Насекомые вносят свой вклад в атмосферное электричество

Измеряя электрические поля вблизи роящихся медоносных пчел, исследователи обнаружили, что насекомые могут производить столько же атмосферного электрического заряда, сколько и грозовое облако. Этот тип электричества помогает формировать погодные явления, помогает насекомым в поисках пищи и поднимает пауков в воздух для миграции на большие расстояния. Исследование, опубликованное 24 октября в журнале iScience , демонстрирует, что живые существа могут влиять на атмосферное электричество.

«Мы всегда смотрели, как физика влияет на биологию, но в какой-то момент мы поняли, что биология также может влиять на физику», — говорит первый автор Эллард Хантинг, биолог из Бристольского университета. «Нас интересует, как различные организмы используют статические электрические поля, которые практически повсюду в окружающей среде».

Как и большинство живых существ, пчелы несут врожденный электрический заряд. Обнаружив, что рои медоносных пчел изменяют атмосферное электричество на 100–1000 вольт на метр, увеличивая силу электрического поля, обычно возникающую на уровне земли, команда разработала модель, которая может предсказать влияние других видов насекомых.

«То, как стаи насекомых влияют на атмосферное электричество, зависит от их плотности и размера», — говорит соавтор Лайам О'Рейли, биолог из Бристольского университета. «Мы также рассчитали влияние саранчи на атмосферное электричество, так как саранча роится в библейских масштабах, занимая 460 квадратных миль с 80 миллионами саранчи менее чем на квадратную милю; их влияние, вероятно, намного больше, чем у медоносных пчел».

«Только недавно мы обнаружили, что биология и статические электрические поля тесно связаны и что существует множество неожиданных связей, которые могут существовать в разных пространственных масштабах, начиная от микробов в почве и взаимодействия растений и опылителей и заканчивая роями насекомых и, возможно, глобальной электрической цепью. ", - говорит Эллард.

«Здесь ценна междисциплинарность — может показаться, что электрический заряд живет исключительно в физике, но важно знать, насколько весь природный мир осведомлен об электричестве в атмосфере», — говорит соавтор Джайлс Харрисон, атмосферный физик из Университет Рединга.

Представленные данные о том, что роящиеся мигрирующие насекомые переносят заряд в нижних слоях атмосферы, указывают на то, что большие скопления заряженных насекомых будут вносить свой вклад в до сих пор неизвестный источник электрической изменчивости в атмосфере. Это признание потенциально имеет различные физически и биологически важные последствия. Например, энтомогенный объемный заряд не учитывается в современных климатических моделях, направленных на учет сложного взаимодействия между излучением и твердыми частицами, например переноса пыли атмосферой.

Поскольку объемный заряд атмосферы усиливает агрегацию и движение воздушных частиц, вполне возможно, что пространственные заряды насекомых также будут способствовать пространственным изменениям воздушных частиц. Например, можно предположить, что сбор и перенос заряженных частиц с помощью насекомых может способствовать переносу пустынной пыли на большие расстояния, предлагая альтернативные объяснения переноса крупных частиц, которые нельзя объяснить только физическими процессами. Кроме того, насекомые — не единственный источник биогенного заряда в атмосфере, так как птицы и микроорганизмы также несут заряд и изобилуют нижними слоями атмосферы.

Наблюдаемое присутствие и величина биогенного пространственного заряда побуждают к дальнейшим междисциплинарным исследованиям динамических электрических взаимодействий между физическими и биологическими объектами в атмосфере.