Corso ROADR 2013
Frasso Sabino
8-10 novembre 2013
IL VOLTO DELLA LUN A
Il volto mutevole del nostro satellite naturale:
oscillazioni periodiche dell'emisfero visibile
del satellite naturale e caratteristiche dei mari
lunari.
:
ABSTRACT
Il programma è finalizzato alla comprensione e utilizzazione a scopi didattici di aspetti rimarchevoli
dell'orbita, della geofisica e geologia del nostro satellite, alle metodologie di laboratorio da
utilizzare per incrementare l'efficacia delle presentazioni didattiche.
I fenomeni considerati sono:
A) le variazioni cicliche nell'aspetto dell'emisfero visibile, chiamate librazioni, che consentono di
osservare oltre la metà della superficie lunare.
B) L'osservazione dettagliata della superficie dei mari, relativamente alle tonalità chiare-scure
delle superfici laviche, relazionata all'intensità della loro craterizzazione e alla frequenza e
distribuzione dei fronti dei flussi lavici.
FINALITA'
Il programma dedicato alla pratica esperienziale di laboratorio di astronomia e geologia, si
propone inoltre il recupero per gli studenti dei concetti di spazio e tempo, spesso posti in secondo
piano o del tutto trascurati dal frequente ricorso alla “realtà virtuale”. Il tempo “profondo” e la
percezione della limitatezza degli ambienti naturali, anche quelli planetari, caratterizzano la realtà
che ci circonda “sopra e sotto” di noi, e sono alla base della conoscenza scientifica, con ampie e
positive conseguenze in numerosi ambiti, compresi quelli delle scienze ambientali e umane.
OBIETTIVI DIDATTICI
LE LIBRAZIONI
Obiettivo :identificazione dei fenomeni e comprensione degli aspetti geofisici e orbitali dei fenomeni. Le
oscillazioni periodiche dell'emisfero visibile, chiamate “Librazioni” latitudinali e longitudinali, consentono
di osservare circa il 58% della superficie lunare. Il loro riconoscimento, permette rispettivamente di
identificare:
a) l'inclinazione, “obliquità”, dell'asse di rotazione della Luna, che determina durante il mese sinodico la
differente osservabilità delle regioni polari, mostrando affinità con i fenomeni stagionali della Terra e di
altri corpi del Sistema.
Riconoscimento e comprensione del fenomeno.
b) le variazioni della velocità orbitale, causate dalla cospicua eccentricità orbitale, causano le oscillazioni
longitudinali, che alternativamente permettono l'osservazione dei bordi orientale e occidentale,
evidenziano l'interazione fra fenomeni di risonanza orbitale, la sincronizzazione dei periodi di rotazione e
rivoluzione del satellite, e le caratteristiche delle orbite kepleriane.
Riconoscimento e comprensione del fenomeno, considerazione di fenomeni omologhi in altri corpi del
Sistema.
I MARI LUNARI
Obiettivo: Osservazione della superficie del satellite e identificazione delle principali suddivisioni
superficiali, associare gli aspetti morfologici all'interpretazione geologica e stratigrafica.
a) Osservazione visuale e/o fotografica della morfologia dei crateri e del loro differente stato di
conservazione, dei fronti lavici, delle qualità cromatiche degli espandimenti basaltici.
b)Elementi di storia geologica della Luna, principi di stratigrafia relativa, analogie e differenze con la
geologia terrestre.
METODOLOGIA DELLE ESPERIENZE DI LABORATORIO
LE LIBRAZIONI
1)Interpretazione di un set di foto lunari b/n (4), a scala emisferica, riprese nelle diverse
fasi del mese sinodico.
2)Utilizzazione di fogli di carta millimetrata trasparente, per le misure delle variazioni
angolari, relative a elementi significativi del rilievo lunare, in senso N-S e E-W.
3)Osservazione visuale telescopica delle librazioni alle diverse fasi (se possibile presso un
istituto scolastico, o altra sede idonea) .
I MARI LUNARI
1)lettura e interpretazione di un set di foto lunari b/n (4), a scala regionale, riprese con
angolo d'illuminazione adeguato per una semplice identificazione delle variazioni
cromatiche degli espandimenti lavici (chiari e scuri), causate dalla variazione del contenuto
in K dei basalti, per l'evoluzione dei magmi durante le fasi della storia geologica lunare.
2)Utilizzazione di fogli trasparenti, per tracciare, in sovrapposizione, i confini delle regioni
chiare e scure dei mari.
3)Sulla base del conteggio dei crateri delle differenti aree, stima dell'età relativa delle
formazioni, e confronto con stralci di cartografia geologica lunare.
