Una cámara UV capta coronas luminosas en las hojas durante las tormentas

¿Pueden las tormentas provocar descargas eléctricas en los árboles? Esta pregunta ha intrigado a los científicos durante décadas, pero un estudio reciente publicado en Geophysical Research Letters podría finalmente tener una respuesta. Un equipo de investigadores obtuvo imágenes inéditas de árboles que emiten luz ultravioleta (UV) durante una tormenta eléctrica. Este estudio tiene el potencial de ayudar a los científicos a comprender mejor cómo el clima puede afectar a las plantas en todo el mundo.

Imágenes de descargas eléctricas observadas durante el estudio. (Crédito: William Brune / Penn State)

Para el estudio, los investigadores viajaron a Florida, conocida por sus frecuentes y potentes tormentas eléctricas, con el objetivo de obtener imágenes de los pulsos eléctricos que aparecen en las copas de los árboles durante dichas tormentas. La principal motivación del estudio era aportar pruebas directas de un fenómeno atmosférico que se había hipotetizado desde la década de 1930, pero que nunca se había observado en la naturaleza. Durante este tiempo, los científicos sospechaban que los árboles emitían luz durante las tormentas eléctricas debido a las descargas eléctricas, pero no contaban con pruebas directas.

Utilizando una cámara personalizada capaz de capturar únicamente la luz de corona, los relámpagos y el fuego, este equipo de investigadores logró obtener evidencia inédita de árboles que emiten luz ultravioleta durante una tormenta eléctrica en Florida. Estos hallazgos son cruciales para que los investigadores comprendan mejor la relación entre la electricidad atmosférica y la ecología forestal.

Según los investigadores, las descargas de corona se forman durante las tormentas porque las nubes acumulan fuertes cargas negativas que atraen la carga positiva opuesta del suelo. Los opuestos se atraen y esta carga eléctrica positiva del suelo asciende a través de los árboles hasta el punto más alto, generando un campo eléctrico en las diminutas puntas de las hojas, lo suficientemente intenso como para crear el débil resplandor de la corona, tanto en luz visible como ultravioleta. Esta radiación ultravioleta de la corona descompone el vapor de agua, produciendo hidroxilo.

El hidroxilo es el principal oxidante de la atmósfera. Los oxidantes limpian el aire reaccionando con las sustancias químicas que se emiten a la atmósfera, lo que da lugar a otras sustancias químicas más fáciles de eliminar. Estas sustancias químicas incluyen compuestos orgánicos volátiles emitidos por los árboles o las actividades humanas, así como el metano, un gas de efecto invernadero.  Investigaciones previas del equipo  revelaron que las descargas de corona son una fuente importante de agentes de limpieza atmosférica en la cubierta forestal.

La conversión química fue el foco de atención de los investigadores. Hace varios años, el equipo aplicó impulsos eléctricos de alto voltaje y baja corriente a ramas de árboles y halló una fuerte correlación entre las emisiones UV de las descargas de corona y la formación de compuestos hidroxilados. Tanto en ese proyecto como en observaciones más recientes, los investigadores notaron daños en las hojas en el punto de emisión de la corona.

Para capturar los fenómenos naturales y aprovechar esta correlación, el equipo desarrolló el Sistema de Telescopio de Observación de la Corona, un telescopio newtoniano conectado a una cámara UV. Está geolocalizado, equipado con un dispositivo para medir la electricidad atmosférica y calibrado para detectar emisiones UV mediante una lámpara de mercurio. La banda de longitud de onda UV solar se bloquea por completo, dejando la corona, los relámpagos y el fuego como las únicas fuentes de radiación UV en el campo.

«Es casi invisible a simple vista, pero nuestros instrumentos permiten visualizar franjas de corona centelleante que brillan al paso de las tormentas eléctricas», explicó Patrick McFarland, candidato a doctorado en la Universidad Estatal de Pensilvania y autor principal del estudio. «Estas coronas tan extensas tienen implicaciones para la eliminación de hidrocarburos emitidos por los árboles, daños sutiles en las hojas y podrían tener consecuencias más amplias para la salud de los árboles, los bosques y la atmósfera».

Aunque los investigadores han confirmado el fenómeno, afirman que aún desconocen muchos de los posibles impactos de estas descargas corona y tienen más preguntas, tales como: ¿Los árboles sufren daños durante este proceso? ¿O se benefician de alguna manera? ¿Han evolucionado para resistirlo? ¿La limpieza atmosférica beneficia al bosque? Los investigadores están iniciando colaboraciones con ecólogos y biólogos especializados en árboles para responder a estas preguntas, abriendo así nuevos caminos de descubrimiento en el mundo natural que nos rodea. Tomado de:  LabRoots

 Fuente: Geophysical Research Letters