Tajemnicza świetlista poświata nad lasem. Naukowcy pierwszy raz ją zarejestrowali
Podczas burzy nad lasem dzieje się coś, czego ludzkie oczy nie widzą – a naukowcom udało się to właśnie nagrać.
Badacze z amerykańskiego uniwersytetu przez lata podejrzewali, że korony drzew świecą w trakcie burzy w niewidzialnym dla nas świetle. Teraz, po serii szalonych wypraw tropem nawałnic i z pomocą wyspecjalizowanej aparatury, w końcu pokazali, jak naprawdę wygląda to ukryte zjawisko.
Las jak cicha dyskoteka podczas burzy
Gdy nadchodzi burza, instynktownie patrzymy w górę: na groźne chmury i efektowne błyskawice. Mało kto myśli wtedy o tym, co dzieje się tuż nad czubkami drzew. A właśnie tam rozgrywa się cicha, choć bardzo intensywna „świetlna impreza”, której zwykle nie da się dostrzec.
Zespół z Pennsylvania State University od dawna przypuszczał, że drzewa reagują na ogromne ładunki elektryczne w atmosferze w sposób, który generuje krótkie rozbłyski w paśmie ultrafioletu. W laboratorium widzieli delikatną niebieskawą poświatę na małych sadzonkach poddanych wysokiemu napięciu. Prawdziwym wyzwaniem było jednak uchwycenie takiego efektu w naturalnych warunkach, w środku gwałtownej burzy.
Przeczytaj również: Egzotyczne imię Zia: krótkie, świetliste i pełne znaczeń
Badacze twierdzą, że korony drzew w czasie burzy emitują miliony błysków ultrafioletu, tworząc nad lasem zjawiskową poświatę – całkowicie niewidzialną dla człowieka.
Stara Toyota, lasery i polowanie na burze
Aby „złapać” to zjawisko w terenie, naukowcy przerobili wysłużony minivan Toyota Sienna na mobilne laboratorium burzowe. Samochód wyposażono w:
- stację pogodową monitorującą parametry burzy,
- lasery do precyzyjnych pomiarów odległości i warunków w atmosferze,
- kamerę czułą na promieniowanie ultrafioletowe zamontowaną na dachu,
- zestaw komputerów do natychmiastowej analizy nagrań.
Taki „burzowiec” śledził nawałnice od Karoliny Północnej aż po Pensylwanię. Ekipa jechała za chmurami jak łowcy tornad, tyle że ich celem nie były spektakularne błyskawice, lecz ciche, niemal duchowe rozbłyski nad czubkami drzew.
Przeczytaj również: Gigantyczne kolosy sprzed drzew: tajemnicze życie, które zniknęło z Ziemi
W końcu udało się: na ekranach pojawiły się krótkie, bardzo szybkie wybuchy światła, przeskakujące z liścia na liść. Każda taka iskra wysyłała w mrok miliardy fotonów, ale trwała tak krótko i miała taką długość fali, że ludzkie oko nie ma szans jej zauważyć.
Ukryta korona nad koronami drzew
Co dokładnie zaobserwowali badacze? Chodzi o zjawisko określane jako wyładowania koronowe. Kiedy nad lasem przechodzi burzowa chmura, zachowuje się jak gigantyczna bateria. Ogromny ładunek elektryczny rozkłada się pomiędzy dolną częścią chmury a ziemią.
Przeczytaj również: Hiszpania powoli się obraca. Naukowcy mierzą to w milimetrach
Drzewa, ze względu na wysokie, wilgotne pnie, działają jak przewody. Ładunek stopniowo wędruje w górę, aż dociera do liści i igieł. Tam „ucieka” w powietrze w postaci serii mikro-wyładowań. Każde z nich emituje delikatny, niebieskawy blask w ultrafiolecie – coś w rodzaju delikatnej, pulsującej aureoli nad koroną drzewa.
Można to porównać do miniaturowego pioruna, który nie przeskakuje na ziemię, ale rozmywa się w powietrzu tuż nad liśćmi, tworząc niewidoczną błękitną mgiełkę.
Naukowcy od dawna wiedzieli teoretycznie, że roślinność reaguje na pole elektryczne burzy. Brakowało jednak bezpośredniego nagrania z natury. Teraz to się zmieniło, a zjawisko ilustrują realne ujęcia z lasu, nie tylko symulacje z laboratorium.