4) Osservazione visuale telescopica delle aree identificate (se possibile presso un istituto
scolastico, o altra sede idonea).
Luna: moti e periodi di rivoluzione
Mese siderale: durata di 27 gg 7h 43m, ritorno mensile
della Luna alla medesima posizione sullo sfondo delle
stelle fisse.
Mese sinodico: durata di 29 gg 12h 44m, mentre la
Luna compie la sua orbita, la Terra percorre un tratto
della propria rivoluzione attorno al Sole di circa 27°. La
Luna per ritrovarsi nella medesima fase, per esempio
di Luna nuova, ovvero nell’allineamento T-L-S2,
impiega altri 2gg e 5h (diagramma superiore a sx).
Mese draconitico: durata di 27 gg 5h 5 m, corrisponde
al ritorno della Luna a uno dei nodi della sua orbita
(quello ascedente). A causa della retrogradazione dei
nodi per effetto precessionale, la linea dei nodi si
sposta ogni mese di 1,5° in senso orario (analogo
come fenomeno alla spostamento del punto γ
dell’orbita della Terra), determinando un periodo più
breve di oltre 2 ore rispetto al mese siderale. Un’intera
retrogradazione della linea nodale si compie in 18,61
anni.
Mese anomalistico: durata di 27gg 13h 18m,
corrisponde al ritorno della Luna al perigeo, ovvero lo
spostamento della “linea degli apsidi”, come l’ analogo
periodo della Terra si svolge con moto antiorario
determinando così il più lungo fra i periodi della Luna.
Librazioni
IL FENOMENO
della Luna:
DELLE
librazione
LIBRAZIONI
in latitudine
LE LIBRAZIONI LATITUDINALI
L’inclinazione dell’asse di rotazione del satellite (i =
5°20’), consente nel corso della rivoluzione siderale
l’osservazione di alterne porzioni dei poli nord e sud
lunari altrimenti non visibili. Il fenomeno è lo stesso che
riguarda la Terra , consentendo al nostro pianeta di
avere i poli alternativamente al buio o alla luce ai
solstizi. Sommando gli effetti dei due tipi di librazioni
(latitudinali e longitudinali), l’osservatore nel corso del
mese siderale riesce a scorgere circa il 58 % della
superficie lunare.
Librazioni
IL FENOMENO
della Luna:
DELLE
librazione
LIBRAZIONI
in longitudine
LE LIBRAZIONI LONGITUDINALI
La coincidenza fra i periodi di rotazione e
rivoluzione, costituisce un fenomeno dinamico
denominato “risonanza”. Questa permette al
satellite di mostrarci sempre il medesimo
emisfero. A causa della notevole eccentricità
dell’orbita lunare (e=0,055), il nostro satellite
naturale compie la sua rivoluzione a velocità
variabile, minima all’apogeo (404 mila km)
massima al perigeo (355 mila chilometri). La
Luna ruota attorno al proprio asse in un
periodo sincronizzato rispetto a quello della
rivoluzione siderale, la sua velocità angolare è
dunque costante. Tuttavia il fenomeno che si
realizza nel corso di 27 gg 7 h, presenta
discrepanze a causa del moto kepleriano
lunare, ovvero dell’ineguaglianza temporanea
fra la velocità angolare di rivoluzione e quella di
rotazione attorno al proprio asse. L’effetto
consente di osservare porzioni dell’altro
emisfero sui bordi occidentale e orientale della
faccia visibile.
Librazione longitudinale orientale
Luna 12.5 gg.
Luna 7 gg.
Nell'immagine a destra (luna 7gg.), si riconosce al bordo orientale, il Maris Crisium (2), 5,5 gg. dopo lo stesso
mare appare ben visibile, come se traslato verso ovest di circa 8°.Il reticolo selenografico è rimasto invariato,
mentre il satellte offre alla vista una porzione dell'emisfero orientale, alle foto sono stati sovrapposti
meridiano e equatore.
Librazioni longitudinali occidentali
Luna 15.5 giorni
Luna 18.5 giorni
Nell'immagine a sinistra (luna 15,5 gg.), si riconosce al bordo occidentale, il cratere Bayley (5). Tre gg. dopo lo
stesso cratere appare ben visibile, come se traslato verso est di circa 2°.Il reticolo selenografico è rimasto
invariato, mentre il satellte offre alla vistadalla Terra una porzione dell'emisfero occidentale, alle foto sono
stati sovrapposti meridiano e equatore.
Librazioni latitudinali
Luna 12 gg.
Luna 18.5 gg.
