Come si formano le fasi lunari e perché guidano le maree oceaniche
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In breve
Le fasi lunari cambiano perché la luce solare colpisce diverse parti della sua superficie mentre orbita intorno alla Terra, non a causa dell'ombra della Terra; un ciclo completo di fasi, chiamato mese sinodico, dura in media 29,5 giorni. La stessa Luna tira anche gli oceani terrestri con una forza gravitazionale irregolare, creando due alte maree e due basse maree all'incirca ogni 24 ore e 50 minuti, con il Sole che rafforza o indebolisce questo tiro due volte al mese.
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Cosa fa sembrare che la Luna cambi forma
La Luna non produce luce propria. Riflette la luce solare, e mentre orbita intorno alla Terra l'angolo tra il Sole, la Luna e la Terra continua a cambiare. Questa geometria che cambia significa che una fetta diversa della metà illuminata dal sole della Luna si rivolge verso la Terra ogni notte, secondo il Jet Propulsion Laboratory della NASA. Il cambiamento visibile non è causato dall'ombra della Terra; ciò accade solo durante un'eclissi lunare.
Un ciclo completo di fasi, dal novilunio al novilunio, è chiamato mese sinodico. Il Dipartimento delle Applicazioni Astronomiche dell'U.S. Naval Observatory definisce precisamente il mese dalla separazione angolare tra la Luna e il Sole lungo l'eclittica: novilunio a 0 gradi, primo quarto a 90 gradi, plenilunio a 180 gradi e ultimo quarto a 270 gradi. La durata media di questo ciclo è di 29,5 giorni.
Le otto fasi in ordine
Novilunio — la Luna si trova tra la Terra e il Sole; il lato rivolto verso la Terra non è illuminato
Falce crescente — un sottile spicchio di luce cresce sul bordo destro (per gli osservatori dell'emisfero boreale)
Primo quarto — la metà destra del disco lunare è illuminata
Gibbosa crescente — più della metà è illuminata, ma non ancora piena
Plenilunio — la Terra si trova all'incirca tra il Sole e la Luna, quindi l'intero volto visibile è illuminato
Gibbosa calante — la parte illuminata inizia a restringersi
Ultimo (terzo) quarto — la metà sinistra è illuminata
Falce calante — rimane una sottile mezzaluna prima che il ciclo ritorni al novilunio
Come la Luna tira gli oceani terrestri
Le maree non sono causate dalla Luna che solleva l'acqua verso l'alto in una semplice attrazione. La divisione Scienza della NASA spiega che la gravità della Luna è leggermente più forte sul lato della Terra più vicino ad essa e più debole sul lato opposto. Questa differenza di tiro — chiamata forza di marea — allunga l'acqua della Terra (e, in minima parte, il suo corpo solido) in una forma allungata, producendo una protuberanza d'acqua sul lato rivolto verso la Luna e una seconda protuberanza sul lato opposto.
Man mano che la Terra ruota sotto queste due protuberanze, la maggior parte delle coste passa attraverso un'alta marea, poi una bassa marea, due volte in circa un giorno. Il National Environmental Satellite, Data, and Information Service (NESDIS) della NOAA afferma che questo produce due alte maree e due basse maree approssimativamente ogni 24 ore e 50 minuti — leggermente più lungo di un giorno di 24 ore perché la Luna stessa si sta anche muovendo nella sua orbita.
Perché le maree sono a volte più grandi: maree di primavera e maree morte
Il Sole tira anche gli oceani terrestri, ma poiché è circa 390 volte più lontano della Luna, la NASA sottolinea che la sua forza generatrice di maree è un po' meno della metà di quella della Luna. Se questo tiro solare si aggiunge o sottrae dal tiro della Luna dipende dall'allineamento dei tre corpi, che si ripete su un ritmo di circa due settimane legato alle fasi lunari.
Maree di primavera versus maree morte
Caratteristica
Marea di primavera
Marea morta
Quando si verifica
Plenilunio o novilunio
Primo o ultimo quarto
Allineamento Sole-Luna-Terra
In linea (sizigia)
Approssimativamente ad angoli retti
Effetto sulla trazione gravitazionale
Il tiro solare e lunare si combinano
Il tiro solare parzialmente cancella il tiro lunare
Gamma di marea risultante
Maree alte più alte, basse maree più basse
Differenza minore tra alta e bassa marea
Frequenza
All'incirca ogni due settimane
All'incirca ogni due settimane, sfasate dalle maree di primavera
Sia la NOAA che la NASA descrivono le maree di primavera come che si verificano durante la fase di plenilunio o novilunio, quando la Terra, il Sole e la Luna si allineano e gli effetti gravitazionali dei due corpi si combinano. Le maree morte seguono circa una settimana dopo, intorno alla fase del primo o dell'ultimo quarto, quando il Sole si trova approssimativamente ad angolo retto rispetto alla Luna vista dalla Terra e parzialmente compensa il tiro della Luna, producendo uno spazio più piccolo tra l'alta e la bassa marea.
La gravità della Luna tira la Terra, sposta la massa della Terra, distorcendo la sua forma in modo molto leggero a quella di un pallone da football — allungata all'equatore e accorciata ai poli.
— NASA Science (science.nasa.gov)
Domande
Quanto tempo impiega un ciclo completo di fasi lunari?
Un ciclo completo dal novilunio al novilunio, chiamato mese sinodico, dura in media 29,5 giorni, secondo l'U.S. Naval Observatory.
Perché ci sono due alte maree al giorno invece di una?
Il tiro gravitazionale irregolare della Luna crea una protuberanza d'acqua sul lato della Terra rivolto verso la Luna e una seconda protuberanza sul lato opposto; mentre la Terra ruota attraverso entrambe le protuberanze, la maggior parte delle coste riceve due alte maree e due basse maree approssimativamente ogni 24 ore e 50 minuti, secondo NOAA NESDIS.
Il Sole influisce sulle maree o solo la Luna?
Entrambi influiscono sulle maree. La NASA afferma che la forza generatrice di maree del Sole è un po' meno della metà di quella della Luna a causa della sua distanza molto maggiore, ma rafforza comunque le maree durante i pleniluni e i noviluni (maree di primavera) e le indebolisce durante i quarti di luna (maree morte).
Qual è la differenza tra una marea di primavera e una marea morta?
Le maree di primavera portano le maree alte più alte e le maree basse più basse e si verificano al plenilunio o novilunio, quando il Sole, la Terra e la Luna si allineano. Le maree morte sono più moderate e si verificano circa una settimana dopo, vicino al primo o all'ultimo quarto di luna, quando il tiro del Sole parzialmente compensa il tiro della Luna.
L'ombra della Luna sulla Terra causa le sue fasi?
No. Le fasi lunari sono causate da angoli di luce solare mutevoli sulla superficie della Luna mentre orbita intorno alla Terra, non dall'ombra della Terra; l'ombra della Terra influisce sulla Luna solo durante un'eclissi lunare, un evento separato e molto più raro.
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