Come difendersi dai colpi di fulmine

Secondo una leggenda dei nativi americani il fulmine è il figlio ribelle e scavezzacollo del tuono, e ogni volta che disobbedisce, danneggiando persone o cose, subito lo segue nell'aria lo squassante rimbrotto. Con la sua spettacolarità e la potenza terrificante - secondo stime Nasa può arrivare a 27 mila gradi, quasi cinque volte la temperatura sulla superficie del Sole - il fulmine da sempre accende la fantasia umana, ma oggi è diventato un tema di crescente attualità: non solo per le vite mietute quest'estate, ma anche per il preoccupante rapporto con il cambiamento climatico. "Gli eventi climatici estremi, tra cui le tempeste, diventano sempre più frequenti col riscaldamento globale. Avremo quindi più fulmini, che bruceranno più foreste, e ciò libererà nell'atmosfera tutta la CO₂ che è trattenuta nel legno, con un'ulteriore spinta al surriscaldamento" spiega Dmitri Kalashnikov, ricercatore della Washington State University di Vancouver.

Anche senza pioggia

"Ma c'è motivo di preoccuparsi già oggi: in California, come mostra un nostro studio recente, la maggior parte degli incendi sono causati dai "fulmini a secco", ovvero quelli che si hanno quando cadono meno di 2,5 millimetri di pioggia. Negli Stati Uniti sono in aumento, e il fatto che colpiscano in assenza o quasi di precipitazioni fa sì che gli incendi provocati si espandano più velocemente e facciano più danni. Proprio come si è visto quest'estate in California", continua lo studioso. Ma proprio la natura potrebbe porre un rimedio a questo circolo vizioso: "Quello che osserviamo nelle regioni tropicali è che le specie di alberi più esposte ai fulmini sono anche quelle che sono diventate più resistenti a questo fenomeno atmosferico: c'è insomma una sorta di adattamento" spiega Jeannine Richards, ricercatrice in ecologia tropicale all'Università di Louisville. "Questo significa che se avremo più fulmini con il cambiamento climatico, come già succede in alcune regioni, la composizione delle foreste si sposterà - seppur lentamente - verso specie che sono al tempo stesso più resistenti e più capaci di immagazzinare carbonio, grazie alla densità del legno, insieme all'ampiezza dei vasi che trasportano acqua e all'alto contenuto di azoto nelle foglie". Qualche nome? Dipteryx oleifera, Hura crepitans, Pouteria reticulata, Gustavia superba...

Il fulmine, però, non è sempre stato soltanto un distruttore, anzi, potrebbe aver portato la vita sul nostro pianeta, come ipotizzato da uno studio recente pubblicato su Nature Communications: "La nostra ricerca è partita da un folgorite, detto anche "fulmine pietrificato" per la sua forma: si tratta di un vetro creato dall'impatto di un fulmine su terreni sabbiosi ricchi di quarzo", spiega Benjamin Hess, ricercatore in Scienze planetarie all'Università di Yale. "Nei folgoriti abbiamo trovato grandi quantità di fosforo contenute in un minerale, detto schreibersite, che si forma solo per effetto dei fulmini. La schreibersite è importante perché può reagire con l'acqua per formare biomolecole contenenti fosforo che assomigliano ai precursori della vita sul nostro pianeta. Un solo fulmine può creare una buona quantità di schreibersite, e si stima che oggi sulla Terra cadano circa 100 milioni di fulmini all'anno. Da quel che sappiamo, sulla Terra quattro miliardi di anni fa c'era più CO2 nell'atmosfera e quindi più tempeste. Stimiamo che in quell'era cadessero fino a un miliardo di fulmini all'anno. Tutto questo ci fa pensare che le folgoriti siano state una fonte molto importante di fosforo per lo sviluppo della vita".

