Деревья страдают от молний гораздо сильнее, чем считалось ранее

Первое в своём роде исследование учёных из Мюнхенского технического университета (МТУ) поразило своими результатами. Оказалось, что удары молний в среднем за год убивают около 320 миллионов деревьев по всей планете! Для сравнения, это эквивалентно примерно 3% потери общепланетарной растительной биомассы и увеличению выбросов углекислого газа до 1,09 млрд тонн.

Ещё более впечатляющим кажется тот факт, что в исследовании учитывалась только гибель деревьев, вызванная прямым поражением молнии. Оно не учитывало гибель растений, связанную косвенно с лесными пожарами, причиной которых время от времени также становятся молнии.

Результаты исследования были получены при помощи новейших математических моделей, которые создают беспрецедентное представление о том, как сильно гибель деревьев из-за воздействия молний влияет на глобальную экосистему. Впрочем, классификация гибели деревьев оказалась непростой задачей. У погибших растений часто отсутствуют явные визуальные признаки причины смерти, а другие экземпляры могут быть слишком разложившимися для проведения полноценной экспертизы. Кроме того, некоторые регионы планеты, например, умеренные и бореальные зоны в Северном полушарии, изучены не так хорошо, как тропические области.

Поэтому учёные объединили несколько методов для проведения глобальной оценки, в том числе используя данные, полученные системой обнаружения молний с помощью камер в тропическом лесу на острове Барро-Колорадо в Панаме (дождевой тропический лес). Помимо этого, проводились наблюдения с применением дронов и наземных камер для подтверждения наличия деревьев, пораженных именно молнией. Всю собранную информацию загрузили в численную модель и таким образом получили интересные результаты на выходе. По итогу оказалось, что в условиях плотной растительности, когда деревья растут близко друг к другу, то одна молния приводит к поражению в среднем 3,5 деревьев. Это происходит ещё и потому, что смертельный эффект от воздействия электрического разряда наблюдается в некоторых случаях даже на расстоянии 45 метров от места непосредственного удара. Причём, наиболее высокая смертность при прямом попадании молнии наблюдалась у деревьев с диаметром ствола 30 – 60 см (см. на рисунке).

Затем такую же методику и модельный расчёт учёные применили к другим лесным районам как тропических, так и умеренных широт обеих полушарий. Для уточнения глобальных средних результатов исследователи также использовали две обширные базы данных о частоте и плотности молний: специализированный мониторинг грозовой деятельности из космоса (LIS/OTD) и сеть наземных станций грозопеленгации (ENTLN). Анализ грозовой активности показал, что ежегодно на поверхность Земли фиксируется от 286 до 328 миллионов молниевых разрядов в землю, причём подавляющее большинство из них – над участками суши, свободными ото льда, с явным преобладанием в тропических и экваториальных широтах. С учётом этого, в период с 2004 по 2023 гг. включительно от молний погибло в общей сложности более 6 миллиардов деревьев, среди которых около 570 миллионов крупных экземпляров (со стволом более 60 сантиметров в диаметре). К слову, ежегодно по естественным причинам гибнет примерно 50 миллиардов деревьев. Таким образом, не сложно посчитать, что молнии являются причиной гибели лишь 0,69% от общего числа, однако если взять во внимание только крупные деревья, то доля возрастает сразу до 6,3%.

Ещё одной негативной тенденцией является то, что вероятно, постепенно происходит увеличение смертности деревьев от молний в связи с глобальным потеплением климата. «В настоящее время самый высокий процент гибели деревьев от ударов молний наблюдается в тропических регионах. Тем не менее, на фоне роста температуры воздуха и удлинении грозовой деятельности в годовом цикле, частота молний увеличится в первую очередь в средних и высоких широтах, а это в свою очередь приведёт к росту смертности лесонасаждений в умеренных и бореальных лесах. Последствия такой динамики могут быть значительными: прогнозируется рост гибели крупных деревьев на 9 – 18% при увеличении частоты молний на 25 – 50%» - заявляет Андреас Краузе, ведущий автор исследования.

В рамках проведённого исследования важно понимать тот факт, что гибель деревьев, вызванная молниями, крайне недооценена в экологических и географических отраслях науки. Учёные отмечают, что гибель деревьев — это игнорируемый аспект в современных динамических моделях, которые используются для изучения реакции лесов на изменения окружающей среды, и его следует обязательно учитывать при будущих расчётах выбросов углерода и развитии экосистем в целом.