Milyen színű a zöld autó?

A kutatásban az Eötvös Loránd Tudományegyetem, a Pécsi és a Debreceni Tudományegyetem fizikusai és biológusai dr. Horváth Gábor, dr. Kriska György, dr. Csabai Zoltán, Boda Pál és Malik Péter vettek részt. Korábban már sokan megfigyelték azt a különös jelenséget, hogy egyes lárvaállapotukat a vízben töltő rovarok ellenállhatatlanul vonzódnak bizonyos gépkocsikhoz és a nőstényeik gyakran a petéiket is ezek felszínére rakják. A lerakott peték és gyakran maguk az odavonzott rovarok is rövid idő alatt kiszáradnak és elpusztulnak a gépkocsik felmelegedett karosszériáján, ami különösen a természetvédelmi oltalom alatt álló vizes élőhelyek közelében okozhat súlyos természetkárosítást. A gépkocsik mágikus vonzóhatásának hátterében a rovarok fénypolarizáció érzékelésen alapuló vízkeresése áll.

Természetes fényforrások polarizációja
A természetben előforduló nem elsődleges fényforrások általában polarizált fényt bocsátanak ki. A Napnak, mint a leglényegesebb elsődleges természetes fényforrásnak, polarizálatlan a fénye. Az állatok szempontjából a legfontosabb másodlagos illetve harmadlagos fényforrások a tiszta és felhős égbolt, a folyadékok (tavak, pocsolyák) felszíne és a növények felülete. A folyadékfelszínek detektálása létfontosságú a víz közelében élő rovarok számára. A folyadékok felszínét elérő fény a természetben alapvetően két forrásból származik: egyrészt közvetlenül a Napból, polarizálatlan nagy intenzitású fényként, másrészt a levegőben szétszóródott Napfény az égboltra jellemző polarizációs sajátságaival. A felszínt elérve a fény két irányban folytatja útját: egy része visszaverődik a levegőbe, a másik része a felszínen megtörve bejut a folyadékba, és az aljzat vagy a folyadékfelszín között egyszer vagy többször visszaverődve, közben a folyadékban szóródva előbb-utóbb visszajut a levegőbe.

Fénypolarizáció
A gépkocsik mágikus vonzóhatásának hátterében a rovarok fénypolarizáció érzékelésen alapuló vízkeresése áll. A fény a terjedésre merőleges irányú elektromos és mágneses vektorok rezgése. Az ilyen (transzverzális) hullámokat négy tulajdonsággal jellemezhetjük: (I) I intenzitás, (II) l hullámhossz, (III) a polarizációs irány és (IV) p polarizációfok. A fény intenzitását a szem fényerősségként, a hullámhosszát színként érzékeli. A polarizációs irány az elektromos térerősség vektorok (E-vektorok) átlagos irányát, a polarizációfok pedig az átlagtól való eltérésük mértékét jellemzi. Az emberi szem csak a fény intenzitását (erősségét) és a hullámhosszát (színét) képes érzékelni, de az állatok gyakran képesek a fénypolarizáció érzékelésére is, ami a térbeli tájékozódását és a vízkeresését segíti ezeknek az élőlényeknek.

A megfigyelő által érzékelt polarizációs mintázatot ezért a felszínről visszavert és a folyadékba bejutott, majd onnan visszaszóródott fény polarizációs mintázatai együttesen alakítják ki. A folyadék felszíne alól visszaszóródott fény polarizációs iránya függőleges, polarizációfoka függ a bejövő fény tulajdonságaitól, a beesés szögétől, a folyadék optikai tulajdonságaitól, illetve a folyadék alatt elhelyezkedő talajtól. Például a piros és fekete gépkocsik karosszériája, kőolaj vagy mély folyadékréteg esetén a felszín alól visszaszóródott fény intenzitása gyakorlatilag zérus, mivel a folyadékba bejutó fény nagy része elnyelődik, mielőtt visszaszóródhatna a felszínre, ezért ott a visszaverődött fény fog dominálni vízszintes polarizációs irányt hozva létre. A folyadék sötétségén és mélységén kívül polarizációs szempontból fontos tulajdonság az optikai törésmutató. Nagyobb törésmutatójú közeg a beeső fény nagyobb hányadát veri vissza és a visszavert fény polarizációfoka is nagyobb lesz. Emiatt a fekete kőolajfelszín nemcsak a folyadék sötét színe, hanem a víznél nagyobb törésmutatója miatt is polárosabb fényt ver vissza, mint a víz.

Megtévesztő színek
A sötét színű, különösen a fekete és piros gépkocsik fényes felületéről erősen és vízszintesen poláros fény verődik vissza, amely a vizet kereső polarotaktikus rovarok számára vizet jelez. Ez az oka annak, hogy a repülő rovarok rászállnak a gépkocsik karosszériájára és gyakran a petéiket is a víz helyett erre a felületre rakják le. A fejlődésükben a vízhez kötődő rovarok elsősorban a vizes élőhelyek közelében repülnek nagy számban, ezért a piros és fekete gépkocsik ezeken a területeken jelenthetik a legnagyobb veszélyt rájuk.

Világszerte elterjedt az a szokás, hogy a védett vizes élőhelyekre a látogatók nem léphetnek be gépkocsival, ezért ezen élőhelyek közvetlen szomszédságában többnyire nagy parkolókat alakítanak ki. Az itt parkoló különböző színű és polarizációs sajátságú gépkocsik igen közel állnak egymáshoz, ezért sötét színű autók egymás melletti parkolásakor a vízirovarokat vonzó polarizációs jel felerősödhet, amelynek eredményeként nagy kiterjedésű vizuális alapon működő ökológiai csapdák alakulhatnak ki.

Annak igen kicsi a valószínűsége, hogy e felismerés nyomán korlátozni fogják a gépkocsik behajtását a vizes élőhelyek közelében, de az előfordulhat, hogy a környezettudatos gépkocsivásárlók új autójuk színének kiválasztásakor inkább a világos színű, a vízirovarokra veszélytelen gépkocsikat fogják előnyben részesíteni.

Rigóczki Csaba
Fotó és grafika: dr. Kriska György