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Terremoti e Asse Terrestre

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Il tremendo sisma dello scorso 26 dicembre 2004 ha avuto ripercussioni persino sull’orientamento dell’asse terrestre.
Il cambiamento però è minimo: di gran lunga inferiore a ciò che avviene normalmente.


Il marcatore del Polo Sud, circondato dalle bandiere delle nazioni che si spartiscono l’Antartide.

L’eccezionale terremoto che ha colpito il sud est asiatico lo scorso 26 dicembre, oltre alle devastanti conseguenze sulle popolazioni, ha avuto una notevole risonanza per un fatto singolare.

Poche ore dopo l’evento Enzo Boschi, direttore dell’Istituto Nazionale di Geofisica, aveva affermato che il sisma era stato talmente intenso da alterare l’asse terrestre.
L’affermazione, assolutamente corretta, è stata però ripresa ed enfatizzata dai media, senza le dovute cautele. In questo articolo ci proponiamo di chiarire il fenomeno e soprattutto la sua entità.

Per comprendere ciò che è accaduto, dobbiamo pensare ad un modello piuttosto accurato del nostro pianeta. Le fotografie dallo spazio ci raffigurano una placida sfera bianco-azzurra sospesa nel cosmo. In realtà la Terra ha una forma più complicata. Innanzitutto la rotazione diurna, unita al fatto che la Terra non è rigida, schiaccia la sfera trasformandola in un ellissoide. Infatti il raggio all’equatore supera quello ai poli di quasi 22 km.

In secondo luogo, non possiamo pensare la Terra come un ellissoide omogeneo: i continenti non sono distribuiti uniformemente sulla superficie: Europa, Asia ed Africa si concentrano attorno alla longitudine di 60° est, mentre l’oceano Pacifico è tanto grande che occupa quasi un emisfero. Se poi aggiungiamo le inevitabili fluttuazioni di densità delle rocce, dobbiamo concludere che la forma della Terra è piuttosto sbilanciata. Questo punto è molto importante: lo riprenderemo in seguito.


Il fenomeno della precessione dell’asse terrestre, causato dall’attrazione di Sole e Luna. Clicca qui per vederne l’animazione.
Esso non è influenzato dai terremoti.
Immagine e animazione di Robert Simmon, NASA GSFC.

La Terra ruota attorno ad un asse inclinato di quasi 23 gradi e mezzo rispetto al piano dell’orbita. Questo asse punta approssimativamente verso la stella polare. L’attrazione di Sole e Luna sul rigonfiamento equatoriale della Terra tenderebbe a raddrizzare l’asse del mondo, ma la Fisica ci insegna che un corpo in rotazione reagisce in un altro modo. L’asse è costretto a descrivere un cono, secondo un movimento chiamato precessione. Quindi è a causa di Sole e Luna che la stella polare cambia nel corso dei millenni, come illustrato nella fotografia a fianco.

Osservazione importante: la precessione è provocata da forze esterne alla Terra. Di conseguenza, nessun terremoto, nemmeno il più intenso, potrà mai alterare l’orientazione dell’asse terrestre rispetto alle stelle lontane. L’attrazione di corpi esterni alla Terra lo può cambiare, così come l’impatto di un asteroide. Un sisma, no.


Lo spostamento dell’asse di rotazione della Terra (polodia). Come si vede, il moto è approssimativamente circolare entro un quadrato di circa 15 metri di lato.
(Animazione di William Hutton)

Un evento sismico, infatti, per quanto intenso, è una forza interna alla Terra. Riprendiamo il concetto di sbilanciamento che abbiamo visto in precedenza. A causa di questo fatto, l’asse terrestre esibisce un moto rispetto alla superficie della Terra, chiamato polodìa.
In pratica la Terra vorrebbe ruotare attorno al suo asse di simmetria, ma dato che la perfezione non è di questo mondo, l’asse di rotazione non coincide con l’asse di massima simmetria. Quindi la Terra, proprio come una goffa trottola sbilanciata, cambia continuamente l’asse di rotazione.

Misurazioni accuratissime hanno mostrato fin dal secolo scorso che l’asse di rotazione della Terra “vaga” descrivendo grosso modo dei cerchi concentrici entro un quadrato di una ventina di metri di lato. A rigore, quindi, i marcatori che indicano il polo Nord ed il polo Sud, con tanto di bandiere al seguito, andrebbero continuamente spostati.

