la terra en el context de l’univers -...
TRANSCRIPT
Lliurament 1
La Terra en el context de l’Univers
La Terra i l’Univers
Introducció
La tripulació de l’Apol·lo 17 va prendre aquesta fotografia de la Terra el desembre de 1972 mentre la nau viatjava entre la Terra i la Lluna.
Els astronautes sempre descriuen la Terra com "El Planeta Blau"degut al seu color i les fotos captades des de l’espai ho demostren. Els responsables d’aquestes tonalitats blaves són els oceans i els gasos de l’atmosfera.
Entre les preguntes que l’home s’ha plantejat al llarg de la història hi ha, sens dubte, les que es refereixen a l’origen de l’Univers i de la Terra: quan es van formar? des de quan existim? Actualment, gràcies a tots els treballs dels astrònoms i els geòlegs, tenim més clar el que representa la Terra dintre de l’Univers. Coneixem també la configuració interna del nostre planeta, que és imprescindible per explicar les causes de molts fenòmens naturals.
L’Univers
Si mirem el cel en una nit clara, hi podem veure un fons negre amb una infinitat de punts brillants. La distància que ens separa d'aquests punts és tan gran que no podem distingir-ne ni la mida, ni la naturalesa ni tan sols la distància a què es troben.
La majoria d’aquests punts brillants són estrelles.
Un estrella és qualsevol dels astres que brillen al firmament amb llum pròpia. No totes les estrelles de la nostra galàxia són iguals: varien en lluminositat, mides i color. De fet, aquestes variacions corresponen a diferents fases de l’evolució d’un estrella al llarg de la seva existència.
Les estrelles s’agrupen formant galàxies.
Cada galàxia pot contenir milers de milions d’estrelles i a l’Univers hi ha centenars de milers de milions de galàxies agrupades en cúmuls de galàxies.
Se sap que al voltant d’alguns estrelles giren planetes, satèl·lits, cometes o asteroides. Però això només s’ha pogut confirmar en molts pocs casos.
Classificació de les galàxies
Tenint en compte la disposició dels estrelles que les formen les galàxies es classifiquen com a:
• Galàxies irregulars • Galàxies espirals i espirals barrades • Galàxies el·líptiques
Les galàxies irregulars no tenen una forma concreta. La majoria de les seves estrelles són joves i brillants. La major part del seu gas i pols interestrella·lar encara s’ha de condensar per formar estrelles.
El Gran Núvol de Magallanes és un clar exemple de galàxia irregular.
Les galàxies espirals i espirals barrades, a grans trets , tenen braços que formen un dibuix en espiral al voltant d’un nucli central, a vegades travessat per una barra d’estrelles dels extrems dels quals parteixen aquests braços espirals. A mesura que aquest gira, els braços segueixen el seu moviment.
Les estrelles més joves de les galàxies espirals es troben en els braços, de població dispersa, i les més velles es troben principalment agrupades en el nucli, molt dens.
Els braços contenen una gran quantitat de gas i pols que amb el temps es converteix en noves estrelles.
La Terra, el nostre planeta, pertany al Sistema Solar, que té com a centre una estrella, el Sol. El Sol és un estrella d'una galàxia espiral anomenada Via Làctia.
Galàxia espiral.
Les galàxies el·líptiques poden tenir diverses formes: des d’elipsoidals (una forma semblant a la d’una pilota de rugbi) fins a esfèriques, passant per una gran varietat entre ambdues.
A diferència de les altres galàxies, en les quals la pols reflecteix la llum blavosa procedent dels estrelles joves d’elevada temperatura, les el·líptiques són groguenques perquè en el seu interior ha cessat el procés de formació d’estrelles, de manera que gairebé tota la seva llum procedeix d'estrelles que estan en una fase avançada que anomenem gegants vermells.
Agrupació de galàxies
Hem dit que les agrupacions d'estrelles constutueixen les galàxies. Les galàxies s’agrupen, al seu torn, en grups en que totes les galàxies pertanyents tenen aproximadament la mateixa edat. Els podem anomenar hipergalàxies.
Així, la Via Làctia -galàxia que conté en el seu si el sistema solar i, per tant, la Terra- forma part, juntament amb vint galàxies més, d’una hipergalàxia anomenada Grup Local.
L'origen de l’Univers.
Una mica d’història
Durant segles l’home havia cregut que l’Univers era estàtic i immòbil. Segons els filòsofs-cinetifics grecs, com Plató i Aristòtil (s. IV aC), la Terra no es movia: era una esfera al voltant de la qual giraven tots els astres. Aquesta concepció de l’univers es coneix amb el nom de sistema geocèntric.
El coneixement astrològic s’ha anat construint en l’esdevenir dels temps gràcies al poder d’observació de l’ésser humà, als avenços tecnològics i a la seva capacitat de reflexionar i discernir.
El model geocèntric
El model o sistema geocèntric defensava que la Terra (en grec, geos), immòbil, era el centre de l’Univers, i que el Sol, la Lluna i les estrelles giraven al seu voltant.
Es creia també que el moviment dels planetes era circular i no el·líptic, una visió que no es posaria en dubte en la cultura occidental fins el segle XVII.
El sistema geocèntric permetia explicar la successió dels dies i les nits i els moviments de la majoria d'estrelles, observats des de la Terra.
