Non ci sono più le mezze stagioni.
Va bene, è un luogo comune. Ma allora quando comincia la primavera?

La primavera comincia il 21 marzo, come dice la mia maestra di geografia.
La primavera arriva quando apro il primo pacchetto di fazzoletti e non li lascio più. Echiùùù.
La primavera inizia quando sbocciano i fiori e tornano le rondini sotto al tetto.
La primavera… è la marmotta che dice quando inizia! (i soliti americani…)

Allora, facciamo un po’ di chiarezza. La primavera astronomica è quel lasso di tempo che intercorre tra due posizioni assunte dalla Terra nel suo moto di rivoluzione; tali posizioni sono: l’Equinozio di Primavera e il Solstizio d’Estate, poste rispettivamente nei giorni 21 marzo e 21 giugno. Ma siamo sicuri di conoscere il meccanismo e gli artifici che hanno portato ad individuare queste date particolari? Per capirne un po’ di più, facciamo un passo indietro alle definizioni e al quadro d’insieme.

La Terra è un pianeta dotato di due moti principali:
(1) uno di rotazione attorno al proprio asse della durata di 23 ore 56 minuti 4 secondi;
(2) l’altro di rivoluzione attorno al Sole, della durata di 365 giorni, 6 ore 9 minuti e 10 secondi.
L’asse terrestre (attorno a cui avviene il moto di rotazione) non è perpendicolare al piano dell’orbita ma inclinato di 23° 27’ rispetto alla verticale, e questa inclinazione è mantenuta, parallela a se stessa, lungo tutta l’orbita.
Cosa comportano questi moti?
La prima conseguenza visibile a tutti è l’alternarsi delle stagioni; la seconda, la variazione della durata dì-notte durante le canoniche 24 ore. Ecco dunque che alla luce di questi due fatti l’Equinozio di Primavera assume una duplice importanza: è il momento in cui il dì dura esattamente quanto la notte (12 ore di luce e 12 di buio), e finisce l’inverno lasciando spazio alla primavera, appunto.

Non solo. La Terra possiede anche altri moti meno conosciuti dei primi: quello che è per noi di interesse è il moto di precessione (3). Abbiamo detto che l’asse di rotazione terrestre non è perpendicolare al piano dell’orbita, ma è inclinato rispetto alla verticale. Il Sole e la Luna si trovano all’incirca sul piano dell’orbita terrestre ed è come se giocassero al tiro alla fune con la Terra: esercitano un’attrazione gravitazionale che tende a raddrizzare l’asse terrestre rispetto al piano dell’orbita. Ma la Terra proprio non ci sta: Sole e Luna insieme saranno pure più forti, ma la Terra sfrutta il proprio moto rotatorio per mantenere immutata l’inclinazione dell’asse (solo l’inclinazione, non la direzione). Il risultato di questo tiro alla fune è un moto rotatorio, stavolta, dell’asse terrestre, a doppio cono e in senso orario. Uno dei paragoni più utili per capirlo è immaginare una trottola: facendola ruotare, vediamo che per un po’ di tempo gira su se stessa, ma quando la sua velocità diminuisce, ecco che la trottola non ruota più attorno al proprio asse verticale, ma con un moto conico. Poi la trottola terminerà il suo moto cadendo e fermandosi.

https://www.youtube.com/watch?v=Onc9dT_X40A

Conseguenza importante di questo moto è il fenomeno della precessione degli equinozi. Cosa avviene? Il moto doppio conico dell’asse terrestre determina una lenta rotazione oraria del piano equatoriale terrestre; ora bisogna ragionare in 3D: il piano equatoriale terrestre interseca il piano dell’orbita lungo una linea; questa linea interseca l’orbita terrestre (eclittica) in due punti: i punti equinoziali; i punti equinoziali, quindi, anno dopo anno, si spostano lentamente in senso orario (50’’ all’anno, 1°ogni 72 anni circa).

Poiché la Terra compie il moto di rivoluzione in senso antiorario, due successivi Equinozi di Primavera avvengono quando la Terra ha percorso una angolo di 359° 59’ 10’’ e non una rivoluzione completa (cioè un angolo giro, 360°): ma allora un anno è il periodo che va dall’Equinozio di Primavera a quello successivo (detto anno solare o tropico) o il periodo di rivoluzione della Terra attorno al Sole, anno sidereo (definito a rigore come l’intervallo di tempo fra due successivi allineamenti della Terra con le Stella Fisse, il nostro punto di riferimento)?
Si badi, le due definizioni date non sono la stessa cosa a causa della precessione degli equinozi: conti alla mano, l’anno sidereo, in media, è più lungo di 20 minuti rispetto a quello solare.
Il continuo anticipo degli equinozi è da riferirsi alla posizione della Terra rispetto alle Stelle Fisse. La precessione non comporta che si abbia uno scarto del giorno degli equinozi rispetto al calendario, perché il calendario che usiamo tiene già conto del fenomeno della precessione aggiungendo e togliendo, ogni tanto, un giorno per mantenere allineati gli equinozi con la data. Questo è il trucchetto: aggiungiamo un giorno agli anni multipli di 4 (+1 giorno = bisestili) ma non a quelli multipli di 100 a meno che siano multipli di 400; questa regoletta è stata ideata proprio per far coincidere, mediamente, l’anno solare con quello sidereo.
Siccome aggiungiamo un giorno ogni tanto, l’effetto risultante è che tra un anno e l’altro può esserci uno scostamento in anticipo o in ritardo del giorno dell’equinozio dal 21 marzo canonico: quindi, niente paura.
L’introduzione degli anni bisestili ha, infine, un altro effetto: il calendario resta fedele agli equinozi, ma non alla posizione in cui si trova il Sole, in un dato giorno, rispetto alle stelle. Ma questo, magari lo racconteremo un’altra volta, insieme al fatto, ad esempio, che la durata effettiva dell’anno solare dipende anche dal punto di partenza scelto.

A proposito, quest’anno l’Equinozio di Primavera cade mercoledì 20 Marzo alle ore 11:02. Stay tuned!

Sitografia:

http://www.oagenova.it/wp-content/uploads/precessione_degli_equinozi.pdf
http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?num=6385
http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?num=4884
http://www.pierpaoloricci.it/dati/primavera.htm

Precessione degli equinozi e Nutazione

http://it.wikipedia.org/wiki/Anno_tropico

Immagini:

http://www.epressonline.net/notizie/popscienza/118-rubrica-lo-sai-che-le-stagioni.html
http://www.skylive.it/Skylive_Astronomia_Web.aspx?Argomento=Sistema_Solare_Pianeta_Terra.aspx#.UUIgfDXX finisce l’