Стаи насекомых могут наэлектризовать воздух так же, как гроза - Поиск - новости науки и техники
Поиск - новости науки и техники

Стаи насекомых могут наэлектризовать воздух так же, как гроза

25.10.2022

Полвека назад американский математик Эдвард Лоренц задался вопросом: может ли взмах крыльев бабочки в Бразилии посредством хаотического эффекта домино вызвать торнадо в Техасе.

В новом исследовании ученые искали ответ на другой вопрос: могут ли миллионы особей насекомых – например, саранчи, взмахивающих одновременно крыльями, наэлектризовать воздух так же, как гроза? Ответ уже получен, и он положительный. Хлопанье множества крошечных крылышек “заряжают” воздух почти так же, как во время шторма клубящиеся облака водяного пара.

Мелкие частицы льда, поднимающиеся во время шторма в столбах воздуха, могут тереться о более крупные фрагменты, падающие на землю, создавая при этом “конвейерную ленту” зарядов. Она  увеличивает потенциальные градиенты между верхними и нижними облаками и землей под ними.

В то время как накопление заряда невидимо, эффекты не видны. Как только градиент достигает критической точки, формируются ионизированные каналы, и баланс  выравнивается в порыве – именно это явление мы видим и называем молнией.

Даже при отсутствии молнии зоны контрастных зарядов могут оказывать влияние на движение ионов, в том числе различных примесей и пылевых частиц.

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

В последние годы стало ясно, что насекомые и другие беспозвоночные могут нести заряды, которые дают им небольшой потенциал по отношению к окружающей атмосфере. Детеныши пауков могут даже использовать этот трюк, чтобы взлететь в небо.

Но то, как этот крошечные потенциалы собираются воедино, никто никогда не измерял. Поэтому Хантинг и его команда отправились на полевую станцию ​​Школы ветеринарных наук Бристольского университета, чтобы дождаться роения одной из их многочисленных колоний медоносных пчел.

Используя монитор электрического поля и камеру для наблюдения за плотностью пчел, исследователи отслеживали локальный градиент потенциала роя в пути. В течение 3 минут насекомые проносились мимо, повышая градиент потенциала над головой до 100 вольт на метр.

Более поздний анализ подтвердил, что напряжение было связано с концентрацией роя, и это позволило исследователям с достаточной уверенностью предсказать, как определенное количество пчел, жужжащих на  определенном участке воздуха, может повлиять на заряд атмосферы.

Зная, что их оценки подтвердились при тестировании на пчелах, команда применила то же обоснование к другим роящимся насекомым. Так, взяв отдельные заряды, создаваемые особями саранчи, и умножив на количество особей в стае, ученые получили результат – плотность заряда будет мало чем отличаться от той, что наблюдается при грозе.

Взяв отдельные заряды саранчи и умножив их на цифры размером с чуму, исследователи подсчитали, что значительный рой саранчи потенциально может генерировать плотность заряда, мало чем отличающуюся от той, что наблюдается при электрических бурях.

Результаты исследования опубликованы в iScience.

 

 

Источник

Нет комментариев

Загрузка...
Новости СМИ2