Nell'immagine a sinistra (luna 12, gg.), si riconosce nell'emisfero meridionale, in prossimità del meridiano, il cratere
raggiato Tycho (4), nell'emisfero nord, i crateri Aristotele (3) e Copernico (6). Circa 7 gg. dopo, foto a destra, i tre
crateri sembrano traslati verso nord di circa 4°. Il reticolo selenografico è rimasto invariato, mentre il satellite offre
alla vista dalla Terra, una porzione ulteriore della regione polare sud, alle foto sono stati sovrapposti meridiano e
equatore.
I colori dei mari; le lave blu
I mari lunari
le diverse tonalità dei basalti che
costituiscono le superfici degli
espandimenti lavici che hanno
colmato le depressioni dei principali
bacini da impatto lunari, sono
riconducibili alla variazione del
contenuto di K (potassio), delle
stesse lave. Si distinguono così
lave con tonalità dal “rosso” al
“blu”,il cui crescente contenuto in K
è correlato all'evoluzione dei magmi
da cui si sono originati i flussi lavici.
Le lave” rosse” sono le più
antiche,quelle “blu” più recenti. Il
vulcanismo lunare, a tassi
decrescenti, si è protratto per quasi
tre miliardi di anni, estendendosi
attraverso gli eoni chiamati
Imbriano, Eratosteniano, e
Copernicano. La foto sulla sinistra,
mostra evidenziate, alcune di
queste regioni. Il confronto con la
carta geologico-stratigrafica, mostra
che queste regioni, sono
effettivamente attribuibili alle
diverse ere geologiche lunari,
definite startigraficamente con
datazioni radiometriche (assolute) e
per conteggio dei crateri (relative).
Luna, emisfero visibile,
carta geologico-stratigrafica,
in azzurro intenso e tonalità del rosso, le
unità basaltiche marine, attribuite
rispettivamente ai tre eoni:
Imbriano-Eratosteniano, Copernicano
Rocca di Cave, il museo geopaleontologico Ardito Desio
Ospitato in una suggestiva
rocca dell'XI secolo, a mille
metri di quota sulla cima dei
Monti Prenestini, il Museo
Geopaleontologico "Ardito
Desio", è una “torre di
osservazione” sul tempo
geologico del Lazio.
Dalle terrazze della roccaforte è
possibile riconoscere gli
ambienti e la geodiversità della
regione, con un panorama la
cui vista si estende per oltre
100 chilometri, dalla costa al
centro degli Appennini.
Sui Monti Prenestini, nell’area
intorno a Rocca di Cave,
affiorano le testimonianze fossili
della vasta piattaforma corallina
che nel Mesozoico, ed in
particolare nel Cretaceo (fra
140 e 65 milioni di anni fa),
bordava il lato sudorientale del
grande oceano Tetide.
Rocca di Cave, la stazione osservativa,gestita dal
CCCDS-Hipparcos, (cupola di metri 4 diametro,
con telescopio Schmidt Cassegrain diametro 14'
e strumenti secondari')
Rocca di Cave, il museo: interni con la collezione paleontologica
Globi, plastici, informazioni sonore raccontano la geologia del Lazio, la sua lunghissima storia, le rocce dei
dintorni con i fossili di una antica scogliera corallina di 100 milioni di anni fa.L’ambiente di piattaforma
marina, i cui resti fossili si rinvengono nelle rocce calcaree che costituiscono l'Appennino laziale-abruzzese,
è quello della “paleoscogliera" cretacica, ricco di gusci fossili appartenenti a bivalvi, quali le “rudiste” (oggi
estinte), gasteropodi, spugne, alghe e coralli. La ricchezza degli affioramenti fossiliferi, rende l'intera area
un museo "a cielo aperto", costituendo la naturale estensione del Museo "Ardito Desio".
BOX INFORMATIVO(info e siti web del Museo e dell' associazione CCCDSHipparcos)
Museo: Ufficio Comune (lunedì-sabato ore 9-13.30):tel 06 9584098; fax 06 9584025
CCCDS-Hipparcos: cell.: 339 8392472, email:[email protected]
siti web museo:
www.uniroma3.it/roccadicave/museo
www.museiresina.it/museodesio.htm
www.hipparcos.altervista.org/hipparcos
email: [email protected]
email:[email protected]
Orari di apertura
Pubblico: sabato e domenica: 10.00 - 13.00 e 16.00 - 19.00
Scuole e gruppi: martedì e venerdì su prenotazione (per scuole e gruppi superiori
alle 20 unità)
Numero partecipanti: da 20 a 40.
Note: Le attività si svolgono durante l'intero periodo scolastico. Su richiesta è possibile
la prenotazione del pranzo presso una trattoria locale. Si suggeriscono abiti adatti a
breve escursione anche su terreno bagnato e giacca a vento o Kway.