In einer atemberaubenden Demonstration wissenschaftlicher Beharrlichkeit hat ein Team der Penn State endlich bestätigt, was Forscher seit der Truman-Administration vermutet haben: Bäume leuchten bei Gewittern elektrisch. Die Gruppe, bestehend aus dem angesehenen Professor William Brune, Doktorand Patrick McFarland, Assistenzforschungsprofessorin Jena Jenkins und dem ehemaligen außerordentlichen Forschungsprofessor David Miller, begab sich im Juni 2024 in einem umgebauten Toyota Sienna von 2013 auf eine Roadtrip. Ihre Mission: das schwer fassbare Phänomen der Koronaentladung in freier Wildbahn einzufangen.

Drei Wochen lang jagten sie Floridas berüchtigt launischen Sommergewittern hinterher – ohne Erfolg. Der Durchbruch kam nicht im Sunshine State, sondern während eines strategischen Zwischenstopps an der University of North Carolina in Pembroke. Dort richteten sie ihr eigens konstruiertes Korona-Beobachtungs-Teleskopsystem auf einen Amberbaum etwa 30 Meter entfernt während eines zweistündigen Gewitters. Sie zeichneten 859 Koronaereignisse an diesem Baum und weitere 93 an einer nahegelegenen Langnadel-Kiefer auf, wobei jedes Ereignis von einem Bruchteil einer Sekunde bis zu mehreren Sekunden dauerte.

Das Phänomen tritt auf, wenn Gewitterwolken große negative Ladungen entwickeln, die positive Ladungen aus dem Boden anziehen, die an Bäumen hochwandern und sich an Blattspitzen konzentrieren. Dies erzeugt ein elektrisches Feld, das intensiv genug ist, um ein schwaches Leuchten sowohl im sichtbaren als auch im ultravioletten Licht zu erzeugen. Diese UV-Strahlung kann Wasserdampf aufspalten, um Hydroxyl zu bilden, einen wichtigen atmosphärischen Oxidator, der dabei hilft, Schadstoffe einschließlich Methan aus der Luft zu reinigen.

Diese Feldbestätigung baut auf der früheren Laborarbeit des Teams auf, bei der sie Hochspannungs- und Niedrigstromimpulse auf Äste anwendeten und UV-Emissionen mit der Hydroxylproduktion verknüpften. Sie stellten auch geringfügige Blattschäden an den Koronapunkten fest. Das Teleskopsystem, ein Newton-Teleskop, das an eine UV-empfindliche Kamera angeschlossen ist, ist speziell kalibriert, um solare UV-Strahlung zu blockieren, sodass nur Korona, Blitze oder Feuer es auslösen.

„Das zeigt einfach, dass es noch Entdeckungswissenschaft gibt“, sagte McFarland, Hauptautor der in Geophysical Research Letters veröffentlichten Arbeit. Er beschrieb die Vision als „Bänder von funkelnder Korona, die leuchten, während Gewitter über den Himmel ziehen“ – ein Spektakel, das für das bloße Auge fast unsichtbar ist, aber potenzielle Auswirkungen auf Luftqualität, Klimaprozesse und Waldgesundheit haben könnte.

Nachdem sie die 70 Jahre alte Theorie als richtig bewiesen haben, sind die Forscher zu den nächsten logischen Fragen übergegangen: Schadet dieser glühende Prozess den Bäumen? Profitieren sie irgendwie davon? Haben sie sich entwickelt, um ihn zu tolerieren oder sogar auszunutzen? Um das herauszufinden, arbeiten sie nun mit Baumökologen und Biologen zusammen. Die Studie wurde von der U.S. National Science Foundation finanziert.