Il fulmine T. rex e la scienza delle saette

Quanti ne cadono, dove colpiscono, come fare per evitare quelli più "spaventosi" e come sfruttarli per ricavare energia. Curiosità sui protagonisti di fine estate, in una gallery elettrizzante.

t-rexfulmine1234567891011121314Approfondimenti
t-rexfulmine

Come se i fulmini non fossero già abbastanza terrificanti, quello che si è scagliato sulla Blue Mesa nel Petrified Forest National Park (Arizona), si è "travestito" dal più feroce predatore di sempre: il Tyrannosaurus rex. La foto è stata postata su Facebook dal Dipartimento degli Interni degli Stati Uniti d'America, che controlla la gestione dei parchi nazionali, e ha ottenuto oltre 4600 condivisioni. Certo, per completare la sagoma del dinosauro mancano le zampe, che però sarebbero piccole... Ci sembra lo scatto ideale per introdurre una carrellata di curiosità sui fulmini, tanto imprevedibili e pericolosi, quanto fotogenici.

1

I fulmini hanno sempre rappresentato, nell’immaginazione dell’uomo, un segno della potenza divina.
Da anni sono oggetto di studi approfonditi ma molti aspetti del loro comportamento non sono ancora stati chiariti. In questa "elettrizzante" fotogallery vi sveleremo misteri e curiosità su questo spettacolare fenomeno naturale, vi consiglieremo cosa è meglio fare (o evitare) in caso di incontro ravvicinato con il lampo e come fotografarli per stupire gli amici con immagini da professionisti.

2

Quelli fotografati in questa spettacolare immagine sono solo alcuni dei milioni (almeno 5 o 6) di fulmini che tutti i giorni colpiscono la Terra e che possono raggiungere anche i 20 chilometri di lunghezza. In ogni istante nel nostro pianeta sono presenti almeno 3 mila celle temporalesche e c'è chi di mestiere ne prevede luogo e occorrenza: leggete il nostro speciale su come nascono le previsioni del tempo.

3

I primi studi sulla fisica del lampo inziarono a metà del 1700 con l’aquilone di Benjamin Franklin, grazie al quale il presidente americano verificò, in modo del tutto empirico e pericoloso, la natura elettrica del fenomeno.
Franklin fece volare in un temporale un aquilone legato a un filo di seta. In fondo al filo legò una chiave metallica e, prendendola in mano, chiuse il circuito aquilone-filo-terra. In questo modo potè percepire il passaggio di corrente. Si rese conto soltanto in seguito della pericolosità del suo esperimento, quando seppe che lo svedese G.W. Richmann era morto nel tentivo di ripeterlo.
Nella foto, un fulmine vicino a Castel Sant’Angelo, a Roma.

4

Una pioggia di fulmini sopra l’Acropoli di Atene è sicuramente un bello spettacolo... ma non per tutti. Sono infatti in molti a soffrire di ceraunofobia, cioè la paura di tuoni e lampi. In realtà essere colpiti da un fulmine è un evento piuttosto raro: accade a una persona su 3000 e in pochissimi casi è mortale. C’è poi chi è perseguitato dalle saette: Roy Sullivan, guardiaparchi della Virginia, è stato colpito dai fulmini per ben sette volte, ma è morto suicida per amore a 71 anni. Per scoprire l'anatomia di un fulmine non perderti il nostro multimedia. Guarda anche un fulmine al super rallentatore

5

Di solito i temporali più violenti si verificano d’estate e in città. Asfalto e cemento trattengono il calore che si accumula durante le giornate più torride, contribuendo ad accelerare l’evaporazione dell’umidità dal terreno. In questo modo le nubi si gonfiano ancora di più. I granelli di acqua gelata contenuta al loro interno si scontrano, acquistando o perdendo elettroni e caricandosi positivamente o negativamente. Questo movimento di particelle cariche provoca i fulmini che, colpendo il suolo, accelerano ulteriormente l’evaporazione autoalimentando il fenomeno.
In realtà i fulmini nube-suolo sono solo il 10% di tutti i fulmini. Il restante 90% è costituito da fulmini nube-nube. I primi però, essendo i più pericolosi per l’uomo, sono anche i più studiati.
Ogni fulmine nube-suolo dura solitamente 0,2 secondi ed è formato da singole componenti, chiamate colpi, la cui durata è di poche decine di millisecondi. Ogni fulmine è formato da diversi colpi intervallati da pause. Se si osserva ad occhio nudo un fulmine può capitare di vedere l’immagine intermittente: ciò significa che si stanno percependo i vari colpi.
Nella foto un temporale a Sidney, sopra l’Opera House (foto © Vermin Inc).

