تتلألأ أوراق النبات بالكهرباء أثناء العواصف الرعدية – وقد يؤدي ذلك إلى تغيير جودة الهواء بطرق غير متوقعة
(يفتح في علامة تبويب جديدة)
عندما يومض البرق في الأعلى ، قد تستجيب النباتات الموجودة على الأرض بالمثل.
لطالما أدرك العلماء أن النباتات والأشجار يمكن أن تصدر تصريفات كهربائية صغيرة ومرئية من أطراف أوراقها عندما تكون النباتات محاصرة تحت الحقول الكهربائية الناتجة عن العواصف الرعدية العالية. تظهر هذه الإفرازات ، المعروفة باسم الإكليل ، أحيانًا على شكل شرارات زرقاء باهتة تتوهج حول الأجسام المشحونة.
الآن ، يقترح بحث جديد أن تلك الشرارات النباتية قد تغير البيئة المحيطة جودة الهواء بطرق لم يتم التعرف عليها من قبل. لكن ما إذا كانت تأثيرات هذه الهزات الصغيرة في الغلاف الجوي إيجابية أم سلبية يبقى غير واضح.
في الدراسة التي نشرت في 9 أغسطس في مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الغلاف الجوي (يفتح في علامة تبويب جديدة)أعاد الباحثون إنشاء الحقول الكهربائية من العواصف الرعدية في المختبر وقاموا بتحليل الهالة المنبعثة من ثمانية أنواع من النباتات في ظل مجموعة من الظروف. أظهرت النتائج أن جميع الهونات قد خلقت وفرة كبيرة من الجذور – المواد الكيميائية التي تحتوي على إلكترونات غير متزاوجة شديدة التفاعل مع المركبات الأخرى – والتي يمكن أن تغير جودة الهواء المحيط بشكل كبير.
“في حين لا يُعرف الكثير عن مدى انتشار هذه التصريفات ، فإننا نقدر أن الهليون المتولد على الأشجار تحت العواصف الرعدية يمكن أن يكون له تأثيرات كبيرة على الهواء المحيط” ، كما قال مؤلف الدراسة الرئيسي جينا جينكينز (يفتح في علامة تبويب جديدة)، عالم الغلاف الجوي في جامعة ولاية بنسلفانيا ، قال في أ بيان (يفتح في علامة تبويب جديدة).
متعلق ب: قد تكون “النفاثة العملاقة” التي أطلقت في الفضاء أقوى صاعقة صاعقة تم اكتشافها على الإطلاق
الجذوران المنطلقان من الهالة النباتية هما الهيدروكسيل (OH) والهيدروبيروكسيل (HO2) ، وكلاهما مشحونان سالبًا ومعروفان بأكسدة أو سرقة الإلكترونات من عدد من المركبات الكيميائية المختلفة ، وبالتالي تحويلها إلى جزيئات أخرى . كان الباحثون مهتمين بشكل خاص بتركيزات جذور الهيدروكسيل لأن لها تأثيرًا أكبر على جودة الهواء.
“يساهم شق الهيدروكسيل في أكسدة الغلاف الجوي الكلية للعديد من ملوثات الغلاف الجوي” ، كما قال مؤلف مشارك في الدراسة وليام برون (يفتح في علامة تبويب جديدة)قال خبير الأرصاد الجوية بجامعة ولاية بنسلفانيا في البيان.
على سبيل المثال ، إذا تفاعل مع جذر الهيدروكسيل غازات الاحتباس الحراري، مثل الميثان ، يمكن أن يزيل الجزيئات الضارة من الغلاف الجوي ويساعد في القتال تغير المناخقال برون. ولكن إذا تفاعل نفس الجذور مع الأكسجين ، فيمكنه تكوينه الأوزون، والتي ، على الرغم من لعبها دورًا مهمًا في الغلاف الجوي العلوي ، فهي سامة للإنسان. وأضاف أن الجذور يمكن أن تخلق أيضًا جزيئات الهباء الجوي التي تضر بجودة الهواء.
(يفتح في علامة تبويب جديدة)
ليست هذه هي المرة الأولى التي أظهر فيها الباحثون الصلة بين العواصف الرعدية وجذور الهيدروكسيل.
في عام 2021 ، وجد فريق بحث بقيادة برون أن البرق كان أحد السلف الرئيسية لجذور الهيدروكسيل في الغلاف الجوي. في ورقتهم المنشورة في المجلة علوم (يفتح في علامة تبويب جديدة)، افترض الفريق أن العواصف الرعدية يمكن أن تكون مسؤولة بشكل مباشر عن ما يصل إلى سدس جذور الهيدروكسيل في الغلاف الجوي.
في سبتمبر ، أصدر فريق آخر بقيادة برون دراسة متابعة نُشرت في المجلة علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب (يفتح في علامة تبويب جديدة)، التي أظهرت أن الهالة التي تنتجها أجسام معدنية مثل أعمدة الهاتف وأبراج الإرسال تنتج مستوى أعلى قليلاً من جذور الهيدروكسيل من إكليل النبات. ومع ذلك ، فإن مستويات الجذور التي ينتجها النبات والكورونا الاصطناعي على حد سواء أقل بكثير من تلك التي تنتج مباشرة من البرق.
“على الرغم من أن الرسوم التي تم إنشاؤها بواسطة [plant] وقال جينكينز إن الهالة كانت أضعف من الشرر والبرق الذي نظرنا إليه من قبل ، وما زلنا نرى كميات كبيرة من هذا الجذر الهيدروكسي “.
وأضافت أنه بالنظر إلى الأعداد الهائلة من الأشجار الموجودة في المناطق المعرضة للصواعق ، قد تمثل الهونات المنتجة من النباتات مصدرًا غير مدروس بشكل كبير من الجذور مع تأثير غير متوقع للغاية على جودة الهواء.
وقال جينكينز: “هناك حوالي تريليوني شجرة في المناطق التي من المرجح أن تحدث فيها عواصف رعدية على مستوى العالم ، وهناك 1800 عاصفة رعدية تحدث في أي وقت”.
نتيجة لذلك ، يرغب الباحثون في مواصلة دراسة هذه الهالات بمزيد من التفصيل لفهم تأثيرها على جودة الهواء المحلية وعلى نطاق عالمي أوسع.
قال جينكينز: “إن جذور الهيدروكسيل هي منظفات الغلاف الجوي الأكثر أهمية”. “لذا فإن الحصول على حساب أفضل لمكان صنع هذه الأشياء يمكن أن يمنحنا فهمًا أكثر اكتمالاً لما يحدث في الغلاف الجوي.”
وأضافت أن دراسات أخرى تشير إلى أن العواصف الرعدية قد تصبح أكثر تواترا وقوة بسبب آثار تغير المناخ الذي يسببه الإنسان ، لذا فإن فهم آثار العواصف الرعدية على جودة الهواء أمر حيوي.
أثناء التجارب ، توصل الفريق إلى اكتشاف آخر يمكن أن يساعد في تسريع هذا المجال من البحث: أدت التصريفات الورقية إلى ظهور طفرات حادة من فوق بنفسجي إشعاع. قد يسمح هذا للفريق بدراسة مكان حدوث الهالة في الحقل وقياس تأثيرها على جودة الهواء القريبة.