. Però hi havia preguntes que no podia contestar:
• Per què el recorregut del Sol és més llarg els dies d’estiu que a l’hivern? • Per què hi ha estrelles que no segueixen el mateix moviment que les altres?
Aquesta creença fou habitual en la Grècia antiga i a la Xina, i va sobreviure fins al començament de l’edat moderna en el món occidental.
A partir de finals del segle XVI fou substituït gradualment pel model heliocèntric.
El model heliocèntric
El model heliocèntric o heliocentrisme és el model cosmològic segons el qual el Sol és el centre de l’univers i tots planetes orbiten al seu voltant.
Va ser proposat per primera vegada a l’Antiga Grècia per Aristarc de Samos, com a resposta al model geocèntric, que va ser l'acceptat fins molts segles després.
Durant els segles XVI i XVII, després de ser recuperat per Nicolau Copèrnic, va ser motiu d’una important disputa amb el model geocèntric, fins que va imposar-se.
Les idees de Copèrnic es resumeixen així:
• El Sol ocupa el centre de l’Univers i resta immòbil. • La Terra és un planeta. • Tots els planetes giren al voltant del Sol. • La Terra té un moviment de rotació sobre el seu eix i un altre de translació al voltant del Sol. • La Lluna és un satèlit que gira al voltant de la Terra. • Els estrelles es troben fixes en una llunyana esfera celeste.
Model geocèntric. La Terra és el centre de l'Univers
Model heliocèntric. El Sol és el centre de l'Univers
A l’inici, la nova proposta no va tenir gaire èxit, ja que qüestionava la versió d'instutucions oficials fortament influents, com les Esglésies o les acadèmies científiques.
Fins i tot mig segle més tard, la Inquisició va condemnar Galileu per defensar el sistema heliocèntric, obligant-lo a retractar-se.
L'heliocentrisme, tampoc és el model definitiu. Avui sabem que el Sol no és el centre de l'Univers. Que forma part d'una galàxia, la Via Làctia, que al seu torn forma part d'un conjunt més gran de galàxies, i que tots els elements que fomen l'Univers estan en moviment.
L’origen de l’Univers. El Big Bang
L’astrònom nord americà Edwin HUBBLE, el 1924, va observar que, a part de la nostra galàxia, n’hi havia moltes més, amb àmplies regions d’espai buit entre elles. Va calcular la distància entre diverses galàxies i va observar que s’allunyaven de la nostra, la qual cosa significava que l’Univers s’expandia.
Les observacions de HUBBLE van suggerir a l’astrofísic George Lemaître que hi devia haver hagut un temps en què l’Univers era infinitament petit i infinitament dens. Era una enorme acumulació de matèria i energia extraordinàriament comprimida que va esclatar violentament.
La hipòtesi d’aquesta explosió colossal s’anomena el Big Bang, literalment gran explosió. Com a conseqüència d'aquesta explosió la matèria es va expandir a gran velocitat en totes les direccions de l’espai en forma de gas i pols còsmica. A mesura que es va anar refredant, la matèria va començar a agregar-se i condensar-se per formar els primers cossos, les estrelles, i posteriorment es van formar totes les altres unitats que constitueixen l’Univers. Aquesta gran explosió va originar l’espai, el temps i la matèria, i va crear un Univers en expansió. Si hi ha o no esdeveniments anteriors a aquest moment no es poden conèixer perquè no en queda cap rastre.
La teoria del Big Bang no ha pogut explicar com es va formar el primer punt que va originar l’Univers, almenys fins ara.
El Big Crunch
Actualment, la majoria dels científics estan d’acord amb la teoria del Big Bang. Però sorgeix una nova pregunta: l’Univers continuarà expandint-se o bé el procés serà cada cop més lent fins que arribarà a invertir-se?
Via Làctia
La Via Làctia, la galàxia on ens trobem, és una entre els milers de galàxies que hi ha a l’Univers. Té forma d’espiral i està formada per un nucli dens i esfèric d’estrelles, envoltat per un disc de braços en espiral, tres braços principals i dos de secundaris, amb més de 100.000 milions d’estrelles.
Per fer-nos una idea de la dimensió que té, pensem que la llum trigaria 100.000 anys llum per anar d’una punta a l’altra.
Recorda que un any llum és una unitat de distància. És la distància que recorre la llum en un any.
Sabem que la llum recorre 300 000 km en un segon. I també que un dia té 24 hores, que cada hora té 60 minuts i cada minut 60 segons. Per tant que un dia té: 24 x 60 x 60 = 86 400 segons. I per tant un any té: 365 x 86 400 = 31 536 000 segons.
Així doncs un any llum és una distància corresponent a: 31 536 000 x 300 000 =9 460 800 000 000 km. 9 bilions i mig de quilòmetres!!!!!!
El Sol triga uns 250 milions d’anys a realitzar una òrbita completa al voltant de la galàxia a una velocitat de 220 km per segon. Fins avui només ha completat entre 15 i 20 òrbites.
El nom de la Via Làctia ve d’un mite de l'antigüetat que explica que la deessa Juno (dona de Júpiter) estava donant el pit a Hèrcules quan, per accident, algunes gotetes de llet es van vessar pel cel transformant-se en estrelles.
