Corso ROADR 2013 Frasso Sabino 8-10 novembre 2013 IL VOLTO DELLA LUN A

1. Corso ROADR 2013 Frasso Sabino 8-10 novembre 2013 IL VOLTO DELLA LUN A Il volto mutevole del nostro satellite naturale: oscillazioni periodiche dell'emisfero visibile del satellite naturale e caratteristiche dei mari lunari. :

2. ABSTRACT Il programma è finalizzato alla comprensione e utilizzazione a scopi didattici di aspetti rimarchevoli dell'orbita, della geofisica e geologia del nostro satellite, alle metodologie di laboratorio da utilizzare per incrementare l'efficacia delle presentazioni didattiche. I fenomeni considerati sono: A) le variazioni cicliche nell'aspetto dell'emisfero visibile, chiamate librazioni, che consentono di osservare oltre la metà della superficie lunare. B) L'osservazione dettagliata della superficie dei mari, relativamente alle tonalità chiare-scure delle superfici laviche, relazionata all'intensità della loro craterizzazione e alla frequenza e distribuzione dei fronti dei flussi lavici. FINALITA' Il programma dedicato alla pratica esperienziale di laboratorio di astronomia e geologia, si propone inoltre il recupero per gli studenti dei concetti di spazio e tempo, spesso posti in secondo piano o del tutto trascurati dal frequente ricorso alla “realtà virtuale”. Il tempo “profondo” e la percezione della limitatezza degli ambienti naturali, anche quelli planetari, caratterizzano la realtà che ci circonda “sopra e sotto” di noi, e sono alla base della conoscenza scientifica, con ampie e positive conseguenze in numerosi ambiti, compresi quelli delle scienze ambientali e umane.

3. OBIETTIVI DIDATTICI LE LIBRAZIONI Obiettivo :identificazione dei fenomeni e comprensione degli aspetti geofisici e orbitali dei fenomeni. Le oscillazioni periodiche dell'emisfero visibile, chiamate “Librazioni” latitudinali e longitudinali, consentono di osservare circa il 58% della superficie lunare. Il loro riconoscimento, permette rispettivamente di identificare: a) l'inclinazione, “obliquità”, dell'asse di rotazione della Luna, che determina durante il mese sinodico la differente osservabilità delle regioni polari, mostrando affinità con i fenomeni stagionali della Terra e di altri corpi del Sistema. Riconoscimento e comprensione del fenomeno. b) le variazioni della velocità orbitale, causate dalla cospicua eccentricità orbitale, causano le oscillazioni longitudinali, che alternativamente permettono l'osservazione dei bordi orientale e occidentale, evidenziano l'interazione fra fenomeni di risonanza orbitale, la sincronizzazione dei periodi di rotazione e rivoluzione del satellite, e le caratteristiche delle orbite kepleriane. Riconoscimento e comprensione del fenomeno, considerazione di fenomeni omologhi in altri corpi del Sistema. I MARI LUNARI Obiettivo: Osservazione della superficie del satellite e identificazione delle principali suddivisioni superficiali, associare gli aspetti morfologici all'interpretazione geologica e stratigrafica. a) Osservazione visuale e/o fotografica della morfologia dei crateri e del loro differente stato di conservazione, dei fronti lavici, delle qualità cromatiche degli espandimenti basaltici. b)Elementi di storia geologica della Luna, principi di stratigrafia relativa, analogie e differenze con la geologia terrestre.

4. METODOLOGIA DELLE ESPERIENZE DI LABORATORIO LE LIBRAZIONI 1)Interpretazione di un set di foto lunari b/n (4), a scala emisferica, riprese nelle diverse fasi del mese sinodico. 2)Utilizzazione di fogli di carta millimetrata trasparente, per le misure delle variazioni angolari, relative a elementi significativi del rilievo lunare, in senso N-S e E-W. 3)Osservazione visuale telescopica delle librazioni alle diverse fasi (se possibile presso un istituto scolastico, o altra sede idonea) . I MARI LUNARI 1)lettura e interpretazione di un set di foto lunari b/n (4), a scala regionale, riprese con angolo d'illuminazione adeguato per una semplice identificazione delle variazioni cromatiche degli espandimenti lavici (chiari e scuri), causate dalla variazione del contenuto in K dei basalti, per l'evoluzione dei magmi durante le fasi della storia geologica lunare. 2)Utilizzazione di fogli trasparenti, per tracciare, in sovrapposizione, i confini delle regioni chiare e scure dei mari. 3)Sulla base del conteggio dei crateri delle differenti aree, stima dell'età relativa delle formazioni, e confronto con stralci di cartografia geologica lunare. 4) Osservazione visuale telescopica delle aree identificate (se possibile presso un istituto scolastico, o altra sede idonea).

