LLUNA: CARACTERÍSTIQUES, ESTRUCTURA, ÒRBITA, FASES, MOVIMENTS - ART - 2025

La Lluna és el satèl·lit natural de la Terra, lligat a ella per l'atracció gravitatòria. Per ser l'astre més proper al nostre planeta, és el més familiar per a tots i el primer que la humanitat ha visitat. Es tracta d'un cos rocós amb un radi de 1738 quilòmetres, proper a la meitat de el radi terrestre, mentre que la seva massa és tot just 1/81 de la massa de la Terra.

Pel que fa a la seva densitat mitjana, és 3,3 vegades la de l'aigua, mentre que la densitat mitjana de la Terra és de 5.5. I per descomptat hi ha la seva gravetat, que és 0.17 vegades el valor de la terrestre.

Figura 1. Plenilunio. Font: Pixabay.

En un model a escala amb la Terra de la mida d'un pilota de bàsquet, la Lluna seria una pilota de tennis, i les dues pilotes estarien separades una distància de 10 metres aproximadament.

La distància real Terra-Lluna d'uns 385 mil quilòmetres més o menys. La llum que la Lluna reflecteix de el Sol triga 1.3 segons a aconseguir la Terra.

Una altra característica significativa és que la Lluna no té atmosfera pròpia, amb prou feines hi ha traces d'alguns elements gasosos com hidrogen, heli, neó, argó i altres en quantitats mínimes.

I un detall encara més cridaner és que la Lluna sempre mostra la mateixa cara a la Terra. Es deu al fet que el seu període de rotació al voltant del seu eix és igual a el de la seva òrbita al voltant de la Terra: aproximadament 27 dies.

Si hi hagués alguna diferència entre tots dos períodes, la cara oculta de la Lluna seria visible des de la Terra en algun moment, però no és així i es deu a l'efecte anomenat acoblament de marea. Més endavant s'analitzarà aquest efecte amb més detall.

Estructura de la Lluna

Figura 2. Tall transversal de la Lluna mostrant la seva estructura de capes i el radi aproximat de cadascuna d'elles. Font: Wikimedia Commons. Bryan Derksen at English Wikipedia L'estructura interna de la Lluna es coneix gràcies als sismògrafs que van instal·lar les missions Apol·lo. Els sismògrafs són aparells que registren els moviments de la Terra i que a la Lluna són capaços de gravar els lunamotos, ones produïdes per l'impacte dels meteorits.

A partir d'aquests registres, se sap que la Lluna té l'estructura de capes:

-Escorça, d'aproximadament 80 km de gruix, més prima a la cara que mira cap a la Terra i més gruixuda a la cara oposada, a causa de la forces de marea.

-Manto, amb un radi estimat d'al voltant de 1300 km, compost principalment per òxids de ferro i magnesi.

-Nucli, petit, d'uns 587 km de radi aproximadament, que al seu torn es compon d'un nucli sòlid més intern, un més extern i líquid més una capa circumdant semi-fosa.

-La Lluna no té activitat tectònica, a diferència de la Terra, ja que ha perdut gairebé tot el seu calor interna, a l'refredar molt ràpidament.

La superfície lunar

Figura 3. Imatge de la superfície lunar a la cara oculta. Font: NASA a través de Wikimedia Commons.

La superfície lunar està coberta d'una pols abrasiu i enganxós, anomenat regolit. Les zones fosques que es distingeixen són cridades mars, de el llatí «mare», encara que no contenen aigua, sinó renta solidificada.

Es creu que aquests mars van ser causats per l'impacte de grans asteroides fa uns 4000 milions d'anys, i que després es van omplir amb la lava que fluïa des de l'interior. El Mare Imbrium és el de major grandària, amb 1200 km d'ample.

Les zones més clares que s'aprecien envoltant als mars, són regions muntanyoses amb serralades que han estat nomenades com les de la Terra, per exemple els Alps i dels Carpats.

És distintiva la presència de nombrosos cràters de totes les mides, possiblement causats per impactes d'asteroides petits i de meteorits. Tenen noms de personatges famosos, per exemple el cràter Copèrnic.

Una altra teoria sobre l'origen dels cràters lunars considera que tenen origen volcànic, tot i que la teoria de l'origen per meteors compta amb un major suport per part dels astrònoms.

A la superfície de la Lluna també existeixen profundes esquerdes, l'origen no és encara de el tot clar, encara que es creu que provenen d'antics fluxos de lava. Un exemple és l'esquerda Hyginus, amb dues branques en el centre hi ha un cràter amb el mateix nom.

