di Roberto Pedemonte

Benjamin Franklin. Dipinto di: Jean-Baptiste Greuze, 1777

Dallo scritto degli “Avvisi Patrii” genovesi del 1780 che pubblichiamo in questo numero della Rivista, si comprende quale fosse la capacità espositiva di Benjamin Franklin. I primi capoversi trattano con semplicità e chiarezza, forse inaspettate per l’epoca, la circolazione generale dell’atmosfera, che viene ricondotta in termini illuminanti, considerato che le teorie del matematico francese Gaspard Gustave de Coriolis, riguardo l’influenza della rotazione della Terra sulla circolazione atmosferica (vedi Rivista Ligure di Meteorologia numeri 18, 19, 20 e 22), dovevano ancora essere formulate. Benjamin Franklin (nato a Boston il 17 gennaio 1706 e morto a Philadelphia il 17 aprile 1990), diplomatico, inventore, filantropo, giornalista, scienziato, ebbe modo di occuparsi anche delle Aurore Boreali, fenomeno fantastico che ha, da sempre, affascinato e ammaliato il genere umano. Sua fu la prima osservazione sul fatto che si presentavano più frequentemente quanto più si procedeva verso i poli.

La sua penna sciolta ci permette di comprendere quali fossero i pensieri e le deduzioni e le ipotesi sulle aurore boreali degli uomini di scienza del XVIII secolo. Leggendo con interesse quanto espone nella sua memoria il “Sig. Francklin”, avremo modo di confrontarlo con quelle che sono le attuali conoscenze sul fenomeno delle Aurore Boreali, scorrendo l’articolo redatto da Diego Rosa in questo stesso numero, corredato dalle fotografie scattate da Massimo Riso nel ventoso inverno islandese.

Buona lettura.

Da “Avvisi Patrii” n° III del 22 Gennaio 1780

Il Ministro Colbert e Luigi XIV visitano l'Academie Royale des Sciences. Incisione di S. Le Clerc del 1671

Il Sig. Francklin anche in mezzo agli affari più seri non lascia di essere un gran filosofo, ed un attento osservatore. Secondando egli il suo naturale trasporto per la Fisica, che ha saputo così bene illustrare con nuovi ingegnosi sistemi, ha dato luogo ultimamente al Sig. Le Roy di leggere alla R. Accademia delle scienze di Parigi una sua Memoria, che contiene alcune Congetture sulla cagione delle Aurore Boreali. Eccole:

L’aria riscaldata divien più leggera, che quella, ch’è d’una tempra più fredda. Fatta più leggera si alza, e il luogo da essa già occupato, si rimpiazza tosto dall’aria vicina più fredda, e più pesante.

Essendo riscaldata in mezzo di una Camera con un fornello, o con una stuffa, si solleva, e distendesi sulla più fredda, fino a che tocchi le pareti, che essendo più fredde la condensano. Allora fatta più pesante torna a discendere, e prende il luogo di quella, che si è frattanto avvicinata al fuoco per fare lo stesso giro.

Così per mezzo del fuoco si fa una circolazione continua dell’aria, ch’è nella camera; circolazione, che può rendersi visibile facendo un po’ di fumo, il quale prenderà le medesime direzioni. Per meglio convincervene aprite alquanto una porta fra due stanze, delle quali l’una sia riscaldata, e l’altra no: presentate successivamente una candela accesa all’alto, al basso, e alla metà di questa porta: voi riconoscerete alle differenti direzioni della fiamma, che una corrente d’aria riscaldata esce continuamente dalla camera per la parte superiore, un’altra d’aria fredda n’entra pel basso, e pochissimo movimento v’è al luogo di mezzo.

La natura produce un simil effetto sull’aria del nostro Globo. L’aria riscaldata fra i Tropici tende perpetuamente a sollevarsi, e il luogo, che abbandona, vien occupato dai venti del Nord, e del Sud provenienti da regioni più fredde.

L’aria fatta più leggera per il riscaldamento, galleggiando su un’altra più fredda e più densa dee spargersi verso il Nord, e verso il Sud, e discendere presso i due Poli per sostituirsi a quella, che si è portata verso l’Equatore. Così si fa nella nostra Atmosfera una circolazione d’aria come nella mentovata stanza.

Infatti le direzioni differenti ed opposte delle nuvole dimostrano le direzioni dell’arie di peso diverso, come quelle del fumo, e della fiamma nella esperienza della camera, e della porta.

La gran quantità di vapori, che s’innalza fra i Tropici, forma delle nuvole, che hanno molta elettricità: alcune cadono in pioggia prima di giungere alle regioni polari, ed altre vi arrivano.

Se si raccolga della pioggia in un vaso isolato, o posato sopra di un vetro, questo vaso sarà elettrizzato, perché ogni goccia vi apporta un po’ di elettricità. Lo stesso succederà se si usi l’istessa cautela nel raccogliere della neve, o della grandine.

L’elettricità, che così discende ne’ climi temperati vien ricevuta e assorbita dalla terra.

Quando le nubi non si scaricano sufficientemente per mezzo di quella operazione graduale, scaricansi talora subitamente scagliando fulmini sulla terra, che trovasi in istato di ricevere la loro elettricità.

La terra ne’ climi temperati, e caldi è generalmente propria a riceverla, perché è propria a trasmetterla.

Un certo grado di calore rende atti a trasmettere l’elettricità alcuni corpi, che senza tal grado atti a ciò non sarebbero. Così la cera nello stato di fluidità, e vetro ammollito dal calore possono amendue trasmettere, e condurre l’elettricità.

