Атмосфера Земли почти всегда имеет электрическое поле, даже при благоприятной погоде. Его напряженность изменяется под влиянием физических и геологических явлений: осадков, аэрозолей, радиоактивности, загрязнения, вулканизма и других. Британские учёные недавно выявили ещё один фактор, способный объяснить вариации потенциала: насекомые. Их электрический заряд способен приводить к изменениям, сопоставимым с метеорологическими процессами.
В атмосфере много источников электрического заряда, влияющих на явления вроде образования капель и переноса пыли и аэрозолей. Известно, что атмосферное электрическое поле зависит от физических и геологических процессов, но потенциальное влияние биологических источников не изучалось. Выявленных абиотических факторов недостаточно для объяснения часто наблюдаемых вариаций градиентов атмосферного потенциала, значит, другие причины ещё предстоит обнаружить.
Исследователи считают, что организмы, обитающие в нижних слоях атмосферы, могут оказывать влияние на колебания электрического поля.
Насекомые встречаются в этих слоях с высокой концентрацией. Установлено, что многие виды летающих насекомых несут электрический заряд от нескольких пикокулонов до нескольких нанокулонов на каждую особь. Наблюдения свидетельствуют о том, что большие скопления летающих насекомых играют важную роль в формировании электрического поля атмосферы. «, — отмечают исследователи.
Повышение напряжения почти до 1000 вольт
Ранее исследователи изучили использование статических электрических полей различными организмами. В частности, установлено, что пчелы и пауки применяют электрические поля, охватывающие цветы, для поисков пищи и миграции. Преимущественно изучали влияние физики на биологию, однако позже обнаружили обратное воздействие. — разъяснил доктор Эллард Хантинг, эколог из Бристольской школы биологических наук и автор работы. .
Исследователи изучали влияние насекомых на атмосферное электрическое поле, наблюдая за воздействием роя пчел в месте, где располагалось несколько ульев для исследований. Электрический эффект измерялся с помощью монитора электрического поля и обзорной камеры, установленных рядом с роем. Примерно три минуты части мигрирующего пучка пролетали над датчиком электрического поля. Измерения показали, что чистый положительный градиент потенциала (PG) увеличился на 100 В/м при наибольшей плотности. «, — сообщает команда.
(B) Модель, иллюстрирующая потенциальное воздействие пчелиного роя на атмосферный GP (в В/м).
(C) Атмосферный GP и плотность пчелиного роя.
(D) Кросс-корреляционный анализ между атмосферным GP и плотностью пчелиного роя.
(E) Линейный регрессионный анализ между атмосферным GP и плотностью пчелиного роя.
(F) Изменения в атмосферном GP в ответ на другое событие, связанное с роем пчел.
Данные свидетельствуют о том, что пчелиный рой способен генерировать заряд, способный влиять на атмосферное электрическое поле (GP), пропорционально количеству особей в рое. В ходе наблюдений за другими роевыми явлениями группа учёных зарегистрировала рост атмосферного GP, который достиг почти 1000 В/м при наибольшей плотности роя.
Заряд плотнее, чем в грозовых облаках.
Некоторые насекомые из отрядов Hymenoptera, Orthoptera и Lepidoptera способны собираться в очень большие и густые стаи, число особей в которых может достигать десяти на квадратный метр. 3Массовые скопления насекомых, занимающие площади до тысячи квадратных километров, заинтересовали исследователей. Анализ, основанный на аналогичных рассуждениях, что и при изучении пчел, демонстрирует способность роев саранчи изменять локальную электромагнитную среду на масштабах, сопоставимых с метеорологическими явлениями. «, — заключают авторы.
Исследователи сравнили полученные данные с литературными данными о плотности метеорологических зарядов в разных условиях: при ясной погоде, грозах, пыльных бурях. Результаты демонстрируют, что стаи саранчи (Schistocerca gregaria) способны превышать плотность нагрузки, наблюдаемую в грозовых облаках. В то же время Lepidoptera (мотыльки и бабочки) из-за своей низкой средней плотности (около 0,01 насекомых/м³). 3Влияние , скорее всего, на атмосферную нагрузку из-за погоды несущественно.
Это исследование показывает незамеченную роль насекомых в изменении электрического заряда атмосферы. Актуальность этого открытия заключается в том, что данный фактор не учитывается в современных климатических моделях, которые стремятся отразить сложное взаимодействие излучения и частиц. Поскольку атмосферный пространственный заряд влияет на агрегацию и перемещение частиц, переносимых воздухом, можно предположить, что создаваемый насекомыми заряд также способствует изменениям расположения этих частиц в атмосфере.
«Рассматривая вопрос в глобальном масштабе, синтез биологии и физики может разрешить ряд сложных загадок, таких как перемещение крупных песчинок из Сахары на расстояние, неподдающееся объяснениям при помощи текущих концепций. — Заявляет профессор Джайлс Харрисон, физик атмосферы из Университета Рединга, и один из авторов исследования.
Наблюдаемый эффект, возможно, присущ и другим живым существам в атмосфере с электрическим зарядом, например, микроорганизмам и птицам. Интересно было бы исследовать взаимосвязь этих организмов с другими атмосферными явлениями, например, потоками ионов и аэрозолями. «, — заключает Хантинг.