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© 2009 Zanichelli Editore • La Terra nello spazio e nel tempo – seconda edizione

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Il Sistema solare comprende: il Sole; 8 pianeti; almeno 63 satelliti principali che ruotano intorno a questi pianeti; migliaia di asteroidi; frammenti di varia origine e natura; numerose masse ghiacciate che occasionalmente generano le comete. Il Sistema solare si è formato circa 5 miliardi di anni fa per il collasso di una parte di una nebulosa che orbitava nella Via Lattea. Nel collasso, guidato dalle forze gravitazionali, la nube assume la forma di un disco appiattito, nel cui centro si è addensata materia sufficiente a far nascere la stella Sole. Nel resto del disco i materiali più volatili (gas, ghiacci) vengono soffiati via dalla radiazione della nuova stella e spinti alla periferia, mentre vicino al Sole rimangono i materiali meno volatili (rocce, metalli). Ripetute collisioni tra polveri e ghiacci portano all’aggregazione dei planetesimali e da questi alla formazione dei pianeti, dei loro satelliti e degli altri componenti del sistema planetario, tutti con orbite all’incirca nello stesso piano, mentre miliardi di nuclei ghiacciati vengono dispersi verso l’estrema periferia su orbite diverse.

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Il Sole è la Stella più vicina alla Terra e si presenta come una gigantesca sfera di gas ionizzati che irradia energia sotto forma di radiazioni elettromagnetiche. Solo una piccola frazione di energia (circa mezzo miliardesimo dell’energia totale) arriva sulla superficie terrestre. Il Sole dista da noi circa 149,6 milioni di km, è grande circa 110 diametri terrestri. A causa della densità media solare inferiore a quella della Terra, si è potuto ipotizzare la presenza di elementi leggeri come idrogeno (94%) ed elio (5,9%). Come le altre Stelle, il Sole è una sfera ad altissima temperatura: la superficie solare, infatti, sfiora i 6000 K mentre il “cuore” del Sole, dove l’idrogeno viene trasformato in elio, raggiunge temperature intorno ai 15 milioni di K.  Il Sole è inoltre considerato una Stella vecchia e stabile caratterizzata fondamentalmente da due tipi di movimento: un moto di traslazione, che compie insieme al Sistema Solare, ed un moto di rotazione, in direzione Ovest – Est, intorno al proprio asse.

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Il moto dei pianeti intorno al Sole è descritto dalle tre leggi di Keplero:
I legge: i pianeti descrivono orbite ellittiche aventi un fuoco comune in cui si trova il Sole.
II legge: il raggio che unisce il centro del Sole al centro di un pianeta descrive superfici con aree uguali in intervalli di tempo uguali.
III legge: la velocità media di un pianeta è tanto minore quanto più esso è lontano dal Sole.
Tutti i pianeti del sistema solare compiono due moti: un moto di rotazione intorno al proprio asse e un moto di rivoluzione intorno al Sole, che a sua volta ruota su se stesso.

Ogni pianeta compie un giro completo attorno al sole con tempi diversi.

In base alle dimensioni i pianeti vengono distinti in due famiglie: i pianeti piccoli o di tipo terrestre (Mercurio, Venere, Terra, Marte), i pianeti giganti o di tipo gioviano (Giove, Saturno, Urano, Nettuno). Le differenze tra i due gruppi sono numerose: le dimensioni; la densità; la natura dei materiali che li costituiscono (i pianeti terrestri sono formati principalmente da rocce e metalli, i pianeti gioviani da gas e ghiacci); l’atmosfera (i pianeti terrestri sono privi di atmosfera o, se ce l’hanno, è sottile e tenue; i pianeti gioviani sono avvolti in atmosfere dense e spesse); il numero di satelliti (i pianeti terrestri non hanno satelliti o ne hanno pochissimi, quelli gioviani ne hanno molti).

