Tháng 6/2024, nhóm nghiên cứu từ Đại học Penn State đã lái một chiếc Toyota Sienna 2013 được gắn thiết bị quan trắc khí tượng đặc biệt trên nóc, rong ruổi dọc bờ Đông nước Mỹ để săn tìm bằng chứng về hiện tượng chưa từng được quan sát ngoài phòng thí nghiệm. Họ tìm kiếm “corona discharge” – những xung điện nhỏ hình thành ở đầu lá, khiến ngọn cây phát ra ánh sáng mờ trong tia cực tím (UV). Suốt hơn 70 năm, giới khoa học nghi ngờ hiện tượng này tồn tại trong tự nhiên, nhưng chưa ai trực tiếp chứng minh.

Sau nhiều tuần thất bại ở Florida, nhóm nghiên cứu bất ngờ gặp cơn bão lớn khi trở về Pennsylvania. Tại khuôn viên Đại học North Carolina ở Pembroke, họ hướng thiết bị về phía một cây sweetgum cách đó khoảng 30 mét. Trong gần hai giờ mưa giông kèm sấm sét, nhóm đã ghi nhận hàng trăm sự kiện corona phát ra từ ngọn cây này, và sau đó là từ cây thông loblolly gần đó. Đây là bằng chứng đầu tiên xác nhận corona discharge xảy ra trong tự nhiên, được công bố trên tạp chí Geophysical Research Letters.

Patrick McFarland, tác giả chính, chia sẻ: “Hơn nửa thế kỷ qua, chúng ta chỉ giả thuyết, giờ thì đã có bằng chứng thực sự.”

Trong cơn giông, mây tích điện âm hút điện tích dương từ mặt đất. Dòng điện này đi lên qua thân cây, tập trung ở đầu lá – nơi điện trường mạnh đến mức tạo ra ánh sáng mờ trong phổ nhìn thấy và UV. Tia UV này phá vỡ hơi nước, sinh ra hydroxyl (OH) – chất oxy hóa chính trong khí quyển, có khả năng “làm sạch” không khí bằng cách phản ứng với khí thải từ cây và các chất ô nhiễm do con người tạo ra, kể cả methane – một loại khí nhà kính.

Để ghi nhận hiện tượng, nhóm phát triển Corona Observing Telescope System gồm kính thiên văn Newtonian kết nối camera nhạy UV, tích hợp định vị, đo điện trường khí quyển và bộ lọc loại bỏ tia UV từ mặt trời. Nhờ đó, chỉ có corona, sét hoặc lửa mới tạo ra tín hiệu UV có thể phát hiện.

Trong cơn bão ở North Carolina, nhóm đã ghi nhận 859 sự kiện corona trên cây sweetgum và 93 sự kiện trên cây thông loblolly, với thời gian kéo dài từ vài phần giây đến vài giây.

Dù đã chứng minh corona discharge tồn tại trong tự nhiên, nhiều điều vẫn chưa rõ: Liệu hiện tượng này gây hại cho cây hay mang lại lợi ích? Cây có cơ chế thích nghi để chịu đựng quá trình này không? Và các phản ứng hóa học sinh ra có giúp cải thiện sức khỏe rừng?

Nhóm nghiên cứu đang hợp tác với các nhà sinh thái học và sinh học cây để tìm lời giải, mở rộng hiểu biết về cách rừng tương tác với khí quyển và ảnh hưởng đến môi trường toàn cầu.