En la imatge pots veure l'aspecte que es considera que ha de tenir la nostra Galàxia, la Via Làctia. Dels seus braços coneguts, nosaltres ens trobem en el denominat Braç d’Orió.
Les estrelles més velles (color vermell) es troben cap al centre de la galàxia. Els braços espirals simplement tenen molt més lluentor perquè contenen les estrelles més joves i grans (i per tant més calentes i brillants).
El Sistema Solar
El Sistema Solar consisteix en diversos astres que orbiten al voltant d’una estrella, el Sol.
El Sistema Solar el formen:
• 1 estrella: el Sol • 4 planetes interiors amb els seus satèl·lits: Mercuri, Venus, la Terra i Mart • 1 cinturó d’asteroides que giren, la majoria entre Mart i Júpiter • 4 planetes exteriors amb els seus satèl·lits: Júpiter, Saturn, Urà i Neptú • 5 planetes nans: Ceres, Plutó, Haumea, Makemake i Heris • El Núvol d’Oort: conjunt de cometes que envolten el sistema • el cinturó de Kuiper: formats per planetes d’un tamany molt petit • i material interplanetari de milers de planetes menors i meteorits
Formació del Sistema Solar
Actualment, la teoria més acceptada pel que fa a la formació del sistema solar diu que el Sol i els planetes es van formar al mateix temps. És molt difícil precisar l’origen del nostre Sistema Solar.
Els científics creuen que pot situar-se fa uns 4.600 milions d’anys en un racó de la Via Làctia, més proper a la vora que al centre, quan un immens núvol de gas i pols (nebulosa ), es va contreure a causa de la força de la gravetat i va començar a girar a gran velocitat.
Durant centenars de milions d’anys, aquest núvol va anar contraient-se (concentrant-se en el nucli), cada cop més, prenent lentament la forma d’un disc en veloç rotació. A la zona central d’aquest disc, i com a resultat de la contracció, la pressió i la temperatura augmentaren sense parar.
Passats uns 400 o 500 milions d’anys, aquest nucli infernal va anar prenent una forma més o menys esfèrica: era l’embrió de la nova estrella (proto-Sol).
L’estrella nounata va deixar al seu voltant una gran quantitat de materials sobrants. Aquests milions d’objectes s’apropaven i s’unien o xocaven amb violència i es partien en bocins. Les trobades constructives van predominar i es van formar els proto-planetes.
En només 100 milions d’anys, tot va adquirir un aspecte semblant a l’actual. Després cada cos va continuar la seva pròpia evolució.
La formació del sistema solar.
La radiació i el vent solar (corrent de partícules que el Sol emet en totes les direccions) van expulsar fora dels voltants del Sol els materials més lleugers, essencialment l’hidrogen i l’heli. I van ser aquests gasos els que van formar els planetes externs del Sistema Solar a partir de nuclis sòlids (de pols i gel) que van atraure progressivament l’abundant hidrogen i heli que hi havia al seu al voltant.
Més enllà dels planetes gegants i a causa de les temperatures (de l’ordre dels - 200 oC o menys), altres gasos expulsats de les proximitats del Sol (i sobrants de la seva formació) van acabar per congelar-se, formant un immens espai de petits cossos gelats.
És on ara hi trobem el planeta-nan Plutó, i altres cossos que se li assemblen, tots més enllà de l’òrbita de Neptú i formant, al costat d’altres milions de boles de gel, el Cinturó de Kuiper.
D’aquí vénen, justament, els cometes de període curt (aquells que triguen menys de 200 anys a fer un volt al Sol), com el Halley. Altres cometes (els de període llarg) vénen del Núvol d’Oort, una zona gegantesca, formada per milers de milions de trossos de gel, que ens marca el límit formal del nostre Sistema Solar.
El Sol
El Sol és el membre principal del Sistema Solar. Aquesta estrella té un diàmetre d’uns 1.400.000 km, el qual és més de 100 vegades major que el diàmetre de la Terra, i una massa, aproximada, del 99.85% de tota la matèria del Sistema Solar, unes 300.000 vegades més gran que la de la Terra.
És un cos gasós molt calent compost pràcticament d’hidrogen (aproximadament el 75% de la massa del Sol) i d'heli (aproximadament un 25%) i d’oxigen i d’altres elements que constitueixen menys de l'1% de la massa solar.
Gràcies a aquesta gran massa, el Sol exerceix una força de gravitació molt alta sobre els altres membres (planetes, asteroides ... ), estirant-los cap a ell.
Hi ha una altra força que actua en la direcció contrària: la força centrígufa deguda al moviment giratori del planeta. Aquesta és la força que podem experimentar quan agafem una corba massa ràpid amb un cotxe. Notem una força que ens empeny cap a l'exterior de la corba.
L'equilibri entre aquestes dues forces és el que fa que els planetes hagin quedat atrapats descrivint òrbites el·líptiques i estables al voltant del Sol.
És exactament el mateix fenòmen que passa amb aquest atleta del dibuix quan comença a voltar per tirar el martell. El Sol seria l'atleta. El planeta seria la bola situada al final de la corda.
El Sol és una estrella de color groc taronja i, aproximadament, és a la meitat de la seva vida.
Gira sobre ell mateix (com la Terra).
També es desplaça tot girant al voltant del centre de la galàxia.
