Metamorfismi della neve

I cristalli di neve che cadono al suolo e che formano il manto nevoso che tanto ci divertiamo a surfare, si trasformano in fretta dando origine a manti nevosi sempre differenti per caratteristiche e proprietà. Ad esempio, la neve fresca polverosa che ci piace tanto, nel giro di qualche giorno o anche soltanto di qualche ora, può trasformarsi in ‘pappa’, in ‘zucchero’, in ‘cemento’ e in tantissimi altri modi diversi.
Questo cambiamento del manto nevoso si chiama Metamorfismo e la sua comprensione è fondamentale in quanto è uno dei principali fattori che regolano il pericolo del distacco di una valanga!

Ci sono diversi tipi di Metamorfismo del manto nevoso ognuno dei quali può accrescere o meno il pericolo di valanghe:

Metamorfismo per Isotermia
La prima trasformazione del cristalli di neve ‘vergine’, tende a distruggere la forma iniziale e a dar loro progressivamente una forma finissima e rotondeggiante, con dimensioni dell’ordine dei decimi di mm: la neve, da fresca, diventa farinosa (o più comunemente chiamata ‘zucchero’). Il colore è bianco opaco. Questo tipo di metamorfismo, ha luogo finchè lo strato interessato mantiene una temperatura pressochè uniforme ed è tanto più rapido quanto più la temperatura è prossima allo 0C°.

Come si spiega questo fenomeno? E’ semplice: per sublimazione, le punte dei cristalli si trasformano in vapore che viene attratto verso il nucleo centrale dove, per sublimazione inversa, si ritrasforma in ghiaccio, fino a quando le ramificazioni spariscono e resta un granellino finissimo. Si verifica quindi per la tensione superficiale delle ramificazioni, un trasporto di vapore dalla periferia al centro dei cristalli, per cui lo spazio occupato dal cristallo iniziale si riduce grandemente, pur non diminuendo la sua massa.In questo modo i cristalli perdono la coesione feltrosa, quindi, per effetto della gravità, si avvicinano al suolo e si comprimono l’uno sull’altro dando luogo, sulle superfici orizzontali, all’assestamento che si traduce in una riduzione dello spessore dello strato iniziale ed in una saldatura dei cristalli nei loro punti di contatto, sia per apporto di ulteriore vapore dalle parti convesse a quelle concave, sia per compressione. Il manto nevoso, da una situazione di coesione labile, passando attraverso una fase di quasi totale mancanza di coesione, diventa compatto.

La prima fase di questo processo, la perdita, cioè, della coesione feltrosa, dà origine sulle superfici inclinate ad una situazione di instabilità della neve in quanto i cristalli, ormai separati tra loro, muovendosi spontaneamente o per qualsiasi sollecitazione esterna, possono dar luogo alle valanghe di neve a debole coesione, caratteristiche dei giorni immediatamente successivi alle precipitazioni nevose.
Quando e dove le temperature sono più alte, il pericolo è immediato ma di breve durata in quanto l’assestamento è più rapido. Quando le temperature sono basse o sui pendii in ombra, il pericolo è della stessa entità, ma dura molto di più nel tempo, in quanto le valanghe spontanee si staccano più tardi e l’instabilità permanente può favorire valanghe provocate.

Questo strano gioco è e conseguenza del metamorfismo e delle caratteristiche di plasticità della neve

Metamorfismo meccanico
Anche questo tipo di metamorfismo comporta la distruzione delle forme originarie dei cristalli.
Esso può verificarsi, in fase di assestamento del manto nevoso, per effetto della compressione dei grani l’uno sull’altro, specie in caso di precipitazioni abbondanti ed intense; la causa principale, tuttavia, è l’azione del vento che, assoggettando i cristalli ad urti, rotolamento e confricazione, li frantuma in grani finissimi, li comprime l’uno sull’altro e li accumula sottovento rispetto alle asperità del terreno. In questo caso possono formarsi i pericolosissimi lastroni di vento, durissimi ma fragili, oppure soffici e teneri a seconda del grado di temperatura ed umidità dell’aria.
Sia le cornici che i lastroni sono caratterizzati da neve compatta e con scarso contenuto d’aria, quindi a densità elevata.
I lastroni formati dal vento, hanno difficoltà a legarsi con la superficie di neve preesistente, in quanto le caratteristiche termiche della neve che li compongono sono diverse.

