气象雷达曾捕捉到成群的蚱蜢、蜻蜓,甚至可能还有蝉它们飞上天空的景象。虽然这些庞大的昆虫群并不能产生自己的雨水或雷暴,但它们携带的微弱电荷,在飞行时可能会影响大气中的电力。那么,蜜蜂的嗡嗡声究竟能产生多大的电荷呢?
简而言之,很多。英国的一个科学团队测量了成群蜜蜂附近的电场,发现这些昆虫产生的空气电荷量相当于一个雷暴云。他们的研究今天发表在《iScience》杂志上,并展示了这种电荷如何影响天气事件、帮助昆虫寻找食物,甚至在蜘蛛迁徙时将它们带到空中。
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“我们研究不同的生物如何利用环境中几乎无处不在的静电场,”该研究的第一作者、布里斯托大学的生物学家Ellard Hunting在给《科学美国人》的电子邮件中说。“例如,花朵有电场,蜜蜂可以感知这些电场。当一只蜜蜂访问过一朵花后,花朵的电场会发生变化,其他的蜜蜂可以利用这些信息来判断这朵花是否已经被访问过。或者,树木会在大气中产生增强的电场,蜘蛛可以利用这个电场起飞和‘放风筝’,使它们能够进行长距离迁徙。”
该团队发现,蜜蜂蜂群能够改变大气电力100到1000伏/米的强度,这增加了地面而非空气中通常经历的电场力。然后,他们开发了一个模型,可以预测其他昆虫种类的电影响。将雷暴和其他天气事件与蜜蜂的最高电荷进行比较后,作者们发现,密集的蜜蜂蜂群具有更高的电荷。蜜蜂的电荷密度大约是雷暴云的八倍,是带电沙尘暴的六倍。
“昆虫群如何影响大气电力取决于它们的密度和大小,”合著者、布里斯托大学生物学家Liam O’Reilly在新闻稿中说。“我们还计算了蝗虫对大气电力的影响,因为蝗虫的群居规模达到圣经般的程度,每平方英里有8000万只蝗虫,覆盖面积达460平方英里;它们的影响可能比蜜蜂大得多。”
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蜜蜂很可能是通过飞行过程中遇到的摩擦来获得电荷的。虽然点亮一个LED灯需要大约500亿只蜜蜂,但它们实际上可以将背景大气电场提高两到十倍,Hunting称这是“一个巨大的惊喜”。他说:“这是首次有报道称生物体是生物空间电荷的来源,这与云等物理现象同等重要。”
电场的发现发生在本杰明·富兰克林著名的风筝实验之后不久,但科学家们仍在努力揭开自然界电力的秘密。
Hunting说:“我们最近才发现生物学和静电场是密切相关的,并且存在许多意想不到的联系,这些联系可以存在于不同的尺度上,从土壤中的微生物、植物-授粉者互动,到昆虫群和全球电路。“这使其成为一个令人兴奋的新实证研究领域。其真正的影响仍然是推测性的,并且这些由昆虫引起的动力学是否会影响天气,确实值得研究。”
Hunting表示,理解大气中的电荷可以回答物理学以外的领域的问题,包括撒哈拉沙漠尘埃颗粒如何以及为何能够出现在数千英里之外。“其真正的影响仍然是推测性的,并且这些由昆虫引起的动力学是否会影响天气,确实值得研究。”Hunting说。