Goce esplorerà la terra

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Il 16 marzo 2009 è stato lanciato in orbita un satellite della nuova generazione da Plesetsk (Russia) a circa 280 km da Mosca, si tratta di un satellite di piccole dimensioni e orbiterà attorno al globo alle modiche altezze di circa 273 km dal suolo per un paio di anni, quando terminerà la sua missione.La missione ha lo scopo di creare una mappatura completa e dettagliata del campo gravitazionale terrestre.

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La forza di gravità esercitata dal nostro pianeta non è uniforme su tutto il globo, infatti la sua superficie non appare sferica, ma bensì appare ovoidale, allungata lungo l’equatore e leggermente schiacciata ai poli: un fattore infotto dal rapporto tra la forza di gravità esercitata dal nostro pianeta e la forza centrifuga data della rotazione terrestre (maggiore all’equatore e minore ai poli), inoltre la terra presenta piccole variazioni del geoide corrispondenti alla conformazione orografica del territorio, sia sulla terra ferma che sui fondali oceanici.

In presenza di montagne, al suolo grava un peso maggiore e ciò produce una certa influenza per la forza di gravità che tende ad essere maggiore rispetto alle zone pianeggianti, inolte la materia all’interno del nucleo terrestre non è distibuito uniformemente, anche questo fattore comporta piccole variazioni della forza gravitazionale esercitata dal nostro pianeta.

Questo produce una forza gravitazionale che può variare a seconda della regione creando piccole deformazioni sulla superficie terrestre.

Infatti anche il nostro stesso peso non è identico su tutta la superficie della terra, ma bensì presenta piccolissime variazioni che a noi appaiono imperceppibili, ma che sono misurabili, inoltre tali variazioni incidono sul livello del mare, fattore per la quale il livello dell’oceano Indiano è quasi 100 metri più alto rispetto al livello dell’oceano Atlantico.

Lo scopo della missione è quella di raccogliere dato al fine di poter elaborare una mappatura del campo gravitazionale terrestre con una precisione mai raggiunta prima.

Inoltre Goce misurerà con grande precisione il livello del mare, del suolo e dei rilievi montuosi con un margine di errore ridotto a pochi centimetri, da ciò si potrà elaborare le più precise mappature della superficie terrestre.

Avere una mappatura precisa del campo gravitazionale terrestre, servirà molto al fine di comprendere meglio la circolazione oceanica, che come ban sappiamo gioca un ruolo cruciale nella distribuzione del calore alle varie latitudini e dunque è un fattore molto importtante a livello climatico, infatti secondo molti scenziati avere una mappatura del campo gravitazionale aiuterà a comprendere meglio anche il clima.

 

La forza di gravità è sicuramente una forza fisica fondamentale, senza di essa qualsiasi astro o corpo celeste non potrebbe esistere e dunque neanche la vita stessa, certamente come ogni altra cosa il clima stesso per mezzo dei venti e della circolazione oceanica risente continuamente della forza di gravità, infatti è quella che permette la caduta delle precipitazioni, la discendenza delle masse d’aria fredda all’interno della circolazione dei venti e la discesa delle masse d’acque fredda all’interno della circolazione dei mari e degli oceani.

La missione sarà inoltre un mezzo molto importante al fine di poter comprendere meglio fenomeni di origine geologica come terremoti o eruzioni vulcaniche.

Dopo Goce sarà la volta della missione SMOG, con un satellite che verrà lanciato nel 2009 e fornirà una mappatura globale dell’umidità al suolo simile a quella di ENVISAT che tra il 2005 e il 2006 elaborò una mappatura dell’umidità presente al suolo in Africa.

Sempre nel 2009 partirà la missione CRYO SAT-2 che misurerà lo spessore delle lastre di ghiaccio presenti ai poli e sui rilievi montuosi.

Nel 2010 sarà la volta di SWARM che studierà con maggior precisione l’evoluzione e le dinamiche del campo magnetico terrestre, mentre nel 2011 il satellite ADM AEOLUS studierà le dinamiche della circolazione atmosferica e EARTH CARE nel 2013 indagherà sull’equilibrio radioattivo della terra (radioattività terrestre).

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Tutti questi risultati che di seguito verranno confrontati diverranno molto utili per una miglior comprensione del clima e degli attuali cambiamenti climatici oltre a fornire importanti informazioni allo studio dell’oceanografia e della geologia.

Le missioni spaziali per lo studio dell’ambiente terrestre si sono spesso verificate con l’ausilio di satelliti in grado di indagare su vari fattori contemporaneamente, oggi la tendenza è quella di utilizzare satelliti specifici per studiare con maggior precisione un’unico fattore e aventi dimensioni più ridotte anche per ragioni di costi (più ridotti).

