Il Natale si avvicina e mentre siamo tutti impegnati con regali, panettoni e preparativi vari, anche il freddo è arrivato definitivamente e in moltissimi luoghi della Terra è caduta la neve.
Bellissima, silenziosa e bianca, è uno spettacolo fantastico e un piacere osservarla venire giù dal cielo, magari con una bella tazza di té e un buon libro. Ma cos'è esattamente la neve? Perché è bianca? Come si forma?
C'era una volta una nuvola
Tutti sanno che le nuvole non sono altro che milioni di goccioline d'acqua in sospensione nelle parti più alte dell'atmosfera, acqua che deriva da svariate fonti come fiumi, laghi, mari, ma non solo. Questo enorme nuvolone però non contiene solo ed unicamente acqua, ma anche minuscole particelle di polvere (il cosiddetto pulviscolo atmosferico), vapore e ghiaccio, tutti lì a scontrarsi fra loro.
Quando la temperatura è sufficientemente bassa, ecco che uno dei granelli di pulviscolo fa da nucleo di condensazione, cioè richiama su di sé tutte le goccioline di acqua e vapore, ingrandendosi sempre di più e solidificandosi in un cristallo di ghiaccio.
Dovete immaginare un enorme movimento caotico di gocce d'acqua che vanno da una parte all'altra, finché non vengono "catturate" e imprigionate in quello che sarà il futuro fiocco di neve.
Man mano che la temperatura si abbassa ancora, questo movimento diventa sempre più lento, e infine ogni molecola d'acqua si trova bloccata al vertice di un tetraedro.
 |
| L'acqua (composta da Ossigeno in rosso e Idrogeno in blu) si dispone ai vertici di un tetraedro |
La particolare forma delle molecole d'acqua (il cui angolo è di 109° allo stato solido e di 104.5° allo stato liquido) fa sì che i tetraedri si dispongano a formare una struttura esagonale tridimensionale composta da vari strati.
A questo punto tutto dipende dalle condizioni atmosferiche di temperatura e umidità che il fiocco di neve incontra nel suo viaggio dalla nuvola al suolo e che sono responsabili delle infinite varietà di forme che possiamo ammirare al microscopio e da cui nasce il detto secondo cui non esistono due fiocchi di neve uguali fra loro.
Naturalmente se, precipitando verso il suolo, il fiocco incontra una pressione e una umidità maggiore, la struttura esagonale originaria sarà maggiormente modificata, diventando più aghiforme e più complessa, mentre se nel percorso le sollecitazioni atmosferiche sono limitate, anche le modifiche apportate all'esagono saranno poche e quindi sarà possibile vedere chiaramente la forma primigenia del fiocco di neve.
Una piccola curiosità: alcuni ricercatori inglesi sono riusciti a far crescere fiocchi di neve dalla forma pentagonale. Come hanno fatto? Su una superficie di Rame, a una temperatura di -173°C e in condizioni di vuoto.
Giochi di luce
Ora che la neve si è formata e sta cadendo dolcemente sulle nostre città, possiamo renderci conto di qualcosa che, pur essendo abbastanza ovvia, non è poi così immediata: se i cristalli di ghiaccio di cui la neve è formata sono trasparenti (come lo è l'acqua), perché la neve è bianca?
Il trucco sta tutto nel modo in cui la luce colpisce la superficie del manto nevoso e viene riflessa verso i nostri occhi.
Innanzitutto bisogna sapere che il bianco non è un colore vero e proprio, ma il risultato dell'insieme di tutti i colori dello spettro luminoso che, riflessi tutti insieme verso il nostro occhio, ci appaiono come bianco.
Un oggetto trasparente, invece, è quello che permette alla luce di attraversarlo, uscendo (più o meno deviata) dall'altra parte.
Nel caso di una superficie innevata, la luce passa attraverso ogni piccolo cristallo di neve e viene leggermente deviata da ognuno di essi, questo accade così tante volte che il risultato è che il raggio luminoso torna indietro da dove era venuto, con il risultato che guardandolo noi lo vediamo bianco e anche molto brillante, tanto da risultarne quasi accecati e da dover indossare gli occhiali da sole.
Strani nuovi mondi
Ok, la neve è bellissima sulla Terra, ma sugli altri pianeti può nevicare?
Sembrerà incredibile, ma la risposta è sì.
Nel 2009 la sonda Phoenix ha rilevato precipitazioni nevose sulla superficie di Marte. Questo è possibile perché le nuvole marziane (che di giorno trattengono il calore del sole), di notte raggiungono temperature bassissime ed è quindi possibile la formazione di cristalli di ghiaccio. Purtroppo però queste nevicate non raggiungono mai il suolo ed evaporano prima.
Non solo il Pianeta Rosso, però, ma anche altri pianeti potrebbero avere, almeno in teoria, le condizioni adatte alla formazione di precipitazioni nevose. Inoltre molti scienziati ipotizzano che su Urano e Nettuno, a causa dell'atmosfera carica di metano, sia possibile, con l'aiuto dalle altissime pressioni, che Idrogeno e Carbonio si combinino dando vita a... piogge di diamanti!
Insomma, che la si osservi dalla finestra della nostra casa o attraverso i rilevatori di una sonda spaziale, la neve non perde nulla del suo fascino e continua a essere uno degli spettacoli più suggestivi dell'Universo.
Specialmente a Natale!
Per approfondire:
- https://www.newscientist.com/gallery/dn16715-pentagonal-ice/
- http://edition.cnn.com/2017/08/23/world/martian-snow-diamond-rain/index.html
- https://www.newscientist.com/gallery/dn16170-snowflakes/
Commenti
Posta un commento