Astronomia

Attività geologica

Le croste di tutti i pianeti terrestri, così come delle lune più grandi, sono state modificate nel corso della loro storia da forze interne ed esterne. Esternamente, ciascuno è stato martoriato da una lenta pioggia di proiettili dallo spazio, lasciando le loro superfici intascate da crateri da impatto di tutte le dimensioni (vedi Figura 7.4). Abbiamo buone prove che questo bombardamento è stato di gran lunga maggiore nella storia antica del sistema solare, ma certamente continua fino ad oggi, anche se ad un tasso inferiore. La collisione di più di 20 grandi pezzi di Cometa Shoemaker–Levy 9 con Giove nell’estate del 1994 (vedi Figura 7.13) è un esempio drammatico di questo processo.

Cometa Shoemaker-Levy 9.
Immagine della Cometa Shoemaker–Levy 9 scattata dal telescopio spaziale Hubble. Durante un avvicinamento ravvicinato a Giove prima della collisione, la cometa originale si sciolse in molti pezzi. Questa fotografia mostra una lunga catena di circa 20 di questi frammenti cometari, i più grandi con code diffuse che puntano verso l'alto a destra dell'immagine.
Figura 7.13. In questa immagine della cometa Shoemaker-Levy 9 scattata il 17 maggio 1994 dal telescopio spaziale Hubble della NASA, puoi vedere circa 20 frammenti ghiacciati in cui la cometa si è rotta. La cometa si trovava a circa 660 milioni di chilometri dalla Terra, in rotta di collisione con Giove. (credito: modifica del lavoro di NASA, ESA, H. Weaver (STScl), E. Smith (STScl))

La figura 7.14 mostra le conseguenze di queste collisioni, quando nubi di detriti più grandi della Terra potevano essere viste nell’atmosfera di Giove.

Giove con enormi nuvole di polvere.
Hubble Space Telescope Immagini di Giove con enormi nuvole di polvere. Quattro immagini separate di Giove sono combinate in un unico fotogramma che mostra gli effetti della collisione della cometa Shoemaker–Levy 9. L'immagine più in basso scattata al momento dell'impatto mostra Giove ancora indisturbato dall'impatto. Successivamente, una grande nuvola scura a forma di occhio di bue appare sul luogo dell'impatto diverse ore dopo. Nell'immagine successiva la nuvola inizia a disperdersi. Infine, nell'immagine più alta scattata 5 giorni dopo l'impatto, la nuvola si è dispersa ulteriormente.
Figura 7.14. Il telescopio spaziale Hubble ha preso questa sequenza di immagini di Giove nell’estate del 1994, quando frammenti di Cometa Shoemaker–Levy 9 in collisione con il pianeta gigante. Qui vediamo il sito colpito dal frammento G, da cinque minuti a cinque giorni dopo l’impatto. Molte delle nubi di polvere generate dalle collisioni divennero più grandi della Terra. (credito: modifica del lavoro di H. Hammel, NASA)

Durante il tempo in cui tutti i pianeti sono stati soggetti a tali impatti, le forze interne sui pianeti terrestri hanno ceduto e attorcigliato le loro croste, costruito catene montuose, eruttato come vulcani e in generale rimodellato le superfici in quella che chiamiamo attività geologica. (Il prefisso geo significa “Terra”, quindi questo è un po ‘un termine” Terra-sciovinista”, ma è così ampiamente usato che ci inchiniamo alla tradizione.) Tra i pianeti terrestri, la Terra e Venere hanno sperimentato la maggior attività geologica nel corso della loro storia, anche se alcune delle lune nel sistema solare esterno sono anche sorprendentemente attive. Al contrario, la nostra Luna è un mondo morto in cui l’attività geologica è cessata miliardi di anni fa.

L’attività geologica su un pianeta è il risultato di un interno caldo. Le forze del vulcanismo e della costruzione di montagne sono guidate dal calore che fuoriesce dagli interni dei pianeti. Come vedremo, ciascuno dei pianeti è stato riscaldato al momento della sua nascita, e questo calore primordiale inizialmente alimentato vasta attività vulcanica, anche sulla nostra Luna. Ma, piccoli oggetti come la Luna presto raffreddato. Più grande è il pianeta o la luna, più a lungo mantiene il suo calore interno, e quindi più ci aspettiamo di vedere prove superficiali di continua attività geologica. L’effetto è simile alla nostra esperienza con una patata al forno calda: più grande è la patata, più lentamente si raffredda. Se vogliamo che una patata si raffreddi rapidamente, la tagliamo a pezzetti.

Per la maggior parte, la storia dell’attività vulcanica sui pianeti terrestri è conforme alle previsioni di questa semplice teoria. La Luna, il più piccolo di questi oggetti, è un mondo geologicamente morto. Anche se sappiamo meno di Mercurio, sembra probabile che anche questo pianeta abbia cessato la maggior parte dell’attività vulcanica nello stesso periodo della Luna. Marte rappresenta un caso intermedio. È stato molto più attivo della Luna, ma meno della Terra. La Terra e Venere, i più grandi pianeti terrestri, hanno ancora oggi interni fusi, circa 4,5 miliardi di anni dopo la loro nascita.

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