Jak działa gigantyczna „bateria” Ziemi
To, co dzieje się nad drzewami, ma związek z dużo większym układem – globalnym obiegiem elektrycznym naszej planety. Atmosfera działa jak ogromna instalacja, w której prąd krąży nieustannie, a burze pełnią rolę ładowarki.
| Etap | Co się dzieje |
|---|---|
| 1. Różnica potencjałów | Na wysokości około 50–80 km zaczyna się jonosfera, która ma dodatni ładunek. Ziemia jest w tym układzie biegunem ujemnym. Między nimi panuje napięcie rzędu 250 tysięcy woltów. |
| 2. Ładowanie „góry” przez burze | Silne wyładowania z wierzchołków chmur przenoszą dodatni ładunek w stronę jonosfery. Nawet chmury, które nie generują piorunów, potrafią wysyłać prądy w górę. |
| 3. Ładowanie „dołu” | Błyskawice uderzające w powierzchnię Ziemi dostarczają jej elektronów. Ziemia staje się jeszcze bardziej ujemna. |
| 4. Uspokojone niebo wyrównuje napięcie | W czasie dobrej pogody drobne, naładowane cząsteczki przenoszą dodatni ładunek w dół, z jonosfery ku Ziemi. Różnica potencjałów stopniowo się zmniejsza. |
Wyładowania koronowe nad lasem są jednym z elementów tej gigantycznej „instalacji”. Pokazują, że drzewa nie są biernymi ofiarami piorunów, lecz aktywnie uczestniczą w przepływie ładunku między niebem a ziemią.
Ukryta poświata ma swoją cenę dla drzew
Zjawisko wygląda spektakularnie na nagraniach z ultrafioletu, ale dla samych roślin wcale nie jest łagodne. Każda taka iskra to realny szok elektryczny, który przechodzi przez tkanki drzewa.
Badacze ostrzegają, że:
- częste wyładowania mogą uszkadzać najwyższe gałęzie,
- zmieniają lokalną chemię powietrza – powstają reaktywne związki azotu i tlenu,
- długotrwała ekspozycja może wpływać na tempo wzrostu i kondycję drzew w strefach szczególnie burzowych.
Zmiana składu chemicznego powietrza ma też szersze konsekwencje. Powstające związki mogą brać udział w tworzeniu aerozoli, wpływać na jakość powietrza i procesy zachodzące w atmosferze nad lasem. To obszar, który dopiero zaczyna przyciągać uwagę badaczy klimatu.
Burz będzie więcej – świetlista zasłona pojawi się częściej
Prognozy klimatyczne wskazują, że w cieplejszym klimacie burze staną się częstsze i miejscami gwałtowniejsze. Więcej burz to więcej piorunów, silniejsze pola elektryczne i częstsze wyładowania nad drzewami.
Jeżeli prognozy się sprawdzą, niewidzialna „świetlna kurtyna” nad lasami może pojawiać się w przyszłości znacznie częściej niż dziś.
Dla ludzi oznacza to nie tylko zmianę charakteru nawałnic, które obserwujemy z ziemi. Zmieni się także elektryczna „codzienność” roślin, szczególnie w wysokich drzewostanach – lasach tropikalnych, górskich i starych lasach liściastych.
Co to zmienia w naszym myśleniu o burzy
Przez lata burza kojarzyła się głównie z deszczem, piorunem i grzmotem. Teraz lista zjawisk wydłuża się o kolejny, bardzo dyskretny element. Nad nami, ponad warstwą liści, pojawia się na kilka chwil świetlista strefa przejściowa, w której ładunek przeskakuje z materii ożywionej w atmosferę.
Trudno nie zadać sobie pytania, jak takie impulsy wpływają na biologię drzew: na ich system korzeniowy, gospodarkę wodną, a nawet na komunikację chemiczną między sąsiednimi roślinami. W skali roku pojedyncze drzewo może doświadczyć setek, a nawet tysięcy takich mini-wyładowań.
Czy człowiek może to kiedyś zobaczyć?
Obecnie bez specjalistycznych kamer nie ma na to szans. Poświata nad lasem świeci w ultrafiolecie, którego siatkówka oka nie rejestruje. Można jednak wyobrazić sobie lekką, konsumencką wersję kamer UV – lornetkę czy gogle, które podczas burzy odsłaniałyby tę „drugą warstwę” zjawiska.
Takie urządzenia raczej nie trafią jutro do sklepów, ale samo zjawisko może zainspirować nowe technologie pomiaru pola elektrycznego, detektory burz czy systemy ostrzegania przed ekstremalnymi warunkami pogodowymi. Poświata nad drzewami to w gruncie rzeczy naturalny „czujnik”, który reaguje na stan atmosfery w czasie rzeczywistym.
Badanie opisane w czasopiśmie Geophysical Research Letters pokazuje, jak wiele szczegółów w przyrodzie wciąż umyka ludzkim zmysłom. Dopiero gdy do gry wchodzą czułe czujniki i sprytne pomysły – jak przerobienie rodzinnego vana na ruchome laboratorium – wychodzi na jaw, że dobrze znana burza wcale nie jest tak zwyczajna, jak się wydawało.
