Ricerca sull'origine del fulmine

Secondo una nuova teoria, i fulmini sono causati dalla collisione di goccioline d'acqua molto sottili, che si raggruppano per formare gocce di pioggia più grandi.

I temporali si verificano regolarmente nelle calde e umide giornate estive. Ma gli studiosi si interrogano da millenni sull'origine dei fulmini. (Immagine simbolo: Unsplash)

Nella cosiddetta teoria della coalescenza delle gocce, si ipotizza che le cariche dei fulmini si formino dalla dissociazione dell'acqua in presenza di calore e radiazione solare. Gli ioni di idrogeno più leggeri salgono, mentre gli ioni di idrossido più pesanti tendono a scendere.

Come è stato recentemente dimostrato, gli ioni di idrogeno non reagiscono immediatamente con le molecole d'acqua, ma possono percorrere distanze molto più lunghe rispetto all'acqua scontrandosi con azoto e ossigeno. In teoria si potrebbero considerare anche altre coppie di ioni, ma non è stato possibile dimostrarlo nella pratica.

Diverse teorie

Le tre teorie prevalenti sull'origine dei fulmini non solo sono in contraddizione tra loro, ma anche con le leggi fondamentali della fisica.

Pertanto, la teoria dell'attrito dei grani di ghiaccio e quella del congelamento delle gocce d'acqua contraddicono il fatto che i temporali si verifichino più frequentemente nei giorni caldi che in quelli freddi. La teoria della distribuzione della carica nelle gocce d'acqua non può spiegare una maggiore separazione della carica senza una scarica immediata.

Viene presentata una nuova teoria sulla formazione dei fulmini nell'atmosfera. L'acqua si dissocia preferenzialmente a temperature più elevate.

A causa della loro piccola massa, gli ioni di idrogeno salgono nella troposfera superiore. Lì si attaccano a sottili goccioline d'acqua. Le gocce d'acqua fini si combinano per formare gocce più grandi, il che costringe le cariche elettriche collegate a unirsi.

Infine, la densità di carica sulla superficie della gocciolina è troppo grande, per cui l'intensità del campo di breakdown
è superato in aria. Il fulmine si propaga accelerando le particelle elettricamente cariche nel campo elettrico.

La teoria della coalescenza delle gocce è stata azzardata
Anche se la teoria della coalescenza delle gocce è azzardata, resiste a un esame più attento almeno quanto le spiegazioni attualmente prevalenti. È certo infatti che, per ragioni fisiche, alcune delle teorie attuali non possono essere corrette.

Non si parla del romanticismo di un rinfrescante temporale estivo. Godetevi i lampi e i tuoni o riflettete sulle forze della natura!

Informazioni: Daniel S. Christen (Salute-Sicurezza-Protezione dell'ambiente)  daniel.christen@eco-swiss.ch

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