Il metamorfismo di tipo meccanico prodotto dal vento crea le premesse per il distacco di lastroni negli avvallamenti, sui pendii sottovento, e nei canaloni e a ridosso delle cornici.; il loro distacco è causato, generalmente, da un sovraccarico (caduta di cornici e di sassi, passaggio di sciatori e animali, nuove precipitazioni ecc.) o da una diminuzione della resistenza interna (forte e prolungato riscaldamento, metamorfismi da fusione o da gradiente termico).
La rottura degli ancoraggi che sostengono il lastrone determina lo scivolamento di questo sul piano d’appoggio sottostante e, successivamente, col progredire del movimento, la sua rottura in blocchi che vanno via via sminuzzandosi, fino all’arresto nella zona di deposito della valanga.

Un metamorfismo di questo tipo è anche prodotto dalla compressione esercitata sul manto nevoso quando i gatti battono le piste da sci o gli snowpark. In questo caso però la compressione è talmente elevate che il rischio valanghe scompare del tutto!

Metamorfismo da gradiente
Per gradiente termico all’interno del manto nevoso, si intende la variazione di temperatura a partire dal suolo e fino alla superficie, misurata in gradi al cm (C°/cm). Il metamorfismo da gradiente si instaura nel manto nevoso quando, negli strati, si verifica un gradiente dal basso verso l’alto, di 0,25C°/cm, vale a dire quando la temperatura diminuisce, dal basso verso l’alto, nell’ordine di un grado o più, ogni quattro centimetri di altezza.

Durante lunghi periodi di tempo con cielo sereno e temperature molto basse, il manto nevoso a contatto del suolo si riscalda per effetto del flusso geotermico che a causa della copertura isolante della neve non può disperdersi nello spazio, quindi la neve può raggiungere temperature prossime allo zero ed i cristalli più piccoli sublimano in vapore mescolandosi all’aria contenuta nel manto nevoso. La neve in superficie, per effetto della mancanza di nubi, irraggia fortemente il suo calore, raggiungendo temperature molto basse. La presenza, quindi, di temperature più elevate al suolo che non in superficie, instaura all’interno del manto nevoso, una circolazione dell’aria in senso verticale (moto convettivo) che è tanto più veloce quanto più la temperatura è alta al suolo e bassa in superficie .

L’aria calda che si trova negli strati più profondi e che contiene il vapore prodotto dalla sublimazione determinata dal flusso geotermico, salendo viene a contatto con strati più freddi ed il vapore contenuto sublima in senso inverso, dando luogo alla formazione di nuovi cristalli a contatto con i cristalli più freddi soprastanti. Questi cristalli di nuova formazione, detti brina di profondità o brina di fondo, tendono ad assumere forme piramidali cave a base esagonale, con sfaccettature piatte a gradini e possono raggiungere dimensioni anche di 10 mm e più. Questi nuovi cristalli sono traslucidi, fragili e, soprattutto, sono caratterizzati da bassissima coesione. Quanto più è sottile il manto nevoso, tanto più è elevato il gradiente ed i conseguenti moti convettivi dell’aria, quindi anche la rapidità del metamorfismo che ne consegue.

Altri fattori che favoriscono il metamorfismo da gradiente sono l’elevata porosità della neve che favorisce i moti convettivi dell’aria al suo interno, e la vegetazione erbacea e cespugliosa che, impedendo alla neve di ancorarsi al terreno, crea cavità in cui l’aria può circolare facilmente.

