На протяжении веков жуткие истории о блуждающих огоньках на болотах и кладбищах беспокоили людей, способствуя распространению слухов и представлений о том, что они якобы сбивают путешественников с пути и представляют собой нечто сверхъестественное.
Однако американские химики из Стэнфордского университета считают, что нашли значительно более простое научное объяснение этому явлению. Они утверждают, что блуждающие огоньки на самом деле представляют собой пузырьки с мерцающими крошечными молниями . Исследование было проведено под руководством Юй Ся из Университета Цзянхань и Ричарда Зара из Стэнфорда.
Результаты исследования указывают на то, что крошечные электрические заряды (микромолнии) способны зажечь метан в обычных условиях. В легендах блуждающие огоньки часто связывают с болотами, что вполне логично, ведь именно там активно образуется метан. Болота бедны кислородом, поэтому анаэробные микроорганизмы разлагают органику на метан. Кислотная среда замедляет разложение, позволяя накапливаться торфу и удерживать газ. Этот газ на болотах легко воспламеняется, однако его трудно зажечь при низких температурах. Еще в 1776 году Алессандро Вольта предсказал, что молния может быть искрой . Исследователи ныне считают, что он был прав, но в гораздо более скромном и тонком смысле.
«Это не молния, сияющая с неба, а на самом деле искра, исходящая от капель. С помощью воды я могу высечь искру и поджечь что-то. Это что-то новое», — отмечает Ричард Зар.
Для проверки этого исследователи построили резервуар с напечатанным на 3D-принтере соплом, через которое впрыскивали в воду микропузырьки метана и воздуха. Пока пузырьки поднимались и сталкивались друг с другом, высокоскоростные камеры фиксировали между ними слабые вспышки света — микромолнии . Фотодиод подтвердил, что вспышки происходили даже при использовании исключительно кислорода. Это позволяет предположить, что искры возникают из-за разницы зарядов на границе раздела газ-жидкость, а не из-за самого метана.
Однако при добавлении метана кое-что изменилось. Вспышки стали ярче, вода нагрелась, спектры излучения показали явные признаки возбужденного формальдегида и гидроксильных радикалов — соединений, которые возникают при окислении метана. Изменился даже воздух над резервуаром. Масс-спектрометрия показала снижение содержания метана и кислорода и рост содержания углекислого газа, что соответствует реакциям горения при комнатной температуре.
На протяжении веков люди пытались понять значение подобных блуждающих огоньков. Например, в Шотландии их называли «спунки», в Японии — «хитодама», что означало — души умерших. В некоторых частях американского Юга их считали танцующими костями или духами потерянных детей. Путешественники их боялись, поэты романтизировали, а ученые ломали над ними голову. Ранее теории связывали возникновение свечения с фосфином, метаном или статическим разрядом, но ни одна из них не могла полностью объяснить слабое, мерцающее пламя во влажном воздухе.
Исследователи осторожно отмечают, что не все блуждающие огни, когда-либо наблюдавшиеся, были вызваны микромолниями. Эти вспышки слабые, редкие и происходят на масштабах меньше толщины человеческого волоса.
Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS
Источник: ZME Science