Pół wieku temu amerykański matematyk Edward Lorenz zastanawiał się, czy motyl trzepoczący skrzydłami w Brazylii może wywołać tornado w Teksasie w wyniku chaotycznego efektu domina. Gdyby zamiast tego zapytał, czy wystarczająca ilość trzepoczącej szarańczy może naładować powietrze siłą burzy, pytanie to mogłoby stać się nie mniej znane. Nie zrobił tego, ale teraz mamy na nie odpowiedź.

Nowe badania nad wpływem latających owadów na atmosferyczne pola elektryczne wykazały, że trzepotanie wielu maleńkich skrzydeł może elektryzować powietrze w taki sam sposób, w jaki wirujące chmury pary wodnej ładują powietrze podczas burzy. Chociaż nie oznacza to, że powinniśmy uważać na biblijną zarazę szarańczy strzelającą piorunami, może to świadczyć o potrzebie uwzględnienia zjawisk biologicznych podczas modelowania lokalnych modeli pola elektrycznego atmosferycznego.

Powiększ atomy tworzące kurz, wilgoć i części ciała owadów unoszących się w powietrzu, a zobaczysz elektrony poruszające się w ich takt. Przy wystarczającym wstrząsie te ujemnie naładowane cząstki mogą wylewać się z dodatnio naładowanych kieszeni, tworząc różnicę zwaną gradientem potencjału.

Podczas burzy małe cząstki lodu unoszące się na kolumnach powietrza mogą ocierać się o większe fragmenty spadające na ziemię, tworząc taśmę transportową ładunków, które wyolbrzymiają gradient potencjału między szczytami chmur, spodami chmur i ziemią poniżej. Chociaż nagromadzenie ładunku jest w zasadzie niezauważalne, efekt nie jest tak duży. Gdy gradient osiągnie punkt krytyczny, tworzą się zjonizowane kanały, a równowaga jest skutecznie wyrównywana w impulsie, który widzimy jako błyskawicę.

Nawet przy braku wyładowań atmosferycznych strefy kontrastujących ładunków mogą wpływać na ruch jonów, w tym różnych zanieczyszczeń i cząstek pyłu. O wielkości i lokalizacji gradientów potencjału mogą decydować różne czynniki, od ruchu chmur po opady, a nawet deszcze promieni kosmicznych, ale jak dotąd nikt nie brał pod uwagę wpływu zjawisk biologicznych.

W ostatnich latach stało się jasne, że owady i inne bezkręgowce mogą przenosić ładunki, które stwarzają niewielki potencjał w stosunku do otaczającej atmosfery. Małe pająki mogą nawet użyć tej sztuczki, aby wzbić się w niebo. Nigdy jednak nie zmierzono tego, jak ten niewielki potencjał gromadzi się w roju. Tak więc eksperci udali się do stacji terenowej przy Szkole Weterynaryjnej Uniwersytetu w Bristolu, aby poczekać, aż zaroi się jedna z wielu kolonii pszczół miodnych .

Korzystając z monitora pola elektrycznego i kamery do pomiaru gęstości pszczół, naukowcy śledzili lokalny gradient potencjału roju podczas podróży. Przez 3 minuty owady przelatywały, podnosząc gradient potencjału o 100 woltów na metr. Nowsze analizy potwierdziły, że stres jest związany z koncentracją rojów, co pozwala naukowcom z dużą dozą pewności przewidzieć, jak dana liczba brzęczących pszczół w danym obszarze powietrza może wpłynąć na ładunek w atmosferze.

Wiedząc, że ich wyniki zdadzą test na pszczołach, zespół zastosował to samo uzasadnienie do innych rojących się owadów. Badając indywidualny ładunek szarańczy i powiększając go do rozmiarów zarazy, naukowcy obliczyli, że spory rój szarańczy może potencjalnie generować gęstość ładunku, która jest jednak nieporównywalna z tą obserwowaną podczas zwykłych burz.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie iScience.