5. Luna: moti e periodi di rivoluzione Mese siderale: durata di 27 gg 7h 43m, ritorno mensile della Luna alla medesima posizione sullo sfondo delle stelle fisse. Mese sinodico: durata di 29 gg 12h 44m, mentre la Luna compie la sua orbita, la Terra percorre un tratto della propria rivoluzione attorno al Sole di circa 27°. La Luna per ritrovarsi nella medesima fase, per esempio di Luna nuova, ovvero nell’allineamento T-L-S2, impiega altri 2gg e 5h (diagramma superiore a sx). Mese draconitico: durata di 27 gg 5h 5 m, corrisponde al ritorno della Luna a uno dei nodi della sua orbita (quello ascedente). A causa della retrogradazione dei nodi per effetto precessionale, la linea dei nodi si sposta ogni mese di 1,5° in senso orario (analogo come fenomeno alla spostamento del punto γ dell’orbita della Terra), determinando un periodo più breve di oltre 2 ore rispetto al mese siderale. Un’intera retrogradazione della linea nodale si compie in 18,61 anni. Mese anomalistico: durata di 27gg 13h 18m, corrisponde al ritorno della Luna al perigeo, ovvero lo spostamento della “linea degli apsidi”, come l’ analogo periodo della Terra si svolge con moto antiorario determinando così il più lungo fra i periodi della Luna.

6. Librazioni della Luna: librazione in latitudine IL FENOMENO DELLE LIBRAZIONI LE LIBRAZIONI LATITUDINALI L’inclinazione dell’asse di rotazione del satellite (i = 5°20’), consente nel corso della rivoluzione siderale l’osservazione di alterne porzioni dei poli nord e sud lunari altrimenti non visibili. Il fenomeno è lo stesso che riguarda la Terra , consentendo al nostro pianeta di avere i poli alternativamente al buio o alla luce ai solstizi. Sommando gli effetti dei due tipi di librazioni (latitudinali e longitudinali), l’osservatore nel corso del mese siderale riesce a scorgere circa il 58 % della superficie lunare.

7. Librazioni della Luna: librazione in longitudine IL FENOMENO DELLE LIBRAZIONI LE LIBRAZIONI LONGITUDINALI La coincidenza fra i periodi di rotazione e rivoluzione, costituisce un fenomeno dinamico denominato “risonanza”. Questa permette al satellite di mostrarci sempre il medesimo emisfero. A causa della notevole eccentricità dell’orbita lunare (e=0,055), il nostro satellite naturale compie la sua rivoluzione a velocità variabile, minima all’apogeo (404 mila km) massima al perigeo (355 mila chilometri). La Luna ruota attorno al proprio asse in un periodo sincronizzato rispetto a quello della rivoluzione siderale, la sua velocità angolare è dunque costante. Tuttavia il fenomeno che si realizza nel corso di 27 gg 7 h, presenta discrepanze a causa del moto kepleriano lunare, ovvero dell’ineguaglianza temporanea fra la velocità angolare di rivoluzione e quella di rotazione attorno al proprio asse. L’effetto consente di osservare porzioni dell’altro emisfero sui bordi occidentale e orientale della faccia visibile.

8. Librazione longitudinale orientale Luna 7 gg. Luna 12.5 gg. Nell'immagine a destra (luna 7gg.), si riconosce al bordo orientale, il Maris Crisium (2), 5,5 gg. dopo lo stesso mare appare ben visibile, come se traslato verso ovest di circa 8°.Il reticolo selenografico è rimasto invariato, mentre il satellte offre alla vista una porzione dell'emisfero orientale, alle foto sono stati sovrapposti meridiano e equatore.

9. Librazioni longitudinali occidentali Luna 15.5 giorni Luna 18.5 giorni Nell'immagine a sinistra (luna 15,5 gg.), si riconosce al bordo occidentale, il cratere Bayley (5). Tre gg. dopo lo stesso cratere appare ben visibile, come se traslato verso est di circa 2°.Il reticolo selenografico è rimasto invariato, mentre il satellte offre alla vistadalla Terra una porzione dell'emisfero occidentale, alle foto sono stati sovrapposti meridiano e equatore.

