Durante las tormentas, las copas de los árboles se iluminan con un débil resplandor ultravioleta, invisible al ojo humano. Este fenómeno, denominado descarga corona, ha sido observado por primera vez en condiciones reales por investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania.
Estos minirayos podrían desempeñar un papel importante en la química de la atmósfera al generar compuestos que limpian el aire de contaminantes como el metano. El equipo ha confirmado así una hipótesis de décadas de antigüedad, abriendo la puerta a nuevas investigaciones sobre las interacciones entre bosques y tormentas.
El resplandor de las coronas es mucho más visible en la oscuridad de un laboratorio (izquierda).
A la derecha, una rama de abeto produce coronas durante una tormenta, pero la luz del día impide verlas a simple vista.
Crédito: William Brune / Penn State Este resplandor surge gracias a los desequilibrios eléctricos de las tormentas. Las nubes portan una carga negativa que atrae las cargas positivas del suelo. Estas ascienden a lo largo de los árboles y se concentran en los extremos de las hojas, donde el campo eléctrico se vuelve lo suficientemente intenso como para ionizar el aire. El resultado es un resplandor, principalmente en el ultravioleta, difícil de observar de día debido a la luz solar. Los investigadores tuvieron que utilizar un instrumento especial que bloquea los rayos UV solares para detectarlo.
El equipo recorrió la costa este de Estados Unidos en una minivan equipada con un telescopio ultravioleta. Tras tres semanas infructuosas en Florida, el éxito llegó en Carolina del Norte, durante una violenta tormenta cerca de la Universidad de Pembroke. Durante casi dos horas, los instrumentos registraron 859 descargas corona en un liquidámbar, y 93 en un pino cercano. También se observaron coronas en otras cuatro especies, lo que demuestra que el fenómeno no es raro.
Cada descarga dura desde fracciones de segundo hasta varios segundos. El equipo pudo detectarlas gracias a un sistema óptico especial que filtra la luz solar ultravioleta, dejando pasar solo las señales de las coronas, los rayos o el fuego. Este dispositivo, combinado con sensores de campo eléctrico y localización GPS, permitió aislar los eventos. Los investigadores obtuvieron así la primera prueba directa de la existencia de estas descargas en la naturaleza.
Más allá de la simple observación, estas descargas tienen importantes consecuencias químicas. La luz UV que emiten rompe las moléculas de agua para formar radicales hidroxilo, poderosos oxidantes. Estos reaccionan con compuestos orgánicos volátiles emitidos por los árboles y con contaminantes humanos como el metano, transformándolos en sustancias menos nocivas. Experimentos en laboratorio ya habían demostrado esta relación, pero la confirmación en condiciones reales refuerza la idea de que las tormentas ayudan a limpiar el aire a través de los bosques.
El periscopio instalado en el techo de la minivan Toyota Sienna apuntando a una palmera bajo una tormenta en Florida.
Crédito: Patrick McFarland / Penn State Los investigadores ahora se preguntan sobre el efecto de estas descargas en los propios árboles. Las observaciones mostraron daños menores en las hojas en los puntos de corona. ¿Han desarrollado los árboles mecanismos de protección? ¿Podrían los radicales hidroxilo producidos influir en la salud de los bosques? Para responder a estas preguntas, el equipo colabora con ecólogos y biólogos.
Según el doctorando Patrick McFarland, autor principal del estudio, queda mucho por comprender sobre el papel de las coronas en la química atmosférica y la dinámica de los bosques. Los próximos pasos consistirán en cuantificar el impacto global de estas descargas en la calidad del aire e integrar estos datos en los modelos climáticos.
Fuente: Geophysical Research Letters