Stupefacenti scariche elettriche dalle nubi verso la ionosfera

È noto che i fulmini, visti usualmente durante un temporale, sono scariche elettriche che avvengono fra il suolo, conduttivo, e le nuvole temporalesche cariche di elettricità. Meno noti sono i fulmini che si verificano nell’alta atmosfera, scoperti solo alla fine degli anni ’80 del secolo scorso.

di Carlo Scotto

Il fulmine è un fenomeno atmosferico che consiste in un’enorme scarica elettrica tra due corpi carichi. Questo fenomeno si può originare tra una nuvola ed il suolo, tra due nuvole o all’interno di una stessa nuvola.

Esistono, però, scariche elettriche che invece di scoccare fra la nuvola ed il suolo, sono dirette verso l’alto, scoccando fra le nuvole e la ionosfera, quella zona dell’atmosfera che comincia a 50 km di quota e che è in grado di condurre correnti elettriche come la superficie terrestre.

Fu il famoso fisico scozzese Charles Thomson Rees Wilson a predire, nel 1920, l’esistenza di questi portentosi fenomeni della natura, detti Transient Luminous Events (TLE). La loro osservazione era stata sporadicamente riportata da piloti di aeroplani, ma la loro esistenza non venne considerata reale fino al 1989, quando ve ne fu la prima evidenza fotografica nel corso di una missione dello Space Shuttle.

I TLE assumono varie forme e natura. Essi sono relativamente rari: capitano con una frequenza pari a circa l’1% rispetto a quella dei fulmini comuni. I TLE possono essere suddivisi in sprite, jet ed ELVES.

Gli sprite

Gli sprite sono tra i più comuni: essi si presentano a grappoli e dànno luogo a una vasta gamma di forme con colori fra il rosso-arancio ed il blu-verde. Gli sprite rossi appaiono nell’alta atmosfera, generalmente da 50 a 100 km di quota, al di sopra dei sistemi temporalaleschi, con strutture contorte, che si estendono verso il basso, con forme simili ai tralci della vigna. Solitamente gli sprite sono associati a fulmini da nube a terra. Quando un fulmine colpisce il terreno trasferendovi una carica positiva, infatti, lascia l’apice della nuvola carico negativamente. Poi, se in questo apice si accumula abbastanza carica negativa, una scarica elettrica scocca verso la ionosfera sovrastante e dà luogo ad uno sprite rosso. È possibile vedere gli sprite rossi ad occhio nudo, ma speciali attrezzature video e fotografiche, abbinate a stazioni di osservazione in quota, aumentano la probabilità di osservare questi sfuggenti ed affascinanti  bagliori scarlatti.

I blue jet

A volte gli sprites vengono osservati subito dopo un particolare tipo di fulmine nube-ionosfera, detto blue jet. La prima osservazione di un blue jet risale al 21 ottobre 1989 quando venne ripreso in un video di un temporale dallo Space Shuttle in volo sopra l’Australia. I blu jet si verificano molto meno frequentemente degli sprite, tanto che, fino al 2007, ne erano state ottenute in totale meno di cento immagini. I blu jet si propagano verso l’alto, da sistemi temporalaschi attivi. Possono estendersi fino a 20 km sopra il vertice della nuvola temporalesca.  I blu jet non sono necessariamente associati a un fulmine nuvola-terra. I ricercatori hanno osservato che i blu jet durano solo un decimo di secondo, cosa che li rende difficili da vedere ad occhio nudo. Sussistono ancora diverse incertezze riguardo ai loro meccanismi di formazione.

Gli ELVES

Gli ELVES (Emission of Light and Very Low Frequency perturbations due to Electromagnetic Pulse Sources) sono impulsi elettromagnetici generati da fulmini. Sembrano bagliori a forma di ciambella che si espandono lateralmente fino a 300 km di altitudine. La ricerca atmosferica indica che gli ELVES sono il tipo più diffuso di TLE nell’atmosfera.

Inaspettati fenomeni luminosi transienti vengono scoperti ogni anno e la ricerca in questo settore promette di scoprire sempre nuovi, sfuggenti, fantasmi luminosi che popolano l’atmosfera sopra la nostra testa.

In copertina  red sprites fotografati da Roger Spinner il 6 agosto 2019