Sembra impossibile, eppure è vero: per pochi istanti, l’aria attraversata da un fulmine raggiunge una temperatura molto più alta di quella della superficie del Sole. Non si tratta di una leggenda da bar, ma di un dato confermato dalla fisica. Capire come un lampo di luce che dura una frazione di secondo possa essere così rovente ci porta dritti dentro uno dei fenomeni più spettacolari e fraintesi della natura.
Il fatto sorprendente in numeri
Partiamo dai numeri, perché qui fanno tutto. Il canale d’aria attraversato da un fulmine può raggiungere temperature dell’ordine dei 30.000 gradi Celsius, e in alcuni casi anche di più. La superficie del Sole, cioè lo strato che chiamiamo fotosfera, si aggira invece intorno ai 5.500 gradi Celsius.
Il confronto è netto: un fulmine può essere circa cinque volte più caldo della superficie della nostra stella. È un fatto che lascia di stucco, perché siamo abituati a pensare al Sole come al massimo del calore immaginabile. Eppure, per un istante brevissimo, sopra le nostre teste si accende qualcosa di ancora più rovente.
Attenzione: superficie, non interno del Sole
Prima di andare avanti, un chiarimento doveroso, perché qui si annida l’equivoco più comune. Il confronto vale con la superficie del Sole, non con il suo nucleo. Al centro della stella, dove avvengono le reazioni di fusione nucleare, le temperature superano i quindici milioni di gradi: lì nessun fulmine può competere. Anche la corona solare, lo strato esterno e rarefatto, è molto più calda della fotosfera. Il fulmine vince il confronto solo con lo strato visibile, quello che percepiamo come “la faccia” del Sole. È già abbastanza per restare a bocca aperta.
Come fa un fulmine a diventare così caldo
La domanda chiave è: da dove arriva tutto questo calore? La risposta non sta in una fiamma, ma nell’elettricità. Un fulmine è una scarica elettrica gigantesca che si scatena quando si accumula un’enorme differenza di carica tra una nube e il suolo, o tra due nubi.
L’aria che diventa “filo” conduttore
L’aria, di solito, è un pessimo conduttore di elettricità: è un isolante. Quando però la tensione accumulata diventa enorme, l’aria “cede” e si apre un canale conduttore. In quel canale passa una corrente intensissima, di decine di migliaia di ampere, in pochi milionesimi di secondo. È il passaggio di questa corrente attraverso un mezzo che oppone resistenza a generare il calore.
L’effetto Joule, in grande
Il principio fisico ha un nome familiare: è l’effetto Joule, lo stesso per cui si scalda la resistenza di un asciugacapelli o di un vecchio fornelletto elettrico. Quando una corrente attraversa un materiale resistivo, parte dell’energia elettrica si trasforma in calore. Nel fulmine questo avviene con una potenza e una rapidità estreme, e il risultato è il riscaldamento istantaneo dell’aria fino a decine di migliaia di gradi.
E il tuono? È una conseguenza del calore
Ecco una delle parti più affascinanti. Quando l’aria del canale si scalda così bruscamente, si espande in modo violentissimo, quasi esplosivo, generando un’onda d’urto. Quell’onda d’urto, propagandosi nell’atmosfera, è ciò che noi sentiamo come tuono. In altre parole, il tuono è il “boato” prodotto dall’aria surriscaldata che si dilata di colpo. Lampo e tuono sono due facce dello stesso evento: vediamo prima il lampo perché la luce viaggia molto più veloce del suono.
Perché non ci accorgiamo di tutto quel calore
Se un fulmine è così rovente, perché chi si trova vicino non viene incenerito dal calore a distanza, come accadrebbe avvicinando una fiamma? La ragione sta nella durata e nelle dimensioni. Il canale di un fulmine è sottilissimo, largo pochi centimetri, e la fase più calda dura una frazione minuscola di secondo. La quantità totale di energia termica rilasciata, pur enorme come potenza istantanea, agisce per un tempo così breve e in un volume così piccolo da non avere il tempo di “cuocere” l’ambiente circostante. Il pericolo di un fulmine, semmai, è la scarica elettrica diretta e i suoi effetti, non l’irraggiamento di calore a distanza.
Le tracce nascoste: le fulguriti
Il calore di un fulmine può lasciare segni concreti e duraturi. Quando una scarica colpisce un terreno sabbioso, la temperatura altissima può fondere la sabbia in pochi istanti, dando origine a strutture vetrose ramificate chiamate fulguriti. Sono piccoli “fossili di fulmine”: tubicini di vetro naturale che ricalcano il percorso seguito dalla scarica nel suolo. La loro esistenza è una prova tangibile delle temperature in gioco, perché per fondere la silice della sabbia servono ben più di mille gradi. Trovare una fulgurite significa, in un certo senso, tenere in mano la firma lasciata da un fulmine.
Una curiosità che insegna la fisica
Questo fatto sorprendente è anche un’ottima lezione di scienza. Ci ricorda che la temperatura non è la stessa cosa del calore complessivo: un oggetto piccolissimo può raggiungere temperature altissime senza contenere molta energia totale. E ci mostra come fenomeni quotidiani — la resistenza elettrica di un elettrodomestico — e fenomeni grandiosi come una tempesta seguano le stesse leggi fisiche. La prossima volta che un temporale illumina il cielo, saprai che per un istante, lassù, c’è qualcosa di più caldo della superficie del Sole.
Se ti incuriosiscono i fenomeni atmosferici, leggi anche perché i temporali e le grandinate possono diventare così violenti. Per approfondire la scienza dei fulmini in modo affidabile puoi consultare la pagina divulgativa del National Weather Service statunitense.
Domande frequenti
Quanto è caldo davvero un fulmine?
Il canale d’aria attraversato da un fulmine può raggiungere temperature dell’ordine dei 30.000 gradi Celsius, in alcuni casi anche superiori.
È più caldo del Sole?
È più caldo della superficie del Sole (circa 5.500 °C), che supera di circa cinque volte. Non è invece più caldo del nucleo solare, che raggiunge milioni di gradi.
Perché un fulmine raggiunge temperature così alte?
Perché una corrente elettrica intensissima attraversa in pochi milionesimi di secondo l’aria, che oppone resistenza. Per effetto Joule, questa resistenza trasforma l’energia elettrica in un’enorme quantità di calore.
Che cos’è il tuono, allora?
È l’onda d’urto prodotta dall’aria surriscaldata che si espande di colpo. Vediamo prima il lampo perché la luce è molto più veloce del suono.
Perché chi è vicino non viene bruciato dal calore?
Perché il canale è sottilissimo e la fase più calda dura una frazione di secondo: non c’è il tempo né il volume per riscaldare davvero l’ambiente. Il pericolo reale è la scarica elettrica diretta, non l’irraggiamento.
Tutti i fulmini hanno la stessa temperatura?
No, varia in base all’intensità della scarica e alle condizioni atmosferiche, ma l’ordine di grandezza resta quello: alcune decine di migliaia di gradi, ben oltre la superficie del Sole.