Mappe dei pianeti per bambini: Io

Di cosa tratta questa attività? Astrogeologia , che tratta la geografia/geologia dei pianeti e come leggere e realizzare una mappa (rappresentazione cartografica). Al livello di scuola elementare, il concetto di “geografia” (che può essere considerata una parte più generale di un curriculum di scienze) copre concetti base in diversi campi in Scienze della Terra e Atmosferiche, ad esempio la geologia, geomorfologia, cartografia, meteorologia e climatologia. Noi seguiamo questi concetti.

Cosa NON tratta questa attività? Questa non è un’attività volta all’interpretazione delle immagini di scienza planetaria, tantomeno un’introduzione alla struttura del sistema solare o all’astronomia. L’astronomia è una disciplina completamente differente dalla scienza planetaria. Il soggetto della planetologia sono i corpi planetari, e una parte tra le più importanti di questa disciplina è chiamata astrogeologia , che studia la geologia della superficie dei pianeti e delle lune. Tale attività riguarda la cartografia planetaria e astrogeologica. L’astronomia invece riguarda ad esempio le stelle, le galassie e i moti celesti dei pianeti.

Problemi inerenti la cartografia : le mappe mostrano i corpi nella proiezione conica conforme di Lambert (la mappa si compone di due emisferi mostrati separatamente. Questo richiede la spiegazione aggiuntiva dell’insegnante su come due “parti” di una sfera vengano riportate in due mappe circolari separate che però rappresentano un corpo unico).

Astrobiologia : Per quanto riguarda le creature “aliene”, sulla mappa ogni caratteristica geologica riportata è reale e situata nella sua vera posizione, tuttavia le creature viventi sono completamente fittizie e questo ancora una volta richiede la spiegazione dell’insegnante in modo che gli studenti non pensino che persone o alieni vivano su pianeti e lune. Deve essere chiaro che nessuna vita o segno di vita passata è mai stato trovato su alcun pianeta o luna ad eccezione della Terra. Questa può essere una buona opportunità per parlare dei milioni di milioni di esopianeti che esistono nell’universo che, a differenza della maggior parte dei pianeti e delle lune del Sistema Solare, includono milioni di pianeti e lune in cui le condizioni sono molto più favorevoli per la vita rispetto ai mondi presenti nel nostro Sistema Solare. Una nuova ed eccitante branca della scienza planetaria è la esoplanetologia, che si occupa di pianeti al di fuori del nostro sistema solare. Molti di quegli esopianeti e esolune sono completamente differenti da quelli presenti nel nostro sistema solare. La ragione principale delle missioni spaziali è di cercare la vita. Su Marte, gli scienziati stanno cercando posti dove la vita potrebbe essersi sviluppata in passato o dove potrebbe essere sopravvissuta all’interno di rifugi geologici (all’interno di grotte, nel sottosuolo, all'interno di rocce, in strati contenenti acqua, ecc..). Questo è il motivo per cui la NASA era alla ricerca di segni della presenza di acqua. Ora che antichi laghi e unità geologiche contenenti acqua (sottoforma di ghiaccio) sono stati identificati, stanno cercando segni di vita passata o presente. Europa può avere un oceano nel sottosuolo che, attraverso alcune fratture, è esposto allo spazio. Lo scienziato al giorno d’oggi sta cercando forme di vita che si basano sugli stessi elementi su cui si fonda la vita terrestre, ad esempio sul carbonio che a sua volta si fonda sull’acqua, e quindi cercano posti in cui l’acqua può esistere allo stato liquido. Potrebbero esistere anche altre forme di vita diverse, ma dato che non sappiamo nulla su di esse o su come identificarle, l’obiettivo principale è la ricerca di vita basata sul carbonio di più facile identificazione.

Riguardo i programmi spaziali : In aggiunta alla ricerca di forme di vita o corpi e regioni abitabili per la vita terrestre, i programmi spaziali sono anche motivati dalla competizione fra i vari stati. L’esplorazione spaziale ci aiuta anche a capire i processi geologici sul nostro pianeta e il passato e il futuro della Terra. Ad esempio, l’intenso effetto serra presente su Venere può aiutarci a predire processi simili che nel futuro potrebbero verificarsi sulla Terra oppure i crateri d’impatto rivelano l’aspetto della Terra di 4 miliardi di anni fa. Uno tra i risultati più inaspettati del programma Apollo, che ha spedito uomini sulla Luna, è stato il così detto “Effetto della veduta d’insieme”: questo è stato il primo –e finora l’ultimo- momento in cui gli occhi umani hanno visto il nostro pianeta come un fragile “marmo blu” contro lo spazio nero e vuoto e questo ha cambiato la percezione che abbiamo del nostro mondo e del nostro posto nell’universo.

