Vediamo in dettaglio i vari tipi di metamorfosi legate alla temperatura:

a) Metamorfosi da isotermia (metamorfismo distruttivo)
Questo metamorfismo si produce quando la variazione di temperatura (gradiente) nel manto nevoso è debole o nulla (GT < 0,05 °C/cm); tende a distruggere le belle forme iniziali dei cristalli e a dar loro, progressivamente, una forma finissima e rotondeggiante, con dimensioni dell'ordine dei decimi di mm.

La neve, da fresca, diventa farinosa ed assume un colore bianco opaco. Si instaura negli strati dove il calore si trasmette solo per conduzione ed irraggiamento, cioè in neve fresca leggera quando non esiste gradiente oppure in neve densa con gradiente insufficiente a creare convezione ed è tanto più rapido quanto più la temperatura è prossima allo 0C°.
Assieme alla meccanica, quella da isotermia è quindi la metamorfosi a cui la neve viene sottoposta, sempre e dovunque. Vediamo di approfondire cosa succede.
Per doppia sublimazione, le punte dei cristalli si trasformano in vapore che viene attratto verso il nucleo centrale dove, per sublimazione inversa, si ritrasforma in ghiaccio (il cristallo passa dal codice 1 al tipo 2), ed il processo prosegue fino a quando le ramificazioni spariscono e resta un granellino finissimo (codice 3).

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 dal 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 percolo 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 può favorire valanghe provocate.
Possiamo dare, come esempi, dei consigli per valutare la situazione:

• dopo una nevicata abbondante, prima di uscire in neve fresca è bene aspettare che la fase critica sia superata; con temperature fino a 6 - 7 gradi sotto zero ciò avviene in genere in 24 - 36 ore, mentre con freddo intenso l'instabilità può durare molti giorni.
• per questa prima valutazione basta seguire a tavolino l'evoluzione termica della zona in cui vogliamo operare, cosa oggi facilitata dai notiziari meteo.
• a prova sul campo resta comunque quella più affidabile; facciamo un esempio: se a 2.000 m di quota, su un versante esposto a sud, negli strati superiori la neve ha già perso le ramificazioni più sottili (quindi fine della coesione feltrosa e discarica delle zone più ripide, cosa che si può accertare a colpo d'occhio) ed è iniziata la sinterizzazione, posso ritenere che, salvo problemi di portanza negli strati di fondo, la situazione sia sicura e quindi procedere senza preoccupazione; ma la valutazione non vale se cambio quota (ricordare che la temperatura diminuisce di circa 1°C /100 m), per cui se a 2.000 m la situazione è tranquilla, a 3.000 m la neve è stata sottoposta a temperature inferiori di circa 10°C, con correlato rallentamento nel metamorfismo e si può trovare ancora in fase di destabilizzazione o se passo in esposizione nord, sicuramente più fredda.
• fermarsi per fare un'analisi cristallografica può dar fastidio, ma è l'unico modo per assicurarsi la vita.

b) Metamorfismo da medio gradiente (metamorfismo costruttivo)

(da www.aineva.it)

Questo metamorfismo si osserva su cristalli di neve recente o su grani arrotondati, quando la differenza vi è la presenza di un medio gradiente di temperatura (0,05 °C/cm < GT < 0,2 °C/cm). I grani posti sotto sono più caldi: la loro parte superiore sublima (cioè passa dallo stato solido a quello gassoso) ed il vapore così prodotto rigela alla base dei grani al di sopra, più freddi (fenomeno della sublimazione inversa). I grani diventano angolosi e presentano facce piane. Vengono definiti grani a facce piane o sfaccettati (codice 4), con dimensioni che vanno da 0.5 ad alcuni millimetri. Questo tipo di neve è instabile.

c) Metamorfismo da elevato gradiente (metamorfismo costruttivo)
Questo metamorfismo si produce quando, nel manto nevoso, si ha la presenta di un forte gradiente termico (GT > 0,25 °C/cm).
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 nell’aria, quindi la neve raggiunge temperature prossime allo zero ed i cristalli più piccoli sublimano in vapore mescolandosi all'aria contenuta nel manto nevoso.

