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la Terra: caratteristiche di un pianeta abitabile

 La vita sulla Terra

Questi sono i tempi di evoluzione della vita sulla Terra (sono indicati i tempi in anni dall’epoca attuale):

  • 4,5 miliardi: nasce la Terra
  • 4 miliardi: prime rocce solide
  • 3,8 miliardi: diminuisce il bombardamento dei meteoriti
  • 3,5 miliardi: primi batteri
  • 543 milioni (Cambriano): nascono gli antenati degli animali e delle piante che oggi popolano la Terra
  • 3,5 milioni: età di Lucy (australopithecus afarensis)
  • 150.000: compare in Africa l’Homo Sapiens

Gli "ingredienti" necessari per la vita sulla Terra sono la posizione del Sole nella Galassia, la massa del Sole, la distanza della Terra dal Sole all'interno della fascia di abitabilità, la presenza di attività geologica e vulcanica, la presenza di un grande satellite (la Luna) e la presenza di un pianeta gigante (Giove).

 

1. La posizione del Sole nella Galassia

 

La vita ha bisogno di elementi pesanti. Le regioni centrali della Galassia (la zona cerchiata di rosso) sono molto ricche di stelle e di elementi pesanti ma sono pericolose a causa della frequenza delle supernovae e delle interazioni tra le stelle. Le regioni esterne (la fascia con i bordi gialli) sono invece povere di elementi pesanti. Il Sole dista 30.000 anni luce dal centro della Galassia, e questa è la regione più adatta per l'esistenza di pianeti abitabili.

 

 

Le stelle di grande massa alla fine della loro evoluzione esplodono ed il materiale di cui erano formate viene espulso nello spazio. L’esplosione porta alla formazione degli elementi più pesanti del ferro. Gli elementi pesanti sintetizzati dalle stelle di grande massa (ed espulsi con il fenomeno di supernova) sono indispensabili per la vita. Ma le supernovae emettono anche fasci di particelle ad alta energia, raggi X e raggi γ, capaci di distruggere ogni forma di vita nel raggio di migliaia di anni luce.

 

2. La massa del Sole

 

La fase più stabile della vita di una stella è quella di Sequenza Principale, con la trasformazione di idrogeno in elio. La massa del Sole è 1,99 · 1030 kg, la massa delle stelle è compresa tra 0,08 e 100 masse solari. Le stelle di massa maggiore consumano rapidamente il loro idrogeno ed hanno una vita più breve, mentre le stelle di massa minore emettono meno energia e vivono più a lungo. Il tempo di vita per il Sole è stimato in 10 miliardi di anni, mentre le stelle con massa superiore a 4 masse solari si evolvono troppo rapidamente per avere tempo sufficiente per la vita.

 

 

3. La fascia di abitabilità

 

E' la regione entro la quale un pianeta ha una temperatura tale da poter mantenere l'acqua allo stato liquido sulla sua superficie. La composizione dell’atmosfera gioca un ruolo fondamentale a causa dell'effetto serra (temperatura da -21 °C a +15 °C). Le stelle di piccola massa hanno una fascia di abitabilità troppo "stretta".

 

 

4. L'attività geologica e vulcanica: la "tettonica a zolle"

La litosfera è divisa in "zolle" che si muovono (la cosiddetta deriva dei continenti) sopra il mantello. La crosta terrestre si rinnova in 500 milioni di anni tramite spreading (due zolle si allontanano) e subduction (due zolle entrano in collisione); senza questi processi l’erosione spianerebbe le terre emerse in circa 20 milioni di anni. Lungo le fratture nascono i vulcani, che riforniscono l’atmosfera di molecole quali la CO2, fondamentali per il mantenimento dell’effetto serra.

 

5. L'importanza della Luna

La Terra ha un diametro di 12.756 , la Luna ha un diametro di 3.476 km, quindi la Terra ha un diametro solo 3.67 volte quello del suo grande satellite. La massa terrestre è 81 volte la massa lunare, la densità della Luna è di 3.34 g/cm3, quella della Terra è di 5.52 g/cm3. La distanza media tra i due corpi (384.000 km) equivale a circa 30 volte il diametro del nostro pianeta.

 

 

La Luna si è formata a seguito dell’impatto della Terra con Theia, un corpo formatosi in uno dei punti lagrangiani dell’orbita terrestre. Quando Theia, accrescendosi, raggiunse dimensioni simili a quelle di Marte la sua posizione divenne instabile, le crescenti oscillazioni finirono per fargli colpire la Terra (poco meno di 4.5 miliardi di anni fa). Le regioni più esterne di Theia e parte di quelle terrestri furono espulse nello spazio e formarono, in circa 100 anni, la Luna, mentre il nucleo di Theia venne inglobato dalla Terra.

 

 

La presenza della Luna ha contribuito a stabilizzare l'asse di rotazione della Terra, uno degli ingredienti più importanti per lo sviluppo della vita.

 


Angoli tra asse di rotazione e piano del Sistema Solare nei pianeti terrestri:
Mercurio: 0°, Venere: 177°, Terra: 23.5°, Marte: 25°

6. Il ruolo di Giove

Giove protegge la parte interna del Sistema Solare dagli impatti di asteroidi e comete. Dal 16 al 20 Luglio 1994 sono avvenuti 20 impatti ad una velocità di 60 km/s con i frammenti della cometa Shoemaker-Levy: il diametro del frammento maggiore era 2 km.

 


sSi ringrazia A.M.A per i dati



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