Variazioni del Geoide terrestre:

Oggigiorno non si conoscono a fondo tutti i fattori in grado di incidere sul clima, o meglio non si sa di alcuni fattori con quale entità possano incidere sui cambiamenti climatici, molte ricerche scentifiche sono infatti ancora in corso. Oggigiorno la missione spaziale Goce ha il compito di fornire dati più precisi al fine di poter elaborare una mappatura più dettagliata inerente alle variazioni della forza del campo gravitazionale terrestre.

In futuro altre missioni studieranno più a fondo il campo geomagnetico terrestre, la radioattività naturale e non da meno importanza, il tasso di umidità medio e coplessivo presente al suolo su tutto il globo con maggior precisione, sono tutte ricerche che certamente aiuteranno parecchio nella comprensione del sistema climatico. Sopratutto Goce che misurerà pure con maggior precisione l’altezza degli oceani di tutto il mondo (che può variare anche di parecchio a seconda della regione per variazioni della forza gravitazionale), in tal modo si potrà avere un quadro più completo dell’influenza che tali variazioni del campo gravitazionale esercitano sulle correnti marine e dunque anche sulle variazioni climatiche.

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La seguente mappa illustra le differenze del campo gravitazionale terrestre, semplificando tuttavia l’influenza indotta dalle catene montuose, poichè al suolo grava una massa maggiore in presenza appunto di rilievi montuosi. Possiamo notare molto bene che tra l’oceano Atlantico e l’oceano Indiano sussiste una differenza della forza del campo gravitazionale, questo comporta ad avere un livello delle acque superficiali dell’oceano Indiano, inferiore di quasi 100 metri rispetto all’oceano Atlantico, pure tra il Nord Atlantico e il medio Atlantico si riscontrano, benchè in minor misura, differenze della forza del campo gravitazionale. Benchè tali variazioni siano imperceppibili all’essere umano, sono misurabili e possono ripercuotersi a loro volta sulla circolazione delle correnti marine, considerando inoltre il fatto che il campo gravitazionale qui sopra rappresentato, può variare con il tempo, alle alte latitudini ad esempio lo scioglimento dei ghiacci favorisce ad avere una perdita di massa che grava nel sottosuolo, di conseguenza si può creare anche una variazione della forza del campo gravitazionale con il passare del tempo, su una stessa area geografica presa in questione.

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Una carta analoga che prende meglio in considerazione l’influenza indotta dalla struttura orografica del territorio anche sui fondali marini. Goce fornirà dati molto più precisi al fine di poter ricreare una mappatura più precisa e aggiornata della forza del campo gravitazionale terrestre che in maniera imperceppibile deforma pure la superficie del nostro pianeta.

Una rappresentazione estremizzata di tale deformazione indotta dalle variazioni del campo gravitazionale esercitata sulla superficie del globo.

Oggi cosa si sa realmente delle variazioni del campo gravitazionele terrestre e in che modo tali variazioni possono essere legate alle condizioni climatiche?

Molto si è già imparato alla base dei dati raccolti durante le missioni precedenti inerenti a tali fenomeni, in particolar modo alla base dei dati raccolti dall’ultima missione GRACE. Esistono variazioni del campo gravitazionale terrestre che su base spaziale, come detto precedentemente, può comportare deformazioni superficiali della crosta terrestre anche di 100 metri rispetto a un dato medio, di conseguenza fino a 200 metri di differenza da un area geografica a un’altra aventi un’anomalia massima opposta, si tratta di variazioni indotte sia da fattori interni (mantello, nucleo terrestre), sia da fattori esterni (atmosfera, idrosfera) al pianeta terra. Tuttavia si riscontrano variazioni della forza del campo anche in senso temporale prendendo in considerazione una determinata area geografica. Variazioni che avvengono in tempi molto ristretti, ossia in un lasso di tempo compreso tra pochi secondi fino a pochi anni, indipendentemente dall’area geografica presa in questione, possono essere indotti da una combinazione di diversi fattori, associati sia a fenomeni di tipo sismico (terremoti) sia da fattori di tipo meteorologico. I terremoti, le maree, il normale ciclo delle stagioni per mezzo della distibuzione delle precipitazioni (ghiaccio, neve e acqua), l’alternarsi di periodi piovosi e secchi su una determinata area geografica, sono tutti fattori che possono comportare a lievi variazioni del campo gravitazionale terrestre nell’arco di breve tempo. Esistono variazioni anche importanti e nell’ordine di alcune migliaia di anni fino a qualche milione di anni, tali variazioni sono perlopiù associate all’alternarsi di periodi glaciali a periodi di disgelo, come pure a variazioni delle correnti oceaniche, rispettivamente marine Lo scioglimento delle calotte comporta ad una perdita di massa in superficie, di conseguenza si può assistere a una variazione anche importante della forza del campo gravitazionale terrestre che si manifesta in tempi piuttosto lunghi. In particolar modo il repentino scioglimento delle calotte, che durante l’ultima glaciazione del pleistocene nel Nord America e in Europa raggiungeva alcuni chilometri di altezza, deformando con la propria massa la superficie terrestre, comporta ad un enorme perdita di massa che grava al suolo, la terra risponde a questa perdita con un vero e proprio flusso massivo all’interno del mantello per compensare il deficit in superficie indotto dallo scioglimento delle calotte, ne deriva di conseguente un’anomalia negativa della forza del campo gravitazionale su tali aree. Variazioni che avvengono nell’arco di centinaia di milioni di anni sono perlopiù indotte da fattori che si verificano all’interno del mantello terrestre legati alla convenzione. Alle variazioni secolari si sovvrappongono variazioni che avvengono in tempi molto più ristretti per i fattori appena descritti, da considerare che le variazioni che avvengono in breve tempo possono in alcuni casi avere un maggior effetto rispetto a quelle che si manifestano in tempi maggiori. Da ciò possiamo già facilmente dedurne che le variazioni del campo di gravità terrestre siano strettamente associate sia a fattori di natura geologica che a fattori di natura meteo-climatica.

