Perché la Terra è leggermente schiacciata ai poli?

Nelle immagini dallo spazio la Terra appare rotonda. Eppure la sua superficie, in media, è un po’ più lontana dal centro all’equatore che ai poli. Il motivo è la rotazione: insieme alla gravità, determina una forma quasi sferica, ma leggermente schiacciata. La differenza è molto più piccola di quanto facciano pensare alcune illustrazioni.

La gravità unisce, la rotazione cambia l’equilibrio

La gravità attira la materia e la tiene insieme. Per un grande corpo celeste, la sfera è quindi un modello di partenza semplice. La Terra, però, ruota anche attorno al proprio asse.

Nel sistema di riferimento che ruota con la Terra, descriviamo l’effetto della rotazione come forza centrifuga, diretta lontano dall’asse. La distanza dall’asse è massima all’equatore; ai poli ci si trova sull’asse stesso. La rotazione non influisce quindi allo stesso modo sulla forma di equilibrio a tutte le latitudini. La Terra risulta un po’ più larga all’equatore e più corta lungo l’asse polare. La NOAA collega il rigonfiamento equatoriale alla rotazione terrestre.

Questo non significa che qualcosa prema sui poli dall’esterno. Né che il pianeta venga deformato da capo ogni mattina. È la forma assunta nel tempo da un corpo in rotazione, tenuto insieme dalla propria gravità.

Quanto è grande lo schiacciamento?

La scheda della Terra della NASA riporta i raggi seguenti. Un raggio va dal centro alla superficie del modello; un diametro attraversa il centro e collega due estremi opposti.

I «circa 21 chilometri» citati spesso riguardano i raggi, non i diametri completi. Confondere le due misure porta a dimezzare o raddoppiare la differenza.

Lo schiacciamento si calcola come (raggio equatoriale − raggio polare) / raggio equatoriale. Per la Terra vale circa 0,00335, cioè 0,335%. Questi valori descrivono un modello liscio, non ogni montagna o variazione locale della superficie marina.

Immagina un globo di 30 centimetri

Un modello in scala con diametro equatoriale di 30 cm avrebbe un diametro polare inferiore di appena 1 mm circa. Basta moltiplicare 300 mm × 0,00335 ≈ 1 mm.

Una Terra visibilmente compressa esagererebbe dunque la deformazione reale. In una normale fotografia la differenza si nota a malapena. L’aspetto quasi circolare non è in contrasto con uno schiacciamento misurabile.

La copertina mostra un modello schematico di rotazione con asse e piano equatoriale. Non è un grafico di misure: i numeri nel testo indicano l’effettivo ordine di grandezza.

Sfera, ellissoide e geoide non sono sinonimi

Modelli diversi rispondono a domande diverse:

• Sfera: basta un solo raggio per descriverla. È utile per introdurre i paralleli o molte distanze su scala planetaria.
• Ellissoide di rotazione schiacciato: una superficie liscia con raggio equatoriale maggiore di quello polare. Approssima meglio la forma generale della Terra e costituisce un riferimento geometrico.
• Geoide: una superficie di riferimento determinata dal campo di gravità terrestre. La si può immaginare come il livello medio del mare, senza maree e correnti, prolungato sotto i continenti. La NOAA ne spiega l’uso come riferimento per le quote.

Il geoide non è una mappa di montagne e fosse oceaniche. I suoi scostamenti da un ellissoide liscio sono legati al campo di gravità. Le immagini della «Terra a forma di patata» spesso amplificano enormemente tali scostamenti per renderli visibili. Non mostrano il profilo che vedremmo dallo spazio.

Orientarsi su un globo

In LiveGlobe 3D puoi ruotare il globo, ingrandirlo e attivare l’equatore nelle impostazioni. Confronta quel piano con una linea immaginaria tra il Polo Nord e il Polo Sud: aiuta a capire in quali direzioni si misurano i due diametri. Per l’app web è previsto l’accesso con autenticazione. Il globo serve qui per orientarsi nello spazio, non per misurare lo schiacciamento terrestre.

Per capire un altro effetto dei modelli geografici, leggi anche la spiegazione di ortodromie e rotte aeree curve sulle carte.

Da ricordare: la Terra è quasi una sfera. La rotazione spiega il piccolo rigonfiamento equatoriale; il geoide è un’altra superficie di riferimento, definita dalla gravità.