Foreste scintillanti: il misterioso bagliore blu che avvolge gli alberi durante i temporali

Qual è l’effetto dei temporali con fulminazioni su una foresta? Di fronte a una simile domanda, la prima immagine che sorge spontanea in mente è quella di un tronco che, all’indomani di un temporale, appare annerito, spesso cavo se non schiantato, dopo essere stato colpito da una devastante scarica elettrica. Accanto a questo effetto, drammatico ed evidente, esiste però un altro fenomeno legato ai fulmini, molto più tenue, quasi invisibile all’occhio umano, che va in scena sulla punta di ogni singola foglia. 

Per quasi un secolo, gli scienziati hanno ipotizzato l'esistenza di deboli scariche elettriche chiamate “corone”, generate dall'intenso campo elettrico che si crea tra le nuvole temporalesche e il suolo, ma nessuno era mai riuscito a osservare direttamente nell'ambiente naturale quello che è noto agli esperti come “effetto corona”. 

Il fenomeno non è esclusivo degli alberi, ma può verificarsi su qualsiasi oggetto appuntito immerso in un forte campo elettrico in conseguenza della ionizzazione dell'aria: una elevata differenza di potenziale è infatti in grado di accelerare gli elettroni a tal punto da "strapparli" alle molecole dei gas atmosferici, creando un caratteristico plasma luminoso.

Uno studio rivoluzionario pubblicato di recente su Geophysical Research Letters, realizzato da ricercatori della Pennsylvania State University, ha finalmente fornito dettagli su questa particolare luminescenza. Grazie a tecnologie a ultravioletti, gli scienziati hanno filmato per la prima volta queste scintille quasi invisibili, rivelando che i temporali inducono la formazione, sulle chiome degli alberi, di un debole bagliore bluastro che rende le foreste magicamente scintillanti.

Scintille tra le foglie: la fisica del bagliore blu

Lo studio, condotto nell’estate del 2024 lungo la costa orientale degli Stati Uniti, fornisce una prova scientifica di un fenomeno a lungo intuito, supportato esclusivamente dalla rilevazione di anomalie del campo elettrico all’interno delle foreste durante i temporali.

"Queste cose accadono davvero. Le abbiamo viste, ora sappiamo che esistono -  il commento di Patrick McFarland, meteorologo della Pennsylvania State University e autore principale dello studio - . Avere finalmente prove concrete di ciò... è ciò che ritengo più divertente".

Il meccanismo alla base del fenomeno era stato già ipotizzato e testato in laboratorio. Durante un temporale, si genera un’enorme differenza di potenziale tra le nubi e il suolo. La carica del terreno, opposta a quella presente nell’aria, risale lungo i tronchi verso le estremità più alte, rappresentate dalle punte delle foglie. In questi punti, il campo elettrico diventa così intenso da ionizzare l'aria circostante, permettendo all'elettricità di disperdersi e generando un debole alone luminoso blu.

La teoria era dunque chiara e, come confermato da McFarland, in condizioni sperimentali di laboratorio, spegnendo le luci e chiudendo le finestre, è possibile osservare con i propri occhi il bagliore blu. Mancava un tassello: riuscire a vedere il medesimo effetto nell’ambiente naturale. Il team di ricerca ha dovuto letteralmente "inventarsi" un modo per vederle.

Un minivan a caccia di tempeste

Per documentare il fenomeno, i ricercatori hanno trasformato un vecchio minivan Toyota del 2013 in un laboratorio mobile, equipaggiato con una stazione meteorologica, un rilevatore di campo elettrico e un telemetro laser. Attraverso la realizzazione di un foro nel tettuccio è stato inoltre installato un periscopio, ovvero un sistema di specchi in grado di catturare la luce dall'alto e indirizzarla verso una telecamera ultravioletta posta all'interno del veicolo. Poiché le corone emettono radiazioni UV a circa 260 nm, questa strumentazione ha permesso di isolare il loro segnale dal resto della luce visibile.

Inseguendo tempeste tra la Carolina del Nord e la Pennsylvania, il team ha puntato l'obiettivo sui rami degli alberi, perlopiù esemplari di pino e storace americano, scoprendo così che le corone non sono statiche come fiammelle sullo stoppino di una candela, ma si muovono sporadicamente tra le foglie, seguendo l'oscillazione dei rami nel vento. 

McFarland descrive la scena come una danza frenetica: "Se aveste una vista sovrumana, credo che vedreste questa fascia di luce sulla cima di ogni albero durante un temporale. Probabilmente sembrerebbe uno spettacolo luminoso, come se migliaia di lucciole che emettono raggi UV si fossero posate sulle cime degli alberi."

Accanto all’effetto estetico, la presenza di queste scariche ha conseguenze concrete sulle piante, in quanto le corone sono in grado di bruciare le punte sottili delle foglie in pochi secondi. I ricercatori ipotizzano che queste scariche ripetute possano danneggiare la cuticola protettiva e i cloroplasti. Ipotesi corollaria è che gli alberi abbiano sviluppato evolutivamente dei metodi per minimizzare il danno, che al momento rappresentano un mistero.

Per tale ragione, McFarland spera di collaborare con ecologi forestali e botanici per ulteriori approfondimenti del fenomeno. “È proprio lì che vorrei arrivare, per capire quali impatti ha sull'albero stesso e sulla foresta nel suo complesso”.