Macedonio Melloni nacque l’11 aprile 1798 a Parma. È conosciuto per essere stato il primo direttore dell’Osservatorio Vesuviano, il più antico per lo studio dei vulcani. Melloni ha però avuto un ruolo importante anche nello studio del magnetismo delle rocce.
“Non esservi luce senza calore”
Melloni è considerato il fondatore della fisica della radiazione infrarossa. I suoi studi dimostrano che il calore radiante si comporta come la luce. Fenomeno oggi conosciuto come “raggi infrarossi”.
Melloni dimostra che i fenomeni luminosi e i fenomeni calorifici derivano da un’unica serie di radiazioni. Una parte però incide sulla vista e l’altra è svelata per riscaldamento dei corpi. Melloni arrivò così all’unificazione di fenomeni fisici fino ad allora noti come luminosi, caloriferi e chimici. Sostenne infatti che la radiazione chimica (ultravioletto) e la radiazione oscura (infrarosso) altro non sono che manifestazioni diverse dello stesso fenomeno.
Da Parma a Napoli
Melloni era da sempre interessato al magnetismo già nel primo ventennio dell’800. A Parma utilizzava come strumento il galvanometro astatico inventato da Ampère nel 1821, il cui funzionamento è basato sulla precisa magnetizzazione dei due aghi. Successivamente sviluppò e mise a punto il suo magnetoscopio.
A Napoli, presso il Reale Osservatorio Meteorologico Vesuviano, incoraggiò sin da subito l’esecuzione della misura della declinazione e dell’inclinazione del campo magnetico terrestre. A partire dal 1840, sono regolarmente pubblicate le misure effettuate giornalmente.
Fu proprio a Napoli che Melloni iniziò a studiare la magnetizzazione delle rocce. Il suo interesse probabilmente scaturì dall’analisi delle osservazioni già eseguite in precedenza da Arcangelo Scacchi.
Scacchi riscontrò sulle colate laviche del Monte Vulture in Basilicata una forte magnetizzazione mediante la deviazione dall’ago di una bussola. Il mineralogista e geochimico notò che le proprietà magnetiche delle lave erano correlate alla presenza di minerali ferromagnetici descritti come ossidi di ferro (magnetite, Fe3O4). Inoltre proprio la concentrazione di questi minerali determinava il diverso potere di attrazione delle lave.
Nuove verità sulla magnetizzazione delle lave
Da principio Melloni eseguì in laboratorio una serie di analisi su diversi campioni di rocce, principalmente provenienti dal Vesuvio. Grazie all’utilizzo del magnetoscopio misurava la repulsione delle rocce. Successivamente eseguì numerosi esperimenti alla continua ricerca della legge relativa alla magnetizzazione. Melloni riscaldava ad alte temperature frammenti di lava con varie orientazioni spaziali, per poi lasciarli raffreddare a temperatura ambiente. Infine effettuava nuove misurazioni.
Attraverso queste analisi ed esperimenti di riscaldamento, Melloni comprese qualcosa di sorprendente. Le lave acquisiscono una magnetizzazione naturale rimanente durante il raffreddamento sotto l’azione del campo magnetico terrestre. La direzione è legata a quella del campo magnetico nel momento e nel luogo in cui le lave si raffreddano. Inoltre scoprì che la magnetizzazione è stabile. Essa rimane permanente e non varia nel tempo. Tuttavia solo l’azione del calore può cancellare la precedente magnetizzazione.
Melloni con questi risultati darà un nuovo indirizzo agli studi del magnetismo terrestre.
I principali risultati degli studi di Melloni sul magnetismo delle rocce, furono pubblicati dopo la sua morte nel 1856 sulla rivista “Memorie della Regia Accademia di Napoli”.
Memoria I – “Sulla polarità magnetica delle lave e delle rocce affini”
Memoria II – “Sopra la calamitazione delle lave in virtù del calore, e gli effetti dovuti alla forza coercitiva di qualunque roccia magnetica”
a cura di Maria Di Nezza