6

Nel mondo cade un fulmine ogni 3 secondi. Essere colpiti da un fulmine non è l’unico rischio che si corre stando all’aperto durante un temporale: esiste infatti anche il pericolo di fulminazione secondaria provocata dal passaggio di corrente nel terreno. Secondo gli esperti la zona pericolosa ha un raggio di circa 30 metri intorno al punto di caduta.
I rischi per l’organismo colpito da un fulmine sono quelli tipici di una forte scossa elettrica: arresto respiratorio, arresto cardiaco, perdita di conoscenza e amnesia temporanea, paralisi, ustioni. La visione diretta della luce di un fulmine può provocare danni alla vista. 
Per proteggersi valgono le solite regole: non cercare riparo sotto gli alberi, non sostare vicino a pali o muri. È preferibile stare in uno spazio aperto, come un prato, lontano da oggetti appuntiti o metallici (compresi ombrelli, bastoni e piccozze) meglio se sdraiati o accovacciati anziché in piedi.

7

Se amate andare a spasso sotto la pioggia ascoltando la vostra musica preferita è meglio che rivediate le vostre abitudini. È questo il consiglio spassionato del dottor Herffmann, un medico di Vancouver che ha soccorso un paziente colpito da un fulmine mentre correva con le cuffiette dell’Ipod nelle orecchie. La sfortunata vittima di questo incidente ha riportato ustioni su volto, collo e petto, proprio in corrispondenza dei fili del lettore MP3. La scarica di corrente gli ha inoltre provocato la rottura di entrambi i timpani e la frattura della mascella. Secondo il medico, il metallo contenuto negli auricolari ha agito da conduttore provocando tutti questi guai al povero corridore.

8

Gli scienziati dell’Istituto di fisica dell’Università dell’Arizona hanno scoperto che circa il 35% dei fulmini si ramifica prima di toccare il suolo e lo colpisce in punti distanti non più di 10 metri l’uno dell’altro: solitamente la seconda scarica colpisce lontano dalla prima, mentre la terza o la quarta ne seguono il percorso.
Altri studi condotti nelle sabbie del Sahara hanno invece permesso ai ricercatori di studiare fulmini caduti in quella zona oltre 15.000 anni fa: in alcune aree del deserto sono infatti state ritrovate delle folgoriti, ossia cilindri di sabbia vetrificata dall’enorme calore di un fulmine. Queste formazioni geologiche, una volta “aperte” e analizzate, consentono di raccogliere moltissime informazioni sull’ecosistema dell’epoca. Gli scienziati hanno per esempio avuto conferma che in quel periodo il deserto era ricco di piante e arbusti.

9

Uno studio presentato all'annuale congresso del Centro per il controllo delle Malattie degli Stati Uniti ha dimostrato come tempeste, fulmini e alluvioni uccidono molti più uomini che donne. I fulmini in particolare colpiscono nella maggior parte dei casi maschi che stanno facendo sport all'aperto o stanno guidando. Il comportamento da adottare per salvarsi nel caso di maltempo dipende dalle circostanze, ma sembra che i maschi in questi casi siano più imprudenti delle signore. In generale, in caso di temporale, l’automobile può essere considerata un riparo sicuro. L’auto, infatti, è una gabbia metallica che conduce a terra la corrente tramite le gomme bagnate. Inoltre la poca distanza della macchina dal suolo è sufficiente per innescare un arco elettrico ricreando una messa a terra sicura.
Per ripararsi nell’auto è bene comunque ricordarsi di chiudere finestrini e porte o portelli, non toccare le parti metalliche o l’autoradio.

