Des essaims d'insectes peuvent générer autant d'électricité statique qu'un nuage d'orage. › Actualités Geek - 1

L’atmosphère terrestre est toujours plus ou moins électrifiée, même par beau temps. L’intensité de ce champ électrique dépend de nombreux facteurs physiques et géologiques (précipitations, aérosols, radioactivité, pollution, volcanisme, etc.). Des chercheurs britanniques ont récemment identifié un autre facteur pouvant expliquer les variations de gradient potentielles observées : les insectes. Leur charge électrique pourrait entraîner des changements comparables aux processus météorologiques.

Il existe de nombreuses sources de charges électriques dans l’atmosphère qui peuvent influencer certains phénomènes naturels, tels que l’accumulation de gouttelettes et le transport de poussières et d’aérosols. On sait que le champ électrique de l’atmosphère dépend de processus physiques et géologiques, mais personne ne s’est intéressé à l’influence potentielle des sources biologiques. Cependant, les facteurs abiotiques identifiés jusqu’à présent sont insuffisants pour expliquer les variations couramment observées des gradients de potentiel atmosphérique, suggérant que d’autres causes restent à découvrir.

Par conséquent, les chercheurs ont émis l’hypothèse que les organismes vivant dans la basse atmosphère pourraient contribuer à ces modifications du champ électrique. En particulier, il est bien connu que les insectes sont présents en grand nombre dans la basse atmosphère. De plus, il a été démontré que de nombreuses espèces d’insectes volants portent une charge électrique de l’ordre de quelques picocoulombs à plusieurs nanocoulombs par individu. « Ces observations soutiennent l’hypothèse selon laquelle de grands groupes d’insectes aériens sont une source importante de charge d’espace dans l’atmosphère », notent les chercheurs.

Une augmentation de près de 1000 volts

L’équipe a déjà étudié comment divers organismes utilisent les champs électriques statiques. Plus précisément, ils ont montré que les abeilles et les araignées utilisent les champs électriques entourant les fleurs pour se nourrir et migrer. « Fondamentalement, nous avons toujours voulu savoir comment la physique affecte la biologie, mais à un moment donné, nous avons réalisé que la biologie pouvait également affecter la physique », a expliqué le Dr Ellard Hunting, écologiste à la Bristol School of Biological Sciences et premier auteur de l’étude.

Pour étudier dans quelle mesure les insectes peuvent influencer le champ électrique atmosphérique, les chercheurs ont étudié l’effet d’un essaim d’abeilles sur un site à plusieurs ruches utilisé pour la recherche. L’effet électrique a été évalué à l’aide d’un moniteur de champ électrique et d’une caméra vidéo situés près de l’essaim. « Pendant environ trois minutes, une partie de l’essaim en migration est passée au-dessus du moniteur de champ électrique. Cela a révélé une augmentation positive nette du gradient de potentiel (GP) de 100 V/m à densité maximale », rapporte l’équipe.

(A) Les abeilles traversent un moniteur de champ électrique sur le site expérimental. (B) Modèle illustrant l’impact potentiel d’un essaim d’abeilles sur la GP atmosphérique (en V/m). (C) GP atmosphérique et densité d’essaims. (D) Analyse de corrélation croisée entre GP atmosphérique et densité d’essaim. (E) Analyse de régression linéaire entre GP atmosphérique et densité d’essaims d’abeilles. (F) Changements de GP atmosphérique en réponse à un autre événement d’essaimage d’abeilles. © ER Hunting et al.

Ces résultats indiquent qu’un essaim d’abeilles contient suffisamment de charge pour affecter le GP atmosphérique, qui est proportionnel à la densité de l’essaim. Au cours d’autres événements d’essaimage, l’équipe a observé une augmentation positive nette de la GP atmosphérique atteignant près de 1000 V/m à la densité maximale.

La densité de charge est supérieure à celle des nuages ​​orageux

Divers insectes (hyménoptères, orthoptères, lépidoptères, etc.) peuvent former des troupeaux extrêmement grands et denses (jusqu’à 10 insectes/m3), couvrant des surfaces allant jusqu’à 1000 km2. Les chercheurs ont voulu évaluer l’impact de tels essaims, notamment de criquets, sur les champs électriques atmosphériques locaux. « En utilisant un raisonnement similaire à celui utilisé ici pour les abeilles, notre analyse montre que les essaims de criquets peuvent modifier leur environnement électrique local d’une ampleur comparable aux événements météorologiques », concluent-ils.

(C) Densité de charge de plusieurs espèces d’insectes grouillants et phénomènes météorologiques. De haut en bas : abeilles mellifères (Apis mellifera), criquets (S. gregaria), papillons nocturnes (Tyria jacobaeae et Aglais io), nuages ​​translucides, nuages ​​orageux et tempêtes de poussière électrifiées. © ER Hunting et al.

L’équipe a ensuite comparé ses résultats avec la densité de charge météorologique enregistrée dans diverses conditions (temps semi-ensoleillé, orage, tempête de poussière) décrites dans la littérature. Les données montrent que les essaims de criquets (Schistocerca gregaria) sont capables de dépasser la densité de charge observée dans les nuages ​​orageux ! En revanche, les Lépidoptères (papillons et papillons), du fait de leur faible densité moyenne (environ 0,01 insecte/m3), ne semblent pas représenter une source significative de charge atmosphérique due aux phénomènes météorologiques.

Ainsi, cette étude met en évidence le rôle inexploré des insectes dans la variabilité électrique de l’atmosphère. Ceci est important car ce facteur n’est actuellement pas pris en compte dans les modèles climatiques actuels visant à capturer l’interaction complexe entre le rayonnement et les particules. Cependant, étant donné que la charge d’espace atmosphérique améliore l’agrégation et le mouvement des particules en suspension dans l’air, on peut émettre l’hypothèse que les charges d’espace générées par les insectes contribuent également aux changements spatiaux des particules en suspension dans l’air.

« En pensant plus largement, la combinaison de la biologie et de la physique pourrait aider à résoudre de nombreuses questions déroutantes, telles que la raison pour laquelle les grosses particules de poussière sont si éloignées du Sahara qu’il est impossible de les expliquer à l’aide des concepts existants », a déclaré le professeur Giles Harrison, physicien de l’atmosphère à l’Université de Reading. et co-auteur de l’étude.

Il convient de noter que le phénomène observé est probablement également pertinent pour d’autres organismes qui se développent dans l’atmosphère et portent une charge électrique, en particulier les microbes et les oiseaux. « Il serait intéressant d’étudier comment ces organismes interagissent avec d’autres processus atmosphériques tels que les flux d’ions et d’aérosols », conclut Hunting.

ER Hunting et al., iScience.