Во время грозы листья деревьев и других растений создают мини-электрические разряды, которые могут существенно изменить качество окружающего воздуха. Но исследователи не уверены, полезно это или вредно.
Ученым давно известно, что деревья и другие растения могут излучать небольшие видимые электрические разряды с кончиков своих листьев, когда растения находятся в ловушке электрических полей, создаваемых грозами высоко над ними.
Эти разряды, известные как короны, иногда видны как слабые голубые искры, которые светятся вокруг заряженных объектов.
Теперь новое исследование предполагает, что эти искры на основе растений могут изменять качество окружающего воздуха способами, которые ранее не были известны. Но остается неясным, являются ли воздействия этих минишоков на атмосферу положительными или отрицательными.
В своем исследовании ученые воссоздали электрические поля гроз в лаборатории и проанализировали короны, испускаемые восемью видами растений в различных условиях.
Результаты показали, что все короны создали большое количество радикалов — химических веществ, содержащих неспаренные электроны, которые вступают в реакцию с другими соединениями, — которые могут значительно изменить качество окружающего воздуха.
«Хотя мало что известно о том, насколько широко распространены эти разряды, по нашим оценкам, короны, образующиеся на деревьях во время грозы, могут оказывать существенное воздействие на окружающий воздух», — говорят ученые.
Два радикала, испускаемые растительными коронами, — это гидроксил (ОН) и гидропероксил (НО2), оба из которых заряжены отрицательно и, как известно, окисляют или крадут электроны у ряда различных химических соединений, тем самым превращая их в другие молекулы.
Исследователей особенно интересовали концентрации гидроксильных радикалов, поскольку они оказывают большее влияние на качество воздуха.
«Гидроксильный радикал способствует полному окислению в атмосфере многих атмосферных загрязнителей», — говорит соавтор исследования Уильям Брюн.
Например, если гидроксильный радикал вступает в реакцию с парниковыми газами, такими как метан, то он может удалить вредные молекулы из атмосферы и помочь в борьбе с изменением климата.
Но если тот же радикал вступит в реакцию с кислородом, он может создать озон, который, несмотря на то, что играет важную роль в верхних слоях атмосферы, токсичен для человека. Радикалы также могут создавать аэрозольные частицы, которые ухудшают качество воздуха.
Во время экспериментов ученые сделали еще одно открытие, которое может помочь ускорить эту область исследований: лиственные разряды испускали резкие всплески ультрафиолетового излучения.
Это может позволить команде косвенно изучить, где происходят короны в полевых условиях, и измерить их влияние на качество воздуха поблизости.
Работа была опубликована в Journal of Geophysical Research: Atmospheres.