Riguardo la ricerca spaziale : i singoli scienziati possono fare ricerca su una singola geo-morfologia per anni, tentando di spiegare come e quando si è formata. Altri mappano specifiche regioni nel dettaglio e classificano le caratteristiche visualizzate sulla mappa. Dopo che uno scienziato pubblica i risultati della ricerca, essa diviene un piccolo mattone nel grande edificio della scienza planetaria e gli altri scienziati possono usare questo risultato per migliorare i propri modelli di evoluzione della superficie o possono usare questi risultati nella propria ricerca. La maggior parte dei contenuti mostrati su queste mappe sono stati ottenuti nell’ultima decade, in alcuni casi, solamente negli ultimi anni. L’origine di alcune morfologie non è stata ancora pienamente compresa.

Descrizioni generali dei parametri che potrebbero essere discussi quando si descrive il pianeta o la luna prescelta.

Le tipologie di corpi celesti : Pianeta o luna. I pianeti orbitano attorno al Sole, le lune orbitano attorno ad un pianeta. Una faccia della luna generalmente guarda sempre il suo pianeta (rotazione sincrona). La composizione dei corpi : I corpi rocciosi sono composti di rocce silicee (è il caso della Terra). I corpi ghiacciati sono composti da un misto di roccia e acqua (H_2O) in forma solida (ghiaccio) ma solitamente la loro superficie è composta prevalentemente da ghiaccio (ad esempio Europa). Su questi mondi le montagne e le pianure sono composte da roccia- ghiaccio duro. I corpi ghiacciati si trovano esclusivamente nella parte più fredda del sistema solare esterno. Atmosfera : Troviamo atmosfere esclusivamente se la gravità (e la dimensione) dei corpi è sufficiente a trattenere le molecole di gas. E’ più facile trattenere una molecola di gas se questa è fredda. Liquido : I liquidi possono essere acqua nel sistema solare interno o metano-etano-azoto in quello esterno. Si trovano liquidi solo dove c’è un’atmosfera che produce pressione derivante dall’aria. Se la pressione è troppo bassa, le molecole liquide evaporano/sublimano. Se invece è la temperatura ad essere troppo bassa, i liquidi si congelano. Se la temperatura è troppo alta, i liquidi evaporano. L’acqua può comunque esistere nel sottosuolo. Meteorologia : Escursione termica (il cambiamento di temperatura tra giorno e notte) e la formazione di precipitazioni. Caratteristiche endogene : Le caratteristiche prodotte da forze interne del pianeta. L’ attività vulcanica richiede che l’interno del corpo sia fuso. Il calore è generato a partire dalla formazione planetaria (impatto/accrescimento del calore) o dal decadimento irreversibile degli elementi radioattivi. Corpi piccoli si freddano più velocemente dei corpi grandi, quindi fenomeni vulcanici si trovano solo sui pianeti più grandi. Eccezion fatta per i casi in cui l’interno è continuamente riscaldato: questo accade all’interno delle lune che ruotano su orbite ellittiche dove le forze di marea producono calore interno (ad esempio Io). Le caratteristiche tettoniche sono causate da tensioni generate nella parte fragile della crosta. Tali forze producono fratture durante i terremoti. Ciò richiede movimenti interni al pianeta, anch’essi legati al calore interno. I vulcani crescono in altezza perché da essi fuoriesce lava che si aggiunge agli strati sottostanti, ma, in alcuni casi, possono collassare e produrre una caldera che è simile a un cratere. Caratteristiche esogene : Sono il prodotto dei processi che avvengono sulla superficie o processi atmosferici. Esse comprendono fenomeni eolici (legati al vento), fluviali (legati ai fiumi), lacustri (legati ai laghi), oceanici e i relativi depositi. Caratteristiche cosmogeniche : Le caratteristiche prodotte dall’impatto con altri corpi (crateri più piccoli e grandi bacini di impatto). I crateri più recenti possiedono raggi radiali (prodotti dal materiale espulso). Caratteristiche comuni : Le caratteristiche più comuni sono i crateri. La maggior parte dei crateri si sono formati poco dopo la formazione del sistema solare e ma ci sono ancora molti piccoli corpi nello spazio. I crateri sono rari sulle superfici che sono state ricoperte recentemente, perché il nuovo strato rimuove o seppellisce i crateri. I processi di ricopertura includono pianure vulcaniche, erosione fluviale e sedimentazione, e anche subduzione legata alla tettonica a placche. Caratteristiche Rare/Speciali : Sono le caratteristiche che non sono state trovate in molti altri posti e possono essere causate da condizioni atmosferiche/climatiche molto specifiche o i resti di un evento inusuale nel passato del corpo. Parametri che limitano la vita : La vita dovrebbe essere in grado di crescere e riprodursi. Essa può essere condizionata negativamente da temperature al di sotto del punto di congelamento o al di sopra di quello di ebollizione, dalla mancanza di atmosfera, di acqua o di una magnetosfera (le magnetosfere proteggono i corpi dalle pericolose radiazioni presenti nel vento solare). Nomenclatura (dare un nome) : Il nome dei posti può essere proposto dagli scienziati che ne studiano una regione o una sua caratteristica e questo deve essere approvato dal gruppo di lavoro dell’Unione Astronomica Internazionale specializzato nei nomi planetari. Ogni tipo di caratteristica e ogni corpo ha un particolare tema (ad esempio, il dio del fuoco per Io) e i termini generici (come Montagna) sono in Latino per garantire la neutralità della lingua. Viene seguita anche la tradizione geografica del 1600 quando le prime mappe delle lune create in Europa contenevano nomi Latini. Età : L’età della superficie. Molti crateri in superficie indicano una superficie antica (4 miliardi di anni), meno crateri indicano una superficie più giovane (0-3 miliardi di anni). Nel sistema solare più antico (circa 4 miliardi di anni fa) c’erano molti piccoli oggetti che avrebbero potuto impattare sui corpi causando crateri. Più tardi, erano presenti molti meno oggetti poiché avevano già impattato su qualche pianeta o erano stati spazzati via dai loro campi gravitazionali.