Permanendo la situazione di tempo bello, quindi freddo, lo spessore dello strato di brina di profondità aumenta dal basso verso l’alto a spese dello strato di neve preesistente già assestata, creando una base di appoggio sempre più fragile.

Gli strati superiori quindi si assottigliano fino al punto di cedere sotto il proprio stesso peso o sotto il peso di un agente esterno (nuova nevicata, sciatore, animale ecc.) e possono così produrre una valanga a lastroni per cui, un pendio rimasto a lungo stabile per effetto di un buon assestamento, dopo un certo periodo caratterizzato da temperature molto basse, può diventare improvvisamente pericoloso: una vera trappola in quanto l’aspetto della superficie esterna non cambia!

La presenza di brina di fondo è più frequente sui pendii freddi e in ombra, rispetto a quelli esposti al sole, dove le temperature esterne, almeno di giorno, sono più elevate.
Una nevicata precoce a cui fa seguito un lungo periodo di tempo bello e freddo, può trasformarsi totalmente in brina di fondo, pregiudicando, per tutto il resto della stagione la stabilità delle nevicate successive! Nei bollettini valanghe è comunque sempre indicata la possibilità di brina di fondo o superficie.

Metamorfismo da fusione
Questo tipo di metamorfismo è dovuto al riscaldamento della neve fino a 0°C ed è caratteristico della neve primaverile e talvolta anche di quella autunnale molto precoce. D’inverno è infrequente, ma talvolta è possibile sui versanti a bassa quota e bassa latitudine molto soleggiati o in situazione di prolungato rialzo termico, per Foehn o anche per scirocco o libeccio, seguiti da un ritorno alle basse temperature.
A zero gradi, i cristalli più grandi, che offrono una maggior inerzia alla fusione, vengono avvolti da una pellicola d’acqua dovuta alla fusione di quelli più piccoli, il successivo congelamento li ingrandisce ulteriormente dando loro una forma arrotondata.
In fase di fusione, la coesione tra uno strato e l’altro ed anche all’interno degli strati si riduce notevolmente mentre il raffreddamento in superficie salda i cristalli tra loro incrementando la coesione negli strati superficiali che si trasformano in lastroni spesso portanti, specie nelle ore del mattino.
Si creano così le premesse per distacchi di valanghe rispettivamente di neve a debole coesione bagnata nella tarda mattinata e nel pomeriggio fino a sera inoltrata, in genere a distacco spontaneo, e di lastroni di superficie, anche duri, ma che appoggiano su strati di neve bagnata a debole coesione, con distacco, generalmente, provocato.
Nel tardo inverno ed inizio primavera, quindi, durante il gelo notturno, è caratteristica la formazione di croste superficiali con spessore e resistenza variabili in funzione del tempo di esposizione alle temperature notturne rispetto a quelle diurne.

E’ tipico l’esempio della neve pappa tipo granita che troviamo sulle pista da sci di pomeriggio in primavera. La stessa neve, zuppa d’acqua, di notte se il cielo sereno e le temperature basse, ghiaccia e la mattina dopo è dura come marmo. Grazie all’escursione termica diurno però, questa stessa neve dura e immobile, torna a fondere e a trasformarsi nuovamente in neve pappa.

In generale, in primavera quando si verificano queste condizioni di fusione diurna e rigelo notturno, la mattina presto il pericolo valanghe è bassissimo (2) ma si alza in breve tempo a 3 ed anche 4 nel momento in cui la neve torna ad essere ‘pappa’. E’ buona regola quindi in primavera fare fuoripista solamente nelle prime ore del mattino!

IMPORTANTE: le informazioni contenute in queste pagine sono indicative e superficiali. Per approfondire questi argomenti (neve, valanghe, autosoccorso, sicurezza, arva, pala, sonda, ecc), si consiglia di affidarsi a delle Guide Alpine o ai corsi del CAI. Non è pensabile acquisire conoscenze sufficienti per la sicurezza in montagna semplicemente leggendo queste pagine.