Pols d'estels

La llum artificial nocturna és un agent contaminant com s’ha explicat un gran nombre de vegades en aquest bloc. La llum no natural afecta l’observació del cel en esborrar les estrelles però sobretot és un factor d’estrés per a la salut humana i per a la vida silvestre.

Per als animals nocturns viure en una nit que quasi és dia, o permanentment crepuscular si voleu, els altera completament el seu comportament. Ocells migratoris que desvien la ruta cap a ciutats enllumenades, tortugues marines eixint de l’ou a la platja i caminant cap als passeigs marítims, mamífers que no poden caçar o són caçat per culpa de la llum ambiental, entre milers d’exemples. La part pitjor se l’enduen els insectes. La majoria són nocturns i molts volen per caçar, buscar aliment o a la cerca de parella. Un llum o una filera de llums d’un carril bici els atrau, els crema o són depredats.

Però de les plantes que en sabem? ¿Quin són els efectes d’una llum nocturna artificial sobre la seua fenologia, ciència que estudia la relació entre els factors climàtics i els cicles dels éssers vius? El moment i la durada dels esdeveniments fenològics particulars varia segons els anys depenent de la corresponent situació meteorològica. El cas més conegut és quan broten i cauen les fulles dels arbres.

Si ens hi fixem, durant les nostres caminades per la ciutat, podrem trobar arbres al costat de potents focus de llum. Un dels efectes de la contaminació lumínica sobre els arbres és que, prop dels fanals, a la zona d’il·luminació intensa, les fulles mortes no cauen (excepte si hi ha vent fort). Aquest fenomen és clarament visible en la figura adjunta amb castanyers (castanyer d’Índies comú) en un parc públic de Lille (Parc Jean-Baptiste Lebas), nord de França, el 20 de desembre de 2016. Les conseqüències ecològiques (i per a la salut dels arbres) d’aquest retard encara no estan ben avaluades.

Aquest fenomen s’havia estudiant de manera puntal en algunes ciutats, com ara Milà, però no s’havia fet un treball continuat i a gran escala. La qüestió principal és que en les zones urbanes les fulles dels arbres no cauen en la mateixa època com ho feia abans sinó molt més tard. Aquest fet, però, ¿és causat per la contaminació lumínica o és conseqüència de l’augment de la temperatura pel canvi climàtic? Com distingir els dos efectes?

Un equip de científics de Xina, dels Estats Units i d’Alemanya, liderats per Lvlv Wang de la Universitat de Wuhan, Xina, han estudiat la variació de la cobertura vegetal durant l’any, és a dir l’estació de creixement i eixida de les fulles durant la primavera així com la caiguda de les fulles durant la tardor, en 428 grans ciutats de l’hemisferi nord des de 2014 al 2020. En 378 d’aquestes, el 88,3%, s’han observat avanços significatius en l’eixida de les fulles i grans retards en la seua caiguda. En mitjana els arbres urbans broten uns 12,6 dies abans que els arbres en zones rurals mentre que perden les fulles una mitjana d’11,2 dies després. La recerca ha estat publicada en Nature Cities i mostra clarament com la contaminació lumínica accelera els processos com l’eixida dels brots i retarda la caiguda de les fulles. Entre les ciutats estudiades està Barcelona.

Les dades necessàries s’han recollit des de l’espai. La variació de la verdor de les ciutats s’ha aconseguit des de imatges de satèl·lits especialistes en teledetecció. De la llum solar incident sobre la vegetació la clorofil·la de les plantes n’absorbeixen la llum blava i la roja, que són les més eficaces per a la fotosíntesi, mentre que el verd es reflectit, cosa que els dona aquest color. Els sensors dels satèl·lits capten el color verd però sobretot l’infraroig pròxim (NIR, sigles en anglés). Així que les àrees amb vegetació més densa reflecteixen més llum NIR i ben poca roja.

Amb aquestes dades s’ha vist com en la majoria de les ciutats de l’estudi s’ha observat un gradient creixent des de les àrees rurals, amb estacions de creixement i senectut normals, fins al centre de les ciutats amb avançament dels brots i retard en la senectut de les fulles. És a dir un eixamplament progressiu dels dies de creixement i caiguda de les fulles des del camp al centre de les ciutats.

La contaminació lumínica és un fenomen bàsicament urbà i es pot mesurar des de terra amb sensors com els SQM o el TESS que estan distribuïts en xarxes regionals o mundials  o bé des de satèl·lits per observar l’enllumenat a nivell global. Per a l’estudi han utilitzat les dades dels sensors VIIRS DNB (day-night band (DNB)), a bord del satèl·lit Suomi-NPP de la NASA, que detecten llum pancromàtica emesa per les ciutats en el rang 500-900 nm (del blau a l’infraroig), que és altament correlacionada amb la intensitat de la llum a la que estan exposades les plantes de les ciutats. Tanmateix els LEDs, instal·lats a tot arreu, tenen un pic important en la zona del blau i, aquest sensors no són capaços de detectar-los de manera correcta. Tanmateix els investigadors descarten que aquest fet afecte els resultats.