Forme delle caratteristiche geologiche : Circolari : di solito si tratta di un cratere d’impatto, occasionalmente una caldera vulcanica; Lineare (dritta) : depressione = frattura tettonica, innalzamento = dune, increspature, montagne; Serpeggiante : canale scavato da un fiume o dalla lava; Lobato : L’acqua raggiunge un cratere d’impatto, espulsioni (detriti gettati da un impatto o da un vulcano), glaciazioni, frane; Radiale : Raggio legato ai crateri di impatto; Concentrico : anelli del cratere d’impatto. Confronto con la Terra (Per la mappa della Terra usa http://countrymovers.elte.hu/countrymovers.html oppure usa Google Map). Tipo di corpo : pianeta; Composizione del corpo : roccioso; Atmosfera : Giusta; Liquido : Acqua; Caratteristiche endogene : vulcani, faglie. La tettonica a placche è unica sulla terra; Caratteristiche esogene : Fiumi, laghi, dune, pianure alluvionali, delta, ghiacciai. Le caratteristiche glaciali sulla Terra non sono permanenti, la maggior parte del tempo non c’è stato ghiaccio sulla Terra; Caratteristiche cosmogeniche : più di 100 crateri d’impatto, molti dei quali sepolti o consumati a causa delle erosioni, distrutti dalla tettonica a placche (processo di subduzione) oppure meteoriti caduti in acqua e privi di crateri permanenti; Caratteristiche comuni : Oceani, montagne, pianure, fiumi; Caratteristiche rare : Ghiacciai; Parametro limitante per la vita : Località in cui c’è siccità (non c’è acqua liquida – deserti) o troppo fredde (non c’è acqua liquida – Antartide); Età : Per lo più molto giovane, alcune superfici hanno un miliardo di anni.

Confronto tra la più alta montagna sulla terra e il monte Olimpo che si trova su Marte

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