(da www.aineva.it)

Viceversa, la neve in superficie, per effetto della mancanza di nubi, irraggia fortemente il suo calore, raggiungendo temperature molto basse. La presenza di questo forte gradiente instaura, nel manto nevoso, una circolazione dell'aria in senso verticale (moto convettivo). I grani a facce piane continuano a svilupparsi attraverso lo stesso processo (doppia sublimazione) osservato in precedenza: sublimazione diretta dei grani più caldi (sotto), sublimazione inversa sui grani più freddi (sopra). Alla base dei grani si formano dei gradini. I grani si trasformano in piramidi striate con diametro anche di 10 millimetri e più. Essi vengono chiamati cristalli a calice (codice5) o brina di profondità.

Sono traslucidi, fragili e, soprattutto, sono caratterizzati da bassissima coesione tra di loro, quindi la metamorfosi da gradiente crea strati di minima resistenza nel manto nevoso (in genere sul fondo, ma possono formarsi a qualsiasi livello) con conseguente destabilizzazione dei versanti, pericolo che si mantiene fino a discarica delle valanghe o a fusione della "brina di fondo", unica metamorfosi a cui questi cristalli possono andare incontro (anche lunghi periodi di isotermia non riescono ad aumentare la coesione in modo significativo: date le grandi dimensioni dei cristalli, e quindi le lunghe leve in gioco, i pochi ponti di ghiaccio che si possono formare non resistono al minimo sforzo causato da assestamento naturale o da un sovraccarico).
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.
Quindi il metamorfismo da gradiente è legato alla possibilità dell'aria di circolare e di trasferire il vapore: la circolazione è facile in neve leggera molto porosa (quindi nella neve fresca), rallenta con l'aumentare della densità (quindi con l'assestamento) per diventare quasi impossibile a partire dai 300 kg/mc; all'interno di strati densi, anche gradienti notevoli non portano alla formazione di brina di fondo, come si riscontra nella neve delle piste da sci battuta dai mezzi meccanici e/o nei lastroni da vento.
Permanendo la situazione di tempo bello, quindi freddo, lo spessore dello strato di brina di profondità aumenta progressivamente a spese dello strato di neve preesistente già assestata, creando, a questa ultima, 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) e produrre una valanga di lastroni.
Per cui, un pendio rimasto a lungo stabile per effetto di un buon assestamento, dopo un certo tempo, 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.

Quanto sopra ci lascia prevedere che la formazione di brina di fondo, con relativa instabilità del manto, è più facile e frequente nelle seguenti situazioni:

1. a.Nevicate di scarso spessore con successive temperature molto basse dell'aria; in proposito è da richiamare l'azione del vento che, specie sopra il limite superiore del bosco, interferisce molto attivamente sul deposito della neve al suolo.
2. a.Presenza sul terreno di vegetazione densa (alte erbe, arbusti, ecc.) che interagisce in vari modi: tende a mantenere più caldo il terreno, sia funzionando da coibente contro la penetrazione del freddo in profondità, sia diminuendo le perdite da irraggiamento verso l'esterno; tra neve e suolo rimane intrappolata molta aria; le parti vive delle piante, grazie alle radici profonde che possono continuare a pompare acqua, continuano a fornire vapore per evapotraspirazione.
3. Manto di strati compatti, quali croste ghiacciate da fusione o lastre da vento, sotto i quali si concentra il vapore con i risultati che abbiamo già visto.
4. a.Alta quota, esposizioni nord e valli chiuse sempre in ombra sono necessariamente più fredde ed è quindi più facile che il metamorfismo da gradiente possa agire per lunghi periodi. In queste zone è anche più frequente che la brina di superficie (simile per le striature a quella di fondo, ma ben riconoscibile per i cristalli laminari invece che poliedrici o piramidali) venga ricoperta da successive nevicate, cosa che per la stabilità del manto ha conseguenze simili a quella dei calici.

I diversi tipi di metamorfosi possono alternarsi in uno stesso strato (ad esempio per le variazioni termiche tra giorno e notte) e/o coesistere a livelli diversi; la struttura di un manto nevoso di una certa età è quindi sempre piuttosto complessa ed è solo attraverso una stratigrafia accurata che si può valutarne la stabilità attuale e futura in un dato posto, oppure prevedere la situazione in altra zona di cui si conoscono solo i fattori ambientali e microclimatici.

Brina superficiale

Brina di fondo