In questo articolo Indice dei contenuti 2 sezioni
Il centro di massa della Terra non sta mai fermo, e un gruppo di ricercatori della NASA è riuscito a misurarne gli spostamenti con una precisione mai raggiunta prima. Acqua, ghiaccio e perfino aria si muovono da una parte all’altra del pianeta seguendo le stagioni e il peso si ridistribuisce quanto basta per far oscillare questo punto di qualche millimetro rispetto al centro geometrico. Sembra poco, eppure proprio da qui dipendono la navigazione satellitare e le misure dell’altitudine della superficie.
Il nuovo metodo è stato messo a punto da un team guidato dal Jet Propulsion Laboratory della California meridionale ed è descritto in uno studio pubblicato su Geophysical Journal International. Il lavoro mostra come la neve che si scioglie, le masse oceaniche in movimento e l’aria densa dell’inverno spostino quantità enormi di materia sulla superficie terrestre.
Un bersaglio mobile difficile da centrare
Se la Terra fosse una biglia blu completamente solida il suo baricentro coinciderebbe con il centro geometrico. Le cose però vanno diversamente perché il pianeta reagisce al peso variabile di acqua, ghiaccio e atmosfera e il centro di massa finisce per girare attorno al centro geometrico anche di diversi millimetri. Stabilire l’ampiezza esatta di questa oscillazione si è rivelato complicato. Le due stime internazionali più recenti, del 2017 e del 2023, differiscono di 7 millimetri, più o meno l’altezza di tre monete impilate. Una discrepanza quasi grande quanto il movimento che si vuole misurare.
Per ridurre l’incertezza il geoscienziato del JPL Donald Argus ha sviluppato un approccio basato su un tracciamento satellitare estremamente preciso. La gravità fa orbitare i satelliti intorno al centro di massa e quando questo si sposta cambiano di pochissimo le distanze tra i satelliti e le stazioni a terra. Da decenni il compito spetta soprattutto ai LAGEOS 1 e 2, lanciati nel 1976 e nel 1992. Si tratta di due sfere metalliche da 408 chili che ricordano palle da discoteca rivestite di prismi riflettenti, colpite dai laser di stazioni sparse in più di 20 paesi. Il limite è che queste stazioni non coprono il globo in modo uniforme.
Il nuovo metodo aggira il problema in due modi. Alle misure laser si aggiungono i dati GPS e le informazioni orbitali di diversi satelliti in orbita bassa, e si tiene conto di come il peso di acqua e ghiaccio pieghi la crosta terrestre facendo muovere leggermente le stesse stazioni. Al progetto hanno collaborato anche l’Università del Nevada, l’Università del Montana e l’Helmholtz Centre for Geosciences in Germania. “Oggi stimiamo che lo spostamento annuale avanti e indietro del centro di massa della Terra sia circa la metà di quanto credevamo otto anni fa” ha spiegato Argus, secondo cui la massa di acqua e aria che passa da un emisfero all’altro è più piccola del previsto. Il coautore Felix Landerer ha ricordato che sistemi di riferimento migliori aiutano cartografia e navigazione, dalla logistica marittima globale all’agricoltura di precisione.
Neve, pioggia e oceani spostano l’equilibrio
Le oscillazioni hanno tre origini principali, cioè gli oceani, l’atmosfera e l’acqua continentale, che comprende ghiaccio terrestre, neve, laghi, fiumi, umidità del suolo e falde. A marzo la neve accumulata tra Nord America ed Eurasia tocca il massimo e sposta il centro di circa 3 millimetri verso il Polo Nord. Ad aprile è il turno del bacino del Rio delle Amazzoni, che arriva a trattenere circa 2.400 gigatonnellate di pioggia e trascina il baricentro di 2,2 millimetri verso il Sud America. A novembre i monsoni del Sudest asiatico raggiungono le 600 gigatonnellate e aggiungono un contributo più piccolo.
Tra agosto e ottobre acqua di fusione e piogge fanno crescere la massa degli oceani spingendo il centro verso il Pacifico meridionale, che per la sua vastità pesa più degli altri bacini. Mediterraneo, Mar Rosso, Mare del Nord, Baltico e Mare di Barents danno contributi minori. Un modello del Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio termine ha poi mostrato che l’aria fredda e densa dell’inverno sposta l’equilibrio verso Arabia, Asia e Africa settentrionale intorno al 21 dicembre, mentre attorno al 21 giugno l’effetto corrispondente si verifica su Sud America e Sudafrica.
Le stime coincidono con le osservazioni della missione GRACE Follow On, nata dalla collaborazione tra NASA e Centro tedesco di ricerca per le geoscienze. Lanciata nel 2018, è formata da due satelliti che volano in formazione e registrano ogni mese le variazioni del campo gravitazionale. Quando quello di testa passa sopra una zona con più massa, come un bacino fluviale gonfio d’acqua, la distanza tra i due cambia di poco ma in modo misurabile. La missione successiva, GRACE Continuity, punta al lancio entro la fine del 2028 per proseguire una serie di dati lunga quasi 25 anni.
Fonte: TecnoAndroid
