Jau seniai žinome, kad žmogaus pojūčiai neleidžia užfiksuoti visų reiškinių, vykstančių aplink mus. Kartais tam būtina pasitelkti specialius prietaisus, kurie padeda pamatyti, kas iš tiesų vyksta, pavyzdžiui, medžių lajoje, kai netoliese pasireiškia žaibinės iškrovos. Naujausių tyrimų autoriai atskleidė, kad tokiomis sąlygomis lapų viršūnėlės skleidžia subtilų, melsvą švytėjimą – reiškinį, apie kurį mokslininkai diskutavo ištisus dešimtmečius.
Vadinamieji vainikiniai išlydžiai (koronos iškrovos) – tai silpnos elektros iškrovos, susidarančios ties smailiais paviršiais, pavyzdžiui, lapų viršūnėmis. Mechanizmas gana įspūdingas: perkūninių debesų krūvis indukuoja priešingo ženklo krūvį žemėje, o šis, ieškodamas „išėjimo“, kyla aukštyn. Miške natūraliais „žaibolaidžiais“ tampa aukščiausios medžių lajų vietos.
Iki šiol šį reiškinį pavykdavo patikimai sukelti ir tirti daugiausia steriliose laboratorinėse sąlygose. Gamtoje jo egzistavimą dažniausiai patvirtindavo tik netiesioginiai duomenys, pavyzdžiui, elektrinio lauko anomalijų matavimai. Vainikiniai išlydžiai skleidžia ultravioletinę spinduliuotę, kuri žmogaus akiai yra nematoma. Visiškoje tamsoje jie gali pasirodyti kaip švelni, melsva šviesa, tačiau natūralioje aplinkoje šį švytėjimą užfiksuoti itin sunku: jis labai silpnas, o audros metu aplinkos šviesa ir žaibų blyksniai užgožia menkiausius šviesos pokyčius.
Siekdama „pagauti“ trumpalaikį reiškinį, mokslininkų komanda pasirinko kūrybišką sprendimą – perdirbo miniveną į mobilią laboratoriją. Automobilio stoge buvo išpjauta maždaug 30 cm skersmens anga, o joje įrengtas periskopas su ultravioletine kamera. Šis jutiklis tapo esminiu įrankiu, nes leidžia fiksuoti UV spinduliuotę, kurią skleidžia vainikiniai išlydžiai, net ir dienos šviesoje bei žaibų blyksnių metu.
Automobilio viduje tyrėjai įrengė orų stotį, elektrinio lauko detektorių ir lazerinį atstumo matuoklį. Visa jautri įranga buvo sumontuota ant vibracijas slopinančių pagrindų, kad važiuojant nelygiais miško keliais matavimai išliktų tikslūs, o prietaisai – apsaugoti.
Audrų „medžioklė“ ir medžių reakcijų stebėjimas pareikalavo nemažai kantrybės. Vienos audros metu Šiaurės Karolinoje tyrėjai apie pusantros valandos stebėjo monitorių, analizuodami ultravioletinės kameros vaizdo srautą. Iš pirmo žvilgsnio tuščiame ekrane jiems pavyko užfiksuoti net 41 atskirą vainikinį išlydį ant vieno ambro medžio lapų. Kiekvienas išlydis trukdavo iki trijų sekundžių ir kartais tarsi „peršokdavo“ tarp gretimų lapų, sukurdamas savotiško elektrinio šokio įspūdį.
Reiškinys pastebėtas ir ant pušų bei kitų medžių per audras JAV rytinėje pakrantėje, todėl mokslininkai mano, kad toks švytėjimas gali būti gerokai paplitęs ir būdingas daugeliui miškų.
Galimas poveikis medžių sveikatai ir miškų evoliucijai
Ką praktiškai reiškia šie atradimai? Nors vainikiniai išlydžiai yra palyginti silpni, jie gali sukelti lokalius pažeidimus. Ant lapų viršūnių jie „išdega“ mikroskopinius plotelius ir pažeidžia kutikulę – apsauginį, vaškinį paviršiaus sluoksnį.
Vis dėlto tai tik akivaizdžiausias padarinys. Dar nuo XX a. 7-ojo dešimtmečio atlikti tyrimai rodė, kad elektros srovės tekėjimas per augalų audinius gali pažeisti ląstelių membranas ir chloroplastus – fotosintezės „centrus“. Vadinasi, kiekviena audra gali labai nežymiai, bet pasikartojančiai silpninti medžius, mažindama jų gebėjimą efektyviai gaminti energiją.
Svarbu ir tai, kad laboratoriniai meteorologo Patricko McFarlando vadovaujamos komandos eksperimentai parodė: ultravioletinės spinduliuotės intensyvumas yra proporcingas per augalą tekančios srovės stiprumui. Tai atveria kelią neinvaziniam pažeidimų masto vertinimo metodui – pakaktų išmatuoti ultravioletinį švytėjimą, kad būtų galima spręsti apie elektros poveikį medžio audiniams.
Reiškinio mastas gali būti didesnis, nei manyta anksčiau. Skaičiuojama, kad per vieną audrą vainikiniai išlydžiai gali susidaryti dešimtyse ar net šimtuose lapų ant kiekvieno medžio. Esminiai klausimai dabar siejami su ilgalaikėmis pasekmėmis: ar daugybė smulkių, tačiau per tūkstantmečius besikaupiančių ląstelių pažeidimų galėjo turėti įtakos medžių rūšių evoliucijai? Ar kai kurios rūšys galėjo išvystyti veiksmingesnius apsaugos mechanizmus nuo tokio elektrinio streso?
Atsakymų į šiuos klausimus dar ieškoma, tačiau naujieji stebėjimai jau dabar keičia mūsų supratimą apie tai, kas vyksta miškuose audrų metu – net jei žmogaus akiai didžioji dalis šių procesų lieka nematoma.