10. Librazioni latitudinali Luna 12 gg. Luna 18.5 gg. Nell'immagine a sinistra (luna 12, gg.), si riconosce nell'emisfero meridionale, in prossimità del meridiano, il cratere raggiato Tycho (4), nell'emisfero nord, i crateri Aristotele (3) e Copernico (6). Circa 7 gg. dopo, foto a destra, i tre crateri sembrano traslati verso nord di circa 4°. Il reticolo selenografico è rimasto invariato, mentre il satellite offre alla vista dalla Terra, una porzione ulteriore della regione polare sud, alle foto sono stati sovrapposti meridiano e equatore.

11. I mari lunari le diverse tonalità dei basalti che costituiscono le superfici degli espandimenti lavici che hanno colmato le depressioni dei principali bacini da impatto lunari, sono riconducibili alla variazione del contenuto di K (potassio), delle stesse lave. Si distinguono così lave con tonalità dal “rosso” al “blu”,il cui crescente contenuto in K è correlato all'evoluzione dei magmi da cui si sono originati i flussi lavici. Le lave” rosse” sono le più antiche,quelle “blu” più recenti. Il vulcanismo lunare, a tassi decrescenti, si è protratto per quasi tre miliardi di anni, estendendosi attraverso gli eoni chiamati Imbriano, Eratosteniano, e Copernicano. La foto sulla sinistra, mostra evidenziate, alcune di queste regioni. Il confronto con la carta geologico-stratigrafica, mostra che queste regioni, sono effettivamente attribuibili alle diverse ere geologiche lunari, definite startigraficamente con datazioni radiometriche (assolute) e per conteggio dei crateri (relative). I colori dei mari; le lave blu

12. Luna, emisfero visibile, carta geologico-stratigrafica, in azzurro intenso e tonalità del rosso, le unità basaltiche marine, attribuite rispettivamente ai tre eoni: Imbriano-Eratosteniano, Copernicano

14. Rocca di Cave, il museo geopaleontologico Ardito Desio Ospitato in una suggestiva rocca dell'XI secolo, a mille metri di quota sulla cima dei Monti Prenestini, il Museo Geopaleontologico "Ardito Desio", è una “torre di osservazione” sul tempo geologico del Lazio. Dalle terrazze della roccaforte è possibile riconoscere gli ambienti e la geodiversità della regione, con un panorama la cui vista si estende per oltre 100 chilometri, dalla costa al centro degli Appennini. Sui Monti Prenestini, nell’area intorno a Rocca di Cave, affiorano le testimonianze fossili della vasta piattaforma corallina che nel Mesozoico, ed in particolare nel Cretaceo (fra 140 e 65 milioni di anni fa), bordava il lato sudorientale del grande oceano Tetide.

15. Rocca di Cave, la stazione osservativa,gestita dal CCCDS-Hipparcos, (cupola di metri 4 diametro, con telescopio Schmidt Cassegrain diametro 14' e strumenti secondari')

16. Rocca di Cave, il museo: interni con la collezione paleontologica Globi, plastici, informazioni sonore raccontano la geologia del Lazio, la sua lunghissima storia, le rocce dei dintorni con i fossili di una antica scogliera corallina di 100 milioni di anni fa.L’ambiente di piattaforma marina, i cui resti fossili si rinvengono nelle rocce calcaree che costituiscono l'Appennino laziale-abruzzese, è quello della “paleoscogliera" cretacica, ricco di gusci fossili appartenenti a bivalvi, quali le “rudiste” (oggi estinte), gasteropodi, spugne, alghe e coralli. La ricchezza degli affioramenti fossiliferi, rende l'intera area un museo "a cielo aperto", costituendo la naturale estensione del Museo "Ardito Desio".

17. BOX INFORMATIVO(info e siti web del Museo e dell' associazione CCCDS-Hipparcos) Museo: Ufficio Comune (lunedì-sabato ore 9-13.30):tel 06 9584098; fax 06 9584025 CCCDS-Hipparcos: cell.: 339 8392472, email:hipparcos.cds@tiscali.it siti web museo: www.uniroma3.it/roccadicave/museo www.museiresina.it/museodesio.htm www.hipparcos.altervista.org/hipparcos email: segreteria.musis@gmail.com email:hipparcos.cds@tiscali.it Orari di apertura Pubblico: sabato e domenica: 10.00 - 13.00 e 16.00 - 19.00 Scuole e gruppi: martedì e venerdì su prenotazione (per scuole e gruppi superiori alle 20 unità) Numero partecipanti: da 20 a 40. Note: Le attività si svolgono durante l'intero periodo scolastico. Su richiesta è possibile la prenotazione del pranzo presso una trattoria locale. Si suggeriscono abiti adatti a breve escursione anche su terreno bagnato e giacca a vento o Kway.