Dans une démonstration éclatante de persévérance scientifique, une équipe de Penn State a enfin confirmé ce que les chercheurs soupçonnaient depuis l'administration Truman : les arbres brillent d'électricité pendant les orages. Le groupe, composé du professeur émérite William Brune, du doctorant Patrick McFarland, de la professeure adjointe de recherche Jena Jenkins et de l'ancien professeur associé de recherche David Miller, a entrepris un road trip en juin 2024 dans une Toyota Sienna 2013 modifiée. Leur mission : capturer le phénomène insaisissable de la décharge corona dans la nature.

Pendant trois semaines, ils ont traqué les orages d'été notoirement capricieux de la Floride, sans succès. La percée n'est pas venue du Sunshine State, mais lors d'un arrêt stratégique à l'Université de Caroline du Nord à Pembroke. Là, ils ont pointé leur système de télescope d'observation corona sur mesure vers un liquidambar à environ 30 mètres de distance pendant un orage de deux heures. Ils ont enregistré 859 événements corona sur cet arbre et 93 autres sur un pin à longues aiguilles voisin, chaque événement durant d'une fraction de seconde à plusieurs secondes.

Le phénomène se produit lorsque les nuages d'orage développent de grandes charges négatives, attirant des charges positives du sol qui remontent le long des arbres et se concentrent au bout des feuilles. Cela crée un champ électrique suffisamment intense pour produire une lueur faible à la fois en lumière visible et ultraviolette. Ce rayonnement UV peut dissocier la vapeur d'eau pour former de l'hydroxyle, un oxydant atmosphérique clé qui aide à éliminer les polluants, y compris le méthane, de l'air.

Cette confirmation sur le terrain s'appuie sur les travaux antérieurs en laboratoire de l'équipe, où ils ont appliqué des impulsions haute tension et faible courant à des branches et ont lié les émissions UV à la production d'hydroxyle. Ils ont également noté des dommages mineurs aux feuilles aux points de corona. Le système de télescope, un télescope Newtonien relié à une caméra sensible aux UV, est spécialement calibré pour bloquer les UV solaires, garantissant que seules les coronas, la foudre ou le feu le déclenchent.

« Cela montre simplement qu'il y a encore de la science de découverte à faire », a déclaré McFarland, auteur principal de l'article publié dans Geophysical Research Letters. Il a décrit la vision comme « des étendues de corona scintillant brillant au passage des orages », un spectacle presque invisible à l'œil nu mais avec des implications potentielles pour la qualité de l'air, les processus climatiques et la santé des forêts.

Maintenant qu'ils ont prouvé que la théorie vieille de 70 ans était correcte, les chercheurs sont passés aux questions logiques suivantes : Ce processus lumineux nuit-il aux arbres ? En tirent-ils un bénéfice ? Ont-ils évolué pour le tolérer ou même l'exploiter ? Pour le découvrir, ils s'associent à des écologistes et biologistes spécialistes des arbres. L'étude a été financée par la National Science Foundation américaine.