Группа специалистов из Университета штата Пенсильвания зафиксировала и измерила электрические явления на верхушках деревьев в естественных условиях. Феномен, известный как коронный разряд, на протяжении десятилетий оставался предметом теоретических дискуссий и лабораторных опытов. В ходе нового исследования ученые подтвердили, что во время грозы тысячи листьев и ветвей испускают слабое ультрафиолетовое свечение, которое невозможно заметить невооруженным глазом.
Коронный разряд представляет собой утечку электрического заряда в воздух, возникающую при экстремально сильном напряжении поля, прежде всего вокруг заостренных объектов. По своей природе он близок к огням святого Эльма – свечению, которое моряки веками наблюдали на мачтах судов в штормовую погоду. В лесу роль таких электродов выполняют края листьев и хвои. Для обнаружения процесса авторы работы использовали мобильную лабораторию, оснащенную ультрафиолетовыми детекторами и измерителями параметров электрического поля.
Основные данные были получены в июне 2024 года в штате Северная Каролина. Исследователи вели наблюдение за ветвями ликвидамбара смолоносного и зафиксировали сотни световых сигналов в течение полутора часов прохождения грозового фронта. Подобные разряды были отмечены и на хвойных породах в Пенсильвании и Флориде. По оценкам авторов исследования, при грозе в кроне одного дерева могут одновременно активироваться десятки и сотни листьев, что делает лесные массивы участниками масштабного энергетического обмена с атмосферой.
Экологические последствия обнаруженного эффекта требуют дальнейшего изучения. Лабораторные тесты показали, что интенсивные микроразряды способны за секунды обжигать края растительной ткани. Ученые предполагают, что регулярное воздействие таких процессов в природе может разрушать кутикулу – защитный восковой слой, предохраняющий лист от потери влаги и жесткого ультрафиолетового излучения. В условиях изменения климата, сопровождающегося ростом числа гроз, это может стать фактором дополнительного стресса для здоровья лесов.
Помимо физического воздействия на растения, разряды влияют на химию воздуха непосредственно над лесным пологом. В момент возникновения искры образуется значительное количество гидроксильных радикалов. Эти частицы играют роль активных окислителей, помогая очищать атмосферу, но также они ускоряют преобразование органических газов, которые выделяют сами деревья. Исследователи подчеркивают, что данные процессы необходимо учитывать при моделировании состава атмосферы и прогнозировании состояния лесных экосистем.
Несмотря на открытие новых аспектов грозовой активности, ученые напоминают о традиционных мерах безопасности. Коронные разряды сами по себе не представляют прямой угрозы для человека, однако они служат индикатором крайне сильного электрического поля, предшествующего удару молнии. Основным источником опасности остается линейная молния, поэтому специалисты рекомендуют избегать укрытия под одиночными деревьями и искать защищенные помещения при первых звуках грома.
