Mentre tornavamo a casa da una partita di pallavolo con mia figlia adolescente, abbiamo notato la luna piena. Ho riflettuto sul 50 ° anniversario dellApollo 11 questa settimana. Un lieve senso di gelosia mi ha preso anche (sorride) mentre pensavo ai fan al concerto dei Duran Duran nel giardino dei razzi al Kennedy Space Center. Anche se ho visto una delle mie band preferite molte volte, sono sicuro che è stato fantastico ascoltare la loro scaletta dalle sfumature spaziali in quellambientazione e per celebrare la missione Apollo. Mentre mi riscuotevo da un fugace momento di invidia, ho deciso di scrivere qualcosa sulla luna. Dato che sono un meteorologo e professore di scienze atmosferiche, è stato naturale che rispondessi alla domanda: “La nostra luna ha il tempo?”
Bella luna piena con un cielo vuoto a 100x zoom senza treppiede
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Per rispondere a questa domanda, dobbiamo rispondere a unaltra. La nostra luna ha anche unatmosfera? Si è tentati di dire “no”. Tuttavia, una risposta migliore è “una specie di”. Prima di approfondire, è istruttivo definire “atmosfera” e descrivere la struttura atmosferica della Terra. LAmerican Meteorological Society Glossary of Meteorology è una delle mie risorse preferite. Definisce unatmosfera come “Un involucro gassoso legato gravitazionalmente a un celeste corpo (ad esempio, un pianeta, il suo satellite o una stella). “Latmosfera della Terra è divisa in diversi strati. Viviamo nella troposfera. La maggior parte di noi non lascerà mai la troposfera. Si estende fino a circa 6-7 miglia (~ 10 km), ma tale altezza può variare in base allaltitudine (inferiore nelle regioni polari) e alla stagione (inferiore in inverno). Circa il 75-80% della massa della nostra atmosfera è allinterno della troposfera e anche la maggior parte dellumidità .
Tra 7 e 31 miglia dal suolo (in media), troviamo la stratosfera. La tropopausa è la regione di transizione tra la troposfera e la stratosfera. Lo strato di ozono, che ci protegge dai dannosi raggi ultravioletti (UV ) radiazione del sole, è nello stratosp Qui. È anche uno strato che aumenta di temperatura con laltitudine a causa dellassorbimento dei raggi UV. La chiamiamo inversione. La mesosfera è da 30 a 51 miglia sopra la superficie. Questo strato può avere temperature fredde fino a -120 gradi F secondo NOAA. Tra 51 e 400 miglia cè uno strano strato chiamato termosfera. Le temperature variano da -184 gradi F a diverse migliaia di gradi F. Anche a quelle temperature si sentirebbe freddo sulla nostra pelle a causa della “magrezza” dellatmosfera. Le temperature molto elevate sono dovute allelevata energia cinetica delle molecole, ma non sarebbe caldo perché ci sono pochissime collisioni molecolari. Questo strato è anche la casa delle aurore. Se sei un astronauta, questo è anche lo strato in cui potresti iniziare a sentire la sensazione di assenza di peso. Al di là della termosfera, si trova lesosfera. Secondo la divisione satellitare del NOAA, questa è la posizione di molti satelliti in orbita bassa intorno alla Terra. Il grafico sotto, fornito da NOAA, riassume gli strati e alcune cose interessanti che accadono al loro interno.
Gli strati dellatmosfera terrestre.