Flavio Scolari

4 Responses to Goce esplorerà la terra

  1. Max scrive:

    Fantastico!
    Ma un po’ piu’ succinto non si poteva?

  2. Flavio Scolari scrive:

    Volendo si, ma per capire bene lo scopo della missione satellitare credo sia importante entrare nel dettaglioal fine di capire bene i fattori che ancora oggi sono argomenti di ricerca scentifica, ciao Max, buona serata.

  3. Flavio Scolari scrive:

    Tornando al discorso, vorrei porre qualche risposta a qualche interrogativo che potrebbe insorgere dall’argomentazione aperta nei post sovrastanto, ossia: Oggi cosa si sa realmente delle variazioni del campo gravitazionele terrestre e in che modo tali variazioni possono essere legate alle condizioni climatiche?
    Molto si è già imparato alla base dei dati raccolti durante le missioni precedenti inerenti a tali fenomeni, in particolar modo alla base dei dati raccolti dall’ultima missione GRACE.
    Esistono variazioni del campo gravitazionale terrestre che su base spaziale, come detto precedentemente, può comportare deformazioni superficiali della crosta terrestre anche di 100 metri rispetto a un dato medio, di conseguenza fino a 200 metri di differenza da un area geografica a un’altra aventi un’anomalia massima opposta, si tratta di variazioni indotte sia da fattori interni (mantello, nucleo terrestre), sia da fattori esterni (atmosfera, idrosfera) al pianeta terra.
    Tuttavia si riscontrano variazioni della forza del campo anche in senso temporale prendendo in considerazione una determinata area geografica.
    Variazioni che avvengono in tempi molto ristretti, ossia in un lasso di tempo compreso tra pochi secondi fino a pochi anni, indipendentemente dall’area geografica presa in questione, possono essere indotti da una combinazione di diversi fattori, associati sia a fenomeni di tipo sismico (terremoti) sia da fattori di tipo meteorologico.
    I terremoti, le maree, il normale ciclo delle stagioni per mezzo della distibuzione delle precipitazioni (ghiaccio, neve e acqua), l’alternarsi di periodi piovosi e secchi su una determinata area geografica, sono tutti fattori che possono comportare a lievi variazioni del campo gravitazionale terrestre nell’arco di breve tempo.
    Esistono variazioni anche importanti e nell’ordine di alcune migliaia di anni fino a qualche milione di anni, tali variazioni sono perlopiù associate all’alternarsi di periodi glaciali a periodi di disgelo, come pure a variazioni delle correnti oceaniche, rispettivamente marine
    Lo scioglimento delle calotte comporta ad una perdita di massa in superficie, di conseguenza si può assistere a una variazione anche importante della forza del campo gravitazionale terrestre che si manifesta in tempi piuttosto lunghi.
    In particolar modo il repentino scioglimento delle calotte, che durante l’ultima glaciazione del pleistocene nel Nord America e in Europa raggiungeva alcuni chilometri di altezza, deformando con la propria massa la superficie terrestre, comporta ad un enorme perdita di massa che grava al suolo, la terra risponde a questa perdita con un vero e proprio flusso massivo all’interno del mantello per compensare il deficit in superficie indotto dallo scioglimento delle calotte, ne deriva di conseguente un’anomalia negativa della forza del campo gravitazionale su tali aree.
    Variazioni che avvengono nell’arco di centinaia di milioni di anni sono perlopiù indotte da fattori che si verificano all’interno del mantello terrestre legati alla convenzione.
    Alle variazioni secolari si sovvrappongono variazioni che avvengono in tempi molto più ristretti per i fattori appena descritti, da considerare che le variazioni che avvengono in breve tempo possono in alcuni casi avere un maggior effetto rispetto a quelle che si manifestano in tempi maggiori.
    Da ciò possiamo già facilmente dedurne che le variazioni del campo di gravità terrestre siano strettamente associate sia a fattori di natura geologica che a fattori di natura meteo-climatica.

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