Ciò che è successo col terremoto del 26 dicembre è uno spostamento repentino dell’asse di rotazione rispetto alla superficie della Terra. Giuseppe Bianco, responsabile del Centro di Geodesia Spaziale di Matera ha valutato questo spostamento in circa 5 cm verso Greenwich.
In certa misura, quindi, la nostra latitudine è aumentata.

Si capisce bene che rispetto al consueto spostamento di decine di metri, il sisma ha avuto un effetto assolutamente marginale. Ciò che stupisce semmai è la precisione delle misure che hanno permesso di rilevare questo spostamento, quasi in tempo reale.
Infatti si potrebbe dire che l’impressione destata dal fenomeno non è certo la sua entità, quanto il fatto che il polo si è spostato all’improvviso e si è riusciti ad attribuire ad un evento preciso questo spostamento.
A onor del vero non è la prima volta che le misure astronomiche evidenziano un effetto dei terremoti sull’asse terrestre: osserviamo le seguenti figure.

I due grafici rappresentano il moto del polo, una volta sottratte le componenti note. In sostanza si tratta della componente imprevedibile del moto errante dei poli, quello cioè dovuto alle cause eccezionali, come appunto i terremoti.
E’ interessante osservare che anche i tremendi sismi del 1952 in Kamchatka e del 1964 in Alaska hanno lasciato il segno sull’asse terrestre. E’ possibile che il residuo attorno al 1908 sia imputabile al terremoto che ha raso al suolo Messina.


Clicca qui per vedere il filmato.

C’è dell’altro: la Fisica ci insegna che se in un corpo in rotazione si allontana la massa dall’asse, la velocità di rotazione diminuisce, se invece si avvicina all’asse, la velocità aumenta.
Come noto, l’effetto viene sfruttato dalle danzatrici sul ghiaccio, per variare la propria velocità di rotazione. Meno noto è che i gatti usano lo stesso principio per ruotare durante la caduta, in modo da atterrare sempre in piedi.

I terremoti sono provocati dal movimento relativo delle placche terrestri.
I movimenti però possono essere di tipo diverso, le placche possono:
1) scorrere affiancate, come la faglia di S. Andrea
2) divergere, come il fondale dell’oceano Atlantico
3) convergere una insinuandosi sotto l’altra, come nella fossa delle Marianne.

I terremoti più violenti si verificano nel terzo caso. Il 26 dicembre si è verificato un terremoto dovuto all’immersione della placca indiana sotto quella della Birmania. Stando alle prime valutazioni, lo scorrimento medio della faglia è stato di ben 15 metri. Dobbiamo quindi pensare che una quantità enorme di roccia, sprofondando nel mantello, si sia avvicinata all’asse della Terra e quindi la rotazione terrestre sia ora più rapida.
Richard Gross, del Jet Propulsion Laboratory della NASA, ha valutato in tre milionesimi di secondo la possibile variazione della durata del giorno terrestre.

Come si è visto, effettivamente il terremoto ha avuto un impatto sulla rotazione della Terra, ma in misura lievissima.
A beneficio dei lettori, dato che è molto facile equivocare su questi temi, riportiamo una serie di affermazioni corrette e una serie di affermazioni errate.

Affermazioni corrette

L’asse terrestre si sposta continuamente rispetto alla superficie (polodia).
Il terremoto ha spostato ulteriormente l’asse di rotazione della Terra rispetto alla sua superficie.
Lo spostamento è di circa 5 cm, in direzione di Greenwich.
Lo spostamento rappresenta circa lo 0,4% dello spostamento complessivo del polo durante gli anni (polodia).
Altri terremoti in passato hanno spostato l’asse di rotazione della Terra.

Affermazioni errate

Il terremoto ha spostato l’asse di rotazione della Terra rispetto alle stelle (no, rispetto alla superficie terrestre).
Lo spostamento è di eccezionale entità (l’entità è minuscola).
Lo spostamento implica che le mappe e gli atlanti debbano essere ridisegnati (in teoria si, ma allora dovrebbero essere continuamente ridisegnate per effetto della polodia).
Lo spostamento comporterà variazioni climatiche (nessuna variazione climatica).


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