Какие живые существа могут вызвать дождь тогда, когда им это нужно? Оказывается, подобной властью над погодой обладают растения и грибы из тропических лесов Амазонии. Ученые выяснили, что они могут выделять в воздух аэрозоли, которые содержат кристаллы солей и органические молекулы. А те как раз и являются очагами конденсации дождевых капель.
Бескрайние, полные загадок тропические леса, произрастающие по берегам реки Амазонки и ее притоков, не зря называют дождевыми. Как выяснилось, они могут сами себе вызывать дождь. Конечно же, в данном случае речь идет не о сезонных ливнях, которые поливают Амазонию с июня по октябрь — они зависят от глобальных атмосферных процессов.
Однако давно замечено, что дожди над амазонскими лесами идут и тогда, когда по идее они не должны этого делать. Сильными их назвать нельзя, да и глобальными тоже — в таких ситуациях льет, как правило, над каким-то небольшим участком бескрайних джунглей. Однако с точки зрения метеорологии эти дожди выглядят как нонсенс — в такие моменты крупных влажных воздушных масс над данными территориями нет. Почему же небо извергает потоки воды над лесом?
Читайте также: Древние города Амазонии погубили водохранилища?
Недавно эта загадка, похоже, была разгадана учеными. Профессор Кристофер Пелькер из Института химии Общества Макса Планка (ФРГ) и его коллеги предположили, что эти странные дождевые облака образует сама сельва. Известно, что из-за постоянного испарения влаги над тропическими лесами постоянно висит туман. Недавние исследования экологов показали, что в нем весьма много органических молекул и кристаллов всевозможных солей. Так может быть, они и играют роль очагов конденсации дождевых капель?
Группа Пелькера провела химический анализ образцов подобных аэрозолей, добытых в конце сезона дождей прошлого года в 150 километрах к северо-западу от бразильского Манауса. Исследование показало, что туман над сельвой битком набит солями калия. Кроме того, в аэрозолях диаметром около 0,15 милиметров на такое солевое ядро приходится до 20 процентов массы, а в более крупных частицах доля солей ненамного меньше.
Почему же туман оказался таким соленым? Ученые решили выяснить, как кристаллы попали в лесные испарения. Известно, что богатые калием частицы зачастую оказываются в дыму от лесных пожаров, с помощью которых люди расчищают землю. Тем не менее, эту версию пришлось отбросить, поскольку образцы, собранные учеными, не содержали сажу, которая должна присутствовать в дыме от костров. Кроме того, по данным спутниковых наблюдений, в это время в районе Манауса крупных пожаров не было.
Была высказана и другая гипотеза: эта соль могла "прилететь" с Атлантического океана, поскольку он тоже является мощным испарителем. Однако и она не подтвердилась: во-первых, берег располагается в тысяче километров от места полевых исследований, и к тому же с подветренной стороны. А во-вторых, состав частиц из манауских образцов сильно отличался от такового морской соли.
Получается, что частицы скопились в воздухе благодаря деятельности самих растений. Эту версию подтвердил более тщательный анализ солевых ядер, в результате которого там были обнаружены органические молекулы. Исследование показало, что многие из них имеют растительное происхождение — это углеводы и жиры, которые обитатели лесов Амазонии синтезировали в прошлом году. Причем старались не только лесные великаны, но и крошечные грибы: в пробах воздуха было обнаружено множество их спор.
Таким образом стало ясно, что дождь себе "заказывают" именно леса. Действительно, работы предыдущих лет показывают, что сами по себе солевые кристаллы не являются очагами конденсации (над океанами, например, их весьма много, но дожди там каждый час не выпадают). Однако они легко адсорбируют на свою поверхность различные органические молекулы. А это сочетание уже вполне может вызвать образование дождевых капель, столь необходимых жителям сельвы.
Однако почему все-таки соль оказывается в воздухе? Дело в том, что, испаряя влагу через устьица на листьях, растения выделяют и множество ионов - например, калия и хлора: в клетке их всегда много. Грибы тоже помогают изо всех сил: распыляя споры, они выделяют капли жидкости, содержащей углеводы и все те же ионы калия и хлора. Делается это для того, что бы спора, попав на землю, сразу же оказалась в условиях, благоприятствующих прорастанию (сахара, калий и хлор просто необходимы для нормального роста мицелия). Однако коварные потоки восходящего теплого воздуха увлекают весь этот грибной аэрозоль вверх, ему приходиться принимать участие в образовании дождя (что для прорастания тоже полезно).
Читайте также: Бактерии — повелители дождя
Выходит, что тропические леса заботятся о своем постоянном увлажнении. Ведь если сам себя не спасешь от засухи, то этого не сделает никто другой. Вообще-то и людям не мешало бы перенять у них полезный опыт по вызыванию дождей — глядишь, аномально жаркие годы станут достоянием истории. Правда, для того, чтобы вызывать дождь тогда, когда нужно, придется не экономить на солях калия и органических молекулах…
Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"