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È il pianeta più interno del Sistema solare, poco più grande della Luna. Mercurio compie una rivoluzione intorno al Sole in 88 giorni, mentre ha un moto di rotazione intorno al proprio asse che dura 59 giorni. La temperatura sul lato esposto al Sole sale a +425 °C, mentre sul lato opposto scende a –175 °C ed è quindi il pianeta con la più forte escursione termica tra il dì e la notte ed è praticamente privo di atmosfera. Le strutture più diffuse sulla sua superficie sono i crateri da impatto, dovuti alla caduta di meteoriti, alcuni accompagnati da un’aureola di raggi chiari, e le pianure lisce, vaste colate di lava risalite dall’interno del pianeta quando il materiale si è fuso per l’energia liberata nei tremendi impatti.

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Venere ha dimensioni e densità simili a quelle della Terra. Le temperature superficiali raggiungono i 460 °C, a causa dell’effetto serra dovuto alla massiccia presenza dell'anidride carbonica nell'atmosfera (97%). Su Venere sono presenti strutture geologiche complesse: la superficie si presenta debolmente ondulata; costituita da ampie depressioni e altopiani. Venere compie una rotazione completa sul suo asse in 243 giorni terrestri mentre il suo "anno dura 225 giorni. Inoltre, Venere ruota intorno al proprio asse al contrario rispetto alla Terra: il Sole sorge a ovest e tramonta a est.

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La Terra è formata da tre strati sovrapposti, chiamati crosta (il più esterno), mantello e nucleo (il più interno). La superficie rocciosa, o crosta è suddivisa in lastre chiamate placche (o zolle) tettoniche. Queste placche si muovono “galleggiando” su uno strato di roccia sottostante, morbida e in parte fusa. Le placche si muovono sulla superficie della Terra. Nel loro movimento trasportano con sé, sulla superficie terrestre, i continenti, che vi stanno appoggiati sopra. Nel corso di milioni di anni i continenti si sono spostati, unendosi e separandosi. Le rocce della crosta subiscono un processo continuo di “riciclaggio”. Vengono infatti spinte verso il basso, fuse, per poi riemergere sotto forma di lava attraverso i vulcani.
Il mantello terrestre è allo stato solido.
Il nucleo è diviso in nucleo esterno e nucleo interno. La parte esterna del nucleo si trova allo stato liquido ed è in continuo movimento. Il nucleo interno è solido costituito principalmente da ferro e nichel. Il movimento del ferro in una zona così profonda della Terra fa sì che il nostro pianeta abbia un campo magnetico. È come se dentro la Terra ci fosse un’enorme calamita.

L'atmosfera terrestre impedisce alla Terra di diventare troppo calda o troppo fredda, e “ricicla” l’acqua del nostro pianeta sotto forma di precipitazioni. L’atmosfera possiede uno strato di ozono che impedisce ai raggi ultravioletti del Sole di arrivare fino a noi. Evita che la maggior parte dei frammenti di roccia che sfrecciano nello spazio colpiscano il nostro pianeta, facendoli bruciare molto prima che tocchino il suolo. L’aria è composta da azoto, ossigeno e da quantità minori di argo e anidride carbonica.

Movimenti: la Terra ruota intorno al proprio asse (una linea immaginaria che unisce il Polo Nord al Polo Sud) una volta ogni 24 ore, dandoci il giorno e la notte. Questo movimento è chiamato moto di rotazione; il movimento che la Terra compie attorno al Sole è chiamato moto di rivoluzione e dura 365 giorni (un anno).

Clima: l’asse terrestre è leggermente inclinato rispetto al Sole. Ciò significa che le zone della Terra lontane dall'equatore (una linea immaginaria tracciata intorno alla circonferenza terrestre, esattamente a metà fra i poli) hanno giorno e notte di diversa durata nelle varie stagioni dell’anno. Le zone della Terra vicine all'equatore ricevono più luce di quelle più lontane. Per questo le regioni equatoriali della Terra sono le più calde. Man mano che ci si dirige verso il Polo Nord e il Polo Sud il clima si fa più freddo. Il clima dipende anche dai venti presenti nell’atmosfera, dagli oceani e dalle loro correnti. Tutti questi fattori producono una grande varietà di climi, ognuno dei quali permette la crescita di piante differenti. Si dice così che la Terra ha diversi biomi, cioè diversi gruppi di ecosistemi: dai deserti alle foreste tropicali; dalle praterie, alla tundra.
La terra ha un solo satellite, la luna, che ruota attorno ad essa.