La temperatura a la superfície és d’uns 6.000°C. A l’interior pot arribar a 15.000.000°C. I aquesta temperatura és la que fa que el Sol sigui el proveïdor d’energia als planetes, als quals fa arribar constantment llum i calor.
La font d’energia en el Sol, és la fusió de nuclis d’hidrogen. En fusionar-se es formen nuclis d'un altre tipus d'element: l’heli.
En aquest procés d'unió, es perd una petita quantitat de massa que és transformada en energia. Aquesta reacció nuclear, només pot ocórrer en el nucli de la estrella on hi ha unes temperatures d’uns 15.000.000° C.
En el curs d’aquestes reaccions es produeix una gran quantitat d’energia que es desprèn cap a l'exterior de l'estrella. Gràcies a aquesta energia el Sol brilla intensament.
Com ja sabem l’energia que ens arriba del Sol a la Terra en forma de llum i calor permet la vida al nostre planeta.
Evolució de les estrelles com el Sol
El cicle de vida d’una estrella comença com una gran massa de gas relativament freda. La contracció del gas eleva la temperatura fins que l’interior de l’estrella aconsegueix temperautres superiors al milió de graus centígrads. En aquest punt tenen lloc reaccions nuclears, el resultat de les quals és que els nuclis dels àtoms d’hidrogen es combinen per formar nuclis d’heli. Aquesta reacció allibera grans quantitats d’energia, i es deté la contracció de l’estrella.
Quan finalitza l’alliberament d’energia, la contracció comença de nou i la temperatura de l’estrella torna a augmentar. Això provoca més reaccions entre els components de l'estrella en un procés força complexe. El resultat final, però és que es consumeix tot l'hidrogen que forma l'estrella.
L’estrella es converteix en una gegant vermella i aconsegueix la seva major grandària quan tot el seu hidrogen central s’ha convertit en heli.
Ara ja no hi ha hidrogen a l'estrella. Però si la temperatura és prou alta pot començar una nova reacció. Es poden començar a fusionar els nuclis d'heli.
Quan ha gastat totes les possibles fonts d’energia nuclear, l'estrella es contreu de nou i es converteix en una nana blanca. Aquesta etapa final pot estar marcada per explosions conegudes com "noves". Quan un estrella s’allibera de la seva coberta exterior explotant com nova o supernova, retorna al mitjà interestrella·lar elements més pesats que l’hidrogen que contenia en formar-se, que ha sintetitzat en el seu interior.
Les generacions futures d’estrelles formades a partir d’aquest material començaran la seva vida amb un assortiment més ric d’elements pesats que les anteriors generacions.
Les estrelles que es despullen de les seves capes exteriors d’una forma no explosiva es converteixen en nebuloses planetàries, estrelles velles envoltades per esferes de gas.
Els planetes del sistema solar
El 24 d’agost de 2006, la Unió Astronòmica Internacional (UAI) va aprovar una resolució per la qual Plutó deixa de considerar-se un planeta.
Després d’una tumultuosa setmana de discussions la UAI va decidir retirar a Plutó l’estatus de planeta que mantenia des del seu descobriment el 1930, ja que és un cos molt més petit que la resta de planetes, i d’aquesta manera entra en la categoria de "planeta nan".
Els planetes del Sistema Solar són a partir d’ara vuit: Mercuri, Venus, Terra, Mart, Júpiter, Saturn, Urà i Neptú (ordenats per la seva proximitat al Sol, de més a prop a més lluny).
En podem fer dos grups:
Els planetes interiors: Són els més propers al Sol. Són Mercuri, Venus, la Terra i Mart.
Les seves característiques físiques són relativament semblants a les de la Terra. El seu diàmetre és relativament petit si es compara amb els diàmetres dels planetes exteriors.
Tots tenen una superfície rocosa sòlida, un mantell semi-líquid i un nucli metàl·lic (bàsicament de ferro).
A excepció de Mercuri, tots tenen una atmosfera més o menys densa però no gaire profunda (comparada amb les grans atmosferes dels planetes exteriors).
Malgrat la seva semblança inicial tenen diferències: Mercuri i Venus són altament calents, mentre que Mart durant la major part de l’any és terriblement fred.
Mercuri: És el planeta més pròxim al Sol, de manera que presenta una temperatura molt alta en superfície. La seva superfície estava coberta per cràters com els de la Lluna. No té atmosfera.
Venus: Aquest planeta reflecteix el 75% de la llum que rep del Sol i això fa que brilli moltíssim. Per aquest motiu se’n diu l’estrella de l’alba, encara que sigui un planeta.
Té una atmosfera molt densa que genera un gran efecte hivernacle (part dels raigs del Sol
que arriben a la seva superfície hi queden atrapats). Això fa que tingui altes temperatures.
Terra: És l’únic planeta amb aigua líquida en superfície i amb una quantitat d’oxigen elevada a la seva atmosfera. És el planeta més dens .
És l’únic planeta amb vida que coneixem.
Mart: Anomenat el planeta roig ha estat un planeta amb una gran activitat volcànica. A causa que presenta una atmosfera molt prima, la seva superfície es coneix bastant bé, i fins i tot se n’ha pogut elaborar un mapa amb les fotos i les dades aportades pel Mariner i pel Viking.
