Dispersione di Rayleigh: Il Principio Fisico Dietro il Colore degli Occhi Azzurri

Il colore blu del cielo è una manifestazione diretta del principio fisico noto come dispersione di Rayleigh, un fenomeno che si verifica nell'interazione tra la luce solare e le particelle atmosferiche come azoto e ossigeno. Questa legge stabilisce che le lunghezze d'onda più corte, in particolare la luce blu, vengono diffuse con maggiore intensità rispetto a quelle più lunghe, come il rosso, quando incontrano particelle significativamente più piccole della lunghezza d'onda stessa. Ignacio Crespo ha sottolineato che, a differenza di altri fenomeni cromatici che richiedono l'osservazione diretta della fonte luminosa, la percezione del blu atmosferico è diffusa in ogni settore del cielo, come discusso durante una trasmissione del programma Serendipias su Cadena SER, aggiornata a dicembre 2025.

Questa medesima dinamica fisica spiega anche la tonalità azzurra degli oceani e, in modo analogo, conferisce il colore agli occhi umani, smentendo la credenza comune che si tratti di un mero effetto riflesso. Gli occhi azzurri, infatti, sono privi di pigmento blu; la tonalità deriva dalla mancanza di melanina nello stroma, lo strato superiore traslucido dell'iride. Quando la luce penetra nello stroma, la dispersione di Rayleigh fa sì che la componente blu venga proiettata verso l'esterno, generando l'effetto visivo percepito come azzurro. La legge di Rayleigh quantifica questa dipendenza spettrale stabilendo che l'intensità della luce diffusa è inversamente proporzionale alla quarta potenza della lunghezza d'onda (1/λ⁴), rendendo la diffusione a 400 nm circa sedici volte più intensa rispetto a quella a 800 nm.

Studi genetici indicano che originariamente l'intera popolazione umana possedeva iridi di colore marrone. La comparsa del colore azzurro è attribuibile a una singola mutazione genetica che ha agito come un interruttore molecolare, limitando la produzione di melanina nell'iride e diluendo il marrone senza causare albinismo completo. La ricerca condotta dal Professor Hans Eiberg dell'Università di Copenaghen, i cui risultati sono stati ribaditi nel 2025, ha tracciato tutti gli individui con occhi azzurri fino a un antenato comune vissuto tra i 6.000 e i 10.000 anni fa, presumibilmente localizzato a nord del Mar Nero. Questa alterazione specifica è localizzata nel gene HERC2, adiacente al gene OCA2, che regola la sintesi della melanina.

La ricerca danese del 2008 ha mappato la regione del colore azzurro all'interno del gene HERC2, dimostrando che l'aplotipo associato a questa caratteristica è ereditato congiuntamente da un unico genitore. Sebbene il colore degli occhi sia un tratto poligenico, la mutazione nel gene HERC2 è considerata il fattore principale nella variazione del colore azzurro, poiché agisce come un regolatore che 'spegne' parzialmente la produzione di melanina mediata da OCA2. Questa mutazione si è dimostrata efficace nella propagazione attraverso le generazioni. Nonostante la teoria prevalente di Eiberg, studi successivi hanno identificato il "Bambino di Monopoli", un reperto di diciassettemila anni fa sulla costa adriatica, che presentava già le mutazioni OCA2 e HERC2, suggerendo una possibile origine più antica o diversa per questa caratteristica.

L'analisi della dispersione di Rayleigh è cruciale anche nell'ottica applicata, influenzando la progettazione di strumenti come scanner oculari e sensori satellitari per il monitoraggio meteorologico. Questa dipendenza spettrale è fondamentale non solo per comprendere il colore diurno del cielo, ma anche le tonalità calde che dominano al tramonto, quando il percorso atmosferico più lungo filtra selettivamente le lunghezze d'onda corte. Il colore azzurro interessa circa l'8% della popolazione mondiale, un dato che ne accresce l'interesse culturale, sebbene storicamente sia stato associato a tratti diversi, dalla forza nelle saghe vichinghe al sospetto in alcune culture dell'Egeo.