NOAA NESDIS
La Terra ha condizioni meteorologiche perché la troposfera è relativamente spessa , contiene acqua e ospita una complessa visualizzazione di interazioni fluide e termodinamiche. Il che ci porta sulla luna. Secondo il sito web Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer della NASA:
studi recenti confermano che la nostra luna ha effettivamente unatmosfera composta da alcuni gas insoliti, tra cui sodio e potassio, che non si trovano nelle atmosfere della Terra, Marte o Venere. È una quantità daria infinitesimale rispetto allatmosfera terrestre. A livello del mare sulla Terra, respiriamo unatmosfera in cui ogni centimetro cubo contiene 10.000.000.000.000.000.000 di molecole; in confronto, latmosfera lunare ha meno di 1.000.000 di molecole nello stesso volume. Sembra ancora molto, ma è quello che consideriamo un ottimo vuoto sulla Terra. In effetti, la densità dellatmosfera sulla superficie lunare è paragonabile alla densità delle frange più esterne dellatmosfera terrestre in cui orbita la Stazione Spaziale Internazionale.
Nella troposfera della Terra sono presenti principalmente azoto e ossigeno, ma i gas in traccia come lanidride carbonica e il vapore acqueo sono estremamente importanti per regolare la temperatura del nostro pianeta. Una missione della NASA chiamata Lunar Atmospheric Composition Experiment (LACE) ha scoperto che latmosfera lunare ha anche tracce di metano, anidride carbonica, elio, ammoniaca e argon.
Le temperature possono oscillare selvaggiamente sulla luna. Tim Sharp ha scritto in un articolo di Space.com:
Le temperature sulla luna sono estreme, che vanno dal caldo bollente al freddo gelido a seconda di dove splende il sole .Non cè atmosfera significativa sulla luna, quindi non può intrappolare il calore o isolare la superficie … La luna ruota sul suo asse in circa 27 giorni. Il giorno su un lato della luna dura circa 13 giorni e mezzo, seguito da 13 notti e mezza di oscurità. Quando la luce solare colpisce la superficie lunare, la temperatura può raggiungere i 260 gradi Fahrenheit (127 gradi Celsius). Quando il sole tramonta, le temperature possono scendere fino a meno 280 F (meno 173 C).
Inoltre non ci sono stagioni sulla Luna. Abbiamo stagioni perché la Terra si inclina su un asse a circa 23,5 gradi. A causa dellinclinazione assiale della Terra che orbita attorno al Sole, diverse parti del nostro pianeta sono riscaldati in modo diverso. Per questo motivo, attualmente è estate nellemisfero settentrionale e inverno nellemisfero meridionale. La luna è virtualmente eretta (solo uninclinazione di 1,54 gradi) secondo Tim Sharp, quindi non cè praticamente variabilità stagionale.
Sequenza temporale di lunar mare – pianura lavica – scorre in incrementi di 0,5 miliardi di anni, con aree rosse … in ogni fase temporale che denota le lave eruttate più di recente. I tempi delle eruzioni, insieme alla quantità di lava eruttata, hanno aiutato gli scienziati a determinare che la Luna aveva una volta atmosfera e che latmosfera lunare era più densa circa 3,5 miliardi di anni fa. (Didascalia fornita direttamente dal sito web della NASA / MSFC)
NASA MSFC
La nostra luna ovviamente non ha il tempo come lo sperimentiamo sulla Terra. Tuttavia, le scoperte di ghiaccio dacqua sulla Luna suggeriscono che potrebbe esserci un qualche tipo di “ciclo dellacqua”. Ironia della sorte, gli studi hanno suggerito che la luna una volta aveva unatmosfera più significativa. Un comunicato stampa della NASA del 2017 osservava:
Ricerca completata dalla vulcanologa planetaria del Marshall Space Flight Center della NASA Debra Needham a Huntsville, Alabama, e dallo scienziato planetario David Kring al Il Lunar and Planetary Institute di Houston, in Texas, suggerisce che miliardi di anni fa la Luna avesse effettivamente unatmosfera. Lantica atmosfera lunare era più densa dellatmosfera di Marte oggi ed era probabilmente in grado di erodere le rocce e produrre tempeste di vento. Forse la cosa più importante, potrebbe essere una fonte per alcuni, se non tutti, dellacqua rilevata sulla Luna.
Questa è stata una risposta prolissa alla domanda: “La nostra luna ha tempo?” Spero che tu abbia imparato qualcosa però.