“蝴蝶效应”——当生物学遇见物理学：虫群真的能改变天气

蝴蝶效应——当蝴蝶拍动翅膀，可能会在地球的另一端引起飓风。比起图灵说的“移动某个电子，会让某人一年后死于雪崩”，蝴蝶效应是混沌理论一个更诗意的版本。

毫无疑问，蝴蝶的翅膀会在大气中产生微小的变化，那么最终真的可能改变龙卷风的路径或延迟、加速甚至阻止龙卷风在另一个地方的发生么？

最新的研究表明，昆虫虫群，比如蜜蜂，每米可以使空气带电高达 1000 伏特，甚至超过雷暴——确确实实地在改变天气，当地的天气。

一切都从摩擦开始

当两个表面上的微小凸起和凹坑相互摩擦时，就会产生静电。这导致带负电的电子从一个表面跳到另一个表面，使一个表面带正电，而另一个表面带负电——由此会产生电压差或电位梯度。

这种电压差，会产生电能——从我们脱下毛衣后触摸门把手时发生的事，到云层内微小的冰块互相摩擦产生划破天际的闪电。

昆虫那微小身体可以在飞行时带上正电荷——要么来自空气分子与它们快速跳动的翅膀的摩擦（蜜蜂每秒可以拍打翅膀超过 230 次），要么来自降落在带电表面上。

这些微小电荷的影响，一直被人们所忽略。

昨日（ 2022.10.24 ）发表在《iScience》杂志上的一项新研究表明，昆虫产生的电量是惊人的：研究人员通过测量欧洲蜜蜂 ( apis mellifera ) 蜂巢周围的电场发现，蜜蜂可以产生与雷暴一样多的大气电能。

当生物学遇见物理学，静电场和动物之间关系被紧密地连在了一起。

在不同的空间尺度上存在许多意想不到的联系，从土壤中的微生物，植物与传粉者的相互作用，现在是昆虫群和全球电场。

虫群的电

昆虫世界的静电效应是再平常不过的事。

蝴蝶、蜜蜂通过静电效应将花粉吸引到身上，而另一方面蜘蛛（不是昆虫）会织出带负电荷的网，吸引并诱捕猎物那带正电荷的身体。

为了监测虫群电场的强度，研究人员在几个蜜蜂栖息地附近放置了一个电场监视器和一个摄像头。在出巢等不同蜂群事件中，蜂箱上方的电位梯度极大地增加，最高达每米 1000 伏特。

这使得大型蜜蜂群的电荷密度大约是带电沙尘暴的六倍，是风暴云的八倍。

科学家们还发现，更密集的虫群意味着更大的电场——各种昆虫群聚，包括膜翅目（例如，黄蜂和飞蚁）、等翅目（例如，白蚁）、直翅目（例如，蝗虫）、鳞翅目（例如，迁徙的蝴蝶和飞蛾）、双翅目（例如，蚊子、蠓和蝇)，以及蜉蝣目和鞘翅目。

当蝗虫们成群结队地聚集到圣经里的末日规模时，能创造出超过1000 平方公里大小的“虫云”，它们对大气电场的影响是惊人的，产生的电荷密度与雷暴产生的电荷密度不相上下。

写在最后

虽然产生电能，但虫群本身不会产生风暴——电位梯度不符合产生闪电的条件。

但是，蝴蝶效应是毫无疑问的——虫群一定会对天气产生其他影响，比如，大气中的电场可以电离尘埃和污染物的颗粒，以不可预知的方式改变它们的运动。

从生物学到物理学，再到气象学，跨学科是一件很有趣的事情，也是一种对我们普通人很有价值的思考方式——从更广泛的角度考虑问题，很多事情豁然开朗。

作者感谢你的关注(- _-)