“蝴蝶效應”——當生物學遇見物理學：蟲群真的能改變天氣

蝴蝶效應——當蝴蝶拍動翅膀，可能會在地球的另一端引起颶風。比起圖靈說的“移動某個電子，會讓某人一年後死於雪崩”，蝴蝶效應是混沌理論一個更詩意的版本。

毫無疑問，蝴蝶的翅膀會在大氣中產生微小的變化，那麼最終真的可能改變龍捲風的路徑或延遲、加速甚至阻止龍捲風在另一個地方的發生么？

最新的研究表明，昆蟲蟲群，比如蜜蜂，每米可以使空氣帶電高達 1000 伏特，甚至超過雷暴——確確實實地在改變天氣，當地的天氣。

一切都從摩擦開始

當兩個表面上的微小凸起和凹坑相互摩擦時，就會產生靜電。這導致帶負電的電子從一個表面跳到另一個表面，使一個表面帶正電，而另一個表面帶負電——由此會產生電壓差或電位梯度。

這種電壓差，會產生電能——從我們脫下毛衣後觸摸門把手時發生的事，到雲層內微小的冰塊互相摩擦產生劃破天際的閃電。

昆蟲那微小身體可以在飛行時帶上正電荷——要麼來自空氣分子與它們快速跳動的翅膀的摩擦（蜜蜂每秒可以拍打翅膀超過 230 次），要麼來自降落在帶電錶面上。

這些微小電荷的影響，一直被人們所忽略。

昨日（ 2022.10.24 ）發表在《iScience》雜誌上的一項新研究表明，昆蟲產生的電量是驚人的：研究人員通過測量歐洲蜜蜂 ( apis mellifera ) 蜂巢周圍的電場發現，蜜蜂可以產生與雷暴一樣多的大氣電能。

當生物學遇見物理學，靜電場和動物之間關係被緊密地連在了一起。

在不同的空間尺度上存在許多意想不到的聯繫，從土壤中的微生物，植物與傳粉者的相互作用，現在是昆蟲群和全球電場。

蟲群的電

昆蟲世界的靜電效應是再平常不過的事。

蝴蝶、蜜蜂通過靜電效應將花粉吸引到身上，而另一方面蜘蛛（不是昆蟲）會織出帶負電荷的網，吸引並誘捕獵物那帶正電荷的身體。

為了監測蟲群電場的強度，研究人員在幾個蜜蜂棲息地附近放置了一個電場監視器和一個攝像頭。在出巢等不同蜂群事件中，蜂箱上方的電位梯度極大地增加，最高達每米 1000 伏特。

這使得大型蜜蜂群的電荷密度大約是帶電沙塵暴的六倍，是風暴雲的八倍。

科學家們還發現，更密集的蟲群意味着更大的電場——各種昆蟲群聚，包括膜翅目（例如，黃蜂和飛蟻）、等翅目（例如，白蟻）、直翅目（例如，蝗蟲）、鱗翅目（例如，遷徙的蝴蝶和飛蛾）、雙翅目（例如，蚊子、蠓和蠅)，以及蜉蝣目和鞘翅目。

當蝗蟲們成群結隊地聚集到聖經里的末日規模時，能創造出超過1000 平方公里大小的“蟲雲”，它們對大氣電場的影響是驚人的，產生的電荷密度與雷暴產生的電荷密度不相上下。

寫在最後

雖然產生電能，但蟲群本身不會產生風暴——電位梯度不符合產生閃電的條件。

但是，蝴蝶效應是毫無疑問的——蟲群一定會對天氣產生其他影響，比如，大氣中的電場可以電離塵埃和污染物的顆粒，以不可預知的方式改變它們的運動。

從生物學到物理學，再到氣象學，跨學科是一件很有趣的事情，也是一種對我們普通人很有價值的思考方式——從更廣泛的角度考慮問題，很多事情豁然開朗。

作者感謝你的關注(- _-)