Скрытая симфония гроз: ученые впервые зафиксировали неуловимое синее свечение на листьях деревьев

США - Информационное агентство Эхбари

Скрытая симфония гроз: ученые впервые зафиксировали неуловимое синее свечение на листьях деревьев

В долгожданном научном прорыве команда исследователей успешно получила прямые, фотографические доказательства того, что кончики листьев деревьев действительно светятся слабым синим светом во время грозы. Это открытие, подробно описанное в недавнем исследовании, опубликованном в журнале Geophysical Research Letters, знаменует собой кульминацию почти вековых научных спекуляций, подтверждая наличие слабых электрических разрядов, известных как «короны», на поверхностях растений в реальной штормовой среде. Это явление, ранее наблюдавшееся только в лабораторных экспериментах или выводившееся из аномалий электрического поля, предлагает беспрецедентные сведения о сложном взаимодействии между атмосферой Земли и древесными экосистемами.

Ученые с начала 20 века предполагали, что огромная электрическая энергия, генерируемая во время гроз, может взаимодействовать с растениями невидимыми способами. Хотя концепция была хорошо известна в научных кругах, ее доказательство в естественных условиях оставалось серьезной проблемой. Лабораторные эксперименты за последние пять десятилетий смогли смоделировать эти разряды, демонстрируя, что листья деревьев могут демонстрировать слабое синее свечение при воздействии высоких электрических полей. Однако наблюдение «короны» в реальной грозе, где вмешиваются такие факторы, как ветер, влажность и окружающий свет, до сих пор оставалось неизведанной границей.

Патрик Макфарланд, соавтор исследования и метеоролог из Университета штата Пенсильвания, объясняет, что основной механизм включает обратную зарядку. Когда электрический заряд накапливается в верхних грозовых облаках, он индуцирует противоположный заряд в земле внизу. Этот заряд земли, в свою очередь, притягивается к заряду над ним, перемещаясь к самым высоким доступным точкам. В лесах эти точки — кончики листьев деревьев. Оказавшись там, электрическая энергия разряжается в окружающую атмосферу в виде «корон», создавая эфирное синее свечение, которое слишком слабо, чтобы быть воспринято невооруженным глазом в нормальных условиях.

Чтобы добиться этого подвига, команда применила инновационный подход, напоминающий «охоту за штормами». Они значительно модифицировали минивэн Toyota Sienna 2013 года, превратив его в мобильную лабораторию. Автомобиль был оснащен метеостанцией, детектором электрического поля, лазерным дальномером и перископом на крыше, который мог направлять свет прямо в ультрафиолетовую (УФ) камеру. Эта специализированная система камеры и перископа была решающей, позволяя исследователям обнаруживать «короны» в полевых условиях исключительно на основе их УФ-излучения, обходя проблему низкой освещенности, заглушающей слабое видимое свечение.

Во время грозы в Пемброке, Северная Каролина, в июне 2024 года команда направила свою камеру на три ветви дерева ликвидамбара. За 90-минутный период они наблюдали 41 «корону» на кончиках листьев. Сигналы представляли собой скопления УФ-излучения, которые отслеживались по ветвям, когда они раскачивались на ветру, каждое длилось до трех секунд и часто перемещалось от листа к листу. Аналогичные явления наблюдались на соседней сосне ладанной и на деревьях во время четырех других гроз, которые команда преследовала между Флоридой и Пенсильванией, что позволяет предположить, что эти разряды могут быть широко распространенным и обычным явлением.

Эти наблюдения поднимают важные вопросы о потенциальных экологических последствиях. Команда считает, что «короны» могут возникать в изобилии, излучая от десятков до сотен листьев на каждой верхушке дерева во время одной грозы. Такие разряды могут оставлять кончики листьев заметно обожженными в течение нескольких секунд и потенциально повреждать кутикулу — защитное восковое покрытие, которое защищает листья от УФ-повреждений и обезвоживания. Хотя одна корона может не нанести большого вреда, регулярное возникновение этого явления по всему пологу деревьев от многочисленных штормов может иметь значительный кумулятивный эффект.

Исследования, датируемые 1960-ми годами, показывают, что электрические токи, протекающие через деревья, могут вызывать разрушение клеточных мембран и уничтожение хлоропластов — основных структур, используемых деревьями для фотосинтеза. Если «короны» действительно так многочисленны, как предполагается, они могут представлять собой ранее непризнанный экологический стрессор, влияющий на здоровье лесов, способность к улавливанию углерода и, возможно, даже играющий роль в формировании эволюции деревьев для ограничения ущерба. Это открытие открывает новые возможности для исследований в области лесной экологии и ботаники.

Теперь команда с нетерпением ждет сотрудничества с лесными экологами и ботаниками для дальнейшего изучения этих «шокирующих» явлений. Цель состоит в том, чтобы полностью понять влияние этих электрических разрядов на отдельные деревья и лесную экосистему в целом. Эта работа представляет собой критический шаг в нашем понимании сложных взаимосвязей между атмосферой Земли и растительной жизнью, прокладывая путь для будущих открытий, которые могут переопределить наше понимание того, как леса реагируют на окружающий мир.

Информационное агентство Эхбари - Ekhbary.com