Dopo il nostro articolo con le meravigliose immagini dei laghi calabresi ghiacciati a gennaio 2017, una domanda potrebbe sorgere spontanea ai lettori e agli appassionati di meteorologia: perchè i laghi ghiacciano solo in superficie?
Ricordiamo a tutti, infatti, che se un lago fosse composto da un liquido qualunque diverso dall'acqua, esso congelerebbe a partire dal fondo.
Il fatto che un lago (composto da acqua) congeli in primis dallo specchio superficiale, è dovuto alle caratteristiche fisiche dell'acqua stessa: mentre infatti, la densità della maggior parte dei liquidi cresce al diminuire della temperatura (cioè il liquido è via via più pesante man mano che la temperatura diminuisce), l'acqua ha un comportamento anomalo: cioè la sua densità va via via aumentando con il diminuire della temperatura sino a raggiungere i 4°, dopodiché la densità ritorna ad abbassarsi: cioè l'acqua raggiunge il massimo peso a 4° (precisamente a 3,98°): per temperature maggiori o minori di 4° l'acqua è leggermente più leggera (vedi fig. 1).
Ad esempio: a 20° l'acqua "pesa" 998,2071 kg/mc, a 15° –> 999,1026 kg/mc, a 10° –> 999,7026 kg/mc, a 3,98° –> 999,9720 kg/mc (il massimo), a 0° –> 999,8395 kg/mc (riscende).
fig. 1 – variazione della densità dell'acqua al variare della temperatura. Sull'asse orizzontale inferiore (ascisse) è mostrata la temperatura in gradi centigradi, mentre sull'asse verticale a sinistra (ordinate) è mostrata la densità dell'acqua misurata in kg/mc (chilogrammi su metri cubi). Fonte: http://www.chimica-online.it/download/densita-dell-acqua.htm
Quindi: se all'esterno la temperatura è sotto lo zero ed il lago ha temperature ancora alte, lo strato superficiale si raffredderà sino a raggiungere 4°.
A questo punto tale strato diverrà più freddo di quelli sottostanti, quindi più pesante, sprofondando e facendo arrivare in superficie uno strato che prima era in profondità (quindi più caldo). Si innesca, quindi, un movimento (apparentemente) invisibile all'interno del lago, di acque profonde calde che affiorano in superficie e di acque superficiali fredde che sprofondano: tale movimento continuo porta a un lago che dalla superficie al fondo si attesta alla temperatura di 4°.
Se a questo punto la temperatura dell'aria permane ancora sottozero, lo strato superficiale (con sotto acqua alla stessa temperatura di 4°), si raffredda ulteriormente portandosi, ad esempio, a 3°: ma a questa temperatura l'acqua è più leggera di quella più profonda (che è rimasta a 4°), quindi continua a galleggiare in superficie senza sprofondare: così facendo, sempre a contatto con l'aria fredda sottozero, lo strato più superficiale potrà raffreddarsi sino a giungere a 0° quando, pertanto, ghiaccerà.
Se la temperatura esterna dell'aria tenderà a permanere molto al di sotto dello zero per lungo tempo, il ghiaccio in superficie tenderà lentamente a ispessirsi.
Con questo meccanismo, la natura raggiunge uno scopo molto importante: formandosi solo in superficie, il ghiaccio superficiale isola gli strati sottostanti che quindi non si raffreddanno (e non si congelano) permettendo la vita alle specie ittiche presenti.
Foto in copertina di Pasquale Rullo
