Таинственные блуждающие огоньки из фольклора могут объясняться микромолниями

Фото из открытых источников

Говорят, что это жуткое явление связано с танцующими костями, парящими душами умерших детей и призрачными огнями, призванными сбивать с толку путешественников. На протяжении столетий фольклор пытался объяснить блуждающие огни – мимолетные огоньки, изредка появляющиеся над болотами и кладбищами в ночной тьме. Ученые давно подозревали, что эти мерцания возникают из-за горючего газа метана, выделяемого при разложении органики. Но оставалось неясным, как этот газ может загореться. Новые исследования показывают, что причиной этого явления, иногда называемого «фонарем из тыквы», могут быть крошечные вспышки молний, прыгающие между микроскопическими пузырьками.

«Это действительно интересный шаг вперёд», — говорит Джеймс Андерсон, химик из Гарвардского университета. «Он раскрывает механизм, посредством которого могут инициироваться химические реакции». Андерсон утверждает, что способность микропузырьков запускать реакции также может помочь объяснить, как формировались важнейшие биомолекулы до зарождения жизни. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

В последние годы Ричард Зар, химик из Стэнфордского университета, и его коллеги изучали, как мельчайшие пузырьки, размером от нанометров до микрометров, могут генерировать сильные электрические поля, запуская реакции. Когда на границе раздела воды и воздуха образуются пузырьки разных размеров, заряды на их поверхностях разделяются, при этом отрицательные заряды накапливаются на более мелких пузырьках, а более крупные становятся более положительно заряженными. Это создает электрические поля на небольших расстояниях, которые, по сути, вызывают вспышки микромолний, когда заряды пытаются уравновеситься.

Заре задавался вопросом, могут ли эти электрические вспышки объяснить блуждающие огоньки в преданиях. Чтобы выяснить это, команда Заре сконструировала аппарат с подводным соплом, которое выпускало в воду микропузырьки метана и воздуха. Высокоскоростные камеры затем зафиксировали крошечные вспышки света при столкновении пузырьков.

Заре отмечает, что вспышки происходили даже при подаче только воздуха, что позволяет предположить, что микромолнии возникают в результате разделения зарядов, а не самовозгорания метана. Однако при наличии наряду с воздухом пузырьков метана интенсивность свечения увеличивалась, а температура повышалась. Команда также обнаружила ультрафиолетовое свечение, соответствующее флуоресценции формальдегида, который образуется при горении метана.

Грэм Кукс, химик из Университета Пердью, утверждает, что химические реакции, вызываемые микропузырьками, «окажутся гораздо более масштабным и общим явлением». Он говорит, что его команда уже использует вариант подхода Зара для одновременного запуска тысяч отдельных химических реакций в надежде открыть новые пути синтеза соединений. Его и Зара команды также показали, что реакции, вызываемые пузырьками, могут создавать связи между аминокислотами для образования пептидов, а также связи между нуклеиновыми кислотами для образования полинуклеотидов, которые являются важнейшими строительными блоками для жизни.

Заре утверждает, что, поскольку микропузырьки были повсеместно распространены на ранней Земле, они могли стать теми искрами, которые дали начало биомолекулам, необходимым для жизни, — без необходимости в атмосферных молниях, вызванных знаменитыми экспериментами Миллера-Юри по происхождению жизни.

Однако на данный момент этот вывод остается несколько шатким — как и хрупкое пламя блуждающего огонька.