Веками жуткие синие огни, танцующие над болотами, пугали людей, порождая легенды о привидениях и духах. Теперь ученые наконец нашли источник этого явления. И он не менее удивительный, чем сами мифы.
Эти эфемерные огоньки, известные в фольклоре как блуждающие огни или ignis fatuus («огни дураков»), издавна считались душами умерших или проделками лесных духов. Ученые же давно предположили, что это явление имеет природное происхождение. Согласно основной теории, свечение возникает, когда метан и другие газы, образующиеся при гниении органики в болотах, вступают в реакцию с кислородом. Однако оставался главный вопрос без ответа: что служит тем самым «спичкой», которая зажигает этот газ при обычных температурах? Ведь настоящего пламени там нет.
Микроскопическая искра раскрывает вековую загадку
Новое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences USA, кажется, дает разгадку. Причиной всему является явление, которое назвали «микромолнией» – крошечные, спонтанные электрические искры.
Когда пузырьки метана, концентрация которого в болотном газе может достигать 95%, поднимаются со дна и лопаются на поверхности воды, они разбрызгивают микроскопические капли. Некоторые из этих капель получают положительный электрический заряд, а другие – отрицательный. Когда две противоположно заряженные капли сближаются, между ними проскакивает крошечная искра. Этой энергии оказывается достаточно, чтобы на мгновение воспламенить метан, создавая то самое призрачное голубое свечение.
Команда исследователей из Стэнфордского университета под руководством Ричарда Заре воспроизвела этот процесс в лаборатории. Они пропускали пузырьки метана через стакан с водой и с помощью высокоскоростных камер зафиксировали едва заметные вспышки света в момент, когда пузырьки лопались. Масс-спектрометрия подтвердила, что микромолния действительно запускала химическую реакцию между метаном и кислородом.
Это открытие имеет значение, выходящее далеко за пределы объяснения старинных легенд. Ученые предполагают, что подобный механизм мог сыграть ключевую роль в зарождении жизни на Земле, создавая из простых веществ первые сложные органические молекулы.
Хотя главная тайна блуждающих огней раскрыта, один вопрос все еще остается. Ученые до сих пор не до конца понимают, как именно на поверхности микрокапель формируются столь сильные электрические поля. Ответ на эту загадку будет иметь широкие последствия для физики, химии и биологии.