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Marte dista dal Sole circa 230 milioni di km, è il quarto pianeta del sistema solare, è di colore rossastro, è circa la metà della nostra Terra ed è uno dei più piccoli del sistema solare. Ha stagioni che si susseguono simili a quelle terrestri e un clima molto variegato. Marte ruota intorno al proprio asse in un periodo simile a quello terrestre (un giorno dura 24 ore e 40 minuti). La temperatura media su Marte varia da -14 gradi ( in estate) a -120 (in inverno). L’acqua non è presente allo stato liquido sul pianeta, ma solo in forma di ghiaccio.
La sua atmosfera  è composta per il 95% di anidride carbonica, c’è ossigeno solo per lo 0,1% e  non è protetta da  ozono. Il cielo di Marte è rosa e diventa bluastro al sorgere del Sole; al suolo ci sono montagne, picchi, crateri e profondi canyon. C’è un grande vulcano,  Olympus Mons, che forse è  il più grande vulcano  di tutto il Sistema Solare (alto 26 km, con cratere che ha un diametro di 80 km). I satelliti di Marte sono due, piccoli e di forma irregolare: Deimos e Phobos che ruotano intorno al pianeta come fa la Luna con la Terra.

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Giove è il quinto ed il pianeta più grande del Sistema solare con il suo diametro di 142.984 km. È un gigante gassoso circondato da anelli, satelliti e da una famiglia di comete. Su Giove i venti soffiano alla velocità di centinaia di chilometri l'ora e la grande macchia rossa che si vede dalla Terra è una perturbazione atmosferica

La superficie di Giove non è solida e, se atterrassimo su di esso, sprofonderemmo al suo interno. Il pianeta fa un giro completo attorno al Sole in circa 12 anni terrestri ma per compiere un giro su sé stesso il grande pianeta impiega solo 10 ore, contro le circa 24 della Terra. Giove è circondato da due anelli, da almeno sedici satelliti e da una famiglia di comete.

Osservando Giove è possibile vedere alcune bande scure. Si tratta di sistemi nuvolosi a strisce: è il calore sprigionato dal nucleo del pianeta, ancora incandescente, a far salire i gas dell'atmosfera che successivamente si raffreddano e ricadono verso il basso. Giove è un pianeta nuvoloso e ventoso. I venti sono così forti anche perché il pianeta gira su sé stesso molto rapidamente e soffiano più velocemente all'Equatore che vicino ai Poli.
Molte sono le macchie che si possono osservare sul pianeta, soprattutto la grande macchia rossa di Giove, in realtà è una tempesta gigante che si muove alla velocità di un metro ogni secondo.
Osservando Giove, Galileo Galilei si accorse dei satelliti di Giove e li chiamò Io, Europa, Ganimede e Callisto. In onore del loro scopritore sono detti satelliti galileiani. I più piccoli satelliti di Giove, invece, sono stati evidenziati solo recentemente dalle sonde spaziali.

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Saturno, il sesto pianeta del Sistema Solare in ordine di distanza dalla nostra stella, è noto per i suoi anelli. E' spazzato da venti fortissimi, è freddo e inospitale e il suo satellite maggiore, Titano, è l’unico satellite nel Sistema Solare provvisto di atmosfera. Dopo Giove è il pianeta più grande e la sua distanza dal Sole è circa nove volte maggiore di quella della Terra. E infatti, rispetto alla Terra, Saturno impiega molto più tempo per girare attorno al Sole: un anno saturniano dura 29 e mezzo anni terrestri. Come Giove, Saturno è un pianeta gassoso ma è molto più leggero.

