I fulmini sono tra i fenomeni naturali più spettacolari e, allo stesso tempo, i più temuti dall’umanità. Ogni giorno, circa 8 milioni di fulmini colpiscono la Terra, creando uno spettacolo imponente, ma estremamente pericoloso. Ma come si formano questi impressionanti flash elettrici?
Il processo di formazione dei fulmini: un capolavoro elettrico della natura
Il fenomeno dei fulmini inizia all’interno delle nuvole temporalesche, specialmente nei cumulonembi, che possono raggiungere oltre 10 km di altezza e offrono l’ambiente ideale per la formazione di cariche elettriche.
Tutto parte dai moti convettivi nelle nuvole. Le correnti ascensionali sollevano goccioline d’acqua e cristalli di ghiaccio, mentre le particelle più pesanti cadono. Questi movimenti e le collisioni tra particelle provocano una separazione delle cariche elettriche:
- La parte superiore accumula cariche positive (+)
- La parte inferiore accumula cariche negative (-)
Quando la differenza di potenziale tra queste zone diventa abbastanza grande (nell’ordine di milioni di volt), avviene una scarica elettrica che ripristina l’equilibrio. Il fulmine non si forma in un solo istante, ma si sviluppa seguendo un percorso a tappe.
La danza invisibile: il percorso passo dopo passo
Prima che il fulmine diventi visibile, si manifesta il fenomeno del “tracciante a gradini” (stepped leader): dei canali ionizzati invisibili che si avvicinano alla terra a intervalli di circa 50 metri, cercando il percorso di minor resistenza. Quando questi traccianti si avvicinano al suolo, oggetti elevati come alberi, edifici e montagne inviano dei traccianti ascendenti.
Quando i due traccianti si incontrano, si forma un canale conduttivo completo e parte il colpo di ritorno (return stroke): una potentissima scarica elettrica che risale dal suolo verso la nuvola, illuminando l’intero percorso. È questa corrente di ritorno che vediamo come fulmine, capace di raggiungere temperature di 30.000°C (cinque volte più calde della superficie del Sole!) e di propagarsi a velocità pari a un terzo della luce.
Curiosità elettrizzanti sui fulmini
I fulmini nascondono segreti e particolarità sorprendenti:
- Fulmini globulari: rare sfere luminose che fluttuano nell’aria per alcuni secondi o minuti, un fenomeno ancora poco compreso dalla scienza.
- Fulmine verso l’alto: in alcuni casi i fulmini partono dal suolo invece che dalla nuvola, specialmente da strutture molto alte come i grattacieli.
- Sprite e Jet blu: scariche elettriche che avvengono sopra i temporali, nella mesosfera, visibili anche dallo spazio e scoperte solo negli anni ’90.
- Fulgoriti: quando un fulmine colpisce la sabbia, può creare tubi vetrificati, noti come fulgoriti, veri e propri “fossili di fulmini”.
La potenza di un singolo fulmine è straordinaria: può contenere fino a 1 miliardo di volt e 30.000 ampere, energia sufficiente per far funzionare una lampadina per tre mesi!
I luoghi più colpiti: dove il cielo si accende più spesso
Non tutti i luoghi sulla Terra hanno la stessa frequenza di fulmini. Il record lo detiene il Lago Maracaibo, in Venezuela, dove in media si registrano 260 fulmini per chilometro quadrato all’anno, dando vita al fenomeno del “Faro di Maracaibo”, con temporali che imperversano per 300 notti l’anno.
In Italia, le regioni più interessate sono il Nord-Est e l’Appennino centrale, con punte di 4-5 fulmini per km² l’anno. È interessante notare che gli uomini subiscono i fulmini più frequentemente delle donne, con un rapporto di 4:1, probabilmente perché sono più spesso impegnati in attività all’aperto durante i temporali.
Quando un fulmine… non è un fulmine
I fulmini non si verificano solo durante i temporali classici. Eruzioni vulcaniche, tempeste di sabbia, incendi boschivi di vasta scala e persino intense nevicate possono generare fulmini grazie a meccanismi simili di separazione delle cariche. I fulmini vulcanici offrono spettacoli visivi mozzafiato, illuminando nubi di cenere.
La scienza che studia i fulmini, detta ceraunologia (dal greco “keraynos”, fulmine), continua a svelare misteri. Studi recenti suggeriscono che i fulmini potrebbero aver avuto un ruolo fondamentale nell’origine della vita sulla Terra, fornendo l’energia necessaria per formare le prime molecole organiche complesse.
Il prossimo temporale che vedrai non sarà soltanto uno spettacolo di luci, ma un vero e proprio balletto elettrico che rivela uno dei processi più affascinanti della fisica atmosferica, capace di stupire anche i più esperti scienziati.
