Fabrizio De André, nella sua canzone Un chimico[1], parla di «bivacchi di fuochi che dicono fatui / che non lasciano cenere, non sciolgon la brina». Sono i fuochi fatui: misteriose luminescenze, simili a deboli fiammelle, che molto raramente si possono vedere, di notte, emanare dal terreno.
Sebbene sia noto da molto tempo, nessuno ha mai chiarito fino in fondo questo insolito fenomeno. Si suppone sia originato dal metano prodotto dalla decomposizione di tessuti biologici, la cui combustione potrebbe essere innescata da tracce di fosfina, composto che si autoincendia a contatto dell’aria. Secondo alcune testimonianze, tuttavia, si tratterebbe di luminosità fredda (e De André sembra concordare). In tal caso non si tratterebbe di combustione, ma di fenomeni di chemiluminescenza o fosforescenza.
Un recente studio[2] ha fornito nuove ipotesi che sembrano confermate da prove sperimentali. Secondo gli autori, il fenomeno avrebbe orgine da minuscole scariche elettriche spontanee (chiamate “microfulmini”) tra microbolle di metano che risalgono in acqua. Le bolle possiedono interfacce gas-liquido curve, e recenti esperimenti hanno dimostrato che il campo elettrico all’interfaccia aumenta con l’aumentare della curvatura delle microbolle. Se bolle di carica opposta si vengono a trovare vicine, il campo elettrico locale nello stretto spazio interbolla può raggiungere i livelli tali da produrre una scarica. E questa potrebbe innescare l’ossidazione non termica del metano che originerebbe la fiamma fredda.
Per verificare la loro ipotesi, i ricercatori hanno progettato un generatore di microbolle trasparente in cui, attraverso un ugello sommerso nell’acqua, venivano fatte gorgogliare bolle di metano-aria. Le microbolle in risalita avevano una forte curvatura interfacciale e un alto rapporto superficie-volume, entrambi fattori noti per migliorare la separazione di carica.
In condizioni di elevata densità di bolle, gli autori hanno effettivamente osservato – grazie a riprese ad alta velocità – brevi lampi localizzati tra bolle adiacenti. Gli spettri di emissione ottica registrati sono coerenti con l’interpretazione. Il gorgogliamento di metano-aria ha infatti prodotto un ampio incremento di emissione centrato intorno a 330-370 nm, caratteristico di intermedi – molecole di breve durata che si formano durante una reazione – eccitati elettronicamente, come la formaldeide (CH2O*) e i radicali idrossilici (•OH*), comuni nelle fiamme fredde. Queste osservazioni, insieme al rilevamento di altri picchi sporadici, indicano un’ossidazione non termica iniziata alle interfacce gas-liquido.
L’ipotesi è plausibile e sembra avere una ragionevole base sperimentale. Per avere una conferma definitiva bisognerebbe catturare e analizzare i gas responsabili dei fuochi fatui. Ricordiamo che un tentativo in tal senso venne fatto (purtroppo senza successo), tra il 1998 e il 2000, dai nostri Massimo Polidoro e Luigi Garlaschelli, che trascorsero diverse notti nel Cimitero Maggiore di Pavia, muniti di attrezzature particolari.
Sebbene sia noto da molto tempo, nessuno ha mai chiarito fino in fondo questo insolito fenomeno. Si suppone sia originato dal metano prodotto dalla decomposizione di tessuti biologici, la cui combustione potrebbe essere innescata da tracce di fosfina, composto che si autoincendia a contatto dell’aria. Secondo alcune testimonianze, tuttavia, si tratterebbe di luminosità fredda (e De André sembra concordare). In tal caso non si tratterebbe di combustione, ma di fenomeni di chemiluminescenza o fosforescenza.
Un recente studio[2] ha fornito nuove ipotesi che sembrano confermate da prove sperimentali. Secondo gli autori, il fenomeno avrebbe orgine da minuscole scariche elettriche spontanee (chiamate “microfulmini”) tra microbolle di metano che risalgono in acqua. Le bolle possiedono interfacce gas-liquido curve, e recenti esperimenti hanno dimostrato che il campo elettrico all’interfaccia aumenta con l’aumentare della curvatura delle microbolle. Se bolle di carica opposta si vengono a trovare vicine, il campo elettrico locale nello stretto spazio interbolla può raggiungere i livelli tali da produrre una scarica. E questa potrebbe innescare l’ossidazione non termica del metano che originerebbe la fiamma fredda.
Per verificare la loro ipotesi, i ricercatori hanno progettato un generatore di microbolle trasparente in cui, attraverso un ugello sommerso nell’acqua, venivano fatte gorgogliare bolle di metano-aria. Le microbolle in risalita avevano una forte curvatura interfacciale e un alto rapporto superficie-volume, entrambi fattori noti per migliorare la separazione di carica.
In condizioni di elevata densità di bolle, gli autori hanno effettivamente osservato – grazie a riprese ad alta velocità – brevi lampi localizzati tra bolle adiacenti. Gli spettri di emissione ottica registrati sono coerenti con l’interpretazione. Il gorgogliamento di metano-aria ha infatti prodotto un ampio incremento di emissione centrato intorno a 330-370 nm, caratteristico di intermedi – molecole di breve durata che si formano durante una reazione – eccitati elettronicamente, come la formaldeide (CH2O*) e i radicali idrossilici (•OH*), comuni nelle fiamme fredde. Queste osservazioni, insieme al rilevamento di altri picchi sporadici, indicano un’ossidazione non termica iniziata alle interfacce gas-liquido.
L’ipotesi è plausibile e sembra avere una ragionevole base sperimentale. Per avere una conferma definitiva bisognerebbe catturare e analizzare i gas responsabili dei fuochi fatui. Ricordiamo che un tentativo in tal senso venne fatto (purtroppo senza successo), tra il 1998 e il 2000, dai nostri Massimo Polidoro e Luigi Garlaschelli, che trascorsero diverse notti nel Cimitero Maggiore di Pavia, muniti di attrezzature particolari.
Note
1) La canzone Un Chimico fa parte dell’album di Fabrizio De André Non al denaro non all’amore né al cielo, 1971
2) Xia, Y., Shi, J., Zare, R.N., “Unveiling ignis fatuus: Microlightning between microbubbles”, Proceedings of the National Academy of Sciences 122 (41), 2025: https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2521255122 .
