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Lorsque la foudre éclate au-dessus, les plantes au sol peuvent réagir de la même manière.
Les scientifiques savent depuis longtemps que les plantes et les arbres peuvent émettre de petites décharges électriques visibles à partir de l’extrémité de leurs feuilles lorsque les plantes sont piégées sous les champs électriques générés par les orages au-dessus de leur tête. Ces décharges, appelées couronnes, sont parfois visibles sous la forme de faibles étincelles bleues qui brillent autour des objets chargés.
Maintenant, de nouvelles recherches suggèrent que ces étincelles à base de plantes pourraient modifier l’environnement qualité de l’air d’une manière jamais reconnue auparavant. Mais on ne sait pas si les impacts de ces mini-chocs dans l’atmosphère sont positifs ou négatifs.
Dans l’étude, publiée le 9 août dans le Journal of Geophysical Research: Atmosphères (s’ouvre dans un nouvel onglet), les chercheurs ont recréé les champs électriques des orages dans un laboratoire et ont analysé les couronnes émises par huit espèces végétales dans une gamme de conditions. Les résultats ont montré que toutes les couronnes ont créé une grande abondance de radicaux – des produits chimiques contenant des électrons non appariés qui sont très réactifs avec d’autres composés – qui peuvent altérer considérablement la qualité de l’air environnant.
« Bien que l’on sache peu de choses sur l’étendue de ces rejets, nous estimons que les couronnes générées sur les arbres sous les orages pourraient avoir des impacts substantiels sur l’air ambiant », a déclaré l’auteur principal de l’étude. Jena Jenkins (s’ouvre dans un nouvel onglet)un scientifique de l’atmosphère à la Penn State University, a déclaré dans un déclaration (s’ouvre dans un nouvel onglet).
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Les deux radicaux émis par les couronnes végétales sont l’hydroxyle (OH) et l’hydroperoxyle (HO2), tous deux chargés négativement et connus pour oxyder ou voler des électrons à un certain nombre de composés chimiques différents, les transformant ainsi en d’autres molécules. . Les chercheurs se sont particulièrement intéressés aux concentrations de radicaux hydroxyles car ils ont un impact plus important sur la qualité de l’air.
« Le radical hydroxyle contribue à l’oxydation atmosphérique totale de nombreux polluants atmosphériques », co-auteur de l’étude Guillaume Brun (s’ouvre dans un nouvel onglet)un météorologue de la Penn State University, a déclaré dans le communiqué.
Par exemple, si un radical hydroxyle réagit avec gaz à effet de serrecomme le méthane, il peut éliminer les molécules nocives de l’atmosphère et aider à combattre changement climatique, a déclaré Brown. Mais si le même radical réagit avec l’oxygène, il peut créer ozone, qui, bien qu’il joue un rôle important dans la haute atmosphère, est toxique pour l’homme. Les radicaux peuvent également créer des particules d’aérosol qui nuisent à la qualité de l’air, a-t-il ajouté.
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Ce n’est pas la première fois que des chercheurs montrent le lien entre les orages et les radicaux hydroxyles.
En 2021, une équipe de recherche dirigée par Brune a découvert que la foudre était un ancêtre majeur des radicaux hydroxyles dans l’atmosphère. Dans leur article publié dans la revue La science (s’ouvre dans un nouvel onglet)l’équipe a émis l’hypothèse que les orages pourraient être directement responsables de jusqu’à un sixième des radicaux hydroxyles dans l’atmosphère.
En septembre, une autre équipe dirigée par Brune a publié une étude de suivi, publiée dans la revue Sciences de la Terre, de l’atmosphère et des planètes (s’ouvre dans un nouvel onglet), qui ont montré que les couronnes produites par des objets métalliques tels que les poteaux téléphoniques et les tours de transmission produisent un niveau légèrement plus élevé de radicaux hydroxyles que les couronnes végétales. Cependant, les niveaux de radicaux produits par les couronnes végétales et artificielles sont tous deux nettement inférieurs à ceux produits directement par la foudre.
« Même si la charge générée par le [plant] corona était plus faible que les étincelles et les éclairs que nous avons examinés auparavant, nous avons encore vu des quantités extrêmes de ce radical hydroxy être fabriquées », a déclaré Jenkins.
Compte tenu du grand nombre d’arbres présents dans les zones sujettes à la foudre, les couronnes produites par les plantes peuvent représenter une source de radicaux largement sous-étudiée avec un effet hautement imprévisible sur la qualité de l’air, a-t-elle ajouté.
« Il y a environ deux billions d’arbres dans les zones où les orages sont les plus susceptibles de se produire dans le monde et il y a 1 800 orages en cours à un moment donné », a déclaré Jenkins.
En conséquence, les chercheurs veulent continuer à étudier ces couronnes plus en détail pour bien comprendre l’effet qu’elles ont sur la qualité de l’air localisée et à une échelle mondiale plus large.
« Le radical hydroxyle est le nettoyant le plus important de l’atmosphère », a déclaré Jenkins. « Donc, avoir une meilleure comptabilité de l’endroit où ces choses sont fabriquées peut nous donner une compréhension plus complète de ce qui se passe dans l’atmosphère. »
D’autres études suggèrent que les orages pourraient devenir plus fréquents et plus puissants en raison des effets du changement climatique d’origine humaine, il est donc essentiel de comprendre les effets des orages sur la qualité de l’air, a-t-elle ajouté.
Au cours des expériences, l’équipe a fait une autre découverte qui pourrait aider à accélérer ce domaine de recherche : les décharges feuillues dégageaient des pointes acérées de ultra-violet radiation. Cela pourrait permettre à l’équipe d’étudier indirectement où les couronnes se produisent sur le terrain et de mesurer leurs effets sur la qualité de l’air à proximité.
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