La rotazione della Terra

La Terra vista dallo spazio

Mi sapreste spiegare il motivo fisico per cui la Terra compie un moto di rotazione su se stessa? Il senso di rotazione di un pianeta da cosa è determinato? E l'inclinazione dell'asse di rotazione? Vi ringrazio per la disponibilità e per il prezioso servizio che fornite.


Stefania Piazza
13 novembre 2010

La risposta a questo interessante quesito proviene direttamente dalla teoria stessa dell'origine dei sistemi planetari, così com'è oggi accettata dalla comunità astronomica. Questa teoria è infatti in grado di spiegare i moti, sia di rotazione che di rivoluzione, osservati per la Terra e per tutti i rimanenti pianeti del sistema solare.

Oggi sappiamo che ogni sistema planetario nasce dal collasso di dense nubi interstellari, nubi che inizialmente possono esser molto grandi. Una zona della nube, di dimensioni pari a circa un anno-luce, si restringe fino alle dimensioni finali del sistema planetario, che per il sistema solare equivale a una decina di ore-luce.

Durante il collasso avviene un fenomeno che va sotto il nome di conservazione del momento angolare: anche una minima rotazione iniziale della nube cresce drammaticamente. È l'analogo di quanto accade per un ballerino che ruota a braccia estese verso l'esterno e che vede aumentare la sua velocià di rotazione quando stringe a sé le braccia.

La materia della nube che collassa assume per questo motivo una distribuzione schiacciata, simile a un disco un po' spesso, in rotazione: questo è il disco protoplanetario, ossia la materia dalla quale si formano i pianeti.

È da notare che se la nube interstellare da cui si forma la stella non possedesse neppur il minimo accenno di rotazione i pianeti non si potrebbero formare: il risultato del collasso sarebbe solo una stella centrale non ruotante. Ciò però è da considerarsi molto improbabile nella realtà.

Nel caso del nostro sistema solare, il Sole e tutti i pianeti derivano sia il moto orbitale (di rivoluzione) che il moto di rotazione dalla rotazione originale (il "momento angolare" con termine tecnico) della nube interstellare dalla quale si sono formati.

A conferma di questa teoria sta il fatto che, osservando il sistema solare dall'"alto" (per esempio osservando il Polo Nord terrestre), non solo tutti i pianeti si muovono attorno al Sole su orbite che giacciono approssimativamente sullo stesso piano, detto il piano dell'eclittica (l'eclittica è definita come il piano su cui giace il moto della Terra attorno al Sole), ma anche la direzione del moto di rivoluzione attorno al Sole di tutti i pianeti è uguale a quella in cui il Sole ruota su se stesso (anti-orario se visto dalla direzione del Polo Nord), e questa direzione è anche la stessa in cui quasi tutti i satelliti ruotano attorno al proprio pianeta. Nello stesso modo, quasi tutti i pianeti e il Sole stesso ruotano attorno al proprio asse di rotazione in senso antiorario, con l'asse quasi sempre perpendicolare al piano dell'eclittica.

Le uniche eccezioni a questa regola generale sono rappresentate da Venere e Urano. Il pianeta Venere ruota su se stesso al contrario rispetto agli altri pianeti (ossia in senso orario visto dalla direzione del Polo Nord), mentre Urano ruota su un asse inclinato a circa 90 gradi rispetto alla propria orbita, praticamente "rotola" lungo l'orbita. Ma c'è una spiegazione anche per queste anomalie. Urano probabilmente agli inizi della sua esistenza è stato urtato da un gigantesco planetoide, che ha spostato l'asse di rotazione, facendolo piegare su un lato. Quest'impatto deve esser avvenuto prima che Urano catturasse a sé il suo sistema di satelliti, il cui piano orbitale appare invece uniforme, approssimativamente perpendicolare all'asse di rotazione del pianeta, e non mostra quindi segno di alterazioni dinamiche dovute a tale gigantesca collisione.

Qualcosa di simile si immagina sia accaduto a Venere, addirittura un impatto così potente da causare l'inversione del senso di rotazione.
Questi eventi drammatici non dovevano esser rari agli albori del sistema solare, quando nel piano planetario si trovavano ancora molti planetoidi o mini-pianeti, oltre agli odierni pianeti appena nati. Si pensa inoltre che uno di questi planetoidi abbia urtato la Terra, con un impatto così formidabile da causare l'espulsione di materiale proveniente da zone profonde del nostro pianeta, materiale che più tardi si sarebbe solidificato a formare la Luna. In generale, i crateri osservati su tutte le superfici planetarie in grado di serbarne traccia testimoniano quanto comuni questi fenomeni fossero nel passato.


[con la collaborazione di Angela Iovino]


Anna Wolter INAF, Osservatorio Astronomico di Brera, Milano

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