Come funziona il Sole (6/16)
L’energia totale emessa dal Sole
Insomma, il Sole è una “macchina” che funziona in modo regolare e affidabile, almeno sulla scala trentennale per la quale abbiamo misurazioni precise e continue. Assumendo che emani energia in tutte le direzioni con la stessa intensità che riversa su un metro quadro di cielo alla sommità dell’atmosfera terrestre, possiamo ricavare la quantità totale di radiazione emessa trovando l’area della superficie della sfera ideale centrata sul Sole, di cui quel metro quadro fa parte.
Conosciamo già il raggio della sfera, che non è altro che la distanza media della Terra dal Sole, cioè 1 unità astronomica (UA), pari esattamente a 149.597.870.700 m: poco meno di 150 milioni di km. Applichiamo dunque al nostro caso la formula per calcolare la superficie di una sfera, 4π(r = 1 UA)², e otteniamo l’area cercata: 2,812×10²³ m². Ci basta ora moltiplicare quest’area per i 1361 W/m² della costante solare (ecco finalmente il motivo per cui l’abbiamo tirata in ballo!) per ottenere l’energia totale emessa dal Sole ogni secondo. Il risultato è un numero che fa impallidire qualsiasi fenomeno energetico con cui abbiamo a che fare sulla Terra: 3,827×10²⁶ W, oltre 382 quadrilioni di joule al secondo! Si tratta, in realtà, di un valore leggermente inferiore al dato canonico riportato dalla maggior parte delle fonti, cioè 3,846×10²⁶ W, perché abbiamo applicato la correzione al ribasso della costante solare, che, come abbiamo visto, è stata definita solo di recente.
L’energia emessa dal Sole in un solo secondo equivale approssimativamente a quella liberata da un’esplosione della potenza di 91 miliardi e mezzo di megaton (9,15×10¹⁰ mt). Se si convogliasse tutta la radiazione solare sulla Terra, basterebbero solo sei secondi per far evaporare completamente gli oceani e tre minuti per sciogliere la crosta terrestre.
Assumendo un’irradiazione stabile regolata sul valore attuale della costante solare, in un solo anno il Sole emette qualcosa come 12 quintiliardi di joule (1,207×10³⁴ J), mentre in un miliardo di anni l’energia totale emessa supera i 12 settilioni di joule (1,207×10⁴³ J).
Sono numeri quasi privi di significato per chi ha come solo riferimento le energie di cui possiamo disporre qui sulla Terra. Secondo l’International Energy Agency (IEA), il bilancio energetico globale dell’intera umanità nel 2014 è stato di 18.978 Mtoe (1 toe è una tonnellata equivalente di petrolio), che equivalgono a 7,946×10²⁰ J. Ciò vuol dire che l’energia emessa dal Sole in un solo secondo supera di quasi mezzo milione di volte (481.626 volte per l’esattezza) l’energia globale prodotta sulla Terra nell’intero 2014 sommando petrolio, gas naturale, fonti rinnovabili ecc.