Les imatges preses pels vehicles espacials de la banda que no veiem, mostren una superfície similar a la de la banda visible, tot i que amb menys mars.

òrbita

Gràcies a l'atracció gravitatòria exercida per la Terra, la Lluna segueix una òrbita el·líptica de poca excentricitat d'est a oest al voltant del nostre planeta, d'acord a les lleis de Kepler.

Per això la distància Terra-Lluna assenyalada a l'començament de 385 mil quilòmetres, és una distància mitjana, encara que per la seva petita excentricitat, l'òrbita és gairebé circular. És a dir, de vegades la Lluna està més a prop (perigeu) i altres vegades està més lluny (apogeu).

A més no és una òrbita fixa, ja que hi ha altres pertorbacions, com ara l'atracció gravitatòria de el Sol i els altres planetes, que la modifiquen contínuament.

El pla que segueix l'òrbita lunar no coincideix exactament amb el que segueix l'òrbita de la Terra, sinó que està inclinat uns 5º aproximadament. Durant una revolució, la Lluna se situa uns 5º per sobre i per sota de l'plànol de l'òrbita terrestre. Les dues òrbites es tallen en els punts anomenats nodes lunars.

La següent és una representació de la Terra girant al voltant de el Sol i la Lluna al voltant de la Terra:

rotació síncrona

La Lluna sempre mostra la mateixa cara a la Terra, per tant hi ha un costat fosc que no es veu des d'aquí. L'explicació és que la Terra i la Lluna formen un sistema sota l'acció gravitatòria mútua, però la Terra té una massa més gran.

En aquest cas, el cos menor s'acobla el seu moviment a el de el cos més gran, és a dir, iguala el seu període de rotació amb el de translació.

Figura 4. Rotació síncrona de la Lluna i la Terra. Font: Wikimedia Commons.Fernando de Gorocica El sistema Terra-Lluna ha arribat a això a causa de les forces de marea, tal com es va dir a l'començament. I al seu torn passa perquè l'atracció gravitatòria no està uniformement "repartida", ja que la Terra i la Lluna tenen dimensions apreciables.

En altres paraules, les parts de cadascuna d'elles més propera a l'altra, s'atrauen amb més intensitat que els extrems més allunyats, i aquesta diferència pot ser prou gran com per produir una inflor al planeta.

És així com la Lluna és responsable de les marees terrestres, perquè els oceans es "aixequen" en resposta a l'atracció gravitatòria de l'satèl·lit. Però l'escorça lunar també es va deformar, donant origen a forces de fricció que van fer que el seu període de rotació fora disminuint gradualment.

Aquest fenomen és freqüent entre un planeta i les seves llunes, per exemple Plutó i el seu satèl·lit Caront estan en rotació síncrona l'un amb l'altre.

El costat fosc de la Lluna

Fa molt, quan la Lluna recentment s'havia format, girava més de pressa al voltant del seu eix i estava més a prop de la Terra del que està ara. Així que en algun moment de la primerenca història terrestre, va haver de veure com un enorme disc platejat il·luminant el cel nocturn.

Aquest hemisferi de la Lluna sempre és el mateix, vist des de la Terra, tal com s'ha explicat. No obstant això una meitat de la Lluna rep sempre la llum de el Sol (i allà està molt calent, aproximadament 134 ºC) i l'altra meitat no, llevat que ocorri un eclipsi. Però aquestes meitats no es corresponen amb les cares que veiem des d'aquí.

L'hemisferi lunar que rep la llum de el Sol és el que mira directament a ell, mentre que l'altre està a les fosques i és molt fred, uns -153 ° C. La prima atmosfera lunar és responsable d'aquesta gran variació en la temperatura.

Aquests hemisferis van canviant a mesura que la lluna prossegueix el seu moviment de translació al voltant de la Terra, de manera que en realitat tota la Lluna rep la llum de el Sol en algun moment.

Fases de la Lluna

Figura 5. Il·lustració de les fases de la lluna. Font: Wikimedia Commons. Orion 8.

Vista des de la Terra, la Lluna experimenta canvis en la seva part il·luminada al llarg d'un mes aproximadament. Són les anomenades fases lunars: lluna nova, quart creixent, lluna plena i quart minvant, que es repeteixen contínuament en aquest mateix ordre.

En realitat el temps que tarda la Lluna en travessar totes les seves fases és poc menys d'un mes. A aquest període se li denomina llunació o mes sinòdic i dura 29 dies i 12 hores.

