Ученые впервые засняли невидимое свечение деревьев во время грозы

Более века ученые подозревали, что во время грозы верхушки деревьев превращаются в гигантские электроды, испускающие слабое свечение. Однако лишь летом 2024 года группе исследователей из Университета штата Пенсильвания удалось подтвердить это экспериментально, сообщает Американский геофизический союз. В статье, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters, описывается феномен так называемых «коронных разрядов» — призрачных голубоватых искр, которые буквально «зажигают» кончики листьев, оставаясь невидимыми для человеческого глаза.

Невидимое «световое шоу»

Коронный разряд возникает, когда накопленный в облаках электрический заряд индуцирует противоположный заряд на земле. Электричество стремится к самой высокой точке — в лесу это верхушки крон и острые края листьев. Лабораторные опыты десятилетиями намекали на существование этого процесса: в полной темноте ученые наблюдали слабое фиолетово-голубое сияние вокруг растений. Однако зафиксировать это в дикой природе мешали дневной свет и даже сумрак грозового неба, который на порядки ярче слабых вспышек короны.

Чтобы поймать «неуловимое», метеоролог Патрик Макфарланд и его команда превратили минивэн в мобильную научную лабораторию. В крыше автомобиля прорезали отверстие для перископа, который направлял свет в специальную ультрафиолетовую камеру. Только в УФ-диапазоне можно было отделить свечение разрядов от фонового освещения.

Охота за искрами

Экспедиция охватила все Восточное побережье США — от Флориды до Пенсильвании. В Северной Каролине, под раскаты грома, исследователи направили камеру на ветви ликвидамбара смолоносного (Liquidambar styraciflua).

«Вы сидите в машине, пока над головой бушует стихия, и всматриваетесь в видеопоток, на котором почти ничего не происходит», — вспоминает Макфарланд.

Тщательный анализ записей выявил 41 коронный разряд всего за 90 минут. Вспышки длились до трех секунд, «перепрыгивая» с одного листа на другой. Похожие результаты были получены при наблюдении за сосной и другими видами деревьев. По расчетам ученых, если бы мы обладали суперзрением, то увидели бы, как тысячи «электрических светлячков» кружат над лесным пологом, окрашивая его в мерцающий синий цвет.

Эволюционная цена электричества

Но это «световое шоу» имеет свою цену. Исследование показало, что разряды оставляют на кончиках листьев микроскопические ожоги. Токи, проходящие через ткани растения, разрушают хлоропласты и клеточные мембраны, а также повреждают кутикулу — защитный восковой слой, предохраняющий лист от обезвоживания.

Учитывая повсеместность этого явления, исследователи выдвинули смелую гипотезу: коронные разряды могут быть мощным фактором эволюции. Возможно, форма листьев и структура крон некоторых видов деревьев на протяжении тысячелетий менялись именно для того, чтобы минимизировать ущерб от электрических атак с неба.

Теперь команда Макфарланда планирует объединить усилия с ботаниками и экологами, чтобы выяснить, как этот невидимый стресс влияет на здоровье лесов в глобальном масштабе.