S’hi han trobat, de moment, les muntanyes més altes i les valls més profundes del sistema solar, com per exemple el volcà Olimpus de 25 km d’altura.
Els planetes exteriors: Estan molt més allunyats del Sol, i són molt majors que els planetes interiors. Són Júpiter, Saturn, Urà i Neptú.
Són els anomenats gegants gasosos, ja que estan formats bàsicament per gas. No tenen superfície sòlida.
El seu diàmetre és molt més gran que el dels planetes interiors.
Les seves denses atmosferes estan formades principalment per hidrogen i heli. Tots posseeixen un gran nombre de satèl·lits i la majoria tenen un sistema d'anells al seu voltant.
Júpiter: És el planeta més gran del sistema solar (142.800 km de diàmetre), amb molts satèl·lits que giren al voltant seu. Té una atmosfera constituïda per hidrogen i heli, com tots els planetes exteriors.
Saturn: És el planeta dels anells, que són una multitud de partícules que giren entorn seu en òrbites concèntriques. Té una gran quantitat de satèl·lits.
Urà:Presenta anells verticals, té pocs satèl·lits i és molt fred.
Els planetes menors:
Altres cossos del sistema solar són
• els planetes nans, com Plutó
• els asteroides o planetes menors. Són objectes sòlids compostos majoritàriament per roca i metalls, més petits que un planeta i que orbiten al voltant del Sol.
Actualment hi ha més de 200.000 asteroides catalogats. La major part dels asteroides coneguts giren, en òrbites el·líptiques, en una regió del sistema solar coneguda amb el nom de cinturó d’asteroides o cinturó principal. Aquesta regió està situada entre les òrbites de Mart i Júpiter.
Molts asteroides tenen òrbites molt excèntriques i alguns passen a prop de la Terra de tant en tant.
Durant els anys 50 del segle XX, el soviètic V.S. Safronov va proposar la següent hipotesi: els asteroides del cinturó principal no serien les restes d’un planeta destruït, sinó d’un planeta avortat.
Aquests són els arguments: a partir de la nebulosa primitiva es van formar nombrosos cossos sòlids, els planetèssims, d’unes poques desenes de quilòmetres de diàmetre. Xocant entre ells a baixes velocitats es van unir formant cossos majors, que al seu torn anaven escombrant els més petits, devorant-los i augmentant de volum i massa fins a constituir els planetes.
A partir d’aquest esquema, a la franja d’asteroides s’hauria començat a formar un planeta, el nucli primigeni del qual, tal vegada va ser Ceres (considerat ara un planeta nan, com Plutó).
Aquest creixement va anar disminuint a causa del desenvolupament cada vegada més ràpid del seu veí, el proto-Júpiter, la influència gravitatòria del qual va provocar que cada vegada fossin més modificades les òrbites dels primitius asteroides, augmentant les seves velocitats de col·lisió. D’aquesta manera, els xocs entre els fragments, en comptes de ser constructius, es van tornar destructius.
Simulacions per ordinador han mostrat que aquest model és plausible.
• Cometes
Els cometes són aglomerats de gel, neu i pols. Per norma general tenen un diametre de l’ordre de 10 km o menys.
El nucli conté blocs de gel i gasos glaçats amb roca i pols. Un cometa és invisible quan està lluny del Sol, però quan s’apropa la calor del Sol desfà el gel i la neu. El material desfet i la pols generen un embolcall, la coma, el qual és desplaçat en direcció oposada al Sol degut a l’efecte de la radiació que aquest últim emet (vent solar), provocant la característica cua del cometa.
S’han fet observacions que revelen que els cometes estan formats per aigua glaçada, monòxid de carboni, diòxid de carboni, metà, amoníac i altres compostos.
El cometa més famós és el cometa Halley. El seu període orbital al voltant del Sol és de 76 anys. L’últim periheli (punt més proper al Sol) es va produir el 1986. A continuació teniu una fotografia del cometa Halley:
Cometa Halley.
• Meteoroides.
Els cossos sòlids més petits que els asteroides s’anomenen meteoroides.
Quan un meteoroide arriba a l'atmosfera terrestre la fricció de l'aire provoca que el cos s'escalfi, emetent llum i formant un meteor o estrella fugaç.
Alguns dels meteorits que s'han estudiat sembla que venien de la Lluna i d'altres de Mart. La majoria, però, són fragments d'asteroides o de cometes.
També hi ha corrents de meteoroides, que s'han format per la desintegració de nuclis de cometes. Quan coincideixen amb la Terra s'origina una pluja de meteorits (o, si és molt intensa, una tempesta) que pot durar uns quants dies.
L'estudi dels meteorits revela dades interessants. Són bons exemples de la matèria primitiva del Sistema Solar, encara que en alguns casos les seves propietats han estat alterades. El ferro que coneixien els humans abans de la invenció de la forja provenia dels meteorits. Els minerals terrestres que contenen ferro no tenen resistència. El ferro extraterrestre ens va donar la pista de la metal.lúrgia.
Algunes catàstrofes del passat poden haver estat causades per meteorits, com l'extinció dels dinosaures del Cretaci, fa 65 milions d'anys, provocada per la caiguda d'un asteroide d'uns 10 km de diàmetre. O, al menys, així ho creuen alguns astrònoms.