10

3.000 – 5.000 le celle temporalesche presenti ogni istante sul nostro pianeta.
5 – 6 milioni i fulmini che colpiscono ogni giorno la Terra.
20 km la lunghezza massima di un fulmine.
20.000 Ampere l’intensità della corrente nel fulmine.
33.000° C la temperatura massima di un fulmine

Lungo lo stretto canale percorso dal fulmine l'aria si riscalda quasi istantaneamente fino temperature prossime ai 30.000° C. Questo determina un'espansione esplosiva che ad una certa distanza si manifesta con un boato: è il tuono. Poiché il suono si propaga a 340 metri al secondo mentre la luce a 300.000 chilometri al secondo, si ha una differenza tra la visione del fulmine e la percezione del tuono che è tanto più rilevante quanto più lontano si è avuta la scarica elettrica. Per calcolare la distanza in metri tra noi e il fulmine basta quindi moltiplicare per 340 i secondi che passano tra il lampo e il tuono.
Nella foto: un temporale sopra Las Vegas.

11

Per fotografare un fulmine occorrono una buona macchina fotografica che permetta la gestione manuale di otturatore e diaframma, un treppiede e tanta pazienza. Inquadrate la fetta di cielo che sarà protagonista della vostra scena e selezionate il tempo di posa B, un impostazione che permette di tenere aperto l’otturatore per un tempo indefinito e che di solito si trova solo sulle reflex. Per evitare movimenti alla macchina, che darebbero origine a una foto mossa, conviene procurarsi un comando a filo per l’otturatore. Qualche prova in notturna permetterà di scegliere il tempo di posa e l’obiettivo migliori per evitare foto sovraesposte. È bene prestare attenzione al cavalletto: se metallico potrebbe fare da parafulmine e rendere l’hobby della fotografia un po’ troppo pericoloso. È quindi meglio scattare da posizioni coperte come balconi o finestre.

12

Sarebbe possibile sfruttare i lampi per generare energia? Sfortunatamente no. La corrente elettrica del fulmine non può essere immagazzinata o conservata perché consiste nello spostamento di particelle cariche tra due zone di differente potenziale. Il fulmine può essere assimilato a una cascata: l’energia non è data dall’acqua in sé ma dalla caduta dell’acqua e finisce quando questa raggiunge il suolo. Il problema dei fulmini è la loro forza distruttiva: in pochi centesimi di secondo scaricano una corrente che scalda l’aria circostante a temperature vicine ai 30.000° C, risultando così del tutto inutilizzabili.

13

La parte luminosa del fulmine è la parte di scarica elettrica che va dal suolo alla nube. Un fulmine infatti nasce quando si verifica una differenza di potenziale elettrico di almeno 100.000 volt all’interno di una nuvola, o tra nuvola e suolo. Ogni scarica ha però una microstruttura invisibile che si forma alla base della nuvola composta da un flusso discendente di elettroni guida che si muove verso il suolo, zigzagando. Quando la guida lascia definitivamente la nuvola per avvicinarsi a terra si incontra con la guida corrispondente, formata da cariche positive che risalgono e che partono da oggetti appuntiti come cime di alberi e pali metallici. La nuvola, a questo punto, è collegata al suolo: la scarica elettrica surriscalda il percorso e lo rende visibile. In generale, la porzione più vicina al suolo si accende per prima, ed è seguita da fulmini che provengono da zone più in alto. Ecco perchè spesso sembra che i fulmini partano dal terreno e si dirigano verso l’alto.

14

Il colore dei fulmini può fornire qualche indicazione in merito al contenuto di umidità dell'aria. Se la saetta è rossastra in quella zona sono in corso piogge; se è azzurra indica grandine; se è gialla vuol dire che c'è polvere in sospensione sollevata dal vento; se il fulmine è bianco indica scarsa umidità e quindi elevato pericolo di incendi.

Come se i fulmini non fossero già abbastanza terrificanti, quello che si è scagliato sulla Blue Mesa nel Petrified Forest National Park (Arizona), si è "travestito" dal più feroce predatore di sempre: il Tyrannosaurus rex. La foto è stata postata su Facebook dal Dipartimento degli Interni degli Stati Uniti d'America, che controlla la gestione dei parchi nazionali, e ha ottenuto oltre 4600 condivisioni. Certo, per completare la sagoma del dinosauro mancano le zampe, che però sarebbero piccole... Ci sembra lo scatto ideale per introdurre una carrellata di curiosità sui fulmini, tanto imprevedibili e pericolosi, quanto fotogenici.