Un punt important del treball ha estat destriar l’efecte de la temperatura de les ciutats que creix per l’efecte d’illa de calor a causa del canvi climàtic de l’efecte causat per la contaminació lumínica. S’han realitzat delicats treballs estadístics, utilitzant anàlisi de correlació parcial per separar els dos efectes. I s’ha vist que mentre que la temperatura creix de manera quadràtica (suau) de les zones rurals fins al centre de les ciutats, la contaminació lumínica creix de forma exponencial (forta), sobretot entre les zones suburbanes i les urbanes.

Com es veu en l’exemple per a Europa Occidental, on podem veure que Barcelona ha entrat a l’estudi, la temperatura i la llum artificial nocturna creixen des de les zones rurals (paràmetre β = 0) fins al centre de les ciutats (β=1). Tanmateix ho fan a un ritme diferent. La temperatura creix a un ritme lent, fins i tot és pràcticament constant en l’entorn urbà (creixement quadràtic) mentre que la llum nocturna no natural creix de manera molt més ràpida des del camp a la ciutat, rapidíssima en el centre urbà (creixement exponencial).

Ara que l’article demostra que la influència de la contaminació lumínica sobre les plantes urbanes és universal (almenys en l’hemisferi nord), que passa a tot arreu, caldria preguntar-se quins efectes negatius pot tindre?

De positius en té un, sembla. Les fulles dels arbres estan més temps sobre els arbres i, per tant, capturaran durant un període més gran CO₂, ajudant a mitigar el canvi climàtic.

Els efectes negatius són molt més importants.

• Si els brots s’avancen i la caiguda de fulles es retarda, els arbres estaran més exposats a gelades tardanes a la primavera o primerenques a la tardor.
• La temporada d’al·lèrgies s’allarga.
• La pol·linització queda afectada. Els insectes i la floració es descompassen. Les flors ixen però els insectes encara no han nascut.
• Si el període de caiguda de les fulles es més llarg, els serveis de neteja estan més temps recollint fullaraca.

Aquest és un article molt important que ens recorda que les accions descontrolades dels humans sobre el medi ambient sempre tenen conseqüències.

Més informació:

Las luces de la ciudad están adelantando la primavera y retrasando el otoño, Miguel Ángel Criado, El País, 16 juny 2025.

Article original:

L’evolució de les plantes sobre la Terra les ha proveït d’un sistema per aconseguir energia del Sol: la fotosíntesi. Amb aquest procés, l’energia del sol fixa el carboni del CO₂ atmosfèric i s’emet oxigen com a subproducte.Si aquest sistema d’aconseguir aliment és tan útil, podem pensar que l’evolució biològica de planetes al voltant d’altres estels haurà seguit un procés similar.

La temperatura d’un estel determina la radiació que reben els seus planetes. En el nostre sol, amb una temperatura superficial d’uns 6000 graus, d’acord amb la llei de Planck i la llei de desplaçament de Wien, el màxim d’emissió es troba al voltant de 5000 Å. Per això veiem el sol de color groc.  Les plantes aprofiten aquesta radiació per a la funció clorofílica, aborbeixen radiació llevat del color verd. Encara que la reacció té només una eficiència fotosintètica del 3 al 6% és suficient per a mantindre les plantes verdes sobre la terra.

Que passa, però, en les possibles bioesferes de planetes al voltant d’altres estrelles? La majoria són estels menuts i freds anomenats nans rojos. La seua temperatura superficial és d’uns 3000 graus. Que passarà aleshores? Les plantes han d’aprofitar millor la poca radiació rebuda i amb molt poca energia. Per això els arbres poden ser d’altres colors i fins i tot negres per no deixar escapar cap bri d’energia rebuda.

A més a més si tenim un planeta que gira al voltant d’un sistema estel·lar amb dos sols, de temperatures distintes, pot produir-se un fenomen ben curiós. Cada planta pot especialitzar-se en un sol concret i presentar un ventall de colors més variat que a la nostre Terra, sobretot si un dels sols il·lumina certes zones del planeta durant més temps. O, com ja he dit abans, els arbres poden ser negres o grisos per aprofitar tota la energia que els arriba.

Aquestes son les conclusions a les quals ha arribat Jack O’Malley-James de la Universitat de St. Andrews, Escòcia, que treballa en la seua tesi doctoral, analitzat aquest tema,

“Les nostres simulacions suggereixen que planetes en sistemes estel·lars múltiples poden hostatjar formes exòtiques de plantes familiars a la Terra. Plantes amb sols nans rojos dèbils, per exemple, poden aparèixer negres als nostres ulls, absorbint tot el rang de la llum visible per a usar  tanta llum com siga possible. També podrien ser capaços d’usar radiació infraroja o ultraviolada per fer funcionar la fotosíntesi. Per a planetes que orbiten dues estrelles com el nostre sol, la radiació perjudicial d’erupcions estel·lars intenses pot portar les plantes a desenvolupar les seua pròpies proteccions de bloqueig dels ultraviolats o microorganismes fotosintetitzadors que es poden moure en resposta a una erupció solar sobtada“, ha dit O’Malley-James.

Foto: de la web Serenity Pink Black Trees Picture.