Les fases de la lluna depenen de la posició relativa entre la Lluna, la Terra i el Sol. Vegem:

Lluna nova

En lluna nova o noviluni tot just és possible distingir la Lluna, perquè a l'estar interposada entre la Terra i el Sol, la cara visible des d'aquí no està il·luminada.

quart creixent

Després, en el lapse d'uns 7.4 dies aproximadament, que és el que dura aproximadament cada fase, l'àrea il·luminada augmenta gradualment fins a arribar a la cambra creixent, on la meitat del disc lunar està il·luminada. Es pot observar des del migdia fins a la mitjanit.

Lluna plena

La zona il·luminada segueix augmentant després de la cambra creixent fins arribar a la lluna plena o pleniluni, quan la Lluna està darrere de la Terra, i el Sol la il·lumina completament de front (figura 1). Es pot veure la Lluna plena des del moment en què el Sol es posa fins a l'alba, aconseguint la seva màxima altura a mitjanit.

quart minvant

Finalment la mida de la Lluna decreix a poc a poc, passant a quart minvant, quan novament la meitat del disc queda il·luminada. Es pot veure sortir cap a la mitjanit, fins que arriba a la màxima altura a l'alba. Després segueix minvant per començar un nou cicle.

Cal destacar que des de l'hemisferi nord el moviment de la llum va de dreta a esquerra i en l'hemisferi sud es veu a l'contrari.

Així podem saber per exemple si la lluna està en creixent o en minvant. Si està en creixent, el costat dret de la Lluna és el que es veu il·luminat estant en l'hemisferi nord i el costat esquerre si s'està a l'hemisferi sud.

Moviments de la Lluna: rotació i translació

La Lluna efectua una òrbita o revolució completa al voltant de la Terra en 27.32 dies, anomenat el mes sideri (no confondre amb el mes sinòdic de 29 dies i 12 hores). Ho fa a raó d'1 km / s.

La diferència entre el mes sideral i el sinòdic es deu al fet que mentre la Lluna va dibuixant la seva òrbita, la Terra avança 27º en el seu propi moviment de translació al voltant de el Sol. Quan això succeeix, les posicions relatives Sol-Terra-Lluna tornen a ser les mateixes.

El nostre satèl·lit també efectua una rotació sobre el seu eix en aquest mateix lapse de temps, a causa de la rotació síncrona.

libraciones

La Lluna executa més moviments a part de la rotació sobre el seu eix i la translació, que són considerats els moviments principals. A més d'ells compta amb les libraciones.

Les libraciones són moviments oscil·latoris de la Lluna que permeten observar un 59% de la seva superfície, en lloc de l'50% esperat pel fet que sempre ofereix la mateixa cara a la Terra. Són conegudes des de l'època de Galileu.

composició

La Lluna és rocosa i amb una atmosfera molt prima. La presència d'aigua líquida està descartada en els hemisferis lunars exposats alternativament a el Sol, degut les altes temperatures que s'assoleixen allà.

No obstant això, en els pols lunars hi ha cràters als quals no arriba la calor solar des de fa milions d'anys. Les temperatures poden baixar fins a uns freds -240 ºC.

Allà les sondes enviades per l'Índia i els Estats Units van aconseguir detectar aigua en forma de gel.

Pel que fa a la composició de les roques lunars, en elles abunda en oxigen: fins a un 43%. A més s'estima un 20% de silici, 19% de magnesi, 10% de ferro, 3% de calci, 3% d'alumini, 0,42% de crom, 0,18% de titani i 0,12% de manganès. També s'ha detectat plata i mercuri en la pols lunar.

Però en canvi no hi ha carboni, nitrogen i hidrogen lliure, els elements de què es compon la matèria viva. I a les roques lunars no existeix aigua, a diferència de les roques terrestres, en l'estructura si es troba.

formació

La teoria més acceptada entre la comunitat científica és que la Lluna va tenir el seu origen en una col·lisió entre la Terra i un objecte similar a Mart o més gran que ell, nomenat Theia, durant la formació de sistema solar.

A part de donar origen a la Lluna, la col·lisió amb Theia va modificar la inclinació de l'eix de rotació de la Terra i va desestabilitzar l'atmosfera primitiva.

Aquesta teoria explica el perquè la Lluna és menys densa que la Terra, ja que la col·lisió amb Theia va arrencar part de el mantell d'aquest, la densitat en semblant a la densitat lunar. No obstant això no explica l'existència d'el nucli semi-fos de la Lluna, el qual se sap que existeix gràcies a la informació sísmica.

Una altra teoria alternativa considera que la Lluna es va formar en un altre lloc de el sistema solar i va ser capturada per la gravetat terrestre en algun moment.

