Le domande sullo spazio e la risposta dell’esperto.
di Neel V. Patel 02-12-19
La domanda: mi è stato detto che l’attrazione gravitazionale esercitata dalla Terra sui satelliti in orbita varia a seconda dei cambiamenti stagionali e climatologici subiti dalle masse dei corpi idrici sopra cui orbitano. Sono scettico per natura e la mia fonte non è un esperto di tecnologia spaziale, quindi chiedo: è vero? -Shyam
La risposta: è difficile credere che una forza come la gravità possa essere soggetta ai capricci delle stagioni, o agli spostamenti di terra e acqua sulla superficie del pianeta, ma è vero: la gravità terrestre viene davvero influenzata da entrambi questi fattori.
Il campo gravitazionale terrestre (ovvero la rappresentazione 3D dell’influenza gravitazionale del pianeta) non è una sfera uniforme. È pieno di protuberanze, rigonfiamenti, avvallamenti e depressioni, causati da catene montuose, trincee di acque profonde e altre caratteristiche geologiche. Ciò significa che ci sono alcune aree del pianeta in cui il campo gravitazionale è più potente che in altre. Questo vale per ogni singolo oggetto nell’universo ed è uno dei motivi per cui tentare di atterrare su altri pianeti, lune o asteroidi, è così difficile: perchè la gravità può variare tra una posizione e l’altra (soprattutto nel caso di oggetti spaziali più piccoli).
Queste immagini chiariscono come varia la gravità terrestre. Sono state prodotte con i dati raccolti dalla missione GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) condotta dalla NASA e dal Centro Aerospaziale Tedesco. Fondali e Bacini oceanici profondi corrispondono a pozzi nel campo gravitazionale, in quanto l’acqua di mare è meno densa della roccia. Luoghi più densi, come catene montuose e creste oceaniche, composti da materiali più densi, esercitano una maggiore attrazione gravitazionale.
Sotto l’influenza dei cambiamenti climatici, di settimana in settimana, di mese in mese e di stagione in stagione l’acqua si sposta per il pianeta. Alcune regioni e corpi idrici vengono prosciugati e si fanno più superficiali, o aumentano di volume grazie alle piogge. Queste fluttuazioni di massa hanno un effetto rilevabile nel campo gravitazionale dell’area in cui hanno luogo.
Quando un satellite si avvicina nella sua orbita allo spazio sovrastante una regione dalla densità significativamente più elevata (come una catena montuosa), l’aumento della forza gravitazionale lo porta ad accelerare, per poi decelerare quando vola via. Questi cambiamenti sono incredibilmente piccoli ma misurabili con gli strumenti giusti. (La missione GRACE ha effettivamente sfruttato questo fenomeno per mappare il campo gravitazionale del pianeta.)
Lo studio del campo gravitazionale terrestre offre agli scienziati un altro punto di vista tramite cui studiare gli effetti dei cambiamenti climatici. Il riscaldamento dell’Artico, ad esempio, aggiunge massa agli oceani e ai mari, e può essere registrato in termini di variazione nei valori della gravità terrestre. I dati raccolti dalla missione GRACE tra il 2002 e il 2017 hanno rivelato che il 60% della perdita di massa totale in Antartide e Groenlandia è dovuto al riscaldamento dell’Artico, mentre il 40% all’aumento del flusso di ghiaccio nell’oceano. Secondo questi dati, nel corso dei 15 anni di missione, la Groenlandia avrebbe perso circa 260 miliardi di tonnellate di ghiaccio l’anno, mentre l’Antartide circa 140 miliardi di tonnellate all’anno.
(lo)
