Meteorolozi su po prvi put uspjeli snimiti sitne bljeskove ultraljubičaste svjetlosti koje drveće emitira tokom grmljavinskih oluja. Naučnici su dugo sumnjali u postojanje ovog nevidljivog fenomena, za koji se vjeruje da nastaje zbog električnog naboja oluje koji inducira struju u drveću. Tek sada postoje čvrsti dokazi koji otvaraju potpuno novo poglavlje u razumijevanju odnosa šuma i atmosfere, piše Science Alert.
Lov na oluje u prerađenom minivanu
Kako bi dokazali da drveće tokom oluja tiho „pucketa“ elektricitetom, tim predvođen Patrickom McFarlandom, meteorologom sa Univerziteta Penn State, morao je izaći na teren. Nakon što su fenomen simulirali u laboratoriji, gdje se pražnjenje vidjelo kao jedva primjetan plavičasti sjaj u potpunom mraku, istraživanje su nastavili u prirodi.
U tu svrhu preuredili su Toyotu Siennu iz 2013. godine, pretvorivši je u mobilnu laboratoriju opremljen meteorološkom stanicom, detektorom električnog polja i, najvažnije, posebnom ultraljubičastom kamerom povezanom s krovnim periskopom. Instalacija je zahtijevala i prilično radikalan potez.
„Najzabavniji dio bio je uzeti ubodnu pilu i izrezati rupu od tridesetak centimetara na krovu. Potpuno smo uništili preprodajnu vrijednost vozila, ali nema veze“, ispričao je McFarland.
Budući da je vidljiva svjetlost koju emitira takozvana korona preslaba da bi se uočila na olujnom nebu, tim se fokusirao na ultraljubičasto (UV) zračenje koje ove iskre emitiraju, a koje je nevidljivo ljudskom oku.
Ples nevidljivih iskri na krošnjama
Grmljavinske oluje ogromni su sistemi električne turbulencije. Visoki kumulonimbusi raspoređuju električne naboje poput ogromne baterije. Kada razlika u naboju postane dovoljno jaka, nastaje munja. Međutim, razmjena energije između neba i zemlje nije uvijek tako dramatična.
Ponekad neravnoteža naboja putuje uz najbliže stablo, čija vlažna debla i grane predstavljaju dobar provodnik. Kada naboj ne može dalje napredovati zbog izolacijskog sloja zraka, počinje se skupljati na oštrim vrhovima lišća, gdje zatim slabo zrači u obliku ultraljubičaste svjetlosti.
McFarland smatra da bi prizor bio spektakularan kada bismo mogli vidjeti UV spektar.
„Vjerovatno bi izgledalo kao nevjerovatan svjetlosni šou, kao da su se hiljade krijesnica koje bljeskaju UV svjetlom spustile na vrhove drveća“, rekao je.
Tokom jedne oluje u Pembrokeu u Sjevernoj Karolini, tim je usmjerio opremu prema krošnji stabla američkog likvidambra. Za 90 minuta zabilježili su 41 zaseban bljesak. Bljeskovi su trajali od 0,1 do 3,33 sekunde, povremeno „skačući“ s lista na list dok su se grane njihale na vjetru.
Svaka od tih korona emitirala je oko sto milijardi fotona po kadru videa, što odgovara struji od približno jednog mikroampera.
Kasnije su slične efekte zabilježili i na borovima, kao i na drugim vrstama drveća duž istočne obale SAD-a, od Floride do Pennsylvanije, što sugerira da je fenomen mnogo rasprostranjeniji nego što se ranije mislilo.
Utjecaj na drveće i atmosferu
Iako je struja od jednog mikroampera zanemariva u poređenju s oko 30.000 ampera koliko može imati udar munje, njen lokalni utjecaj može biti značajan. Laboratorijski testovi pokazali su da visokoenergetsko UV zračenje može za samo nekoliko sekundi vidljivo spaliti vlaknaste vrhove lišća i oštetiti zaštitnu voštanu kutikulu.
Naučnici pretpostavljaju da su stabla tokom hiljada godina možda razvila određene morfološke osobine kako bi ublažila ovakva električna oštećenja.
Osim utjecaja na drveće, ove nevidljive iskre mogle bi imati i važnu ulogu u hemiji atmosfere. Poznato je da koronalna pražnjenja proizvode velike količine hidroksilnih radikala (OH), izuzetno reaktivnih molekula koje djeluju kao atmosferski „deterdžent“ razgrađujući stakleničke plinove i zagađivače.
S obzirom na to da se zbog klimatskih promjena očekuje porast učestalosti i intenziteta oluja, razumijevanje ove nevidljive veze između neba i drveća moglo bi postati ključno za buduće klimatske modele.