Com cada any, les nit del mes d’agost s’omplen amb les estrelles fugaces de la pluja coneguda com les llàgrimes de Sant Llorenç, provocada quan l'atmosfera terrestre atravessa la cua d'un cometa.
• Satèl·lits
Els satèl·lits són cossos que giren al voltant dels planetes, són més petits però, com els planetes, reben la llum del Sol.
La majoria són esfèrics, com ara la Lluna, tot i que també n’hi ha d’irregulars, com els satèl·lits de Mart: Fobos i Deimos .
Els satèl·lits de Mart
Dades interessants
• S’estima que existeixen uns 14.000.000.000 d’estrelles semblants al Sol, en la nostra galàxia.
• Les estrelles produeixen energia per fusió nuclear. Per exemple, en l’estrella més propera, el Sol, els nuclis d’hidrogen s’uneixen formant heli i alliberant energia, consumint uns 700 milions de tones d’hidrogen per segon. Aquesta fusió es produeix a l’interior de l’estrella i l’energia es desplaça lentament fins a la seva superfície, fins que és alliberada en forma de llum.
• El Sol va començar a cremar hidrogen fa uns 4600 milions d’anys i actualment està en la meitat del seu cicle de vida. Abans de morir, el Sol es convertirà en una geganta vermella i posteriorment en una nana blanca.
• El Sol té un diàmetre màxim de 1.391.980 km, una massa 330.000 major que la de la Terra i una gravetat 27,9 vegades la de la Terra.
• El Sol no està on el veiem. Efectivament, la llum del Sol triga uns 8,3 minuts a arribar des del Sol fins a la Terra, per la qual cosa sempre veiem el Sol on estava fa uns 8,3 minuts. Aquest desfasament és molt més pronunciat en altres estrelles, ja que la llum d’altres estrelles triga molt més a arribar a la Terra que la del Sol.
• Els meteorits en caure creen cràters, els quals, si són petits són esborrats per l’erosió terrestre. En la Lluna, per exemple, al no haver-hi atmosfera no hi ha erosió i els cràters es conserven indefinidament fins que altres meteorits els esborrin.
• A la Terra és famós el cràter del desert del Nord d’Arizona (EUA) anomenat Meteor Crater (que té 1200 metres de diàmetre, 250 de profunditat i es va crear fa entre 20.000 i 30.000 anys aproximadament.
Meteor Crater, a l’estat d’Arizona dels Estats Units.
La Terra i el Sistema Solar
• El nostre planeta és el tercer del Sistema Solar. Està situat a una distància mitjana de 150.000.000 km del Sol.
• Té aproximadament la forma d’un el·lipsoide de revolució (una mena de pilota lleugerament aixafada).
• El seu radi, és a dir, la distància entre el centre de la Terra i un punt de la seva superfície, és d'uns 6300 km
• La densitat és 5,5 vegades la de l’aigua.
• Cada segon rep del Sol unes 330 calories per metre quadrat. Aquesta energia posa en moviment les capes fluïdes de la Terra : atmosfera i hidrosfera.
• La temperatura mitjana de la superfície és de 15 oC.
• És el major dels planetes interiors i es l'únic on hi trobem sers vius. També és l'únic que presenta una extensa capa d’aigua líquida (hidrosfera) a la seva superfície
Els moviments de la Terra
La Terra es mou per l’espai a gran velocitat. Des de la superfície, nosaltres no percebem cap mena de moviment, perquè la força de la gravetat ens hi manté subjectats. La Terra es mou orbitant al voltant del Sol i, mentre fa aquest moviment de translació al voltant del Sol, també gira sobre ella mateixa (moviment de rotació).
Moviment de translació
La Terra gira al voltant del Sol seguint una òrbita el·líptica, gairebé circular. El Temps que la Terra tarda a recórrer una òrbita completa s’anomena any sideral i dura 365 dies, 6 hores i 9 minuts i origina les diferents estacions de l’any: primavera, estiu, tardor i hivern.
Solsticis: El dia més llarg de l’any és el solstici d’estiu. La nit més llarga és el solstici d’hivern. Equinoccis: Es produeix quan, a l’inici de la primavera i de la tardor, les hores de llum del dia i de la nit tenen la mateixa durada.
En el nostre calendari els anys tenen 365 dies. Per tal de corregir aquest desfasament entre l’any sideral i l’oficial, s’hi afegeix un dia, el 29 de febrer, cada 4 anys. Aquest any de 366 dies s’anomena any de traspàs.
Moviment de rotació
A part del moviment de translació, la Terra té un moviment de rotació que la fa girar sobre ella mateixa amb un període de 23.93 hores (1 dia), provocant així el dia i la nit.
L’eix sobre el qual rota la Terra està lleugerament inclinat respecte el pla d’òrbita al voltant del Sol.
En la figura següent es mostra la vista "de perfil"de l’òrbita terrestre: fixeu-vos que l’eix de rotació de la Terra, representat amb una línia que travessa el planeta, està inclinat respecte el pla d’òrbita (línia horitzontal):
El moviment de rotació fa que, des de la Terra, els astres semblin moure’s d’est a oest. El moment de la sortida del Sol correspon amb el moment en què la regió on ens trobem comença a sortir de l’ombra de la nit i a encarar-se cap al Sol.
