Hace medio sigloel matemático estadounidense Edward Lorentz preguntó si una mariposa batiendo sus alas en Brasil podría, a través de un caótico efecto dominó, desencadenar un tornado en Texas.
Si, en cambio, hubiera preguntado si suficientes langostas batiendo sus alas podrían cargar el aire con la potencia de una tormenta eléctrica, la pregunta podría haberse vuelto igualmente famosa. No lo hizo, pero ahora tenemos una respuesta.
Un nuevo estudio sobre la influencia que los insectos voladores pueden tener sobre los campos eléctricos atmosféricos descubrió que el aleteo de una multitud de pequeñas alas puede electrificar el aire de la misma manera que las nubes de vapor de agua pueden cargar el aire dentro de una tormenta.
Si bien esto no significa que debamos preocuparnos por las plagas bíblicas de langostas que disparan rayos, podría ser evidencia de la necesidad de tener en cuenta los fenómenos biológicos al modelar patrones localizados en el campo eléctrico atmosférico
Acérquese a los átomos que forman el polvo, la humedad y las partes del cuerpo de los insectos que se mueven rápidamente en el aire, y encontrará electrones que se empujan como monedas sueltas en el bolsillo de un corredor.
Con suficientes empujones, esas partículas cargadas negativamente pueden derramarse de sus bolsillos cargados positivamente, creando una diferencia llamada gradiente de potencial.
En una tormenta, las pequeñas partículas de hielo que se elevan en columnas de aire pueden rozar fragmentos más grandes que caen hacia el suelo, generando una cinta transportadora de cargas que exageran los gradientes potenciales entre la parte superior de las nubes, el fondo de las nubes y el suelo debajo.
Si bien la acumulación de carga es esencialmente invisible, los efectos no lo son. Una vez que el gradiente alcanza un punto de inflexión, se forman canales ionizados y el equilibrio se iguala de manera efectiva en una carrera que vemos como un rayo.
Incluso en ausencia de rayos, las zonas de cargas contrastantes pueden ejercer influencia sobre los movimientos de iones, incluidos varios contaminantes y partículas de polvo.
Una variedad de factores pueden determinar la magnitud y el posicionamiento de los posibles gradientes, desde los movimientos de las nubes hasta la precipitación, e incluso lluvias de rayos cósmicospero hasta ahora nadie había considerado realmente el impacto de los fenómenos biológicos.
“Siempre observamos cómo la física influía en la biología, pero en algún momento nos dimos cuenta de que la biología también podría estar influyendo en la física”. dice el primer autor del estudio, Ellard Hunting, biólogo de la Universidad de Bristol en el Reino Unido.
“Estamos interesados en cómo los diferentes organismos usan los campos eléctricos estáticos que están prácticamente en todas partes en el medio ambiente”.
Ha quedado claro en los últimos años que los insectos y otros invertebrados pueden llevar cargas que les otorgan un pequeño potencial contra la atmósfera circundante. Las arañas bebés podrían incluso usar este truco para lanzarse al cielo.
Pero nunca se ha medido cómo este pequeño potencial se agrega en enjambres. Así que Hunting y su equipo se aventuraron a una estación de campo de la Facultad de Ciencias Veterinarias de la Universidad de Bristol para esperar el enjambre de una de sus muchas colonias de abejas.
Usando un monitor de campo eléctrico y una cámara para monitorear la densidad de las abejas, los investigadores rastrearon el gradiente de potencial local de un enjambre en tránsito. Durante 3 minutos, los insectos pasaron volando, elevando el gradiente de potencial por encima de la cabeza hasta en 100 voltios por metro.
Un análisis posterior confirmó que el voltaje estaba relacionado con la concentración del enjambre, lo que permitió a los investigadores predecir con razonable confianza cómo un número dado de abejas zumbando a través de un parche particular de aire podría afectar la carga de la atmósfera.
Sabiendo que sus estimaciones resistieron las pruebas de las abejas, el equipo aplicó el mismo razonamiento a otros insectos que pululan.
Tomando las cargas individuales de las langostas y ampliándolas a números del tamaño de una plaga, los investigadores calcularon que un enjambre de langostas significativo podría generar densidades de carga no muy diferentes a las que se encuentran en las tormentas eléctricas.
“La interdisciplinariedad es valiosa aquí: puede parecer que la carga eléctrica vive únicamente en la física, pero es importante saber qué tan consciente es todo el mundo natural de la electricidad en la atmósfera”, dice Giles Harrison, físico atmosférico de la Universidad de Reading.
En el otro extremo de la escala, ese agente del caos que corre el riesgo de tornarse, la mariposa, necesitaría trabajar en conjunto en grandes números para tener alguna esperanza de alterar el voltaje de la atmósfera en una medida significativa.
Probablemente para mejor eso.
Esta investigación fue publicada en iCiencia.