Un gruppo di ricercatori della Penn State ha fatto qualcosa che sembrava quasi impossibile: catturare per la prima volta in natura le scariche corona sugli alberi durante un temporale. Parliamo di un bagliore elettrico, quasi fantasmatico, che si forma sulle punte delle foglie quando un temporale passa sopra una foresta. Era un fenomeno teorizzato da oltre settant’anni, ma nessuno c’era mai riuscito a osservarlo fuori da un laboratorio. Fino a ora.

La storia ha anche un lato avventuroso che vale la pena raccontare. Il team, guidato dal professor William Brune e dal dottorando Patrick McFarland, ha inseguito temporali lungo la costa orientale degli Stati Uniti a bordo di un minivan Toyota Sienna del 2013, modificato con un telescopio montato sul tetto. La meta iniziale era la Florida, famosa per i suoi temporali estivi quasi quotidiani. Ma il meteo non ha collaborato: per tre settimane le tempeste si sono dissolte troppo in fretta, senza lasciare dati utili. Il colpo di fortuna è arrivato sulla via del ritorno, in North Carolina, quando un temporale durato quasi due ore ha permesso ai ricercatori di puntare i loro strumenti verso un albero di liquidambar nel parcheggio dell’Università di North Carolina a Pembroke. È lì che tutto è cambiato.

Cosa sono le scariche corona e perché potrebbero ripulire l’aria

Le scariche corona sugli alberi si formano quando c’è uno squilibrio elettrico molto forte tra le nuvole temporalesche, cariche negativamente, e il suolo, dove si accumula carica positiva. Questa carica positiva risale attraverso il tronco e i rami, concentrandosi nei punti più sottili e appuntiti: le punte delle foglie. Lì il campo elettrico diventa così intenso da produrre un bagliore flebile, visibile soprattutto nella banda ultravioletta. A occhio nudo è praticamente invisibile, ma con gli strumenti giusti diventa uno spettacolo.

Per osservare il fenomeno, il team ha costruito il Corona Observing Telescope System, un telescopio newtoniano collegato a una fotocamera sensibile ai raggi UV, dotato di sensori per misurare l’elettricità atmosferica e di un sistema di calibrazione con lampada al mercurio. Con questo strumento hanno registrato 859 eventi di scariche corona sul liquidambar e 93 su un pino a foglia lunga nelle vicinanze. Ogni evento è durato da una frazione di secondo a diversi secondi. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Geophysical Research Letters.

Implicazioni per le foreste, il clima e la qualità dell’aria

La parte davvero affascinante riguarda quello che succede dopo. La radiazione ultravioletta generata dalle scariche corona è in grado di spezzare le molecole di vapore acqueo, producendo radicali ossidrile. Questi radicali sono tra i più potenti ossidanti presenti nell’atmosfera: reagiscono con gli inquinanti, compresi gli idrocarburi emessi dagli alberi stessi e il metano, un gas serra molto potente, trasformandoli in sostanze più facili da eliminare. In pratica, gli alberi sotto un temporale potrebbero contribuire attivamente a ripulire l’aria. Non è poco.

Restano però molte domande aperte. I ricercatori vogliono capire se queste scariche danneggiano le foglie nel lungo periodo o se gli alberi si sono in qualche modo adattati. Hanno anche notato piccoli danni sulle foglie nei punti dove si formano le scariche corona, sia in laboratorio che sul campo. Per approfondire, il team sta avviando collaborazioni con ecologi e biologi forestali. Il lavoro è stato finanziato dalla National Science Foundation americana, e potrebbe aprire una finestra completamente nuova sul rapporto tra foreste, atmosfera e salute ambientale.

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Le telecamere a raggi ultravioletti hanno catturato qualcosa che nessuno aveva mai documentato con tanta chiarezza: deboli scariche elettriche che si accendono su foglie e rami degli alberi mentre le cariche temporalesche si accumulano nell’atmosfera. Un fenomeno che, a occhio nudo, resta completamente invisibile, ma che racconta moltissimo su come la natura reagisce all’energia dei temporali ben prima che il fulmine colpisca il suolo.

Parliamo di quei momenti che precedono la tempesta vera e propria. L’aria si fa pesante, il cielo cambia colore, e nel frattempo succede qualcosa di straordinario a livello microscopico. Le cariche elettriche atmosferiche cominciano a interagire con le strutture più esposte del paesaggio, e gli alberi, con le loro punte naturali fatte di rami e foglie, diventano dei veri e propri conduttori silenziosi. Piccoli bagliori, impercettibili per chiunque, si manifestano lungo la vegetazione come segnali anticipatori di quello che sta per accadere in cielo.

Come funziona questa scoperta e perché cambia la prospettiva

La tecnologia delle telecamere UV ha permesso di osservare un processo fisico noto in teoria ma mai visualizzato in modo così diretto sulle piante. Quando un temporale si avvicina e il campo elettrico nell’atmosfera cresce, le estremità appuntite degli oggetti al suolo tendono a concentrare la carica. È lo stesso principio per cui i parafulmini funzionano. Solo che qui non si parla di strutture metalliche progettate dall’essere umano, ma di semplici alberi che, per la loro forma e altezza, finiscono per svolgere un ruolo simile.

I lampi ultravioletti registrati sono estremamente deboli. Non hanno nulla a che vedere con i fulmini che tutti conoscono. Sono più simili a piccole corona discharge, scariche a corona che si sviluppano sulle superfici vegetali senza provocare danni visibili. Eppure la loro presenza suggerisce che la vegetazione partecipa attivamente alla dinamica elettrica dei temporali, influenzando potenzialmente il modo in cui le scariche si propagano tra cielo e terra.

Questa osservazione apre prospettive interessanti per diversi campi. Chi studia la meteorologia potrebbe usare queste informazioni per migliorare i modelli di previsione dei fulmini. Chi si occupa di sicurezza nelle aree boschive potrebbe comprendere meglio il legame tra temporali e incendi innescati da scariche elettriche. E chi lavora nell’ambito dell’ecologia potrebbe iniziare a considerare l’impatto che queste microcariche hanno sulla fisiologia delle piante nel lungo periodo.

Un segnale nascosto che la natura emetteva da sempre

La cosa affascinante è che questo fenomeno non è nuovo. Esiste da quando esistono gli alberi e i temporali. Semplicemente, fino ad ora nessuno aveva puntato lo strumento giusto nel posto giusto al momento giusto. Le telecamere a raggi ultravioletti, progettate originariamente per applicazioni industriali e astronomiche, si sono rivelate lo strumento perfetto per svelare questa interazione nascosta tra vegetazione e atmosfera carica.

Non è esagerato dire che ogni temporale racconta una storia elettrica molto più complessa di quella che percepiamo con i sensi. Sotto la superficie di ciò che vediamo, tra foglie che tremano nel vento e nuvole che si addensano, si gioca una partita fatta di campi elettrici, microcariche e bagliori invisibili. Una partita che ora, grazie alla tecnologia UV, possiamo finalmente osservare e studiare con i nostri occhi, anche se filtrati da una lente speciale.

Quello che emerge da queste osservazioni è un quadro in cui gli alberi non sono semplici spettatori passivi del maltempo. Sono attori coinvolti, antenne naturali che rispondono alle forze elettriche dell’atmosfera con segnali luminosi che aspettavano solo di essere scoperti.

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