Language
Country/Area
No result found
Perché la Terra è carica negativamente? Perché la carica nell'atmosfera non si neutralizza mai?
Sul nostro pianeta, il costo della bolletta elettrica nell'atmosfera si fa sentire quasi ogni giorno e, in determinate condizioni, può diventare uno dei fenomeni più sorprendenti della natura. Dai fulmini durante i temporali all’induzione elettrostatica in una giornata limpida, fanno tutti parte dell’elettricità atmosferica. Questo articolo approfondirà il motivo per cui la Terra è caricata negativamente e perché la carica nell'atmosfera non viene mai completamente neutralizzata.
L'elettricità atmosferica è una materia multidisciplinare che coinvolge concetti quali elettrostatica, fisica dell'atmosfera, meteorologia e scienze della terra.
La formazione e il flusso delle cariche elettriche
Al centro dell'elettricità atmosferica ci sono i circuiti elettrici globali. Questo fenomeno crea una differenza di voltaggio poiché le cariche nell'atmosfera si muovono tra la superficie terrestre e la ionosfera, facendo apparire la superficie terrestre elettricamente negativa. Si osserva generalmente che in una giornata limpida, la superficie terrestre rimane carica negativamente, mentre il campo elettrico nell'aria è positivo, perché le cariche si muovono costantemente nell'atmosfera ed esistono sotto forma di deboli correnti elettriche. Durante questo periodo, l'intensità del campo elettrico è di circa 100 volt al metro, spingendo le cariche positive verso il basso.
Il ruolo dei temporali
I temporali fungono da gigantesca batteria nell'atmosfera e il loro accumulo di energia è molto più grande di quanto immaginiamo. I temporali accumulano centinaia di migliaia di volt attraverso intensi processi di separazione delle cariche e, quando i fulmini rilasciano queste cariche, queste hanno un impatto significativo sulle proprietà elettriche dell’atmosfera. Questo tipo di forte campo elettrico non solo crea le condizioni per la formazione di fulmini, ma garantisce anche lo squilibrio e la distribuzione a lungo termine delle cariche atmosferiche.
La collisione tra le particelle di ghiaccio nei temporali e la grandine debole nella nube provoca la separazione delle cariche, che è un processo importante nella generazione dei fulmini.
Evoluzione storica
Guardando indietro alla storia, già nel 1708, il dottor William Wall sottolineò che le scariche di carica sono simili ai mini-fulmini, e gli esperimenti di Benjamin Franklin dimostrarono ulteriormente che i fenomeni elettrici nell'atmosfera sono simili a quelli in laboratorio. Ulteriori studi come Erman e Peltier esplorarono le proprietà elettriche della terra da diversi aspetti e stabilirono gradualmente una comprensione di base dell'elettricità atmosferica.
Ogni volta che si verifica un temporale, la differenza di potenziale tra la terra e la ionosfera viene rafforzata. È questo processo che fa sì che la terra continui ad essere caricata negativamente.
L'influenza del flusso di corrente e della meteorologia
Le correnti nell'atmosfera collegano numerosi processi naturali, che non solo influenzano i fenomeni meteorologici, ma svolgono un ruolo importante anche a livello biologico. I campi elettrici vicino al suolo incoraggiano le cariche positive presenti nell’atmosfera a fluire verso le regioni della Terra caricate negativamente, creando interessanti interazioni ecologiche, come quelle di alcuni organismi che possono utilizzare questi campi per spostarsi.
Influenza dall'universo alla terra
La terra è spesso colpita dalle radiazioni dell'universo. Queste radiazioni provengono da particelle caricate positivamente nell'universo, che interagiscono con gli atomi nell'atmosfera per produrre la ionizzazione, rendendo l'atmosfera leggermente conduttiva e favorendo il flusso di minuscole correnti. Questo equilibrio gioca un ruolo importante nell'atmosfera, aiutando a mantenere le proprietà elettronegative della Terra.
Sbilanciamento persistente della carica
Nonostante le massicce scariche elettriche che si verificano durante i temporali, il sistema atmosferico non raggiunge mai uno stato completamente neutro. Poiché le particelle e la corrente elettrica continuano a fluire, è sempre presente una non uniformità di carica. Questo fenomeno è un mistero continuo, sia nella scienza moderna che nelle osservazioni antiche.
Anche in una giornata limpida, il campo elettrico continua a cambiare e la sua intensità varia con le condizioni meteorologiche. Tutto questo è l'essenza dell'elettricità atmosferica.
Ricerca futura e sue implicazioni
Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, la ricerca sull'elettricità atmosferica diventerà sempre più approfondita. In particolare, come utilizzare il flusso attuale di cariche elettriche per comprendere i modelli meteorologici e i loro effetti potrebbe diventare un argomento di ricerca scottante in futuro. In molti fenomeni meteorologici il ruolo dei campi elettrici viene spesso sottovalutato. Tuttavia, questo forte effetto del campo elettrico è un fattore indispensabile tra ecologia e clima.
Quindi, di fronte a una relazione dinamica così complessa tra campi elettrici e cariche, come comprenderemo le proprietà elettriche della terra e il suo possibile impatto sulle nostre vite in futuro?
