Durante las tormentas eléctricas, las hojas de las plantas crean chispas, lo que podría alterar la calidad del aire de manera impredecible.
Las descargas eléctricas de las hojas de las plantas durante las tormentas eléctricas pueden alterar significativamente la calidad del aire circundante. (Crédito de la imagen: Shutterstock) (se abre en una pestaña nueva)
Las plantas en el suelo pueden responder de la misma manera cuando un rayo cae sobre ellas.
Los científicos han reconocido durante mucho tiempo que las plantas y los árboles emiten pequeñas descargas eléctricas visibles desde las puntas de sus hojas cuando quedan atrapados bajo los campos eléctricos creados por las tormentas eléctricas a gran altura. Estas descargas, llamadas coronas, a veces aparecen como débiles chispas azules alrededor de objetos cargados.
Ahora, una nueva investigación sugiere que estas chispas de origen vegetal pueden estar cambiando la calidad del aire a su alrededor de formas sin precedentes. Pero aún no está claro si estos pequeños impactos tienen un efecto positivo o negativo en la atmósfera.
En el estudio, publicado el 9 de agosto en el Journal of Geophysical Research: Atmospheres (se abre en una pestaña nueva), los investigadores reconstruyeron los campos eléctricos de las tormentas eléctricas en el laboratorio y analizaron las coronas emitidas por ocho plantas en una variedad de condiciones. Resulta que todas las coronas producen grandes cantidades de radicales libres, sustancias químicas que contienen electrones desapareados que son altamente reactivos con otros compuestos, que pueden alterar drásticamente la calidad del aire circundante.
«Aunque sabemos muy poco sobre cuán extendidas están estas emisiones, estimamos que las coronas producidas en los árboles bajo tormentas eléctricas pueden tener efectos significativos en el aire circundante», dijo la autora principal del estudio, Jena Jenkins. (se abre en una pestaña nueva)Los científicos atmosféricos de Penn State dijeron en un comunicado (se abre en una pestaña nueva).
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Dos radicales libres liberados por la corona de la planta son el hidroxilo (OH) y el peróxido de hidrógeno (HO2), ambos con carga negativa y conocidos por oxidar o robar electrones de muchos compuestos diferentes, convirtiéndolos en otras moléculas.InvestigadoresLas concentraciones de radicales hidroxilo son de particular interés, ya que tienen un mayor impacto en la calidad del aire.
«Los radicales hidroxi contribuyen a la oxidación atmosférica total de muchos contaminantes del aire», dijo el coautor del estudio William Bruhn (se abre en una pestaña nueva)Los meteorólogos de la Universidad Estatal de Pensilvania dijeron en un comunicado.
Por ejemplo, si el radical hidroxilo reacciona con un gas de efecto invernadero como el metano, podría eliminar moléculas dañinas de la atmósfera y ayudar a combatir el cambio climático, dijo Brune. Pero si el mismo radical libre reacciona con el oxígeno, produce ozono que, a pesar de su importante papel en la atmósfera superior, es tóxico para los humanos. Estos radicales libres también pueden producir partículas de aerosol que pueden dañar la calidad del aire, agregó.
Durante el experimento, se podía ver la corona descargándose en la punta de la hoja. (Crédito de la imagen: Universidad Estatal de Pensilvania) (se abre en una pestaña nueva)
Esta no es la primera vez que los investigadores muestran un vínculo entre las tormentas eléctricas y los radicales hidroxilo.
En 2023, un equipo de investigación dirigido por Brune descubrió que los rayos son la principal fuente de radicales hidroxilo en la atmósfera.En su artículo, publicado en la revista Science (se abre en una pestaña nueva)el equipo especula que las tormentas eléctricas pueden causar directamente hasta una sexta parte de los radicales hidroxilo en la atmósfera.
En septiembre, otro equipo dirigido por Brune publicó un estudio de seguimiento, publicado en la revista Earth, Atmospheric and Planetary Sciences. (se abre en una pestaña nueva), lo que indica que las coronas producidas por objetos metálicos, como postes de servicios públicos y torres de transmisión, producen niveles ligeramente más altos de radicales hidroxilo que las coronas de las plantas. Sin embargo, los niveles de radicales libres producidos tanto por la planta como por la corona artificial fueron significativamente más bajos que los producidos directamente por los rayos.
«Incluso la carga resultante [plant] La corona es más débil que las chispas y los relámpagos que hemos visto antes, y todavía vemos que se produce una gran cantidad de este radical hidroxilo», dijo Jenkins.
Dada la abundancia de árboles en regiones propensas a los rayos, las coronas generadas por plantas probablemente representen una fuente de radicales libres poco estudiada con efectos altamente impredecibles en la calidad del aire, agregó.
«Hay alrededor de 2 billones de árboles en las regiones con mayor probabilidad de experimentar tormentas eléctricas en todo el mundo, y 1800 tormentas eléctricas pueden ocurrir en un momento dado», dijo Jenkins.
Por lo tanto, los investigadores esperan continuar estudiando estas coronas con mayor detalle para comprender completamente su impacto en la calidad del aire local y la escala global más amplia.
«Los radicales hidroxi son los limpiadores más importantes de la atmósfera», dijo Jenkins. «Entonces, una mejor comprensión de dónde se fabrican estas cosas podría darnos una imagen más completa de lo que sucede en la atmósfera».
Agregó que otros estudios han demostrado que es probable que las tormentas eléctricas se vuelvan más frecuentes y poderosas debido a los efectos del cambio climático antropogénico, por lo que es fundamental comprender el impacto de las tormentas eléctricas en la calidad del aire.
Durante el experimento, el equipo descubrió otro descubrimiento que ayudó a acelerar esta área de investigación: las descargas de hojas liberaron picos agudos de radiación ultravioleta. Esto permitió al equipo estudiar indirectamente dónde ocurrieron las coronas en el campo y medir su efecto en la calidad del aire cercano.