I venti soffiano fortissimi; la temperatura media in superficie è di -186 °C. Gli anelli sono la caratteristica più nota di Saturno che, proprio per questo, viene spesso soprannominato il signore degli anelli. Gli anelli sono frammenti di polvere, ghiaccio e piccole rocce. Dalla Terra sono visibili facilmente tre anelli, ma in realtà le sonde Voyager hanno mostrato che gli anelli sono molti di più: il motivo è che alcuni si riuniscono in modo da formare le strutture principali. Saturno ha almeno 18 lune – Atlante, Calipso, Dione, Encelado, Epimeteo, Elena, Iperione, Giapeto, Giano, Mimas, Pan, Pandora, Phoebe, Prometeo, Rea, Telesto, Teti e Titano – a cui si aggiungono quattro altri oggetti rivelati nel 1995 dal telescopio spaziale Hubble.

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Molto più grande della Terra, ma da essa davvero lontano, Urano è il settimo pianeta del Sistema Solare. Difficilissimo da vedere a occhio nudo, è un regno di rocce, ghiacci e nubi. È stato individuato sul finire del Settecento dal musicista e astronomo William Herschel grazie a un telescopio di sua costruzione

Urano si trova dopo Saturno e completa la sua orbita attorno al Sole in 84 anni. Il diametro medio di Urano è quattro volte maggiore di quello della Terra. È composto principalmente da roccia e ghiaccio e ha una densità media piuttosto bassa. Urano ha una ventina di satelliti che si chiamano come i personaggi delle opere di William Shakespeare e Alexander Pope.
L’atmosfera di Urano è composta per l’83% di idrogeno, per il 15% di elio e per il 2% di metano, con tracce di altri idrocarburi. Anche su Urano ci sono nuvole, probabilmente formate da cristalli di metano, spinte da forti venti, che soffiano a gran velocità (da 140 fino a 570 km/h). Dallo spazio Urano appare di colore azzurro. La temperatura media sulla superficie di Urano è  inferiore a -200 °C

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Nettuno è uno dei giganti del Sistema Solare (circa quattro volte più grande della Terra), ancora oggi poco conosciuto data la sua distanza dal Sole.

Del pianeta Nettuno non si è saputo quasi nulla fino al 1989, quando è stato raggiunto dalla sonda spaziale Voyager II che ne ha scoperto molti dettagli. Nettuno ha probabilmente un piccolo nucleo roccioso, ma è principalmente formato da uno strato gassoso e sarebbe proprio il metano nella parte superiore della sua atmosfera, interagendo con i raggi solari, a conferirgli il caratteristico colore blu. Per questa sua particolarità il pianeta ha preso nome dalla divinità romana del mare (Nettuno).
Nettuno ruota sul proprio asse in sedici ore e sette minuti. I suoi venti superano i 1.500 km orari. Come Giove e Saturno, questo pianeta possiede una sorgente di calore interno che irraggia un’energia doppia rispetto a quella che riceve dal Sole.
Anche Nettuno ha anelli che, come quelli di Urano e di Giove, risultano molto scuri e la cui composizione ci è ancora ignota. Il più esterno è Adams (apparentemente formato da tre archi, chiamati Libertà, Uguaglianza e Fraternità); più internamente c’è un altro anello.
Nettuno ha due satelliti principali: Tritone e Nereide. Il Voyager II è riuscito a individuare altri sei satelliti minori: Naiade, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa e Proteo. La superficie di Tritone è ghiacciata, paragonabile per dimensioni a quella della Terra, ricca di montagne, spaccature e crateri. La sua temperatura, inferiore ai 2235 °C, è la più bassa mai misurata nel Sistema Solare. Tritone ha anche geyser che proiettano azoto gassoso fino a oltre 8 km dalla sua superficie, composta da azoto e da metano.