Исследователи из Университета штата Пенсильвания экспериментально подтвердили существование коронных разрядов на верхушках деревьев в естественных условиях. Это явление, предсказанное теоретиками более 70 лет назад, ранее наблюдалось исключительно в лабораториях. Результаты исследования, опубликованные в журнале Geophysical Research Letters, раскрывают ранее неизвестный механизм взаимодействия лесов с земной атмосферой.
Летом 2024 года группа метеорологов провела серию наблюдений вдоль Восточного побережья США, используя мобильную лабораторию на базе модифицированного минивэна. Автомобиль был оснащен телескопической системой с ультрафиолетовой камерой и датчиками электрического поля. После нескольких неудачных попыток во Флориде ученым удалось зафиксировать феномен в штате Северная Каролина во время затяжной грозы. Объектами наблюдения стали ликвидамбар смолоносный и ладанная сосна, расположенные вблизи города Пемброк.
Коронный разряд возникает из–за критического усиления электрического поля во время грозы. Грозовые облака накапливают мощный отрицательный заряд, который притягивает положительные заряды из почвы. Электричество устремляется вверх по стволам и концентрируется на самых острых участках – кончиках листьев и иголках. В этих точках возникают микроскопические вспышки, испускающие слабое свечение в ультрафиолетовом диапазоне, практически невидимое для человеческого глаза.
В ходе полевых выходов приборы зафиксировали около тысячи отдельных электрических событий, длительность которых варьировалась от долей секунды до нескольких секунд. По мнению авторов работы, это явление имеет важное значение для химии атмосферы. Энергия разрядов расщепляет молекулы водяного пара, запуская процесс образования гидроксильных радикалов. Эти частицы выполняют роль природных окислителей, нейтрализуя различные загрязнители и парниковые газы, включая метан.
Открытие подтверждает гипотезу о том, что леса могут активно участвовать в самоочищении воздуха за счет электрических процессов. Ученые также отметили микроскопические повреждения на кончиках листьев в местах возникновения разрядов. В дальнейшем исследователи планируют совместно с биологами изучить влияние этого феномена на общее состояние лесных экосистем и выяснить, адаптировались ли растения к регулярному воздействию атмосферного электричества в ходе эволюции.