L’acqua ha la proprietà di trasmettere l’elettricità essendo gelata, quantunque ad un freddo mediocre, la perde in parte; se il freddo è estremo, la perde totalmente.

La neve, cadendo sulla terra gelata, ritiene la sua elettricità; e la comunica di fatti ai corpi isolati, se dopo di esser caduta sia trasportata altrove dal vento.

L’umidità contenuta nelle nuvole, che si alzano all’Equatore, arrivando alle regioni polari, dev’esservi condensata, e cadere in neve.

La gran crosta di ghiaccio, che copre stabilmente quelle regioni, può essere sì fortemente gelata da impedire che l’elettricità portata dalla neve penetri nella terra.

Tal elettricità adunque può essere accumulata su quella crosta di ghiaccio.

L’Atmosfera, che ha forse tre, o quattro leghe [15/20 km N.d.R.] d’altezza, essendo più pesante nelle regioni polari, che fra i Tropici, dev’essere colà men elevata; e men alta vi dev’essere ancora, perché essendo presso i poli minore la forza centrifuga, dee trovarvisi minore quantità d’aria, e per conseguenza men alta ne sarà la colonna. Pertanto vi dee essere minor distanza dalla terra al vuoto, ch’è sopra l’atmosfera nelle regioni polari, che fra i Tropici. Quindi il fluido elettrico accumulato sulla crosta di ghiaccio presso il polo penetrerà più facilmente l’atmosfera nelle direzione perpendicolare, che nell’orizzontale: tanto più, che la resistenza dell’aria diminuisce gradatamente come la sua densità a misura che s’innalza; laddove nella direzione orizzontale, e presso la superficie della terra è sempre la medesima.

Poiché il vuoto artificiale trasmette bene l’elettricità, quello ch’è sopra l’atmosfera lo trasmetterà ugualmente.

Xilografia di Frigjof Nansen basata su schizzo del 1883

Supposti tali Principj, passa il Signor Francklin a spiegare congetturando la formazione delle Aurore Boreali ne’ seguenti termini.

Non è egli possibile, che la quantità grande di elettricità portata nelle regioni polari dalle nuvole, che seguendo la direzione de’ meridiani vanno a radunarvisi, ivi si condensi, e vi cada colla neve? Non è egli possibile, che l’elettricità, tendendo allora a penetrar nella terra, e non potendolo a cagione del ghiaccio, che vi s’oppone, risalga in alto come in una troppo carica boccia di Leyden, si apra una strada a traverso la poco elevata atmosfera di quelle regioni, corra nel vuoto sopra dell’aria, e dirigasi verso l’Equatore divergendo come i meridiani? L’elettricità non sarà ella allora molto visibile ne’ luoghi, ove diverrà più densa? E non diverrà ella men densa a misura che crescerà la sua divergenza, fino a che trovi un passaggio per portarsi sulla terra ne’ climi più temperati, o ivi si frammischi coll’aria superiore? E se così opera la natura, non dovranno elleno risultarne tutte le apparenze delle Aurore Boreali?

Questi si vedranno più frequenti nell’autunno, all’avvicinarsi dell’inverno; non solo perché in quella stagione le notti sono più lunghe; ma eziandio perché nella state la quasi continua presenza del sole può ammollire alquanto la superficie della gran crosta di ghiaccio delle regioni polari, e renderla così più propria a condurre l’elettricità, onde allora se ne potrà ivi accumulare in minor copia.

Divenendo pel freddo eccessivo più densa l’atmosfera delle regioni polari, ed essendo gelata l’umidità, di cui si carica, non potrebbe ella essere renduta visibile a chi vive in un’aria più rarefatta, e men presso il polo per mezzo di una qualche gran luce? In tal caso sebbene l’atmosfera sia un intero circolo, che stendesi a 10. gradi di latitudine intorno al polo, non dee ella mostrarsi agli spettatori, posti in luogo da non vederne che una porzione, sotto la forma di un segmento? Restandone la corda sotto l’orizzonte, ed alzandosene l’arco sopra di esso più, o meno proporzionatamente alla latitudine, in cui uno si trova, non dee quello comparire di un colore alquanto oscuro, ma trasparente abbastanza, perché possiamo vedervi a traverso alcune stelle?

I raggi elettrici divergono tra di loro per una mutua ripulsione, a meno che non siavi qualche altro corpo conduttore, abbastanza vicino pere riceverli. Quando tal corpo è più distante, i raggi divergono a principio, ma convergono poi per entrarvi.

L'aurora boreale intorno al Polo Sud vista dallo Space Shuttle. Foto: NASA

Gli effetti del fluido elettrico non possono eglino spiegare alcune di quelle varietà, che osservansi ne’ movimenti, e nelle figure, che prende la materia immensa delle Aurore Boreali? Basta considerare, che passando queste sopra l’atmosfera, o andando dai poli all’Equatore sulla direzione dei meridiani, i raggi di tal materia possono in molti luoghi del loro passaggio trovare sotto di se delle regioni nebulose, e dell’aria umida, le quali essenso nello stato naturale dell’elettricità, e nello stato negativo, possono riceverli, o farli convergere verso di se. Che se quelle regioni sono già impregnate d’elettricità, i raggi luminosi possono divergere dalle nubi ivi accolte, verso altri luoghi egualmente umidi, e formar così quelle figure, chiamate corone, e le altre apparenze, delle quali si fa sovente menzione nelle descrizioni delle Aurore Boreali.