimostrano i moti del pianeta. Esistono inoltre moti millenari più lenti, come la precessione degli equinozi, che modificano molto gradualmente la posizione del nostro pianeta.
Ora prova tu sul quaderno: disegna una grande ellisse che rappresenti l'orbita terrestre attorno al Sole, posiziona la Terra nelle quattro posizioni corrispondenti ai due equinozi e ai due solstizi, indica con frecce l'inclinazione dell'asse e scrivi accanto a ciascuna posizione la stagione che si verifica nell'emisfero boreale e in quello australe.