Combattere la siccità

Oltre a fare luce sugli antichissimi misteri della vita, lo studio dei fulmini può darci importanti indicazioni pratiche: ad esempio su come combattere la siccità, problema che negli ultimi anni si è fatto più grave anche nel nostro Paese. "Per capire come avere più piogge, bisogna prima pensare a come si originano i fulmini" precisa Daniel Rosenfeld, docente di fisica atmosferica all'Institute of Earth Sciences di Gerusalemme. "L'acqua contenuta nelle nuvole viene spinta verso l'alto dai venti verticali, fino a quando raggiunge un livello dove la temperatura è sufficientemente bassa da farla congelare: a quel punto si formano particelle di ghiaccio di differenti dimensioni. Collidendo tra loro, le particelle si caricano elettricamente, e si separano: le particelle più piccole continuano a salire col vento verticale, e portano le cariche positive nella parte superiore della nuvola, le particelle di ghiaccio più grandi, invece, portano le cariche negative verso il basso, sul fondo della nuvola. In questo modo, tra i due estremi della nuvola che ora hanno segno elettrico opposto si forma un campo elettrico, che cresce di intensità fino a quando è abbastanza forte da originare il fulmine".

Questo meccanismo, mostra uno studio di Rosenfeld pubblicato in agosto su Nature Communications, è anche il motivo per cui le tempeste sul mare generano molti meno fulmini di quelle sulla terraferma. "Gli aerosol che si formano sul mare sono particelle più grandi degli aerosol legati all'inquinamento che si formano sopra le nostre città, e contenendo sale, una volta arrivati nelle nuvole tendono ad assorbire più acqua. Quindi nelle nuvole sul mare si formano meno gocce piccole in grado di salire nella parte superiore della nuvola per trasformarsi in ghiaccio. Si hanno quindi meno fulmini e più pioggia" spiega Rosenfeld. "Un'indicazione che si può trarre da questo studio è che se si bombardano le nuvole, anche sulla terraferma, con particelle di aerosol sufficientemente grandi, si possono ridurre i fulmini e combattere la siccità".

Scariche al contrario

Con nuvole meno "elettriche", probabilmente si eviterebbero le ancora misteriose, rare e potentissime scariche che possono librarsi per decine di chilometri dalle nuvole verso lo spazio, i cosiddetti gigantic jets. In quel caso ad attirare i fulmini sono, si pensa, le cariche elettriche sospese nella ionosfera.
Un beneficio ancora più pratico riguarderebbe il traffico aereo. "Non è raro che gli aerei vengano colpiti da fulmini. In questi casi i passeggeri non corrono rischi, in quanto la struttura metallica dell'aereo si comporta come una "gabbia di Faraday" che non fa entrare la scarica all'interno. È lo stesso motivo per cui, se ci sorprende una tempesta e non ci si può riparare in un edificio, è più sicuro rimanere all'interno dell'auto, che fuori" spiega Michele Urbani, ricercatore alla Universitat Politecnica de Catalunya. "Però il fulmine può danneggiare le strutture superficiali e i circuiti degli aerei: questo fa sì che, una volta tornato a terra, l'aereo debba subire lunghi e costosi controlli prima del volo successivo. Abbiamo un progetto, insieme al Mit e a Boeing, per dotare gli aerei di una protezione: l'idea è di caricare elettricamente l'aereo di una carica con lo stesso segno del fulmine che potrebbe impattare sulla fusoliera, così da respingerlo. Non funzionerebbe al 100 per cento, ma ridurrebbe di molto la probabilità di essere colpiti".

E per chi viene sorpreso da un temporale: "Bisogna evitare di trovarsi in luoghi elevati come le creste montuose: più in alto si è più si rischia, perché minore è la distanza da coprire per il fulmine, che quando scende cerca sempre il percorso che fa consumare meno energia" spiega James Rawlings, ricercatore in fisica alla Nottingham Trent University. "Per questo, se si è allo scoperto in un piano senza ripari, non bisogna trovarsi ad essere la cosa più alta del paesaggio. Mai stare in piedi, dunque, ma nemmeno sdraiarsi a terra: meglio rannicchiarsi con la testa tra le ginocchia, così si è meno vulnerabili alle correnti di terra". Gli alberi isolati non sono un buon parafulmine, anzi. "Se un albero è colpito, la carica può generare correnti di terra e ferirci. Oppure può incendiarsi o esplodere e lanciare schegge all'intorno" avverte Rawlings. "Se si è sorpresi da un temporale mentre si è in acqua, bisogna uscire e allontanarsi dalla spiaggia: l'acqua è un ottimo conduttore e può far viaggiare lontano la scarica". Stesso motivo per cui l'acqua può essere un rischio anche domestico: "Durante una tempesta, è meglio evitare di fare la doccia o il bagno, anche perché le condutture idrauliche di metallo possono fornire una strada utile perché la scarica elettrica del fulmine entri in casa".

Sul Venerdì del 23 settembre 2022