El fonament d'aquestes idees és que les roques lunars, si bé contenen els mateixos elements que els de la Terra i són de la mateixa edat, tenen moltes diferències des del punt de vista químic.

eclipsis

Eclipsi de Lluna

Figura 6. Eclipsi de Lluna. Font> Wikimedia Commons.

Els diàmetres aparents de el Sol, la Terra i la Lluna són els mateixos vistos des de la Terra. Així que quan la Terra està entre el Sol i la Lluna, és possible observar un eclipsi lunar.

L'eclipsi de Lluna únicament pot ocórrer en pleniluni i quan ella cau dins de l'ombra de la Terra, anomenada umbra. D'aquesta manera queda enfosquida, adquirint una tonalitat vermellosa o ataronjada, segons les condicions atmosfèriques de la Terra. Es pot observar en la següent imatge:

La Lluna pot caure totalment en l'ombra de la Terra o només en part, en el primer cas l'eclipsi és total i d'una altra forma és parcial. Els eclipsis parcials poden ser confosos amb una fase de la lluna, fins que l'eclipsi acaba i sorgeix la lluna plena novament.

A diferència dels eclipsis de sol, els eclipsis lunars poden ser vistos des de qualsevol lloc de el món en el que sigui de nit ia més poden durar diverses hores.

Eclipsi de Sol

Figura 7. Eclipsis de Sol. Font> Wikimedia Commons.

Quan els discos de el Sol i la Lluna coincideixen, vist des d'algun punt de la Terra, es produeix un eclipsi de Sol. La Lluna sembla que passa per davant de el Sol, per la qual cosa cal que es trobi en novilunio, encara que els eclipsis solars no es produeixen en cada lluna nova.

Perquè l'eclipsi de Sol passi, l'alineació entre Sol, Terra i Lluna ha de ser total, i això no passa tot el temps, sinó a l'mínim dues vegades a l'any, fins a un màxim de cinc. Pel que fa a la durada, el temps que el Sol queda enfosquit és variable, de l'ordre d'uns 8-10 minuts.

Els eclipsis de Sol poden ser totals, parcials o anulars, segons la lluna cobreixi a el Sol completament o en part. En el cas dels eclipsis anulars, el diàmetre relatiu de la Lluna no és suficient per a cobrir completament a el Sol, quedant visible un anell lluminós d'aquest. El següent és un eclipsi total de Sol:

Els eclipsis totals de Sol són imponents fenòmens celestials i brinden una meravellosa oportunitat d'estudiar detalls de les capes més externes de el Sol.

Influència en la vida de la Terra

La Terra i la Lluna formen un meravellós duet que ha influenciat a la vida i en particular a la humanitat des del principi dels temps:

-Gràcies a la Lluna existeixen les estacions.

-Cada any la Lluna s'allunya uns 4 cm de la Terra, la qual cosa contribueix a frenar la rotació terrestre i allarga els dies en algunes mil·lèsimes de segon. Aquest allunyament no és constant, ja que depèn molt de la disposició de les masses continentals i aquàtiques de la Terra, que com sabem, ha canviat molt des que la formació de totes dues.

-Gràcies a aquest allargament dels dies, les plantes han tingut el temps suficient per dur a terme la fotosíntesi.

-De ser certa la teoria de l'impacte amb Theia, l'atmosfera de la Terra va patir modificacions que la van fer més apropiada per al sorgiment de la vida.

-La Lluna ha servit de guia durant el desenvolupament de la humanitat, per exemple els agricultors, fins i tot en l'actualitat, es serveixen de les fases lunars per conrear els camps.

-Les marees oceàniques es produeixen gràcies a la interacció gravitatòria a la Terra i la Lluna i són importantíssimes per a la pesca i el clima, a més de ser fonts d'energia.

Figura 8. Antic molí de marea a Huelva, Espanya. Font: Wikimedia Commons.

-Hi ha la creença popular que la Lluna plena influeix en l'ànim de les persones, fent que durant aquest període siguin més susceptibles des del punt de vista psicològic.

-La Lluna ha servit com a inspiració per a innombrables novel·les i pel·lícules de ciència ficció, encara abans que comencés la carrera espacial.

referències

1. AstroMía. La superfície lunar. Recobrat de: astromia.com.
2. Geoenciclopedia. Fases de la Lluna. Recobrat de: geoenciclopedia.com.
3. Iglesias, R. La Lluna: primer continent còsmic. Recobrat de: redalyc.org.
4. Oster, L. 1984. Astronomia Moderna. Editorial Reverté.
5. Romero, S. Curiositats sobre la Lluna. Recobrat de: muyinteresante.es.
6. Wikipedia. Geologia de la Lluna. Recobrat de: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Lluna. Recobrat de: es.wikipedia.org.