Mappe gravitazionali dallo Spazio

Volete perdere peso? Traslocate in India. Sembra la pubblicità di uno dei tantissimi rimedi per mettersi in forma, invece è lo slogan della Nasa. E, sebbene non attirerà l’attenzione dei più accaniti dietisti – la perdita effettiva ammonterebbe a circa l’1 per cento del proprio peso corporeo – è uno dei pochi rimedi scientificamente provati. La ragione? Il fatto che il campo gravitazionale terrestre non è uniforme. In India per l’appunto è appena più debole che nel resto del globo. Le variazioni in intensità del campo fra poco non saranno più un mistero: nel febbraio del prossimo anno la Nasa lancerà infatti la missione Grace(Gravity Recovery And Climatic Experiment), due satelliti identici che nell’arco di 5 anni mapperanno accuratamente la distribuzione del campo gravitazionale terrestre.

“La Terra non è una sfera perfetta”, spiega Michael Watkins, che lavora al Jet Propulsion Laboratory della Nasa. “La densità della massa terrestre varia e ciò causa cambiamenti, se pur minimi, nel campo gravitazionale”. Le misurazioni fatte finora non sono molto accurate. Si può usare uno strumento chiamato gravimetro: lo si pone a terra ed esso misura l’intensità del campo esattamente in quel punto. Lo svantaggio è che ci sono punti non di facile accesso, oppure su cui proprio non è possibile porre lo strumento. Molte variazioni del campo sono state osservate attraverso i satelliti, in base agli effetti che la gravità ha su di essi man mano che si muovono intorno alla Terra. Grazie a queste osservazioni oggi sappiamo che il nostro pianeta ha una forma periforme. È stata per esempio rilevata una leggera depressione in India, dovuta probabilmente al collidersi delle piattaforme tettoniche che causò la nascita dell’Hymalaia. Nel sud del Pacifico invece la gravità si fa più intensa, sempre per ragioni legate alla struttura del mantello terrestre. La cosa che più affascina gli studiosi è che le variazioni di campo non sono statiche ma cambiano nel tempo. “La Terra sta tornando a essere sferica”, continua Watkins. “Il ghiaccio ai poli si sta sciogliendo e il Canada settentrionale si sta riavvicinando alla Scandinavia”.

I due satelliti gemelli Grace si muoveranno parallelamente a 220 chilometri l’uno dall’altro in orbita polare a circa 500 chilometri da terra. La distanza tra i due sarà di volta in volta misurata grazie a un segnale radio con una precisione entro il micron, meno di un cinquantesimo di un capello umano. Quando Grace si avvicinerà a un punto di variazione del campo gravitazionale, per esempio un aumento, uno dei due satelliti lo sentirà prima dell’altro, sottoforma di una “pressione” maggiore verso la Terra. Il cambiamento sarà dunque rilevato in base alla variazione di distanza fra i due satelliti. Sorge però un problema, quelle che Watkins chiama “air drags”, sacche di atmosfera che quando si trovano sul cammino di Grace hanno l’effetto di “tirare” i due satelliti, causando variazioni nella loro distanza relativa. “Per evitare di considerare questi effetti”, spiega Watkins, “Grace avrà a bordo l’accelerometro più preciso finora costruito. È così sensibile che può sentire la spinta provocata da una particella di fumo”.

I rilevamenti di Grace saranno cento volte più accurate dei dati finora in possesso degli studiosi. Ne risulterà una nuova mappa del campo gravitazionale terrestre che avrà una risoluzione spaziale entro 300 chilometri. Queste informazioni saranno di vitale importanza in svariati campi. Grazie a esse per esempio gli oceanografi saranno in grado di avere una precisa mappatura della valli e colline degli oceani, una delle dirette conseguenze della non uniformità della gravità terrestre. In questo modo gli studiosi saranno in grado di investigare meglio le ragioni per cui il livello delle acque sta salendo, separando due possibili cause: l’effetto serra e i cambiamenti nel campo terrestre.

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