Насекомые способны наэлектризовать воздух так же сильно, как гроза

Новое исследование влияния летающих насекомых на атмосферные электрические поля показало, что взмах множества крошечных крыльев может наэлектризовать воздух во многом так же, как клубящиеся облака водяного пара могут заряжать воздух внутри грозового облака.

Фото из открытых источников

Это не означает, что мы должны беспокоиться о библейских бедствиях саранчи, стреляющей молниями, но это может свидетельствовать о необходимости учитывать биологические явления при моделировании локальных закономерностей в электрическом поле атмосферы.

Во время шторма мелкие частицы льда, поднимающиеся в воздух, трутся о более крупные осколки, падающие на землю, создавая своеобразную конвейерную ленту зарядов, которые увеличивают разность потенциалов между верхушкой облаков, нижней частью облаков и землей.

Как только разность потенциалов достигает критической точки, образуются ионизированные каналы, и баланс эффективно выравнивается в виде образующейся молнии.

«Мы всегда смотрели на то, как физика влияет на биологию, но в какой-то момент мы поняли, что биология также может влиять на физику», - говорит первый автор исследования Эллард Хантинг, биолог из Бристольского университета в Великобритании.

«Нас интересует, как различные организмы используют статические электрические поля, которые присутствуют практически повсюду в окружающей среде».

В последние годы стало ясно, что насекомые и другие беспозвоночные могут переносить заряды, которые создают крошечный потенциал по сравнению с окружающей атмосферой. Например, детеныши пауков могут даже использовать этот трюк, чтобы взлететь в небо.

Но как этот крошечный потенциал накапливается в роях насекомых, никогда не измерялось. Поэтому Хантинг и его команда отправились на полевую станцию Школы ветеринарных наук Университета Бристоля, чтобы дождаться роения одной из их многочисленных колоний медоносных пчел.

Используя монитор электрического поля и камеру для мониторинга плотности пчел, исследователи отслеживали локальный градиент потенциала роя в пути. В течение 3 минут насекомые проносились мимо, повышая градиент потенциала над головой до 100 вольт на метр.

Более поздний анализ подтвердил, что напряжение было связано с концентрацией роя, что позволило исследователям с достаточной уверенностью предсказать, как определенное количество пчел, жужжащих в определенном участке воздуха, может повлиять на заряд атмосферы.

Зная, что их оценки соответствуют тестированию на пчелах, команда применила то же обоснование к другим насекомым, которые образуют рои.

Взяв отдельные заряды для саранчи, исследователи подсчитали, что значительный рой саранчи способен генерировать заряды с плотностью, не отличающейся от плотности, возникаемой во время грозы.

Данное исследование было опубликовано в iScience.