Микромолнии могут дать долгожданное объяснение блуждающим огням

На протяжении веков люди описывали странные синие шары света, парящие на болотах, в заболоченных местах и даже на кладбищах. Большинство учёных сходятся во мнении, что эти явления, называемые «блуждающими огнями» или ignis fatuus, как-то связаны с метаном, выделяющимся при разложении органики в грунте. Однако механизм его воспламенения оставался загадкой, поскольку не было известно естественных процессов, способных поджечь метан при комнатной температуре.

Группа учёных под руководством Ричарда Зара из Стэнфордского университета предположила, что причиной может быть ранее изученное ими явление: свечение, возникающее при сближении противоположно заряженных микрокапель воды, которое приводит к электрическому разряду, достаточно энергичному для возбуждения или ионизации молекул газа. Чтобы проверить, может ли этот процесс воспламенить метан, исследователи с помощью погружённой форсунки создавали микропузырьки метана с воздухом в воде и регистрировали вспышки между ними с помощью высокоскоростной съёмки, фотодиодов и фотонных счётчиков.

Эксперимент действительно привёл к спонтанным электрическим разрядам — «микромолниям» — между микропузырьками, содержащими метан. Эти разряды генерировали кратковременные вспышки, инициировали окисление метана и производили как свет, так и тепло при комнатной температуре. Хотя это не является прямым доказательством того, что именно так возникают природные блуждающие огни, работа предлагает правдоподобный и проверяемый механизм, который может оказаться лучшим из существующих объяснений.

«Наши результаты предлагают научную основу для ignis fatuus и раскрывают общий механизм, с помощью которого заряженные границы раздела могут запускать окислительно-восстановительные реакции в природных средах без необходимости внешних источников воспламенения», — говорят авторы исследования. Работа не только проливает свет на фольклорную загадку, но и помогает лучше понять, как естественные электрические явления могут управлять химическими реакциями в природе.