Jau seniai žinome, kad žmogaus pojūčiai neleidžia užfiksuoti visų reiškinių, vykstančių aplink mus. Kai kada tam būtina pasitelkti specialius prietaisus, kurie leidžia pamatyti, kas iš tiesų vyksta, pavyzdžiui, medžių lajoje, kai aplink vyksta žaibinės iškrovos. Naujausių tyrimų autoriai atskleidžia, kad tokiomis sąlygomis lapų viršūnėlės skleidžia subtilią, melsvą švytėjimą, apie kurį mokslininkai diskutavo ištisus dešimtmečius.
Vadinamieji vainikiniai išlydžiai (koronos iškrovos) – tai silpnos elektros iškrovos, susidarančios ant smailių paviršių, pavyzdžiui, lapų viršūnių. Mechanizmas labai įdomus: perkūninių debesų krūvis indukuoja priešingo ženklo krūvį žemėje, o šis, ieškodamas išėjimo taško, kyla aukštyn. Miške tokiais natūraliais „žaibolaidžiais“ tampa aukščiausios medžių lajų dalys.
Iki šiol šį reiškinį pavykdavo sukelti ir tirti tik steriliose laboratorinėse sąlygose. Gamtoje jo egzistavimą patvirtinti pavykdavo tik netiesiogiai – matuojant elektrinio lauko anomalijas. Vainikiniai išlydžiai skleidžia ultravioletinę spinduliuotę, visiškai nematomą žmogaus akiai. Visiškoje tamsoje jie pasireiškia kaip švelni, melsva šviesa. Tačiau užfiksuoti juos natūralioje aplinkoje buvo itin sunku dėl labai mažo intensyvumo ir dėl to, kad audros metu aplinkos šviesa yra pernelyg stipri, kad žmogus galėtų šį švytėjimą pamatyti plika akimi.
Norėdama „pagauti“ tokį trumpalaikį reiškinį, mokslininkų komanda pasirinko kūrybišką sprendimą. Jie perdirbo „Toyota Sienna“ miniveną į mobilų laboratorinį centrą. Automobilio stoge iškirpo maždaug 30 cm skersmens angą ir įmontavo periskopą su ultravioletine kamera. Būtent šis jutiklis buvo esminis – jis gali fiksuoti UV spinduliuotę, kurią skleidžia vainikiniai išlydžiai, net ir dienos šviesoje bei žaibų blyksniuose.
Automobilio viduje buvo įrengta orų stotis, elektrinio lauko detektorius ir lazerinis atstumo matuoklis. Visa jautri įranga sumontuota ant specialių vibracijas slopinančių pagrindų, kad būtų apsaugota važiuojant nelygiais miško keliais.
Patys „medžioklės“ audrų metu ir medžių reakcijų stebėjimai reikalavo daug kantrybės. Per vieną audrą Šiaurės Karolinoje tyrėjai maždaug pusantros valandos stebėjo monitorių, analizuodami ultravioletinės kameros vaizdo srautą. Iš pirmo žvilgsnio tuščiame ekrane pavyko užfiksuoti net 41 atskirą vainikinį išlydį ant vieno ambro medžio lapų. Kiekvienas jų trukdavo iki trijų sekundžių, kartais tarsi „peršokdamas“ tarp gretimų lapų ir sudarydamas elektrinio šokio įspūdį.
Reiškinys taip pat pastebėtas ant pušų ir kitų medžių per audras JAV rytinėje pakrantėje, todėl mokslininkai mano, kad toks švytėjimas gali būti labai paplitęs ir būdingas daugeliui miškų.
Galimas poveikis medžių sveikatai ir miškų evoliucijai
Ką praktiškai gali reikšti šie atradimai? Nors vainikiniai išlydžiai yra palyginti silpni, jie sukelia lokalinius pažeidimus. Ant lapų viršūnių jie „išdega“ mikroskopinius plotelius ir pažeidžia kutikulę – apsauginį, vaškinį paviršiaus sluoksnį.
Tačiau tai tik akivaizdžiausias padarinys. Jau 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 nedideliu, bet pasikartojančiu mastu silpninti medžius, mažindama jų gebėjimą gaminti energiją.
Svarbu ir tai, kad laboratoriniai „Pennsylvania State University“ meteorologo Patricko McFarlando vadovaujamos komandos eksperimentai parodė: UV 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 daug didesnis, nei manyta anksčiau. McFarlandas skaičiuoja, kad per vieną audrą vainikiniai išlydžiai gali susidaryti dešimtyse ar net šimtuose lapų ant kiekvieno medžio. Esminiai klausimai susiję su ilgalaikėmis pasekmėmis. Ar daugybė smulkių, tačiau per tūkstantmečius besikaupiančių ląstelių pažeidimų galėjo turėti įtakos medžių rūšių evoliucijai? Ar kai kurios rūšys galėjo išvystyti geresnius apsauginius mechanizmus nuo tokio elektrinio streso?
Į šiuos klausimus atsakymų dar ieškoma, tačiau naujieji stebėjimai jau dabar keičia mūsų supratimą apie tai, kas vyksta miškuose audrų metu – net jei žmogaus akiai visa tai lieka nematoma.