Quan el Sol es pon, el que succeeix és que la nostra regió comença a endinsar-se en l’ombra de la nit. Pel mateix motiu, els astres que observem durant la nit semblen moure’s d’est a oest, com el Sol.
Gràcies a que l’eix de rotació de la Terra està lleugerament inclinat respecte la seva òrbita al voltant del Sol, el moviment de translació provoca les estacions de l’any: primavera, estiu, tardor i hivern.
Molta gent creu erròniament que a l’estiu fa més calor perquè la Terra és més a prop del Sol. És cert que l’òrbita de la Terra no és perfectament circular (és el·líptica) i que per tant sí que hi ha moments de l’any en què la Terra és més a prop del Sol, però aquest fet no afecta pràcticament a l’augment de temperatures.
El motiu pel qual a l’estiu fa més calor que a l’hivern és perquè els raigs del Sol impacten de ple contra la superfície terrestre, de forma perpendicular. Arriba una gran quantitat d'energia a una superfície petita. A l'hivern, contrariament, els raigs de Sol arriben de forma obliqua a la superfície de la Terra. La mateixa quantitat d'energia solar s'ha de repartir entre una àrea molt més gran de terreny. Podem dir que toca a menys energia per metre quadrat.
Un altre efecte que observem a l’estiu (a l’hivern observem el cas contrari) és que el dia és més llarg. Si observeu aquesta figura veureu perquè:
La inclinació de la inclinació de l'eix terrestre fa que els dies siguin més o menys llargs a les diferents parts de la Terra.
En els dibuix hi veieu la Terra dividida per una línia negra.És l’equador, el qual divideix el globus terrestre en dos hemisferis: l’hemisferi nord i l’hemisferi sud.
També veiem en cada representació de la Terra una part de color verd clar, que representa la part il·luminada pel Sol, i una part verd fosca, la part de sombra (la nit).
Estudiem que passa en la posició solstici d'estiu.
En aquest punt, la regió de la Terra il·luminada és més gran a l'hemisferi nord (la part superior de la Terra) que a l'hemisferi sud. És a dir, els dies són més llargs a l'hemisferi nord que al sud. A l'hemisferi nord és estiu. A l'hemisferi sud és hivern.
Si a l’hemisferi nord és estiu, a l’hemisferi sud és hivern i viceversa (fixeu-vos en com penetren els raigs en ambdós hemisferis).
Encara podem observar una altra cosa. Al pols Nord i Sud succeeixen els casos extrems: el pol Nord està les 24 hores del dia il·luminat durant l’estiu, mentres que durant l’hivern és sempre nit.
Així doncs com que l’eix de la Terra està inclinat, no tots els punts del planeta reben la mateixa quantitat de llum alhora; això significa que el clima canvia al llarg de l’any segons el punt de l’òrbita en què es troba la Terra en el seu moviment de translació.
La Terra i la Lluna
La Lluna
És l’únic satèl·lit de la Terra.
És un dels satèl·lits més grans del sistema solar, té un diàmetre de 3476 km, és a dir una mica més d’una quarta part del diàmetre terrestre. Aquestes petites dimensions fan que presenti una força de gravetat 6 vegades inferior a la de la Terra, per la qual cosa una persona que en la Terra pesaria 90 kg a la Lluna només pesaria 15 kg i per això podria fer grans salts.
Una altre conseqüència d’aquesta petita força de gravetat és que la Lluna és incapaç de retenir gasos. En no tenir atmosfera, la temperatura mitjana de la seva superfície varia molt entre el dia (107oC) i la nit (-173oC). Aquestes condicions fan impossible l’existència de vida.
Al no haver-hi atmosfera cada vegada que cau un meteorit el xoc és molt violent i es produeix un petit terratrèmol. Això ha estat aprofitat per estudiar l’estructura interna de la Lluna amb aparells que van instal·lar-hi els astronautes i s’ha descobert que, com la Terra, presenta una escorça, un mantell i un nucli.
A la seva superfície es poden observar grans cràters que són el resultat de l’impacte de grans meteorits, immenses planúries com l’anomenat "Mar de la Tranquil·litat i serralades de milers de metres d’alçada.
Foto de la Terra vista des de la Lluna Aquesta vista de la Terra elevant-se sobre l’horitzó de la Lluna va ser presa des de la nau espacial Apol·lo
Com que a la Lluna no hi ha erosió perquè no té atmosfera, els cràters no s’esborren i romanen a la superfície lunar indefinidament.
La Lluna presenta un moviment de translació al voltant de la Terra, en el qual fa una volta completa aproximadament cada 28 dies i un moviment de rotació sobre ella mateixa en el qual fa una volta completa en aquest mateix temps.
A causa d’això, la Lluna sempre mostra a la Terra la mateixa cara. L’altra cara s’anomena la cara oculta de la Lluna.
A causa del moviment de translació de la Lluna al voltant de la Terra es produeixen els següents fenòmens:
• les fases lunars • els eclipses • les marees
Les fases lunars
En el seu recorregut al voltant del nostre planeta la Lluna rep la llum del Sol, però des de la Terra només es veu una part de la cara il·luminada, que va presentant diversos aspectes; aquestes diverses formes són conegudes com les fases de la lluna.
Des de l’antiguitat, aquesta seqüència ha estat utilitzada per moltes civilitzacions com a calendari.
