Les essaims d’insectes peuvent électriser l’air autant qu’un orage

Il y a un demi-siècle, le mathématicien américain Edward Lorentz s’est demandé si un papillon battant des ailes au Brésil pouvait, par un effet domino chaotique, déclencher une tornade au Texas.

S’il avait plutôt demandé si un nombre suffisant de criquets battant des ailes pouvait charger l’air de la puissance d’un orage, la question aurait pu devenir tout aussi célèbre. Il ne l’a pas fait, mais nous avons maintenant une réponse.

Une nouvelle étude sur l’influence des insectes volants sur les champs électriques atmosphériques a révélé que le battement d’une multitude de petites ailes peut électriser l’air de la même manière que les nuages de vapeur d’eau tourbillonnants peuvent charger l’air à l’intérieur d’un orage.

Si cela ne signifie pas qu’il faille s’inquiéter des invasions bibliques de sauterelles lançant des éclairs, cela pourrait prouver qu’il est nécessaire de prendre en compte les phénomènes biologiques lors de la modélisation de modèles localisés dans le champ électrique atmosphérique.

Si vous vous approchez des atomes qui composent la poussière, l’humidité et les parties du corps des insectes qui se déplacent dans l’air au-dessus de vous, vous constaterez que les électrons sont bousculés comme de la petite monnaie dans la poche d’un coureur.

Si elles sont suffisamment bousculées, ces particules chargées négativement peuvent sortir de leurs poches chargées positivement, créant ainsi une différence appelée gradient de potentiel.

Dans une tempête, les petites particules de glace qui s’élèvent sur des colonnes d’air peuvent se frotter à des fragments plus gros qui dégringolent vers le sol, générant un tapis roulant de charges qui exagère les gradients de potentiel entre le sommet et la base des nuages et le sol en dessous.

Si l’accumulation de charges est pratiquement invisible, les effets ne le sont pas. Lorsque le gradient atteint un point de basculement, des canaux ionisés se forment et l’équilibre est effectivement rétabli dans un élan que nous voyons sous forme d’éclairs.

Même en l’absence d’éclairs, des zones de charges contrastées peuvent exercer une influence sur les mouvements des ions, notamment de divers polluants et particules de poussière.

Divers facteurs peuvent déterminer l’ampleur et la position des gradients de potentiel, des mouvements des nuages aux précipitations, en passant par les averses de rayons cosmiques, mais jusqu’à présent, personne n’avait vraiment pris en compte l’impact des phénomènes biologiques.

“Nous avons toujours regardé comment la physique influençait la biologie, mais à un moment donné, nous avons réalisé que la biologie pouvait également influencer la physique”, explique le premier auteur de l’étude, Ellard Hunting, biologiste à l’Université de Bristol au Royaume-Uni.

“Nous nous intéressons à la façon dont les différents organismes utilisent les champs électriques statiques qui sont pratiquement partout dans l’environnement.”

Il est devenu clair ces dernières années que les insectes et autres invertébrés peuvent porter des charges qui se donnent un minuscule potentiel contre l’atmosphère environnante. Les bébés araignées pourraient même utiliser cette astuce pour se lancer dans le ciel.

Mais la façon dont ce minuscule potentiel s’agrège en essaim n’a jamais été mesurée. Hunting et son équipe se sont donc aventurés dans une station de terrain de l’école des sciences vétérinaires de l’université de Bristol pour attendre l’essaimage d’une de leurs nombreuses colonies d’abeilles.

À l’aide d’un moniteur de champ électrique et d’une caméra pour surveiller la densité des abeilles, les chercheurs ont suivi le gradient de potentiel local d’un essaim en transit. Pendant trois minutes, les insectes sont passés en trombe, augmentant le gradient de potentiel au-dessus de la tête jusqu’à 100 volts par mètre.

Une analyse ultérieure a confirmé que la tension était liée à la concentration de l’essaim, ce qui a permis aux chercheurs de prédire avec une confiance raisonnable comment un nombre donné d’abeilles bourdonnant dans une zone d’air particulière pourrait affecter la charge de l’atmosphère.

Sachant que leurs estimations étaient valables pour les abeilles, l’équipe a appliqué le même raisonnement à d’autres insectes qui forment des essaims.

En prenant les charges individuelles des criquets et en les transposant à l’échelle d’un fléau, les chercheurs ont calculé qu’un essaim important de criquets pouvait potentiellement générer des densités de charge semblables à celles que l’on trouve dans les orages électriques.

“L’interdisciplinarité est précieuse ici – la charge électrique peut donner l’impression de ne vivre que dans le domaine de la physique, mais il est important de savoir à quel point l’ensemble du monde naturel est conscient de l’électricité dans l’atmosphère”, explique Giles Harrison, physicien de l’atmosphère à l’université de Reading.

À l’autre bout de l’échelle, cet agent du chaos qui risque de provoquer des tornades – le papillon – devrait travailler ensemble en grand nombre pour avoir un quelconque espoir de modifier le voltage de l’atmosphère de manière significative.

C’est sans doute mieux ainsi.

Cette recherche a été publiée dans iScience.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche