Tuoni e fulmini

Vi siete mai chiesti che cosa sono i fulmini? Spesso molti fenomeni che ci circondano sono talmente comuni che ci dimentichiamo di chiederci cosa li scateni, eppure conoscerne l’origine ci permette di osservarli con una meraviglia ancora maggiore.

Il fulmine è un fenomeno di scarica di corrente tra regioni cariche elettricamente nelle nubi o tra nubi e suolo. Può avvenire quando una regione della nube si carica negativamente e le particelle cariche vengono attratte dalle particelle positive che si trovano a terra (fulmine nube-suolo), in un’altra regione della nube (fulmine intranube) o in un’altra nube (fulmine internube). Ciò genera un rapido passaggio di particelle cariche da una regione all’altra che si manifesta come un plasma [1] (la saetta), un bagliore diffuso ed il tuono. Quest’ultimo generalmente si ascolta in ritardo rispetto al momento in cui si osserva la luce in quanto la velocità del suono è circa 300.000 volte minore di quella della luce. Sulla Terra cadono circa 1.4 miliardi di fulmini all’anno con una durata media di 0.2 secondi, quanto un battito di ciglia!

Si osservano fulmini anche nelle eruzioni vulcaniche, nelle tempeste di sabbia, nei tornado, nelle bufere di neve e negli incendi boschivi.

Ma perché le nubi si caricano elettricamente? Quello che si osserva è un accumulo di cariche negative nella parte bassa della nube e di cariche positive nella parte alta. Esistono due teorie fondamentali che cercano di spiegare tale fenomeno: la teoria gravitazionale e la teoria convettiva.

Nella prima la causa dell’esistenza delle regioni cariche è la differenza di massa tra particelle cariche negativamente e positivamente. Le particelle più grandi e massicce, infatti, si strofinerebbero più facilmente tra di loro, caricandosi negativamente. Siccome le masse maggiori saranno maggiormente attratte verso il basso, si creeranno regioni cariche differentemente. La teoria gravitazionale è più accreditata, ma non spiega il fenomeno nelle situazioni in cui non vi siano particelle di ghiaccio.

La teoria convettiva invece spiega la carica come una cattura degli ioni che viaggiano nell’atmosfera da parte delle nubi. Queste cariche si possono formare a causa dell’attrito tra le particelle nei moti interni alle nubi temporalesche, per poi venire catturate dalle goccioline d’acqua  che costituiscono le nubi stesse, creando così delle regioni cariche.

[1] Il plasma è lo stato della materia simile ad un gas, ma costituito prevalentemente da particelle cariche, cosa che in genere richiede elevate temperature: ecco perché la maggior parte del plasma lo troviamo nelle stelle.

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