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Cuando los relámpagos brillan arriba, las plantas en el suelo pueden responder de la misma manera.
Los científicos saben desde hace mucho tiempo que las plantas y los árboles pueden emitir pequeñas descargas eléctricas visibles desde las puntas de sus hojas cuando las plantas quedan atrapadas debajo de los campos eléctricos generados por las tormentas eléctricas en lo alto. Estas descargas, conocidas como coronas, a veces son visibles como débiles chispas azules que brillan alrededor de los objetos cargados.
Ahora, una nueva investigación sugiere que esas chispas de origen vegetal pueden estar alterando el entorno calidad del aire en formas nunca antes reconocidas. Pero aún no está claro si los impactos de estos minishocks en la atmósfera son positivos o negativos.
En el estudio, publicado el 9 de agosto en la Revista de Investigación Geofísica: Atmósferas (se abre en una pestaña nueva), los investigadores recrearon los campos eléctricos de las tormentas eléctricas en un laboratorio y analizaron las coronas emitidas por ocho especies de plantas en una variedad de condiciones. Los resultados mostraron que todas las coronas crearon una gran cantidad de radicales, sustancias químicas que contienen electrones desapareados que son altamente reactivos con otros compuestos, que pueden alterar significativamente la calidad del aire circundante.
«Aunque se sabe poco sobre la extensión de estas descargas, estimamos que las coronas generadas en los árboles bajo tormentas eléctricas podrían tener impactos sustanciales en el aire circundante», dijo el autor principal del estudio. Jena Jenkins (se abre en una pestaña nueva)un científico atmosférico de la Universidad Estatal de Pensilvania, dijo en un declaración (se abre en una pestaña nueva).
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Los dos radicales emitidos por las coronas de las plantas son hidroxilo (OH) e hidroperoxilo (HO2), los cuales tienen carga negativa y se sabe que oxidan o roban electrones de varios compuestos químicos diferentes, transformándolos así en otras moléculas. . Los investigadores estaban particularmente interesados en las concentraciones de radicales hidroxilo porque tienen un mayor impacto en la calidad del aire.
«El radical hidroxilo contribuye a la oxidación atmosférica total de muchos contaminantes atmosféricos», coautor del estudio william brune (se abre en una pestaña nueva)meteorólogo de la Universidad de Penn State, dijo en el comunicado.
Por ejemplo, si un radical hidroxilo reacciona con gases de invernaderocomo el metano, puede eliminar las moléculas dañinas de la atmósfera y ayudar a combatir cambio climático, dijo Bruno. Pero si el mismo radical reacciona con el oxígeno, puede crear ozono, que, a pesar de desempeñar un papel importante en la atmósfera superior, es tóxico para los humanos. Los radicales también pueden crear partículas de aerosol que dañan la calidad del aire, agregó.
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Esta no es la primera vez que los investigadores muestran el vínculo entre las tormentas eléctricas y los radicales hidroxilo.
En 2021, un equipo de investigación dirigido por Brune descubrió que los rayos eran un importante progenitor de radicales hidroxilo en la atmósfera. En su artículo, publicado en la revista Ciencias (se abre en una pestaña nueva)el equipo teorizó que las tormentas eléctricas podrían ser directamente responsables de 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 Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (se abre en una pestaña nueva), que mostró que las coronas producidas por objetos metálicos como postes telefónicos y torres de transmisión producen un nivel ligeramente más alto de radicales hidroxilo que las coronas de las plantas. Sin embargo, los niveles de radicales producidos por coronas vegetales y artificiales son significativamente menores que los producidos directamente por los rayos.
«Aunque la carga generada por el [plant] corona era más débil que las chispas y los relámpagos que vimos antes, todavía vimos que se producían cantidades extremas de este radical hidroxi», dijo Jenkins.
Teniendo en cuenta la gran cantidad de árboles que están presentes en áreas propensas a los rayos, las coronas producidas por plantas pueden representar una fuente de radicales muy poco estudiada con un efecto altamente impredecible en la calidad del aire, agregó.
«Hay alrededor de dos billones de árboles en áreas donde es más probable que ocurran tormentas eléctricas en todo el mundo y hay 1.800 tormentas eléctricas en un momento dado», dijo Jenkins.
Como resultado, los investigadores quieren continuar estudiando estas coronas con mayor detalle para comprender completamente el efecto que tienen en la calidad del aire localizada y en una escala global más amplia.
«El radical hidroxilo es el limpiador más importante de la atmósfera», dijo Jenkins. «Entonces, tener una mejor contabilidad de dónde se fabrican estas cosas puede darnos una comprensión más completa de lo que sucede en la atmósfera».
Otros estudios sugieren que las tormentas eléctricas pueden volverse más frecuentes y poderosas debido a los efectos del cambio climático causado por el hombre, por lo que es vital comprender los efectos de las tormentas eléctricas en la calidad del aire, agregó.
Durante los experimentos, el equipo hizo otro descubrimiento que podría ayudar a acelerar este campo de investigación: las descargas de hojas emitían picos afilados de ultravioleta radiación. Esto podría permitir al equipo estudiar indirectamente dónde se producen las coronas en el campo y medir sus efectos en la calidad del aire cercano.