Quan la Lluna es troba entre el Sol i la Terra, el Sol n’il·lumina la cara oculta i l’observador terrestre no la pot veure. És la lluna nova.
En canvi, quan la Terra es troba entre el Sol i la Lluna, la cara il·luminada de la Lluna coincideix amb la cara visible des de la Terra i s’anomena lluna plena.
Les posicions intermèdies entre la lluna nova i la lluna plena corresponen al quart creixent i primer quart i al quart minvant i última fase.
El temps que necessita la Lluna per completar les quatre fases s’anomena mes lunar.
Quan la Lluna està en conjunció, es troba en la fase coneguda com a Lluna nova (1), en la qual el seu costat fosc mira directament cap a la Terra, per la qual cosa veiem un Sol sense Lluna.
Durant els dies que segueixen a la Lluna nova, se succeeixen fases creixents (2) en les quals el percentatge il·luminat de la cara visible de la Lluna augmenta progressivament, fins a arribar a la fase coneguda com a cambra creixent (3), en la qual pot veure’s la meitat de l’hemisferi lunar il·luminat.
Les fases creixents continuen augmentant (4) fins que una setmana més tard la Terra es troba entre la Lluna i el Sol, la qual cosa permet que des del nostre planeta pugui veure’s la totalitat de l’hemisferi lunar il·luminat. Aquesta fase es denomina Lluna plena (5).
Durant els dies que segueixen a la Lluna plena, se succeeixen fases minvants (6) en les quals el percentatge il·luminat de la cara visible de la Lluna disminueix progressivament, fins a arribar a la fase coneguda com a cambra minvant (7), en la qual novament pot veure’s la meitat de l’hemisferi lunar il·luminat.
Les fases minvants continuen augmentant (8) fins que una setmana més tard la Lluna es troba novament entre la Terra i el Sol, entrant una vegada més en la fase de Lluna nova (1).
La poca distància que separa la Lluna de la Terra (només 384.000 km) fa que vegem el disc lunar de la mateixa grandària que el del llunyà Sol (situat a una distància de 150.000.000 de km). En la història, aquesta coincidència de dimensions aparents ha aparellat a la Lluna i al Sol com a símbols iguals.
Per a l’observador, un dels efectes de tal semblança aparent de grandàries és que durant un eclipsi solar total el disc solar queda, durant uns instants, totalment cobert pel disc lunar.
Hi ha un munt de fenòmens que afecten la nostra vida relacionats amb les fases lunars: el nombre de naixements, els moments adequats per sembrar diferents vegetals o de recol·lectar-ne els fruits, o la rapidesa amb que ens creix el cabell, ...
Els eclipsis
Un eclipsi té lloc quan la Terra, la Lluna i el Sol es troben arrenglerats i la Terra o la Lluna s’interposa entre els altres dos astres.
L’eclipsi de Sol
L’eclipsi de Sol es produeix quan la Lluna se situa entre la Terra i el Sol i en tapa tota la llum o bé una part. Aleshores, l’ombra de la Lluna es projecta sobre la Terra i sembla que es faci de nit. Atès que la Lluna és molt més petita que el nostre planeta, l’eclipsi no es produeix mai a tota la Terra, sinó solament en una petita part.
L’eclipsi pot ser total, si el sol queda tapat completament; parcial, si només en queda una part oculta; o anular, si la Lluna únicament amaga la zona central del Sol i es veu una mena de cercle fosc envoltat d’un anell il·luminat.
Eclipse de Sol
Els eclipsis totals de sol duren molt poca estona, com a màxim 8 minuts, i són molt poc freqüents, ja que el pla orbital de la Terra al voltant del Sol i el de la Lluna al voltant de la Terra no són coincidents, com pots veure en la imatge:
.
Per a que es doni l'eclipsi la Lluna ha d'interposar-se entre el Sol i la Terra en el moment que creua el plà orbital de la Terra.
A més, els eclipsis solars només es poden veure des d’una zona petita del planeta i a les regions adjacents només es veu com un eclipsi parcial.
L’eclipsi de lluna
L’eclipsi de lluna es produeix quan la Terra se situa entre la Lluna i el Sol i això fa que la llum del Sol no arribi a la Lluna.
Així, en una nit amb el cel absolutament fosc, la Lluna és impossible de veure. És l’eclipsi més freqüent.
Eclipse de Lluna
Les marees
Les marees són els ascensos i descensos del nivell del mar a causa de l’atracció gravitatòria que la Lluna. i, en menor grau el Sol, exerceixen sobre l’aigua.
Aquests astres provoquen un apilament d’aigua a la zona oceànica més propera a la Lluna, i també a la zona oposada, perquè en ser mínima l’atracció gravitatòria, la força centrífuga origina un altre apilament.
Això es tradueix en un ascens del nivell del mar, anomenat marea alta o plenamar. Simultàniament, en els dos llocs intermedis, i per la manca d’aigua, es produeix un descens del nivell del mar que rep el nom de marea baixa o baixamar.
Degut al moviment de rotació de la Terra, a la majoria de les poblacions cada dia es produeixen dos ascensos (plenamars) i dos descensos (baixamars). Entre una plenamar i la següent generalment transcorren unes 12 hores.
En el Mediterrani són variacions de pocs centímetres però en l’Atlàntic i altres oceans poden ser de varis metres.