I fenomeni temporaleschi e la radioattività: un legame inaspettato
Quando si pensa ai temporali, l’immagine che viene in mente è spesso quella dei fulmini che squarciano il cielo. Tuttavia, c’è un altro fenomeno meno noto ma altrettanto affascinante che si verifica durante questi eventi atmosferici: l’aumento della radioattività di fondo. Questo fenomeno, sebbene meno visibile e immediato rispetto ai fulmini, rappresenta un aspetto cruciale da considerare quando si parla di temporali.
La scoperta della radioattività nei temporali
Un’osservazione inaspettata
Nel cuore delle montagne, dove i temporali sono frequenti e spesso violenti, si trova il Centro Spaziale Ambientale di Aragats, in Armenia. Questo luogo, situato sulla cima del Monte Aragats, è stato testimone di un fenomeno sorprendente: un aumento temporaneo della radioattività che supera di gran lunga i livelli di fondo causati dai raggi cosmici. Gli strumenti di rilevazione hanno registrato picchi di raggi gamma e neutroni, oltre a elettroni che si muovono a velocità prossime a quelle della luce, richiedendo quindi l’applicazione di effetti relativistici per la loro analisi.
Un anno di scoperte
Il 2023 è stato un anno particolarmente significativo per il Centro di Aragats, con ben 56 eventi di aumento della radioattività, noti come Thunderstorm Ground Enhancements (TGEs). Questi eventi hanno spinto i ricercatori a indagare a fondo, confermando le loro ipotesi sulla fisica che li sottende e rivelando dettagli sulla loro intensità ed estensione. I TGEs si verificano quando il campo elettrico all’interno delle nubi temporalesche supera una soglia critica, accelerando gli elettroni liberi nell’atmosfera.
La fisica dietro i TGEs
Il ruolo dei campi elettrici
I campi elettrici generati dai temporali sono responsabili dell’accelerazione degli elettroni, che a loro volta possono innescare valanghe di elettroni in fuga relativistici. Questo fenomeno è stato osservato attraverso i rilevatori di elettroni, che hanno registrato fino a 38 particelle per centimetro quadrato. La presenza di elettroni ad alta energia porta alla produzione di raggi gamma bremsstrahlung, che sono abbastanza potenti da interagire con i nuclei atomici e stimolare il rilascio di neutroni.
La dinamica delle cariche
Secondo gli studiosi, i TGEs sono il risultato di strati all’interno delle nubi temporalesche che sviluppano cariche opposte, oltre a nubi cariche in direzione opposta rispetto alla superficie terrestre. Queste differenze di carica creano dipoli di elettroni e positroni, le stesse condizioni che generano i fulmini. Quando la differenza di carica raggiunge un punto critico, si verifica una scarica elettrica, ovvero un fulmine, che termina i TGEs riequilibrando le cariche.
Implicazioni e futuri studi
Un fenomeno stagionale
I TGEs sono più comuni durante le notti di tarda primavera e estate, almeno sul Monte Aragats. I campi elettrici, che si formano a soli 50 metri dal suolo, possono raggiungere intensità di 2.100 volt per centimetro e accelerare gli elettroni fino a 60 milioni di elettronvolt di energia cinetica. La distribuzione degli strumenti di rilevazione su vasta scala ha permesso ai ricercatori di determinare che durante i TGEs più intensi, i campi elettrici si estendono su diversi chilometri quadrati e influenzano volumi di più chilometri cubi.
Un archivio di dati aperto
I ricercatori del Centro di Aragats hanno creato un database ad accesso aperto delle osservazioni dei TGEs del 2023, offrendo una risorsa preziosa per chiunque sia interessato a esplorare più a fondo questi eventi. Questo archivio rappresenta un’opportunità unica per la comunità scientifica di analizzare i dati e approfondire la comprensione dei fenomeni temporaleschi e della loro capacità di influenzare la radioattività di fondo. I temporali non sono solo spettacolari manifestazioni di forza naturale, ma anche complessi fenomeni fisici che possono influenzare l’ambiente in modi inaspettati. La scoperta dell’aumento della radioattività durante i temporali apre nuove strade per la ricerca scientifica e ci invita a guardare oltre le apparenze, esplorando le dinamiche nascoste che si celano dietro questi eventi atmosferici.
