Noget usynligt sker over skovens trækroner under et tordenvejr
Midt under et helt almindeligt tordenvejr udspiller der sig noget over skovens trækroner, som det menneskelige øje aldrig kan opfange. Nu har forskere endelig fanget det på kamera.
Et amerikansk forskerhold havde i årevis en fornemmelse af, at tordenvejr forvandler skoven til et gigantisk, usynligt lysshow. For at bevise det ombyggede de en gammel Toyota til et mobilt laboratorium og begav sig ud på jagt efter tordenvejr — og endte med at dokumentere et fænomen, der hidtil kun eksisterede i teorien.
Pennsylvania State University bag opdagelsen
Forskere fra Pennsylvania State University har i flere år studeret, hvordan elektriske felter påvirker planter. I deres hypoteser dukkede idéen om et mystisk lysskær over skoven under tordenvejr op igen og igen — men hårde beviser fra virkeligheden manglede. Det ændrede sig, da holdet besluttede sig for at tage ud på natlig tordenvejrsjagt.
I laboratoriet havde forskerne tidligere observeret, at unge træer forbundet til passende generatorer begyndte at udsende et svagt, blegt blåt skær i det ultraviolette spektrum. Effekten skyldes meget høj spænding og ionisering af luften omkring bladene. Problemet er bare, at denne stråling er fuldstændig usynlig for det menneskelige øje.
Et lysgardin over træerne som ingen kan se
For overhovedet at kunne se dette hemmelighedsfulde fænomen måtte forskerne anvende specialkameraer, der registrerer ultraviolet stråling, ekstremt følsomme lysdetektorer og bærbart meteorologisk udstyr. Det hele endte på taget af en gammel Toyota Sienna, som blev operationsbase under jagten på tordenvejr langs en rute fra North Carolina til Pennsylvania.
Under naturlige tordenvejr udsender trækronerne korte ultraviolette glimt, der bogstaveligt talt “underlysser” skoven — men i et bånd, mennesker ikke er i stand til at opfatte. Forskerne fra universitetet anvendte udstyr, der præcis kan registrere denne del af spektret.
For kameraer med UV-filter ser skoven i sådanne øjeblikke ud som et pulserende, flimrende lag blåligt skær, der svæver over trækronernes overflade. Hvert enkelt glimt varer en brøkdel af et sekund og sender milliarder af fotoner ud i mørket. Vores øjne kan ikke bare registrere et så kraftigt impulssignal — de er slet ikke følsomme over for denne bølgelængde.
Hvad sker der egentlig med træerne under et tordenvejr
Når et tordenvejr nærmer sig, kigger de fleste af os op og leder efter lynnedslag, der klipper gennem himlen. Men høj luftfugtighed, kraftige elektriske felter og den høje spænding mellem skyerne og jorden får træerne til at opføre sig som enorme, levende ledere.
Tordenskrierne fungerer da som et gigantisk batteri. Ladet til meget høj spænding sender de elektriske felter helt ned til jordens overflade. En vanddrenkt stamme leder denne ladning opad. Spændingen “kravler” langsomt op ad træet, indtil den når bladenes fine strukturer.
Når spændingen rammer trækronerne, opstår der små udladninger ved bladenes kanter — den såkaldte korona, en serie ultrakortvarige glimt i det ultraviolette spektrum, der springer fra blad til blad. Forskerne fra Pennsylvania State University dokumenterede disse koronale udladninger ved hjælp af specialkameraer.
For mennesket fremstår skovlandskabet som en sort mur. For UV-kameraet forvandles det til en hypnotiserende, flimrende flade af lyse punkter. De individuelle glimt bevæger sig i kaskader som et miniaturelyn, der glider hen over kronernes overflade.
Hvilket udstyr brugte forskerne i den ombyggede Toyota
Forskerholdet valgte at forlade laboratoriet og “jage” tordenvejr i felten. Den gamle Toyota Sienna blev udstyret med en lang række instrumenter:
- en mast med en miniature vejrstation, der måler vindretning og -styrke, luftfugtighed og intensiteten af elektriske felter
- lasere til præcis indstilling af fokus og afstand til trækronerne
- et kamera, der registrerer ultraviolet stråling og meget hurtige lysglimt
- strømforsyning og et dataoptagelsessystem modstandsdygtigt over for vibrationer og temperaturudsving
- bærbare generatorer for at sikre uafbrudt drift af alt udstyr
- GPS-navigation til sporing af tordenvejrsfronternes bevægelse
- beskyttende dæksler til den følsomme elektronik
Selve udrykningen var langt fra logistisk enkel. Forskerne måtte følge tordenvejrsprognoser, køre om natten mod atmosfæriske fronter og finde steder, hvor høje træer vokser tæt ved vejen. Når tordenvejret var tæt nok på, stoppede de bilen og startede optagelsen.
På skærmene begyndte det at dukke op, som de håbede på: små, hurtige glimt, der sprang hen over bladene. Lyset bevægede sig i kaskader. Uden et instrument, der registrerer ultraviolet stråling, ville det menneskelige øje kun se en mørk silhouet af træer mod en himmel oplyst af almindelige lyn.
Jordens globale elektriske kredsløb og træernes rolle
Dette lysshow i trækronerne giver endnu mere mening, når man sætter det ind i en større sammenhæng. Jorden er nemlig omgivet af noget, der fungerer som et gigantisk elektrisk kredsløb. Nederst har vi planetens overflade, højere oppe ionosfæren — et elektrisk ladet atmosfærelag, der begynder snesevis af kilometer over vores hoveder.
Træer er en del af dette system. Deres højde, fugtige væv og veludviklede kroner gør, at de deltager i overførslen af ladninger mellem jorden og atmosfæren. En bivirkning er netop korona-effekten i det ultraviolette bånd.
I klimaprognoser dukker endnu et aspekt op: i takt med stigende temperaturer øges hyppigheden af kraftige tordenvejr. Det betyder, at skove i mange dele af verden vil blive udsat for intense elektriske felter og serier af disse mikroudladninger langt oftere.
Det usynlige show har en pris for træerne
Selvom lyskorona-effekten ser imponerende ud, er den ikke neutral for planterne selv. Passage af elektriske ladninger og lokale udladninger ved bladenes kanter påvirker luftkemien lige over trækronerne. Tæt på bladene dannes reaktive partikler, der kan ændre sammensætningen af gasser, herunder kvælstofoxider og ozon.
Langvarig påvirkning fra sådanne impulser kan desuden svække vævet i træernes øverste dele. Forskerne mistænker, at noget af den skade, man observerer i de højeste grene — som nogle gange tilskrives kraftige vindstød alene — måske hænger sammen med gentagne koronale udladninger.
Forskningen beskrevet i tidsskriftet Geophysical Research Letters er ikke blot en kuriositet om træers mystiske lysning. Den viser, at tordenvejr påvirker økosystemet på langt mere subtile måder end et enkelt lynnedslag i én stamme. Mange processer i atmosfæren afhænger af, hvilke reaktioner der foregår i det tynde luftlag lige over skovens overflade.
Hvad betyder det for naturen og for os mennesker
Fra et menneskelig perspektiv rejser det også spørgsmål om infrastruktur. Høje konstruktioner — master, elledninger, vindmøller — kan opleve lignende koronale fænomener. En bedre forståelse af, hvad der sker over trækronerne, hjælper med at designe installationer, der er udsat for ekstreme elektriske felter.
En lang række atmosfæriske processer — fra ozon-dannelse til aerosoldannelse — afhænger af, hvilke reaktioner der finder sted i det tynde luftlag direkte over skoven. En serie mikroudladninger kan ændre den lokale kemi og dermed indirekte påvirke luftkvaliteten eller den måde, planter udveksler gasser med omgivelserne.
Nye data fra USA antyder, at vores forestilling om tordenvejr som en serie lyn mellem sky og jord er alt for forenklet. Træer er ikke blot passive ofre for lynnedslag. De danner et aktivt elektrisk netværk med skyerne, og de usynlige glimt over trækronerne bliver en del af et større planetarisk batteri, drevet af energien fra atmosfærens tordenvejr. Måske er spørgsmålet, hvad der ellers foregår omkring os i andre spektre — som vi endnu slet ikke kender til.
